基于机械乳化法的高压均质机原理分析与故障诊断
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（2）高压均质机耗能较大。 以最高流量1 800 L/h、最高压 力150 MPa（1 500 bar）的三柱塞二级均质机为例，主电机功率 110 kW左右。 同时，为冷却柱塞，还需要提供冷却水并保持一 定流量，水电的消耗量比较突出。
（3）高压均质机维护工作量较大，费用较高。 高压均质机 由于其工作压力相对较高，密封圈、均质阀芯、阀座、柱塞等磨 损较为常见。 视生产情况，除日常维护外，从运行1 500 h以后， 需要定期更换齿轮减速箱润滑油，检查皮带张力、水油气过滤 器等。
（1）进出料单向阀漏液。 三柱塞高压均质机包含6个单向 阀，其中3个为进料阀，3个为出料阀。 图2为某进口高压均质机 单向阀结构图。 漏液通常是O形圈、防挤压环磨损所导致。
（2）均质阀漏液。 均质阀内部结构复杂，包含均质头、均质 环、均质环腔、均质座、O形圈、导向套等。 针对均质阀漏液、均 质总压不足、达不到均质压力、均质阀噪声等现象，除了检查O
高压均质机的核心在均质阀，简单来说，均质机等于高压 泵加上均质阀。 前面所说的动力源和出料阀，相当于给物料形 成高压。 如图1所示，力F1和F2使阀芯和阀座紧紧地贴合，当物 料形成高压后，先通过右边的一级均质阀，推动阀芯，使得阀 芯和阀座之间产生缝隙，并产生压力P1和P2与F1和F2平衡。 一般 地，总压力在60 MPa（600 bar）以下，二级压力（P2）为总压力 （P1）的20%；总压力在150 MPa（1 500 bar）以下，二级压力（P2） 为总压力（P1）的10%。 物料在通过一级均质阀后，压力从P1骤 降至P2，在均质阀腔内形成空穴现象，同时物料通过阀芯和阀 座时的剪切作用以及其他高速撞击现象，实现了物料的细化。
. A1ll高R压i均g质ht机s的ห้องสมุดไป่ตู้原e理se与r结ve构d.
所谓均质（Homogenizing），就是将液态物料中的固态物质 打碎，使固态颗粒实现超细化，并形成均匀的悬浮乳化液的工 艺过程[2]。 在高压条件下，流体流经均质阀微小的流道时所产 生强烈的湍流和剪切效应会将流体中颗粒或滴液分解成微小 的粒子。 市面上以意大利GEA Niro生产的具有三柱塞二级均 质阀的高压均质机为主流产品。 柱塞泵先通过大功率电机驱 动，再由曲轴和连杆带动柱塞泵进行往复运动。 柱塞前端的工 作腔上下各有单向阀一个，上端为出料阀，下端为进料阀。 当 柱塞移动时泵腔内低压，出料阀关闭，进料阀打开，物料吸入； 当柱塞反方向移动时泵腔内高压，进料阀关闭，出料阀打开， 物料排出。
60
Shebei Guanli yu Gaizao◆设备管理与改造
滑油、水油气过滤器、柱塞等。
4 结语
高压均质机作为一种新型的乳化设备，它的细化作用在 各种乳化设备中效果最为明显。 我们应当对基于机械乳化法 的高压均质机原理和结构有更深的认识，这有利于我们对其 进行正确的故障诊断及维护，提高设备的生产效率。 均质机的 作用主要有：提高产品的均匀度和稳定性，增加保质期，减少 反应时间从而节省大量催化剂或添加剂，改变产品的稠度，改 善产品的口味和色泽等等[3]，应用在制药行业上，还能提高药 品生产的质量，使病人更容易对药物进行吸收，降低患者使用 的风险。 相信随着乳化工艺的深化发展，高压均质机也将有更 深层次的技术发展。
设备管理与改造◆Shebei Guanli yu Gaizao
基于机械乳化法的高压均质机原理分析与故障诊断
温秋明 （广州白云山明兴制药有限公司，广东 广州 510250）
摘 要：高压均质机作为一种现代新型乳化设备，已广泛应用于食品、医药、轻化、微生物等诸多行业，并得到了迅速发展。 现从现代 乳化工艺出发，介绍高压均质机原理、结构以及特点，并对均质机的常见故障诊断与维护进行分析。
2 高压均质机的特点
高压均质机与胶体磨、高剪切均质机、超声波均质机的 对比：
（1）高压均质机颗粒微细化能力强。 前面介绍了均质阀的
图1 一二级均质阀的结构
阀芯和阀座在初始力作用下是紧紧贴合的，只有形成高压时 它们之间才形成物料通过的缝隙；胶体磨和高剪切均质机都 依靠定转子高速旋转来实现颗粒微细化，相对均质阀而言必 然有较大的间隙；超声波均质机是利用声波和超声波在遇到 物 体 时 会 迅 速 地 交 替 压 缩 和 膨 胀 的 原 理 [2]， 它 的 细 化 作 用 也 没有高压均质机好。
3 高压均质机故障诊断与维护
影响均质效果的因素包括产品本身、均质压力、均质阀磨 损程度、均质温度、产品含气量。 在生产中，我们应当尽可能保 证物料的质量。 但高压均质机因工作时处于高压状态，部件容 易损坏，因此检查它们是否被正确安装、紧固或者是否磨损且 需更换十分有必要。 另外，一些特殊条件下的操作，如高温SIP 灭菌、频繁冲洗及不正常的操作程序等，都会影响机器及其各 部件的使用寿命。 下面列举高压均质机部分故障，分析其可能 的原因以及排除方法，以使机器恢复正常运行。
图2 单向阀结构图
形圈外，有可能是均质头和均质座等损坏所致。 （3）物料流速减慢。 检查主电机皮带是否打滑、主电机转
速是否降低、柱塞密封有无泄漏情况，或者物料中混入空气、 阀弹簧断裂都会造成物料流速减慢甚至没有物料流动。
关键词：高压均质机；乳化设备；故障诊断
0 引言
乳化方法包括物理化学乳化法和机械法。 随着人们对均 质乳化作用的不断认识和研究，均质技术得到了迅猛发展，相 应地出现了多种不同形式的均质机，其中典型的有高压均质 机、离心式均质机、胶体磨、超声波均质机和剪切式均质机等， 它们已在食品、制药、化妆品等行业得到了广泛应用。 不同形 式的均质机使用范围有所不同，我们可以根据物料的浓度、黏 度等特性的不同，选择相应的均质设备[1]。近年来，高压均质机 的使用范围越来越广，我们日常生活中接触的牛奶、雪糕等食 品的生产中就不乏其身影。 高压均质机目前在制药行业也已 普遍应用，以某药厂生产的鸦胆子油乳注射液为例，从大豆磷 脂、甘油和精制鸦胆子油混合的初乳液到乳液成品，共经5次 高压均质，粒径从原来的20 μm以上细化到了10 μm以下，药 品生产质量大大提高。
（3）高压均质机维护工作量较大，费用较高。 高压均质机 由于其工作压力相对较高，密封圈、均质阀芯、阀座、柱塞等磨 损较为常见。 视生产情况，除日常维护外，从运行1 500 h以后， 需要定期更换齿轮减速箱润滑油，检查皮带张力、水油气过滤 器等。
（1）进出料单向阀漏液。 三柱塞高压均质机包含6个单向 阀，其中3个为进料阀，3个为出料阀。 图2为某进口高压均质机 单向阀结构图。 漏液通常是O形圈、防挤压环磨损所导致。
（2）均质阀漏液。 均质阀内部结构复杂，包含均质头、均质 环、均质环腔、均质座、O形圈、导向套等。 针对均质阀漏液、均 质总压不足、达不到均质压力、均质阀噪声等现象，除了检查O
高压均质机的核心在均质阀，简单来说，均质机等于高压 泵加上均质阀。 前面所说的动力源和出料阀，相当于给物料形 成高压。 如图1所示，力F1和F2使阀芯和阀座紧紧地贴合，当物 料形成高压后，先通过右边的一级均质阀，推动阀芯，使得阀 芯和阀座之间产生缝隙，并产生压力P1和P2与F1和F2平衡。 一般 地，总压力在60 MPa（600 bar）以下，二级压力（P2）为总压力 （P1）的20%；总压力在150 MPa（1 500 bar）以下，二级压力（P2） 为总压力（P1）的10%。 物料在通过一级均质阀后，压力从P1骤 降至P2，在均质阀腔内形成空穴现象，同时物料通过阀芯和阀 座时的剪切作用以及其他高速撞击现象，实现了物料的细化。
. A1ll高R压i均g质ht机s的ห้องสมุดไป่ตู้原e理se与r结ve构d.
所谓均质（Homogenizing），就是将液态物料中的固态物质 打碎，使固态颗粒实现超细化，并形成均匀的悬浮乳化液的工 艺过程[2]。 在高压条件下，流体流经均质阀微小的流道时所产 生强烈的湍流和剪切效应会将流体中颗粒或滴液分解成微小 的粒子。 市面上以意大利GEA Niro生产的具有三柱塞二级均 质阀的高压均质机为主流产品。 柱塞泵先通过大功率电机驱 动，再由曲轴和连杆带动柱塞泵进行往复运动。 柱塞前端的工 作腔上下各有单向阀一个，上端为出料阀，下端为进料阀。 当 柱塞移动时泵腔内低压，出料阀关闭，进料阀打开，物料吸入； 当柱塞反方向移动时泵腔内高压，进料阀关闭，出料阀打开， 物料排出。
60
Shebei Guanli yu Gaizao◆设备管理与改造
滑油、水油气过滤器、柱塞等。
4 结语
高压均质机作为一种新型的乳化设备，它的细化作用在 各种乳化设备中效果最为明显。 我们应当对基于机械乳化法 的高压均质机原理和结构有更深的认识，这有利于我们对其 进行正确的故障诊断及维护，提高设备的生产效率。 均质机的 作用主要有：提高产品的均匀度和稳定性，增加保质期，减少 反应时间从而节省大量催化剂或添加剂，改变产品的稠度，改 善产品的口味和色泽等等[3]，应用在制药行业上，还能提高药 品生产的质量，使病人更容易对药物进行吸收，降低患者使用 的风险。 相信随着乳化工艺的深化发展，高压均质机也将有更 深层次的技术发展。
设备管理与改造◆Shebei Guanli yu Gaizao
基于机械乳化法的高压均质机原理分析与故障诊断
温秋明 （广州白云山明兴制药有限公司，广东 广州 510250）
摘 要：高压均质机作为一种现代新型乳化设备，已广泛应用于食品、医药、轻化、微生物等诸多行业，并得到了迅速发展。 现从现代 乳化工艺出发，介绍高压均质机原理、结构以及特点，并对均质机的常见故障诊断与维护进行分析。
2 高压均质机的特点
高压均质机与胶体磨、高剪切均质机、超声波均质机的 对比：
（1）高压均质机颗粒微细化能力强。 前面介绍了均质阀的
图1 一二级均质阀的结构
阀芯和阀座在初始力作用下是紧紧贴合的，只有形成高压时 它们之间才形成物料通过的缝隙；胶体磨和高剪切均质机都 依靠定转子高速旋转来实现颗粒微细化，相对均质阀而言必 然有较大的间隙；超声波均质机是利用声波和超声波在遇到 物 体 时 会 迅 速 地 交 替 压 缩 和 膨 胀 的 原 理 [2]， 它 的 细 化 作 用 也 没有高压均质机好。
3 高压均质机故障诊断与维护
影响均质效果的因素包括产品本身、均质压力、均质阀磨 损程度、均质温度、产品含气量。 在生产中，我们应当尽可能保 证物料的质量。 但高压均质机因工作时处于高压状态，部件容 易损坏，因此检查它们是否被正确安装、紧固或者是否磨损且 需更换十分有必要。 另外，一些特殊条件下的操作，如高温SIP 灭菌、频繁冲洗及不正常的操作程序等，都会影响机器及其各 部件的使用寿命。 下面列举高压均质机部分故障，分析其可能 的原因以及排除方法，以使机器恢复正常运行。
图2 单向阀结构图
形圈外，有可能是均质头和均质座等损坏所致。 （3）物料流速减慢。 检查主电机皮带是否打滑、主电机转
速是否降低、柱塞密封有无泄漏情况，或者物料中混入空气、 阀弹簧断裂都会造成物料流速减慢甚至没有物料流动。
关键词：高压均质机；乳化设备；故障诊断
0 引言
乳化方法包括物理化学乳化法和机械法。 随着人们对均 质乳化作用的不断认识和研究，均质技术得到了迅猛发展，相 应地出现了多种不同形式的均质机，其中典型的有高压均质 机、离心式均质机、胶体磨、超声波均质机和剪切式均质机等， 它们已在食品、制药、化妆品等行业得到了广泛应用。 不同形 式的均质机使用范围有所不同，我们可以根据物料的浓度、黏 度等特性的不同，选择相应的均质设备[1]。近年来，高压均质机 的使用范围越来越广，我们日常生活中接触的牛奶、雪糕等食 品的生产中就不乏其身影。 高压均质机目前在制药行业也已 普遍应用，以某药厂生产的鸦胆子油乳注射液为例，从大豆磷 脂、甘油和精制鸦胆子油混合的初乳液到乳液成品，共经5次 高压均质，粒径从原来的20 μm以上细化到了10 μm以下，药 品生产质量大大提高。