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超高压均质机是由一个高压柱塞泵及特殊结构的均质阀组成，需处理的物料在柱塞所造成的高压条件下进入可调节压力大小的阀组中，失压后的物料从可调节限流缝隙中以极高的流速（1000米/秒，*高可达1500米/秒）喷出，撞在阀组件之一的冲击环上。
空穴效应
被柱塞压缩的物料内积聚了极高的能量，通过可调节限流缝隙时瞬间失压，造成高能释放引起空穴爆炸，致使物料强烈粉碎细化。
撞击效应
通过可调节限流缝隙的物料以上述极高的速度，撞击到用特殊材料制成的的冲击环上，造成物料粉碎。
剪切效应
高速物料通过泵腔内通道和阀口狭缝时会产生剪切效应。被三种效应处理过的物料可均匀细化到0.03μm-2μm粒径。
超高压均质机是常用的设备，它由可产生高压的正向排代泵和排出阀组成，排出阀具有狭窄的小孔，其大小可以调节。细胞浆液通过止逆阀进入泵体内，在高压下迫使其在排出阀的小孔中高速冲出，并射向撞击环上，由于突然减压和高速冲击，使细胞受到高的液相剪切力而破碎。在操作方式上，可以采用单次通过匀浆器或多次循环通过等方式，也可连续操作。为了控制温度的升高，可在进口处用干冰调节温度，使出口温度调节在20℃左右。在工业规模的细胞破碎中，对于酵母等难破碎的及浓度高或处于生长静止期的细胞，常采用多次循环的操作方法。
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