中國粉體網訊 食品行業中，微射流和高壓均質技術正日益受到重視，尤其在生產納米乳液方面。這些技術通過高壓閥均質器或微流體化器實現，能有效生成亞微米級液滴。這些微小液滴有助于提升食品的物理穩定性、改善口感和加速風味釋放。特別是對于油溶性微量營養素和生物活性物質的傳遞，這種技術能使其以幾乎不可察覺的方式存在于食品中，從而在不改變食品質感和味道的前提下增加其營養價值。
近期，對微射流與高壓均質技術之間的差異仍存在一定的不清晰認識。為了解決這一問題，伯明翰大學的研究團隊在Journal of Food Engineering上發表了一項開創性研究。該研究首次明確闡述了在食品級納米乳液制備過程中，高壓均質器和微射流技術之間的關鍵區別[1]。
高壓均質器與微流體化器的關鍵參數對比
高壓均質（High-Pressure Homogenizer, HPH）和微射流（Microfluidizer）在關鍵參數方面有顯著區別。高壓均質器的主要參數包括操作壓力、處理次數和乳化劑的類型。這些參數直接影響液滴的大小和乳液的穩定性。而微流體化器的關鍵參數不僅包括操作壓力和乳化劑類型，還涉及其內部通道和腔室的設計。這些設計決定了液體的流動特性和剪切力分布，從而影響液滴的形成和分布。因此，盡管兩者都是乳化設備，但它們在關鍵參數的設置和調整上有著本質的區別。
高壓均質與微射流技術在乳液制備中的本質區別及應用特點
高壓均質和微射流作為食品工業中制備乳液的兩種關鍵設備，雖然在功能上有所重疊，但它們在操作原理和設計結構上存在本質區別。
高壓均質的工作機制基于高壓力和機械剪切力。該設備通常包含一個高壓泵和一個狹窄的閥間隙，通過這個間隙液體在高壓下被迫通過。這一過程中，液體中的大液滴在經歷劇烈的剪切力和高速沖擊后，被分解為更小的液滴。這種基于物理力的方法使得HPH特別適用于大批量、高效率的乳液生產。
兩級高壓均質機的設計圖[2]
與之相對，微射流的設計采用了更為精細的流體動力學原理。它通過精密設計的微型通道和沖擊室來實現液滴的均質化，其中液體在高壓下通過這些通道，產生強烈的剪切和沖擊力。這一機制不僅實現了液滴的有效破碎，還保證了液滴大小的均勻分布，適用于對粒徑分布有嚴格要求的高精度乳液制備。
兩步單通道微流體化過程制備O/W納米乳液的示意圖[3]
這兩種設備在設計結構上的區別，導致它們在操作靈活性、設備維護、以及應用領域上各有特點。高壓均質以其高效率和大規模生產能力，在食品工業中廣泛應用；而微射流則因其精細控制能力，更適合于需要特定液滴大小控制的專業領域。因此，根據具體的生產目標和乳液的特性要求，選擇合適的設備顯得尤為重要。
總結與展望
高壓均質和微射流在食品工業中的應用反映了對于不同生產需求的技術適應性。高壓均質以其高效率和大規模生產能力，在標準化生產中占據優勢。而微射流則因其對粒徑控制的精細度而在特殊應用中顯得更為適用。隨著食品工業技術的不斷進步，這兩種設備將持續在乳液制備領域發揮重要作用。
參考文獻：
[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-
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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