真空均質(zhì)乳化機(jī)是一種高度集成的多功能、高剪切混合設(shè)備,廣泛應(yīng)用于化妝品、制藥、食品、精細(xì)化工等行業(yè),用于將兩種或多種互不相溶的物料(如油相和水相)高效地混合、乳化、均質(zhì)、分散、溶解、脫泡,最終形成極其穩(wěn)定、細(xì)膩、均勻的乳液、膏霜、凝膠或混懸液。它被譽(yù)為“化妝品行業(yè)的核心設(shè)備”,其工作效果直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)地、穩(wěn)定性和感官體驗(yàn)。 一、核心組成結(jié)構(gòu)
一臺(tái)典型的真空均質(zhì)乳化機(jī)主要由以下幾個(gè)關(guān)鍵部分構(gòu)成:
1.主鍋體(主乳化鍋):
這是進(jìn)行混合乳化的核心容器,通常由304或316L不銹鋼制成,內(nèi)外表面高度拋光(Ra≤0.4μm),確保衛(wèi)生、無死角、易清潔。
分為夾套層和內(nèi)腔。夾套層用于通入導(dǎo)熱油、蒸汽或冷卻水,實(shí)現(xiàn)物料的加熱與冷卻。
2.均質(zhì)系統(tǒng)(高剪切乳化頭):
核心部件,通常位于鍋體底部或側(cè)部。
由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和靜止的定子組成。轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速可達(dá)2000-4000 RPM甚至更高),產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切力、離心力和沖擊力。
物料在轉(zhuǎn)子和定子的精密間隙中被反復(fù)切割、撕裂、破碎,實(shí)現(xiàn)超細(xì)乳化和均質(zhì),可將液滴粒徑減小到微米甚至亞微米級(jí)別。
3.攪拌系統(tǒng)(框式/錨式攪拌槳):
位于鍋體中心,通常為慢速運(yùn)行(10-60 RPM)。
作用是帶動(dòng)整個(gè)鍋內(nèi)物料進(jìn)行大范圍的循環(huán)流動(dòng),確保物料整體均勻混合,防止物料在鍋壁和鍋底堆積,并將物料不斷“喂”向高速的均質(zhì)頭。
4.刮壁攪拌(行星攪拌可選):
攪拌槳通常設(shè)計(jì)成與鍋體內(nèi)壁貼合的形狀(如錨式、門框式),并配有聚四氟乙烯(PTFE)刮板。
在攪拌過程中,刮板能緊貼鍋壁移動(dòng),不斷刮下附著在壁上的物料,確保傳熱均勻和混合無死角。
5.真空系統(tǒng):
由真空泵、真空管道、真空表和真空閥門組成。
關(guān)鍵功能:在乳化過程中對(duì)鍋內(nèi)抽真空(通常達(dá)到-0.095MPa以上)。
目的:
脫除氣泡:消除物料混合時(shí)卷入的空氣,防止產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡、微孔,提高產(chǎn)品密度和外觀光滑度。
防止氧化:在無氧環(huán)境下操作,保護(hù)熱敏性或易氧化的成分(如維生素、植物提取物)。
降低沸點(diǎn):在真空下加熱,可以降低水的沸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)低溫蒸發(fā)或濃縮,保護(hù)活性成分。
促進(jìn)溶解:有助于粉末等固體物料的潤濕和溶解。
6.加熱/冷卻系統(tǒng):
通過鍋體夾套通入熱媒(導(dǎo)熱油/蒸汽)或冷媒(冷卻水/冷凍水)來精確控制物料溫度。
配備溫度傳感器和自動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)升溫、保溫、降溫的自動(dòng)化程序。
7.液壓升降系統(tǒng):
用于驅(qū)動(dòng)鍋蓋的升降,方便投料、清洗和維護(hù)。
通常采用液壓驅(qū)動(dòng),運(yùn)行平穩(wěn)可靠。
8.電控系統(tǒng):
現(xiàn)代設(shè)備多采用PLC(可編程邏輯控制器)和觸摸屏(HMI)進(jìn)行控制。
可預(yù)設(shè)和存儲(chǔ)多套生產(chǎn)工藝程序(包含轉(zhuǎn)速、溫度、真空度、時(shí)間等參數(shù)),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),確保批次間的一致性。

二、工作原理與典型工藝流程
以生產(chǎn)一款乳霜為例,其典型流程如下:
1.準(zhǔn)備與投料:
升起鍋蓋,將油相原料(如油脂、蠟)投入主鍋。
將水相原料(如純化水、甘油)投入水相鍋(如有)或直接投入主鍋。
合蓋,系統(tǒng)密封。
2.加熱熔解:
啟動(dòng)攪拌,夾套通入熱媒,將油相和水相分別加熱至設(shè)定溫度(如75-80°C),使固體成分完全熔解。
3.混合與預(yù)乳化:
將水相緩慢抽入主鍋(或在主鍋內(nèi)直接混合)。
啟動(dòng)框式攪拌,進(jìn)行初步混合。
4.真空均質(zhì)乳化:
關(guān)鍵步驟:?jiǎn)?dòng)真空泵,將鍋內(nèi)抽至設(shè)定真空度。
開啟高速均質(zhì)頭,在強(qiáng)大的剪切力作用下,油水兩相被迅速、徹底地乳化,形成細(xì)膩的初乳。
此過程通常持續(xù)數(shù)分鐘到數(shù)十分鐘,是決定產(chǎn)品細(xì)膩度和穩(wěn)定性的核心。
5.保溫與冷卻:
在真空狀態(tài)下保溫一段時(shí)間,確保乳化完全。
保溫結(jié)束后,夾套通入冷卻水,同時(shí)保持?jǐn)嚢韬驼婵?,使物料緩慢、均勻地冷卻。
6.添加熱敏成分:
當(dāng)物料冷卻至適宜溫度(如40-45°C),在真空或常壓下加入香精、防腐劑、活性成分等熱敏物質(zhì)。
7.出料:
總而言之,真空均質(zhì)乳化機(jī)是現(xiàn)代精細(xì)制造中實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)乳化產(chǎn)品的關(guān)鍵設(shè)備。它通過“真空+高剪切均質(zhì)+精確溫控+全密閉”的協(xié)同作用,解決了傳統(tǒng)攪拌無法克服的乳化不均、氣泡多、穩(wěn)定性差等問題,是追求產(chǎn)品品質(zhì)的生產(chǎn)企業(yè)的優(yōu)良之選。