中国粉体网讯 食品行业中，微射流和高压均质技术正日益受到重视，尤其在生产纳米乳液方面。这些技术通过高压阀均质器或微流体化器实现，能有效生成亚微米级液滴。这些微小液滴有助于提升食品的物理稳定性、改善口感和加速风味释放。特别是对于油溶性微量营养素和生物活性物质的传递，这种技术能使其以几乎不可察觉的方式存在于食品中，从而在不改变食品质感和味道的前提下增加其营养价值。
近期，对微射流与高压均质技术之间的差异仍存在一定的不清晰认识。为了解决这一问题，伯明翰大学的研究团队在Journal of Food Engineering上发表了一项开创性研究。该研究首次明确阐述了在食品级纳米乳液制备过程中，高压均质器和微射流技术之间的关键区别[1]。
高压均质器与微流体化器的关键参数对比
高压均质（High-Pressure Homogenizer, HPH）和微射流（Microfluidizer）在关键参数方面有显著区别。高压均质器的主要参数包括操作压力、处理次数和乳化剂的类型。这些参数直接影响液滴的大小和乳液的稳定性。而微流体化器的关键参数不仅包括操作压力和乳化剂类型，还涉及其内部通道和腔室的设计。这些设计决定了液体的流动特性和剪切力分布，从而影响液滴的形成和分布。因此，尽管两者都是乳化设备，但它们在关键参数的设置和调整上有着本质的区别。
高压均质与微射流技术在乳液制备中的本质区别及应用特点
高压均质和微射流作为食品工业中制备乳液的两种关键设备，虽然在功能上有所重叠，但它们在操作原理和设计结构上存在本质区别。
高压均质的工作机制基于高压力和机械剪切力。该设备通常包含一个高压泵和一个狭窄的阀间隙，通过这个间隙液体在高压下被迫通过。这一过程中，液体中的大液滴在经历剧烈的剪切力和高速冲击后，被分解为更小的液滴。这种基于物理力的方法使得HPH特别适用于大批量、高效率的乳液生产。
两级高压均质机的设计图[2]
与之相对，微射流的设计采用了更为精细的流体动力学原理。它通过精密设计的微型通道和冲击室来实现液滴的均质化，其中液体在高压下通过这些通道，产生强烈的剪切和冲击力。这一机制不仅实现了液滴的有效破碎，还保证了液滴大小的均匀分布，适用于对粒径分布有严格要求的高精度乳液制备。
两步单通道微流体化过程制备O/W纳米乳液的示意图[3]
这两种设备在设计结构上的区别，导致它们在操作灵活性、设备维护、以及应用领域上各有特点。高压均质以其高效率和大规模生产能力，在食品工业中广泛应用；而微射流则因其精细控制能力，更适合于需要特定液滴大小控制的专业领域。因此，根据具体的生产目标和乳液的特性要求，选择合适的设备显得尤为重要。
总结与展望
高压均质和微射流在食品工业中的应用反映了对于不同生产需求的技术适应性。高压均质以其高效率和大规模生产能力，在标准化生产中占据优势。而微射流则因其对粒径控制的精细度而在特殊应用中显得更为适用。随着食品工业技术的不断进步，这两种设备将持续在乳液制备领域发挥重要作用。
参考文献：
[1]L. Lee and I. T. Norton, “Comparing droplet breakup for a high-pressure valve homogeniser and a Microfluidizer for the potential production of food-grade nanoemulsions,” J. Food Eng., vol. 114, no. 2, pp. 158–163, 2013, doi: 10.1016/j.jfoodeng.2012.08.009.
[2]S. Plazzotta and L. Manzocco, “Effect of ultrasounds and high pressure homogenization on the extraction of antioxidant polyphenols from lettuce waste,” Innov. Food Sci. Emerg. Technol., vol. 50, pp. 11–19, 2018.
[3]C. N. Cheaburu-Yilmaz, H. Y. Karasulu, and O. Yilmaz, Nanoscaled dispersed systems used in drug-delivery applications. Elsevier Inc., 2018. doi: 10.1016/B978-0-12-813932-5.00013-
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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