专利名称：有关高压均质乳化设备的乳化腔装置及方法
有关高压均质乳化设备的乳化腔装置及方法本发明涉及高压均质乳化设备技术领域，具体的说是ー种用于纳米化制备的高压均质乳化设备的乳化腔装置及方法，主要用于纳米脂质体，脂肪乳，混悬液，化工材料等纳米化分散制备。将液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另ー种液体的过程即为乳化，它是液-液界面现象。在エ业生产中，实现上述乳化过程的机械设备主要是乳化机，目前乳化机的类型主要有三种乳化搅拌机、胶体磨和均质器，不同类型的乳化机具有不同的结构与性能，获得的乳状液微粒的大小(分散性)及乳状液的质量(稳定性)亦不相同。 一般在化妆品厂广泛使用的搅拌式乳化机，所制得的乳状液其分散性差，微粒大且粗糙，稳定性也较差，也较易产生污染，但其制造简单，价格便宜，只要注意选择机器的合理结构，使用得当，也是能生产出一般复合质量要求的大众化的化妆品的；胶体磨和均质器是相对较好的乳化设备，但是近年来随着纳米化时代的到来，传统的乳化机已经不能实现纳米级的分散标准。如传统的阀式结构为均质阀，由阀座，阀芯，挡圈构成，材质为碳化钨，依靠手动调节阀座与阀芯的间隙大小，来控制压力，以达到对物料的均质乳化，此种结构设计虽简単，但精确度不高，因此压カ相对较低，国外最高能达到1500bar，国内由于机械加工精度问题，目前普遍最高工作压カ较低，一般在lOOObar，所以大部门应用还仅仅局限于牛奶，食品乳化。本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高压力操作、实现物料纳米级分散的乳化装置及方法。为实现上述目的，设计ー种有关高压均质乳化设备的乳化腔装置，包括液压柱塞泵、进料杯、单向阀、压カ表、热交換器、出料ロ，其特征在于液压柱塞泵柱塞与设备主管道相连，主管道抽头一端通过单向阀连接漏斗型进料杯的漏斗下料孔，主管道的另一端连接Y型喷腔结构的进料ロ，在Y型喷腔结构与单向阀之间的主管道抽头一端设有压力表，Y型喷腔结构的出料ロ通过管道连接热交換器的进料孔，热交換器的另一端设有出料ロ，所述的热交換器上设有供热交换介质的进水ロ、出水ロ。所述的Y型喷腔结构由ー进料管分叉成两股微孔通道，两股微孔通道中心位置转折交汇在一起，合并连接出料管一端，出料管另一端连接出料孔，，物料通过微孔喷射后对撞反应，再经由出料管流出，物料通过微孔喷射后对撞反应，再经由出料管流出。所述的Y型喷腔结构材料采用金刚石或人造金刚石材料制成。一种有关高压均质乳化设备的乳化腔装置的方法，其特征在于该方法通过高压泵头提供的动力，带动柱塞做往复运动，用ー个单向阀控制物料的进出，利用柱塞对物料提供的高压将物料打入Y型喷腔的两个进ロ，两股液体流在交汇点发生液体流对撞，所述的Y型喷腔结构采用激光打孔的方法在人造金刚石上加工成IOOMm的Y字型腔体，使高速流动的液体通过两个Y字型进ロ，在交叉点处发生对撞，从而达到对物料粒径减小的目的。本发明与现有技术相比，结构新颖，利用特有Y型喷腔结构使物料两股液体流在交汇点发生液体流对撞，使得物料粒径减小、混合更均一稳定；金刚石的高精度加工，使得其可承受最高3100bar的工作压力，远远超过现有技术所达到的压力，高压使得纳米颗粒分散的平均粒径大大减小、降低峰宽，靶向制剂制备都有取得前所未有的效果，提高其产品的稳定性。
图I为本发明结构示意图；图2为本发明Y型喷腔中物料流向示意图；图3为同种样品在传统阀式均质机中IOOObar压カ下，循环5次获得的物料粒径分布图；图4为同种样品在本发明装置中IOOObar压カ下，循环5次获得的物料粒径分布图；图中I.液压柱塞泵2.进料杯3.单向阀4.压カ表6. Y型喷腔结构7.热交换器8.出料ロ。结合附图
对本发明作进ー步阐述，其产品构造及方法对本领域技术人员来说是可以实现的。本发明结构的设计基于两个技术问题，其一，传统乳化设备控压方式无法实现高操作压カ；其ニ，传统乳化物料粒径无法达到纳米级分散。因此对现有高压均质乳化设备的乳化腔内部结构进行改进，设计成Y型喷腔结构。改进后的高压均质乳化设备如图I所示，包括液压柱塞泵I、单向阀3、压カ表4、乳化腔6、热交換器7、进料杯2、出料ロ 8，液压柱塞泵I柱塞与设备主管道相连，主管道抽头一端通过单向阀3连接漏斗型进料杯2的漏斗下料孔，主管道的另一端连接Y型喷腔结构6的进料ロ，在Y型喷腔结构6与单向阀3之间的主管道抽头一端设有压力表4，Y型喷腔结构6的出料ロ通过管道连接热交換器7的进料孔，热交換器7的另一端设有出料ロ，所述的热交換器7上设有进水ロ、出水ロ；用激光打孔的方法在人造金刚石上加工成IOOMm的Y字型腔体，其结构如图2所示，由一根进料管上连接Y型通道，Y型通道上分别设有管道连接，然后管道中心位置交汇在一起，通过喷射对撞反应腔连接出料管一端，出料管的另一端为出料ロ。物料在反应腔中的流向如图2所示，高速流动的液体由Y型通道的两个进ロ管道分别流入，在腔体尾部中心位置交汇，对撞并流进入热交換器。上述装置通过高压泵头提供的动力，带动柱塞做往复运动，用一个单向阀控制物料的进出，利用柱塞对物料提供的高压将物料打入Y型喷腔的两个进ロ，两股液体流在交汇点发生液体流对撞，所述的Y型喷腔结构采用激光打孔的方法在人造金刚石上加工成IOOMm的Y字型腔体，使高速流动的液体通过两个Y字型进ロ，在交叉点处发生对撞，从而达到对物料粒径减小的目的。为了直观地表明本发明的优势，将相同的脂肪乳样品分别用传统阀式均质机和本装置进行乳化处理，处理时使用相同的參数设定(压力、处理次数)，将获得的物料用美国Particle Sizing System公司的型号NIC0MP380仪器进行粒径測量，并将测量结果以粒径分布图的形式直观表达、并相互对比，具体如图3、图4所示图3表征样品在传统阀式均质机中IOOObar压カ下，循环5次获得的物料粒径测量图，从图中表征的粒径分布情况看，所得物料粒径多集中在250nm ；图4表征样品在本装置中IOOObar压カ下，循环5次获得的物料粒径测量图，从图中表征的粒径分布情况看，所得物料粒径多集中在150nm ； 从上述对比中可见本装置对脂肪乳，脂质体，纳米混悬液制备比传统装置乳化效果好，样品平均粒径大大减小，峰宽降低，产品稳定性更佳。
权利要求
1.一种有关高压均质乳化设备的乳化腔装置，包括液压柱塞泵、进料杯、单向阀、压力表、热交换器、出料口，其特征在于液压柱塞泵柱塞与设备主管道相连，主管道抽头一端通过单向阀连接漏斗型进料杯的漏斗下料孔，主管道的另一端连接Y型喷腔结构的进料口，在Y型喷腔结构与单向阀之间的主管道抽头一端设有压力表，所述Y型喷腔结构的出料口通过管道连接热交换器的进料孔，热交换器的另一端设有出料口，所述的热交换器上设有供热交换介质的进水口、出水口。
2.如权利要求I所述的一种有关高压均质乳化设备的乳化腔装置，其特征在于所述的Y型喷腔结构由一进料管分叉成两股微孔通道，两股微孔通道中心位置转折交汇在一起，合并连接出料管一端，出料管另一端连接出料孔。
3.如权利要求I或2所述的一种有关高压均质乳化设备的乳化腔装置，其特征在于所述的Y型喷腔结构材料采用金刚石或人造金刚石材料制成。
4.一种有关高压均质乳化设备的乳化腔装置的方法，其特征在于该方法通过高压泵头提供的动力，带动柱塞做往复运动，用一个单向阀控制物料的进出，利用柱塞对物料提供的高压将物料打入Y型喷腔的两个进口，两股液体流在交汇点发生液体流对撞，所述的Y型喷腔结构采用激光打孔的方法在人造金刚石上加工成IOOMm的Y字型腔体，使高速流动的液体通过两个Y字型进口，在交叉点处发生对撞，从而达到对物料粒径减小的目的。
全文摘要
本发明涉及高压均质乳化设备技术领域，具体是一种有关高压均质乳化设备的乳化腔装置及方法，该装置包括液压柱塞泵、进料杯、单向阀、压力表、热交换器、出料口，其特征在于液压柱塞泵柱塞与设备主管道相连，主管道抽头一端通过单向阀连接漏斗型进料杯的漏斗下料孔，主管道的另一端连接Y型喷腔结构的进料口，在Y型喷腔结构与单向阀之间的主管道抽头一端设有压力表，所述Y型喷腔结构的出料口通过管道连接热交换器的进料孔，热交换器的另一端设有出料口，所述的热交换器上设有供热交换介质的进水口、出水口。本发明结构新颖，利用特有Y型喷腔结构使物料两股液体流在交汇点发生液体流对撞，使得物料粒径减小、混合更均一稳定。
文档编号B01F5/04GK102806038SQ20121030340
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者张锋 申请人:诺泽流体科技(上海)有限公司