超声波均质是一款用于不相溶固体与液体形成更小粒混合液或悬浮液悬浮体的分散的设备。可用于食品、化妆品、医药、化学、新材料、新能源等多领域。如：催化剂、消光剂、颜料、石墨、油漆涂料、氧化铝、复合肥料、填充剂、除草剂、杀菌剂、粉乳剂、纳米材料制备、食品样品检测。人们常见叫法有超声波分散机、超声波分散器。

　　超声波均质根据超声波声化学应用三步法，公司研发生产的超声波分散机可分为实验室级设备、中试循环设备和生产线设备。客户可按照不同需求来选择设备。

　　空化作用是超声波在介质中传播时，液体中分子的平均距离随着分子的振动而变化，当其超过保持液体作用的临界分子间距时，即形成空化现象。超声波空化作用分2种形式，稳态空化（频率200~500kHz，声强<10w 20="" cm="">10W/cm 2）。稳态空化在较低声强作用下即可发生，气泡在负压半周期内缓慢膨胀，在正压半周期内缓慢收缩但不致破裂，气泡做周期性的、非线形的振荡运动。稳态空化气泡寿命相对较长，空化程度较为缓和，对介质微环境的影响较小；瞬态空化绝热收缩至膨胀瞬间，泡内可产生高温高压，破坏细胞结构或破碎细胞，使酶失活。瞬态空化程度剧烈，使介质形成多个局部的物理化学环境，对介质微环境有较大影响。瞬态空化正是以这种特殊的能量形式加速了某些化学反应，又为某些反应启动了新的通道。

　　由超声波发生器所发出的高频振荡讯号，通过换能器转换成高频机械振动而传播到介质中，超声波在溶液中疏密相间地向前辐射，当声波的压强达到一定的大气压时，产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合。这种现象称为超声“空化作用”。空化作用可用于促进化学反应，粉碎液内悬浮物，制造乳剂，杀灭细菌，或清洗机件等。超声波均质就是利用超声波在液体中的空化作用达到物料均匀分散的效果。超声波的均质效果不仅与功率密度有关，而且与超声频率及超声处理的时间有关。在适当的超声频率下，在一定的时间内可以用最小的功率密度达到理想的分散效果。

　　超声波均质分散机液体中空泡的形成、震荡、生长、收缩、直至崩溃，机器引发的物理、化学变化。空化所引发的物理、机械、热效应、生物效应、化学效应等在工业上具有广阔的应用潜力。作为一种物理手段和工具，能够在化学反应的介质中产生一系列接近于的条件，这种能量不仅能够激发或促进许多化学反应、加快化学反应速度，甚至还可以改变某些化学反应的方向，产生一些令人意想不到的效果和奇迹。这就是声化学。声化学可应用于几乎所有的化学反应，，如固液混合，超声波搅拌，纳米材料分散，解除固液团聚萃取与分离、合成与降解、生物柴油生产、治理微生物、、生物降解处理、生物细胞粉碎、分散和凝聚等等。

　　超声波均质主要特性：

　　1. 超声波均质分散机设备升级简单，无需改变客户现有的生产设备和工艺流程；

　　2. 聚焦式设计，能量密度大，产量和效率可以得到明显的提高，超声能量转化率高达80%以上；

　　3. 采用超声波数控驱动电源，全数字电路控制，抗干扰能力强；

　　4. 频率和功率可实时监控，功率连续可调，具有自动报警保护功能，操作简便；

　　5. 安装简易，通过标准法兰盘对接安装，降低成本，节省能耗；

　　6. 设备可用于高温高压高粘度等各种工作环境，并可根据客户要求，为客户量身订做使用方案，也可多套组合使用，增加辐射面积，提高产量。

　　最常见的均质化机理是高压均质。在那里液体在高压下高速通过均质阀,当通过均质阀时,液体会经历一个短暂的高低压循环。

　　这种机制仅适用于柔软的细小颗粒,如(牛奶中的脂肪小球),但当用于分散硬材料和研磨材料时(如颜料,抛光介质或金属氧化物)或纤维状和有序的材料(如 泥,藻或污泥)。由于高压均质使用小孔的阀门,当研磨材料高速经过泵和阀门孔时,会导致磨损,降低了泵和阀门的效率和使用寿命。

　　超声波均质的优点

　　超声均质化是降低软硬颗粒*的方法,均质化是以空化为基础的。当液体接触到强烈的超声波振动时,声波会在液体中传播,导致交替产生高低压循环(约 20000次/秒)。在低压循环期间,随着液体蒸汽压力的升高,会在液体中产生高强度的小真空气泡。当气泡达到一定的大小时,会在高压循环期间会剧烈的崩溃。在 这种内爆过程中,局部高压会产生高速液体射流。产生的电流和动荡扰乱颗粒团聚,并导粒子个颗粒之间的剧烈碰撞。

　　超声波均质设备的一个主要优点是液体接触部分相对较少,这有效的减少了摩擦磨损和清洁时间。只有两个接触液体的部分:超声波振动头和罐体。两者都是简单的 几何图形, 都没有隐藏的小孔。超声波振幅和压力对空化效果最有影响力的参数。杭超超声波均质设备振幅大小约为1至200微米,可以承受液体的压力范围从0到500psig。由于两个参数广泛的调节 范围,可以实现非常好的空化效果.

　　我们通过精确控制超声波发射头的振幅,使得在不同规模下生产所使用的超声波设备振幅是恒定的,这就使得超声波可以控制和重复。在相同的操作参数下,将产生一致和可重 复的结果。这对于生产材料的质量和从实验室到生产水平的过程结果的扩大是很重要的。

　　超声波均质参数配置

 　　超声波均质牛奶是利用超声波均质机在牛奶中的空化作用来达到均质效果的。

　　新鲜牛奶中含有大量粒度大小不等的脂肪球，这些脂肪球上浮会在牛奶表面形成一层奶油层，使牛奶产生分层现象，大大影响牛奶和奶制品的外观和口感。牛奶的均质处理就是要击碎牛奶中的脂肪球，使它的上浮力减小甚至消失，从而防止牛奶的分层，达到使牛奶均一化的效果。

　　超声波在牛奶中能产生空化作用，当这种空化作用达到一定的强度时，就可以击碎牛奶中的脂肪球，达到均质的效果。超声波的均质牛奶的效果不仅与功率密度（或声强）有关，而且与超声频率及超声处理的时间有关。适当的超声频率下，在一定的时间内可以用zui小的功率密度达到理想的分散效果。

　　超声波牛奶均质机

　　超声波均质机组成

　　超声波均质机组成

　　超声波均质机由两部分组成：超声波均质系统和超声波驱动系统（超声波发生器）。超声波均质机主要包括超声波换能器、超声波变幅杆、超声波工具头用于产生超声波振动，并将此振动能量向液体中发射。

　　超声波均质系统

　　超声波换能器：将输入的电能转换成机械能表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动，振幅一般在几个微米。

　　超声波变幅杆：由于超声波换能器产生的振幅不够需要连接超声波变幅杆，按设计需要放大振幅，隔离牛奶和超声波换能器，同时也起到固定整个超声波均质机的作用。

　　超声波均质工具头：与变幅杆相连，变幅杆将超声波能量振动传递给工具头，再由工具头将超声波能量发射到牛奶中。

　　超声波驱动系统

　　超声波发生器：产生高频高功率电流，驱动超声波振动部件工作。超声波发生器的功率可调，以适应不同的工作状态。发生器内还可根据需要集成有时序控制器，设定控制超声波发振时间和间歇时间。

　　牛奶均质影响因素

　　含脂率：含脂率过高时会在均质时形成脂肪球粘连。大脂肪球破碎后形成许多小脂肪球，而形成新的脂肪球需要一定的时间。如果均质乳的脂肪率过高，那么新的小脂肪球间的距离就小，这样会在保护膜形成之前，因脂肪球的碰撞而产生粘连。当含脂率大于12%时，此现象就易发生，所以稀奶油的均质要特别注意。

　　均质温度：均质温度高均质形成的乳化现象就少，一般在50-60℃为佳，低温下均质产生乳化乳现象较多。50℃是牛乳有效均质的zui低温度，超过70℃时就会在均质机中产生“气窝"。如果均质温度过高，又不利于蛋白质的热稳定性。因此在加工工艺上应注意这一点。

　　均质压力：均质压力低，达不到均质效果。压力过高，又会使酪蛋白受影响，对以后的灭菌十分不利。杀菌时往往会产生絮凝沉淀。

　　超声波均质机参数

　　超声波均质机参数表

　　牛奶均质机的效果

　　均一性：牛乳的均质化使脂肪球变成数量更多的微细的脂肪球。脂肪球数目的增加提高了光线在牛乳中折射和反射的机会，使得均质乳的颜色更白。均质后的脂肪球直径大小在2μm以下。均匀分布在乳中，防止了脂肪上浮，不易形成稀奶油层，所以脂肪就不易附着在储乳罐的内壁和盖上。均质后除脂肪均匀分布均匀在牛乳中以外，其他如维生索A和*也呈均匀分布，促进了乳脂肪人体内的吸收和同化作用，提高了乳的营养价值，改善了口感。

　　良好的风味：均质化乳具有新鲜牛乳的芳香气味。同非均质化牛乳相比较，均质化以后的牛乳防止了由于钢的催化作用而产生的臭味，这是因为均质作用增大脂肪表面积所致。

　　泡沫：均质后脂肪球数目增加了，并且酪蛋白附着在脂肪球表面，结果使得悬浮物总体积增加。所以均质乳的黏度比未均质乳的大。当混入空气时，脱脂乳生成很多泡沫。当脱脂乳在高压下均质并在搅打发泡前浓缩时。泡沫更多。

　　对脂肪酶的敏感性高：经均质后的牛乳对脂肪酶的敏感性也更高了，牛乳经均质后应立即杀菌。