就原理來說，這些設(shè)備都是通過機械作用或流體力學效應造成高壓、擠壓沖擊、失壓等，使物料在高壓下擠研，強沖擊下發(fā)生剪切，失壓下膨脹，在這三重作用下達到細化和混合均質(zhì)的目的。按構(gòu)造可將均質(zhì)機分為：高壓均質(zhì)機、離心式均質(zhì)機，機械式超聲波均質(zhì)機，磁控振蕩式均質(zhì)機，壓電晶體振蕩均質(zhì)機，膠體磨均質(zhì)機等。
1.高壓均質(zhì)機的工作原理
高壓均質(zhì)機是以物料在高壓作用下通過非常狹窄的間隙(一般小于0.1 mm)，造成高流速(150~200 m/s)，使料液受到強大的剪切力，同時，由于料液中的微粒同機件發(fā)生高速撞擊以及液料流在通過液滴均質(zhì)閥時產(chǎn)生的漩渦作用，使微粒碎裂，從而達到均質(zhì)的目的。
(1)剪切學說
剪切學說認為，流體在高壓作用下高速流動，通過均質(zhì)機的均質(zhì)閥縫隙處，由于產(chǎn)生極大的速度梯度，在剪切力作用下使液滴破碎，達到均質(zhì)的目的。
當液滴在高壓下通過很小縫隙的入口時，液滴的速度為V0，壓力為P0，通過縫隙時所受壓力為P1，速度達到V2，在縫隙中心處的液滴流速up大，縫隙壁面的液滴小，很大的速度梯度引起的剪切力使液滴發(fā)生變形并破裂，達到均質(zhì)效果。通常使用的高壓均質(zhì)機主要由高壓泵與均質(zhì)閥組成。物料被柱塞往復泵吸人泵腔中,在高壓作用下的液滴通過高壓泵排出管路上的均質(zhì)閥，料液從閥芯與閥座形成的很小的縫隙中高速流過，-般縫隙寬度在0.1 mm左右，流速高達150~ 200 m/s。
(2)撞擊學說
撞擊學說認為，在高壓作用下，流體中的液滴與均質(zhì)閥發(fā)生高速撞擊現(xiàn)象，從而使液滴破裂達到均質(zhì)的目的。
(3)空穴學說
空穴學說認為，在高壓作用下使料液高速流過縫款，從而產(chǎn)生了高頻振動，引起了迅速交替的壓縮與能脹作用，在瞬間引起空穴現(xiàn)象，使液滴破裂，達到均質(zhì)目的。
2.高壓均質(zhì)機的結(jié)構(gòu)和工作過程
在食品工業(yè)中，廣泛采用的高壓均質(zhì)機是以三柱塞往復聚作為主體，并在泵的排出管路中安裝雙級均質(zhì)閥頭。高壓均質(zhì)機的結(jié)構(gòu)主要由三柱塞往復泵、均質(zhì)閥、傳動機構(gòu)及殼體等組成。機結(jié)構(gòu)組合包括：操縱盤，傳動機構(gòu)， 均質(zhì)頭，泵體，高壓表，電動機， 機座及外殼等。
(1)三柱塞往復泵
泵體結(jié)構(gòu)：泵體為長方體，內(nèi)有三個泵腔，活塞在泵腔內(nèi)往夏運動使物料吸人，加壓后流向均質(zhì)閥。泵體與活塞通常用不銹鋼制造，為防止液體泄漏及滲入空氣，采用填料密封裝置，材料可用皮革、石棉繩及聚氟乙烯等。
高壓泵的每個泵腔內(nèi)配有兩個活閥，由予活塞往復運動改變腔內(nèi)壓力，使活閥交替地自動開啟或關(guān)閉，以完成吸入與排出液料的功能。三柱塞泵共有6個活閥，其中吸入和排出閥各3個。均質(zhì)閥可通過調(diào)整彈簧對閥芯的壓力，以達到調(diào)節(jié)流體壓力的目的。
往復泵在活塞來回一次過程中，只吸入和排出液體各一次的泵稱為單動泵。 由于單動泵的吸人活閥和排出活閥均裝在活塞的一側(cè)，吸液時就不能排液，因此排液不連續(xù),由于活塞由連桿和曲軸帶動，活塞在左右兩點之間的往復運動不是等速的，所以，排液量也就隨著活塞的移動而有相應的起伏。為了改善單動泵的不均勻性，多采用雙動泵或三聯(lián)泵。
雙動往復泵的工作原理
在活塞兩側(cè)的泵體內(nèi)部裝有吸入閥和排出閥，無論活塞向哪一邊運動，總有一個吸入閥和一個排出閥打開，即在活塞往復一次中，吸液和排液各進行兩次，使吸入管路和排出管路總有液體流過，使送液連續(xù)，但流量曲線仍有起伏。為保持排出液的連續(xù)且均勻，通常采用三聯(lián)泵，三聯(lián)泵的實質(zhì)是三臺單動泵并聯(lián)構(gòu)成，通常又稱為三柱塞泵。
(2)均質(zhì)閥
均質(zhì)閥的工作原理：一般在均質(zhì)操作中設(shè)有兩級均質(zhì)閥，第1級為高壓流體，其壓力高達20~25 MPa，主要作用是使液滴均與分散，經(jīng)過第1級后的流體壓力下降至3.5MPa,第2級的主要作用是使液滴分散。由于高壓物料的高速流動，閥座與閥芯(又稱閥盤或均質(zhì)頭)的磨損相當嚴重，一般多用含有鎢、鉻、鉆等元素的耐磨合金鋼，并經(jīng)過精細的研磨加工制造。
3.高壓均質(zhì)機生產(chǎn)能力的計算
高壓均質(zhì)機生產(chǎn)能力G可用下式計算：G = 60πrsznε(m/h)。r為柱塞半徑，m; s為柱塞沖程，m; z為柱塞個數(shù);為柱塞往復次數(shù)，次/min; ε為工作體積的填料系數(shù)，一般為0.8~0.9。
4.均質(zhì)機操作注意事項
(1)均質(zhì)機不許空轉(zhuǎn)，啟動前要仔細檢查緊固件與連接件是否牢固可靠。
(2)啟動前應先通冷卻水，以保證柱塞工作過程中的可靠冷卻。
(3)運轉(zhuǎn)啟動后，要逐漸調(diào)整至要求的工作壓力，啟動過程中排出的料液應回流的料腔，待壓力達到要求的穩(wěn)定值后才能排出產(chǎn)品。
(4)設(shè)備使用完后要進行清洗(可用90°C以上的熱水或用無毒化學藥劑)。
(5)柱塞的填料要調(diào)整至適當?shù)木o密度，以保證可靠密封。
(6)需要潤滑的部件應按時加注適宜的潤滑油。
(7)不能用于高黏度物料的均質(zhì)操作。
