2026.06.01


冷乳化正逐步成为化妆品生产的主流工艺。出于降低能耗、保护热敏活性物,以及使用受热易降解的天然增稠剂等需求,越来越多的生产商正从热法生产工艺转向冷法工艺。核心问题在于:哪种混合技术能够在冷工艺条件下制备稳定、高品质乳液。转子 - 定子均质机是成熟的选型,但它的高剪切流场对于高黏度、结构化体系或含颗粒配方存在局限性。本文基于下莱茵应用科学大学研究人员开展的试验(已在 2024 年DECHEMA 年会上发表),对比 FUNDAMIX® 振动混合器与转子 - 定子基准设备的性能数据。


振动混合在冷乳化工艺中的实际表现如何?


在受控实验室条件下,FUNDAMIX® 在测试多款配方中均能生产出稳定的冷法工艺乳液。尽管转子 定子均质机凭借更高剪切力,能够得到更小的平均液滴粒径;但振动混合器始终能生产出粘度更高,且具有稳定的多相结构的乳液。这一明显的性能差异对于化妆品乳化十分关键,因为黏度、肤感质地和体系稳定性是化妆品的核心质量指标。


测量得到的粘度范围约为8200至8500 mPa·s,而转子-定子基准组约为6100至7400 mPa·s。根据配方的不同,这相当于体相粘度水平超过转子-定子处理结果的30%以上,表明乳液的结构构建更为显著,而不仅仅是液滴尺寸的细化。


这种较高的粘度与分散相的有效结构化、黄原胶、淀粉等稳定剂的均匀分布相关。显微镜评估显示,液滴系统结构良好,聚并迹象极少,表明振动混合器即使在含有颜料色粉、磨砂颗粒或其他分散颗粒的情况下,也能生成稳定的乳液。


另一个对化妆品研发具有战略意义的观察结果是,在单罐加工过程中可自然形成W/O/W(水/油/水)多重结构。较低的剪切条件有助于多重乳液的形成而不发生破乳,从而能够实现创新的肤感体验和可控释放体系,而这类应用通常只有温和工艺条件才能实现。



配方 M-49:水包油(O/W)乳液,0.7% 黄原胶,3.0% 淀粉(流变添加剂),冷法工艺(25°C/25°C),批次量 200 g。




























振动混合器为何能效更高且易于工艺放大?


能耗是现代化妆品工厂中的关键KPI。在下莱茵应用技术大学研究人员开展的对比试验(Pastewski等人,DECHEMA,2024年)中,在相同冷乳化配方上记录的实测功率数据表面:FUNDAMIX® 振动混合器的功耗为27~32 W,而采用相同配方的转子 - 定子均质机功耗为 119~135 W。这意味着生产同等品质的稳定乳液,振动混合器所需能耗大约仅为后者的 1/4。


冷乳化工艺进一步放大了这一优势。传统的热法工艺需要在混合前将油相和水相均加热至80°C再进行混合。而冷法工艺全程在环境温度下进行,在混合效率提升的基础上,还彻底消除了加热所需热能成本。


FUNDAMIX® 不会形成漩涡,保证工艺可控;可采用高装料液位,并在宽黏度范围内实现稳定批次生产。对于正在落地或扩建冷法工艺生产线的工厂,该设备可在维持产品质量稳定的同时直接降低热能需求,便于搭建更灵活的模块化工厂布局。


此外,该设备机械结构简洁、无旋转密封件,维护需求低,完全符合化妆品行业普遍对卫生条件与设备开机率的要求。

FUNDAMIX® 振动混合器:放大 400 倍,黏度:8500 mPa・s。

化妆品中的冷乳化工艺:

振动混合与转子 - 定子混合技术对比 

振动式混合搅拌技术与传统搅拌器在浸出工况下的对比?

参数FUNDAMIX®振动式混合搅拌器搅拌釜(旋转叶轮式)
旋转零部件需要配置
机械密封隔膜密封组件旋转轴密封
润滑剂无需使用轴承处必须使用
污染风险极低密封件、润滑剂存在泄漏污染风险
是否需要挡板不需要通常需要设置
混合器磨蚀磨损极小叶轮和密封件易发生磨损
功耗(1,000升)200 W同等规模条件下功耗通常更高
工作压力表压 1~5 bar g(可定制更高压力等级)取决于应用
工作温度  -4°C 至 150°C因工况而异

文献来源:Gimba, Poux & Aubin,《振动混合器作为搅拌釜替代方案:设计、性能特点与应用》,化学工程与技术,2026,49:e70149. https://doi.org/10.1002/ceat.70149

转子 - 定子均质机:放大 400 倍,黏度:7400 mPa・s。

同一配方制备的冷法水包油乳液。

左侧:转子 - 定子;

右侧:FUNDAMIX® 振动混合器。

常见问题解答


问:什么是振动混合器?它与传统搅拌器有何不同?

答:振动混合器通过电磁驱动器产生高频振动,振动通过传动轴传递至带有锥形孔的多孔板,从而实现混合。与传统的旋转式搅拌器不同,它没有旋转零部件,没有机械轴密封,也不需要润滑剂。振动板在整个罐体内产生轴向、无涡流的流动特性,无需配置挡板。


问:为什么振动混合器适用于金属浸出应用?

答:金属浸出工艺使用精确配制的浸出剂溶液,这些溶液对来自润滑剂或密封磨损颗粒的污染非常敏感。振动混合器从结构设计上消除了这些污染途径:驱动单元通过预紧的隔膜密封组件与工艺介质隔离,没有旋转零部件与浆料接触。因此,它非常适合浸出回路这类工艺体系稳定性直接影响金属回收率的场景。


问:振动混合器能否处理浸出罐内的固液浆料?

答:可以。振动板产生轴向流型,使固体颗粒保持悬浮,在整个罐体内维持均匀固液接触。设备不含旋转叶轮部件还意味着,不会因自身磨损产生颗粒杂质;这一点对于颗粒污染会影响下游分离工序的工艺尤为重要。



问:FUNDAMIX® 在浸出应用中覆盖哪些罐体尺寸和操作条件?

答:FUNDAMIX® 振动混合器全系列采用相同的电磁驱动原理,覆盖从1升到40000升的罐体溶剂。操作条件范围:温度 - 4℃~150℃,表压 - 1~5 bar g;通过更换密封配置可获得更高耐压等级。接触液体的过流部件可根据浸出回路所用浸出剂化学特性选用相应材质。