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    【艾分享-04 · 脂質(zhì)體制備 · 工藝設備篇】脂質(zhì)體的粒徑控制(二)

    更新時(shí)間:2024-06-14  |  點(diǎn)擊率:274

    脂質(zhì)體的粒徑控制(二):均質(zhì)技術(shù)

    接著(zhù)上一篇文章關(guān)于脂質(zhì)體粒徑控制方法的介紹,我們這一篇主要講一下均質(zhì)技術(shù)。


    均質(zhì)技術(shù)按目前的市售產(chǎn)品來(lái)分,主要有兩類(lèi):一是高壓均質(zhì)技術(shù),二是微射流技術(shù)。二者既有著(zhù)一定的相似性,也有各自的特點(diǎn),在不同的應用與實(shí)際項目中都有著(zhù)比較多的應用。當然,市售各品牌產(chǎn)品也比較多,本文并不針對某一設備進(jìn)行講述,而是立足于均質(zhì)這一技術(shù)進(jìn)行介紹。


     

     

    (一)能量轉換      

     

     

     

     

    均質(zhì)過(guò)程總的來(lái)說(shuō)是一個(gè)能量轉換的過(guò)程。從此角度可將所有均質(zhì)設備的運行分為3個(gè)過(guò)程:能量來(lái)源與轉換、能量傳輸和能量使用。

     

    能量來(lái)源與轉換

    均質(zhì)設備的能量來(lái)源有三種:電能、液壓能氣源能。


    一般來(lái)說(shuō):

    電能作為動(dòng)力源時(shí)是通過(guò)電機的運行直接將電能進(jìn)行轉換,作為均質(zhì)設備的動(dòng)力源;


    液壓能是通過(guò)電機將電能轉化為液壓能,再轉化為機械能從而作為均質(zhì)設備的動(dòng)力源;


    氣源作為動(dòng)力源時(shí),往往其壓力達不到均質(zhì)設備所需的壓力,所以實(shí)際應用中是通過(guò)增壓?jiǎn)卧獙鈮哼M(jìn)行增壓后作為均質(zhì)設備的動(dòng)力源。


    這三種動(dòng)力方式都有著(zhù)各自的特點(diǎn),在市售的均質(zhì)設備中都有著(zhù)比較廣泛的使用,這里做一個(gè)簡(jiǎn)要的說(shuō)明:


    電能

    電能直接作為均質(zhì)設備動(dòng)力源時(shí),其特點(diǎn)是能量來(lái)源和動(dòng)力傳輸都比較穩定,其輸出壓力和設備產(chǎn)能適中,設備運行噪音小,比較適合制藥行業(yè)的特點(diǎn),因而應用面最·。

    此類(lèi)型均質(zhì)設備最高可穩定輸出壓力一般在2000bar左右,流量最大可到1000L/H或以上,最小型設備的單次最小樣品量可做到約5ml。

    在具體選擇此類(lèi)均質(zhì)設備時(shí),需綜合考慮三個(gè)因素:樣品總量、使用壓力、單次使用時(shí)間??梢詫悠房偭亢蛦未问褂脮r(shí)間二者結合后計算出所需設備的流量,再結合使用壓力進(jìn)行均質(zhì)設備動(dòng)力的選型。其中,在進(jìn)行所需設備流量計算時(shí)需注意:與使用時(shí)間相結合的樣品總量是單次樣品量與均質(zhì)次數的乘積,且需考慮多次均質(zhì)時(shí)中途切換的時(shí)間。

     

    液壓能

    液壓能作為均質(zhì)設備動(dòng)力源時(shí),其特點(diǎn)是動(dòng)力來(lái)源和傳輸都比較穩定,輸出壓力高,特別是高壓(2000bar以上)運行時(shí)的穩定性好。

    一般來(lái)說(shuō)最高壓力可以達到3000bar或更高,流量也很大,可以到每小時(shí)噸級以上。但此類(lèi)型設備噪音較大,體積大,耗能大,且因泄漏造成污染的風(fēng)險也相對較大,因而在制藥行業(yè)的應用中相對較少。但對于需要2000bar以上工作壓力的樣品,可考慮此類(lèi)型設備。

     

    氣源能

    氣源作為均質(zhì)設備的動(dòng)力源時(shí),其特點(diǎn)在于設備結構簡(jiǎn)單,體積小。但均質(zhì)設備往往所需的工作壓力高(一般在1000bar左右),所以氣源往往需要增壓后才能作為均質(zhì)設備的動(dòng)力源。

    一般來(lái)說(shuō),氣源提供的壓力和流量均有限(僅限于一般的工況條件,特殊設計的氣源供應系統除外),所以高壓運行時(shí)如果設備所需流量大則容易有壓力不穩定,出現大幅波動(dòng)或下降的情況。

    所以,此類(lèi)型均質(zhì)設備一般比較適合于實(shí)驗室設備使用,可實(shí)現高壓功能(如3000bar),也可實(shí)現微量樣品均質(zhì)要求(如3ml),但生產(chǎn)上往往不合適。

     

     

    能量的傳輸

    動(dòng)力源將能量接收后即通過(guò)各自的轉換機構將能量轉移至工作單元,可通過(guò)機械連桿傳輸、皮帶傳輸、齒輪傳輸等各種方式,該環(huán)節的設計主要由機械設計人員考慮,主旨是使能量傳遞最·穩定,損耗量最小??蛻?hù)端除考慮設備能耗因素時(shí)需著(zhù)重考察外,其他不必·過(guò)于關(guān)注。


    均質(zhì)設備中與能量傳輸相關(guān)的部分屬機械部分知識,與具體應用的關(guān)聯(lián)性不大,這里就不做詳細介紹了。


    能量的使用

    能量來(lái)源已有,也傳輸過(guò)來(lái)了,如何才能把這些能量用好呢?這就可以關(guān)聯(lián)到具體應用項目中來(lái)了。


    均質(zhì)設備的能量使用單元即為均質(zhì)單元。均質(zhì)單元通過(guò)其特殊的結構和流道設計,能產(chǎn)生很高的背壓。其過(guò)程為:動(dòng)力傳輸單元將樣品輸送至均質(zhì)單元的背壓模塊時(shí),由于其特殊結構設計,使樣品流道急劇變小,進(jìn)而對樣品粒子進(jìn)行增壓、增速,并在特殊結構中進(jìn)行爆破、碰撞、剪切,能量也就在此過(guò)程中傳遞給樣品粒子,使其破碎,粒徑變小。


    此單元主要有兩方面的因素會(huì )極大影響均質(zhì)的效果:能量轉化率產(chǎn)熱量。


    從均質(zhì)單元類(lèi)型上來(lái)說(shuō)有分體狹縫式(也稱(chēng)均質(zhì)閥式)和整體狹縫式(也可稱(chēng)微射流腔)。均質(zhì)閥式有劇烈釋壓型和溫和釋壓型;微射流腔有Z型和Y型。這幾種不同的結構類(lèi)型在實(shí)際使用中都非常廣泛,差別也較大。


    行文至此,篇幅已長(cháng),此篇就暫到這里吧。

    均質(zhì)單元是均質(zhì)技術(shù)的關(guān)鍵所在,也是均質(zhì)設備的核心,下一篇會(huì )作為一個(gè)專(zhuān)題進(jìn)行介紹。

    感謝大家的持續關(guān)注~

     

     

     

     

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