均质头作为均质乳化机的核心部件,其结构设计直接决定物料的乳化效率与成品质量。不同结构的均质头通过剪切、撞击、空化等作用机制,对物料颗粒细化程度、分散均匀性及稳定性产生明显差异。
定转子结构是目前应用较广泛的均质头设计,由高速旋转的转子与固定的定子组成。转子转速可达3000-15000r/min,通过二者间的狭窄间隙形成强烈剪切场,同时产生离心力促使物料循环混合。锯齿形定子能增强湍流效应,适合高粘度物料的乳化,可将颗粒细化至1-50微米;光滑型定子则适用于低粘度体系,能减少物料滞留,提升分散均匀性。这种结构的优势在于适应性强,尤其在食品、化妆品行业的膏霜类产品生产中表现突出。
孔板结构均质头依靠高压泵将物料压入微小孔径(0.1-0.5mm)的孔板,通过突然降压引发空化效应与高速撞击。多组串联孔板可实现多级均质,使颗粒粒径分布更集中,常用于医药行业的注射液乳化,能稳定达到亚微米级精度。但该结构对物料粘度敏感,高粘度体系易出现堵塞,且能耗显著高于定转子结构。

超声波均质头通过高频振动(15-50kHz)产生疏密交替的压力波,在液体中形成大量微气泡,破裂时释放的能量可瞬间破碎颗粒。其优势在于乳化过程温和,能保留热敏性成分活性,特别适合生物制剂与纳米材料的制备。不过,超声波的穿透深度有限,大振幅探头虽能增强处理能力,却可能因局部过热影响物料稳定性。
选择均质乳化机的均质头结构时,需结合物料特性与成品要求:高粘度、大产量场景优先定转子结构;追求粒径精度可选孔板结构;处理热敏性或微量物料则更适合超声波设计。优化均质头与物料的匹配度,是提升乳化效果的核心策略。