日本杉野机械 STAR BURST 系列湿式微粒化装置

—— 245MPa 超高压湿式喷射研磨（Wet Jet Milling）

1  产品概述

STAR BURST 系列湿式微粒化装置是日本杉野机械（Sugino Machine）基于超高压水技术开发的湿式喷射研磨设备。杉野机械以超高压水射流技术见长，其微粒化技术将水射流领域的超高压力控制与精密加工经验延伸至纳米材料制备领域，STAR BURST 即为其面向分散、乳化、粉碎、解纤解理与表面改性的代表性产品。

该装置将原料浆料加压至最高 245MPa，使颗粒以马赫 4 级的相对速度斜向碰撞，通过剪切、冲击与空化作用将颗粒微细化至纳米级；由于不使用研磨介质，处理过程污染极小，特别适合电池材料、电子材料、医药、化妆品与颜料等对纯度敏感的物料体系。

2  工作原理与结构特点

2.1  超高压湿式喷射微粒化原理

STAR BURST 的微粒化过程可概括为“加压—喷射—对撞”三步：原料浆料先经柱塞增压器加压至 100〜245MPa；随后以超高速通过高硬度喷嘴喷出，形成高速水射流；射流在斜向碰撞腔内与对向粒子发生高速碰撞，颗粒间的相对速度可达马赫 4 级，在剪切、冲击与空化效应的共同作用下实现团聚体解离、颗粒破碎与液滴细化。针对难粉碎物料，还可选配陶瓷球碰撞腔，借助陶瓷球的附加碰撞进一步提高粉碎能力。

与介质研磨（球磨、砂磨）不同，湿式喷射研磨依靠粒子自身的高速碰撞完成微粒化，压力、喷嘴直径与处理遍次均可独立调节，便于精确控制最终粒径与粒度分布。实验室机型 STAR BURST Minimo 结构紧凑、少量样品即可处理，适合功能纳米材料与高端配方的研发。

2.2  无介质・低污染设计

STAR BURST 不使用粉磨介质，从根本上避免了介质磨损产生的杂质混入，处理产品污染极小，可满足高纯度、超洁净工艺要求。装置采用单晶金刚石喷嘴与独有密封结构，可稳定处理含硬质颗粒的浆料，并支持高粘度（约 5000mPa·s 级）、高固含量（约 50wt%）原料；卫生型设计使接触物料的部件便于拆卸清洗，适用于医药、食品等卫生等级要求高的场合。

2.3  机型构成与可扩展性

STAR BURST 系列由 Minimo、Mini、Labo、10、100 五档机型构成，处理量从每小时 1〜2L 覆盖至 1000L 以上，压力范围 50〜245MPa 可选；各机型采用相同参数体系，研发阶段确定的压力、喷嘴与遍次参数可直接向中试与量产机型放大，缩短从实验室到产线的工艺转换周期。

3  型号规格与选型

注：同一机型可通过更换增压器组合获得不同压力与处理量规格，如 Labo 另有 23〜50L/h、10 另有 67L/h、100 另有 727〜1056L/h 组合，压力范围 50〜245MPa；10 与 100 可选防爆规格。

选型时主要依据处理规模与目标粒径：研发与配方筛选阶段宜选 Minimo 或 Mini，单批样品量小、参数摸索灵活；中试与小批量生产可选 Labo 或 10；规模化量产采用 100 系列，处理量可达每小时 400〜1000L 级。对高粘度、高固含量或含硬质颗粒的物料，应结合喷嘴规格与碰撞腔型式专门配置。

4  处理方式与应用领域

在电池材料领域，STAR BURST 用于电极活性物质的纳米化分散与浆料均质化，减少颗粒团聚、改善涂布均匀性；在电子材料领域，可用于 CMP 抛光浆料、磁性材料与陶瓷浆料的微细化处理。碳纳米管等纤维状材料可在高速水射流的高剪切作用下实现高效解理分散，以极低添加量获得功能性分散液。

5  使用要点

少量处理：实验室机型单批样品量可低至 20mL 级，Minimo 可处理极小批量，适合贵重样品与配方开发。

遍次与粒径控制：粒径与粒度分布通过压力、处理遍次与进料速度控制；一般以多遍次循环处理获得目标粒径，遍次与压力越高，颗粒越细。

清洗维护：接触物料的泵体、管路与碰撞腔采用可拆设计，换料时拆卸清洗，避免批次间交叉污染。

工艺放大：研发阶段确定压力、喷嘴与遍次参数后，可直接移植到同系列更大处理量机型，实现工艺的无缝放大。

6  结语

STAR BURST 系列以最高 245MPa 的超高压湿式喷射与马赫 4 级粒子对撞为核心，在不使用研磨介质的条件下实现分散、乳化、粉碎、解纤解理与表面改性的纳米级加工，兼具低污染、窄粒度分布、短处理时间与从研发到量产的易放大性；从 Minimo 到 100 的完整机型系列，为电池材料、电子材料、医药、化妆品、颜料与食品等行业提供了一套可验证、可扩展的湿式微粒化解决方案。