Högtryckshomogenisator: En fullprocesslösning för nano-spridning från laboratorium till massproduktion

Högtryckshomogeniseringtechnology has become the core process for mRNA vaccine liposome preparation, nanomaterial dispersion and other high-end fields due to its nano-scale particle size control technology and excellent stability. Through multiple action mechanisms such as high-pressure shearing and cavitation effect, it has demonstrated significant advantages in cross-fields such as biomedicine, food engineering, and new energy, and is particularly suitable for industrial continuous production needs. As an industry technology leader, SCIENTZ Bio has built a full-process solution from laboratory research to industrial production. Relying on its independently innovative core technology and a complete equipment system, its products have been widely used in well-known domestic and foreign pharmaceutical companies, biotechnology companies and top scientific research institutes, effectively helping customers break through process bottlenecks and accelerate the transformation and industrialization of Vetenskapliga forskningsresultat .

1. Jämförelse av vanliga metoder

Högtryckshomogenisering: Homogeniseringsmaterial med högt tryck passerar genom en smal homogeniseringsventil (mikrometernivå Gap) under högt tryck och upplever höghastighetsskjuvning, kavitationseffekt, turbulens och kollision, så att partiklar/droppar bryts till nanometernivån .}

Ultrasonic crushing: Ultrasonic crushing uses ultrasonic probes to generate high-frequency vibrations to form cavitation bubbles in the liquid. When the bubbles implode instantly, local high temperature, high pressure and microjets will be generated, thereby crushing particles or dispersing agglomerates.

Höghastighetsskjuvning: Höghastighetsskjuvning förlitar sig på ytaktiva medel för att minska gränsytespänningen, och mekanisk omrörning används för att bilda en emulsion av oblandbara flytande faser .

Teknisk metod	Fördelar	Nackdelar
Högtryckshomogenisering	- enhetlig partikelstorlek (kan nå nanometernivå) - Effektiv kontinuerlig produktion, lämplig för industrialisering - bred tillämpbarhet (flytande/emulsion/suspension)	- relativt hög utrustningskostnad - Begränsad vid bearbetning av höga viskositetsmaterial
Ultraljudsbehandling	- Enkel drift, lämplig för småskaliga experiment - inget behov av komplex förbehandling	- låg effektivitet, svår att skala upp - benägen att värmeproduktion, kan skada värme - Känsliga komponenter - sond bärs lätt
Skjuvning med hög hastighet	- inget behov av dyr utrustning - Lämplig för scenarier med låga precisionskrav	- Beroende på ytaktiva medel kan påverka produktrenheten - Komplex post - Behandling, måste ta bort kvarvarande reagens - svårt att uppnå nanometernivåspridning

Sammanfattning: Homogenisering av högtryck kan tillgodose kundernas behov med relativt höga partikelstorlekskrav . Samtidigt kan det ta hänsyn till både experimentella och produktionsbehov och har ett brett utbud av applikationer .}

2. Några fall av Scientz

Livsmedelsindustri

Utrustning: scientz -150, konstant temperaturbad

Prov: 200-500 ml rå mjölk

Parametrar: Tryck: 20 MPa trycktillstånd, tre homogeniseringscykler, temperatur 50 grader

Resultat: Efter rå mjölkhomogenisering reducerades partikelstorleken för MFG med 160%, från 557 till cirka 220 nm;

Bild 1. Förändringar i MFG -partikelstorlek och zeta -potential under gastrointestinal matsmältning

Figur 2 Partikelstorleksanalys av homogeniserad mjölk

Biomedicin

Utrustning: scientz -207 a, konstant temperaturbad

Prov: 200 ml Escherichia coli

Parametrar: tryck: 90-100 MPA, tid: 10 min, kyltemperatur: 8 grader

Resultat: Efter homogenisering var bakterielösningen helt trasig och inkluderingskropparna släpptes effektivt

Utrustning: scientz -207 a

Prov: Chitosan

Resultat: Viskositeten hos den omvända papi -emulsionen med kitosan -nanopartiklar förbättrades effektivt jämfört med emulsionen utan stabilisator .

API/CHNF-L, PAPI/CHNF-S, PAPI/CHNC-skjuvningsviskositet, (GI) . Jämförelse av initial viskositet med Papi

Figur 1. Viskositet hos omvänd polymetylenpolyfenylpolyisocyanat (PAPI) emulsion

(a) . torr och våt styrka hos plywood; (b) . Förändring av bindningsstyrka med lagringstid;

Figur 2 Skjuvhållfasthet hos plywood

Applicering av högtryck homogenisator

Bioingenjör

(1) bearbetning av mikrobiella prover och störning av algerceller;

(2) Forskning om de funktionella effekterna av växtproteiner

Matteknik

(1) effekter på de fysiska och kemiska egenskaperna hos mat och drycker;

(2) Tillämpning av icke-värmande steriliseringsteknik i flytande livsmedel

Biomedicin

(1) forskning om extraktions- och beredningsprocessen för läkemedelsingredienser;

(2) Forskning om läkemedelsleveransmekanism

Kemikalier och nya material

Enhetlig dispersion av nanopartiklar såsom grafit, kolananorör och kiseldioxid; (2) Emulering av hög stabilitet av färgämnen, pigment och beläggningar

Dagliga kemikalier och kosmetika

(1) Optimera mikroemulsionssystemet för tvättmedel för att förbättra rengöringsförmågan;

(2) Nanocarrier -förpackning av essenser och solskyddsmedel (förbättra permeabiliteten)

Ny energi och batterier

Distribuera enhetligt litiumbatterielektrodmaterial (såsom positiva och negativa elektroduppslamningar); (2) Optimera dispersibiliteten hos bränslekatalysatoruppslamningar

Nyckelprocessen för att låsa upp precision i nano-nivå är att väljahögtryckshomogenisering technology. SCIENTZ Biotech specializes in providing high-pressure homogenization full-process solutions from laboratory research to industrial mass production. With the core advantages of the SCIENTZ series of equipment (such as the efficient and stable 207A, etc.), we help customers achieve excellent nano-dispersion effects and process optimization in the fields of mRNA vaccines, Nanomaterial, biomedicin, matteknik osv.