Máy đồng nhất áp suất cao trong phòng thí nghiệm

Thiết bị đồng nhất áp suất cao, đặc biệt là những thiết bị được sử dụng trong phòng thí nghiệm, được thiết kế để xử lý khối lượng mẫu nhỏ cho các ứng dụng khác nhau như phá vỡ tế bào, phân tán hạt hoặc chất lỏng nhũ hóa. Các thiết bị này hoạt động bằng cách buộc mẫu đi qua một khe hẹp dưới áp suất cao, dẫn đến lực cắt và lực va đập mạnh làm vỡ vật liệu thành các thành phần nhỏ hơn hoặc phân tán đồng đều hơn.

Dưới đây là lời giải thích chi tiết về cách chúng thường hoạt động:

1. Chuẩn bị mẫu:

   • Mẫu được chuẩn bị theo yêu cầu ứng dụng cụ thể. Điều này có thể bao gồm pha loãng, trộn với các chất khác hoặc các bước tiền xử lý.

2. Hệ thống bơm:

   • Mẫu được bơm vào thiết bị đồng nhất bằng bơm dịch chuyển dương (chẳng hạn như bơm piston hoặc bơm màng) có thể chịu được áp suất cao.
   • Máy bơm cung cấp mẫu ở tốc độ dòng được kiểm soát để đảm bảo xử lý nhất quán.

3. Tạo áp lực:

   • Áp suất được tạo ra bởi chính máy bơm hoặc bằng một cơ chế riêng biệt, tùy thuộc vào thiết kế của bộ đồng nhất.
   • Áp suất cao, thường dao động từ 5.000 đến 60.000 psi ( pound trên inch vuông), đạt được để tạo ra lực cần thiết cho quá trình đồng nhất.

4. Buồng đồng nhất:

   • Mẫu đi qua buồng đồng nhất nơi nó chịu điều kiện áp suất cao.
   • Bên trong buồng, mẫu chảy qua hệ thống van hoặc một lỗ nhỏ tạo ra một khe hở hẹp.
   • Khi mẫu bị đẩy qua khe hở này, nó sẽ chịu lực cắt và nhiễu loạn đáng kể, khiến các hạt va chạm và vỡ ra.

5. Lực cắt và lực tác động:

   • Vận tốc và áp suất cao khiến các hạt va chạm với nhau và với thành buồng, dẫn đến sự phân mảnh.
   • Việc giảm kích thước và phân tán phụ thuộc vào áp suất áp dụng, độ nhớt của mẫu và tính chất của các hạt được xử lý.

6. Bộ sưu tập mẫu:

   • Sau khi đi qua buồng đồng nhất, mẫu đã xử lý được thu vào thùng chứa.
   • Tùy thuộc vào ứng dụng, mẫu có thể sẵn sàng để phân tích thêm hoặc thực hiện các bước xử lý bổ sung.

7. Kiểm soát và giám sát:

   • Các thiết bị đồng nhất trong phòng thí nghiệm hiện đại thường đi kèm với hệ thống điều khiển phức tạp cho phép điều chỉnh chính xác các thông số như áp suất, nhiệt độ và tốc độ dòng chảy.
   • Cảm biến và công cụ giám sát giúp đảm bảo kết quả nhất quán và có thể lặp lại.

8. Làm sạch và bảo trì:

   • Vệ sinh và bảo trì đúng cách là rất quan trọng để ngăn ngừa ô nhiễm và duy trì hiệu suất của thiết bị đồng nhất.
   • Các bộ phận tiếp xúc với mẫu có thể cần được làm sạch hoặc thay thế định kỳ.

Máy đồng nhất áp suất cao trong phòng thí nghiệm là công cụ linh hoạt được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm dược phẩm, công nghệ sinh học, khoa học thực phẩm và nghiên cứu vật liệu, cùng nhiều ngành khác. Chúng đặc biệt hữu ích khi cần kiểm soát chính xác sự phân bố kích thước hạt và tính đồng nhất.