Dans les domaines de la fabrication tels que les produits pharmaceutiques modernes, la biotechnologie, les aliments et les boissons, les cosmétiques et les nanomatériaux, la distribution de la taille des particules, la stabilité et la biodisponibilité des émulsions, des liposomes, des suspensions et des systèmes de fragmentation cellulaire sont de plus en plus exigeantes. Bien que les homogénéisateurs haute pression traditionnels permettent un certain raffinement, il existe des limites en termes d'uniformité, de Répétabilité et de contrôle du cisaillement. En tant que technologie d'homogénéisation avancée basée sur un microréacteur à canal géométrique fixe, l'homogénéisateur à micro - jet est devenu l'équipement de base pour atteindre un système dispersé hautement homogène et stable grâce à son principe unique d '« impact contre - jet» et à ses capacités de traitement à l'échelle nanométrique.

I. principe de fonctionnement: de "cisaillement mécanique" à "impact au jet"

Le principe de fonctionnement des homogénéisateurs à micro - jet se distingue des homogénéisateurs Rotor - Stator ou vanne traditionnels, dont le cœur réside dans la technologie des micro - jets. Cette technologie utilise une pression ultra - élevée (généralement de 100 à 400 MPa) pour pomper le liquide prétraité dans un canal fixe miniature appelé « Chambre interactive à microjet».

L'intérieur de la Chambre d'interaction est constitué de deux canaux minces de l'ordre du micron ou plus (typiquement de 50 à 200 µm) qui se rejoignent sous un angle particulier, par example de type "y" ou "z". Lorsque le fluide à haute pression traverse le microcanal, le débit augmente fortement (jusqu'à plusieurs centaines de mètres par seconde), créant un fort effet de trou, un cisaillement à haute fréquence et des turbulences. Le plus important est que deux ou plusieurs jets à grande vitesse se produisent dans la zone de convergence, où l'énergie cinétique est instantanément convertie en énergie de pression et en énergie thermique, ce qui permet aux particules ou aux gouttelettes d'être brisées à l'échelle nanométrique (généralement 50 à 200 nm) en très peu de temps et d'obtenir une distribution granulométrique hautement homogène.

Ce processus se fait à l'intérieur d'un microcanal fermé et contrôlable, évitant la contamination par l'usure mécanique, avec une utilisation efficace de l'énergie et un contrôle précis de la taille des particules.

II. Composition du système et technologies de base:

Système de pompage 1.high-pressure: habituellement, une pompe à piston à plusieurs étages est utilisée pour pressuriser le liquide à la pression définie. La pression est réglable avec précision et est un paramètre clé pour contrôler l'intensité de l'homogénéité.

Chambre d'interaction 2.microjet (pièces de base): usiné avec précision à partir de matériaux à haute résistance tels que le carbure, la céramique ou l'acier inoxydable spécial, la géométrie interne du microcanal est fixe, assurant des conditions hydrodynamiques cohérentes pour chaque traitement. La Chambre interactive peut être remplacée de manière amovible pour différentes viscosités et besoins de traitement.

3. Système de refroidissement: beaucoup de chaleur sera produite pendant le processus d'homogénéisation, l'échangeur de chaleur intégré ou le dispositif de cycle de refroidissement externe peut contrôler efficacement la température du liquide et empêcher l'inactivation des substances sensibles à la chaleur (par exemple, protéines, cellules).

4. Système d'alimentation et de collecte: y compris le réservoir d'alimentation, le filtre, le récipient de collecte de sortie, certains modèles sont équipés d'un dispositif de circulation en ligne qui peut réaliser un traitement de sous - homogénéisation à plusieurs voies.

5. Système de contrôle: équipé d'un écran tactile ou d'un contrôleur PLC, il peut définir des paramètres tels que la pression, la température, le nombre de traitements, le débit, etc., surveiller l'état de fonctionnement en temps réel et assurer la reproductibilité du processus.

Iii. Avantages techniques et caractéristiques de performance

1. Efficacité d'homogénéisation ultra - élevée et taille de particules à l'échelle nanométrique

La taille des particules des émulsions, liposomes, suspensions et autres systèmes peut être réduite à moins de 100 nm, le PDI (indice de polydispersité) est faible et la distribution est uniforme, améliorant considérablement la stabilité du système et les propriétés transdermiques / absorbantes.

2. Haute cohérence de traitement

La Chambre interactive à géométrie fixe assure le trajet du fluide à chaque traitement, adapté à la production GMP.

3. Traitement doux pour protéger les ingrédients actifs

Comparé à l'homogénéité de cisaillement élevée, le processus de micro - jet est plus contrôlable, les dommages aux protéines, aux acides nucléiques, aux membranes cellulaires et autres macromolécules biologiques sont faibles et largement utilisés dans les produits biopharmaceutiques.

4. Forte amplification

Le type de laboratoire et l'équipement de production adoptent le même principe et la même conception de chambre interactive, les paramètres de processus peuvent être amplifiés linéairement, raccourcissant le cycle de conversion de la R & D à la production.

5. Large gamme d'applications

Il peut traiter la phase aqueuse, la phase huileuse, les matériaux à haute viscosité, les systèmes solides, il convient à de nombreuses fonctions telles que l'homogénéisation, l'émulsification, la dispersion, la fragmentation cellulaire (par exemple, bactéries, levures), la préparation de nanomatériaux.

Iv. Scénarios d'application typiques

- pharmaceutique et biotechnologie:

- la préparation de médicaments liposomiques (par exemple, vaccins ARNm, anticancéreux) assurant une taille de particules homogène et un taux d'encapsulation élevé.

- stabilisation des Nanosuspensions (p. ex. médicaments peu solubles).

- fragmentation cellulaire et extraction de protéines pour la production de protéines recombinantes et de vaccins.

- industrie alimentaire:

- produire des produits laitiers stables et délicats au goût, du lait végétal, des sauces aromatisées.

- améliorer la biodisponibilité des ingrédients fonctionnels (vitamines, polyphénols, par exemple).

- produits cosmétiques:

- préparer des nano - émulsions, des micro - laits, améliorer la pénétration et la stabilité des produits de soins de la peau.

- production de sérums transparents et à faible irritation, crème solaire.

- nanomatériaux:

- dispersion de graphène, nanotubes de carbone.

- Préparation et modification de surface des nanoparticules.

V. sélection et recommandations d'utilisation

À considérer lors du choix du type:

- volume de traitement (type de laboratoire: 0,1 ~ 2 L / h; Type de production: jusqu'à plusieurs milliers L / h).

- pression de travail maximale (détermine l'intensité homogène).

- type de chambre interactive (type y pour l'émulsification, type Z pour la fragmentation cellulaire).

- compatibilité des matériaux (résistance à la corrosion ou non, facilité de nettoyage).

Le système doit être lavé régulièrement en cours d'utilisation pour éviter les blocages; La Chambre d'interaction est un composant de précision, qui doit être soigneusement entretenu; Une pré - filtration est nécessaire lors de la manipulation de matériaux à haute viscosité ou contenant des solides.

L'homogénéisateur à micro - jet représente un niveau avancé de technologie d'homogénéisation à haute pression avec son principe de « choc au jet» qui repousse les limites de l'homogénéisation mécanique traditionnelle, permettant un passage du micron au nanomètre. Il s'agit non seulement d'un outil de recherche et de développement en laboratoire, mais également d'un équipement essentiel pour assurer la qualité et la cohérence des produits dans la production industrielle.