藻油、叶黄素酯为脂溶性组分,应用于口服液、饮品等水基体系时极易分层。油脂颗粒密度低于水,静置后上浮,出现上层浮油、下层清液的现象,外观差且剂量不均。分层速度和粒径强相关:粒径越小,布朗运动越能维持颗粒悬浮,上浮越慢,因此减小粒径是防分层的核心手段。本次实验采用高压均质机直接处理样品,无需预处理,将 D50 粒径由 32.3μm 降至 0.292μm,实现纳米级分散,体系长期稳定、久放不分层。
常规处理方法
为降低脂滴粒径、改善体系稳定性,行业内已有多种常用细化手段,主流包括高速剪切乳化、超声破碎、胶体磨研磨等,但各类工艺均存在明显局限性。
高速剪切乳化
优点:依靠定转子高速剪切碎颗粒;成本低、产能大、操作简单
缺点:细度上限低,大多仅微米级,很难做到纳米级
优点:依靠空化效应击碎颗粒,实验室小样品处理便捷
缺点:能效差,量产发热严重、速度慢,不适合连续化生产
优点:缝隙剪切研磨细化物料;适配粘稠物料,工业化成熟
缺点:细度受间隙限制,多为微米级;磨盘磨损易引入金属碎屑
微思实验型WH-NANO高压均质机
WH-NANO高压均质机的核心是一套由阀芯、阀座、撞击环组成的结构。柱塞泵把物料压进高压仓,压力逐步抬升,物料在极小的空间里被压缩储能,随后被迫以极高速度挤过均质阀的狭窄缝隙。缝隙处压力骤降、流速剧增,颗粒同时承受剪切、撞击和空化三种作用,在几十微秒内被撕裂细化。
高压均质原理图
实验过程与结果
本次实验样品无需预处理,客户原液直接送入 WH-NANO高压均质机,设置压力 500 bar,循环均质 4 次后取样检测。激光粒度测试显示:原料初始 D50 为 32.3 μm,属于粗分散体系,极易分层;均质后粒径降至 0.292 μm(292 nm),达到纳米级别。粒径缩小超百倍,由于沉降速率与粒径平方成正比,体系实现长效均一稳定,从根源抑制分层。