[发明专利]用于形成颗粒的方法和装置

说明书

本发明涉及形成物质颗粒的方法。它还涉及用于形成物质颗粒的混合室。

背景技术

超临界流体在颗粒形成方法中的应用已在许多文献中描述过.超临界流体可定义为一种流体，它同时处于或高于其临界压力和临界温度。此类流体在颗粒形成方法中很受关注，因为它们对不同物质的溶解本领因环境物理特性的改变而发生很大变化，而这些环境特性，例如压力，又相对容易控制。此项性质使得超临界流体成为高度受青睐的介质，因为其溶解本能可通过压力和温度的改变加以控制，这在不同物质如制药用物质的萃取和雾化方面尤其有用。再者，超临界流体在环境条件下通常为气体，这消除了在传统液体萃取中所需要的蒸发步骤。

当前所应用的技术有几项与这一现象有关，其一叫做超临界溶液的快速膨胀(RESS)，另一项被称为气体反溶剂(gas anti-solvent)沉淀(GAS)。在GAS技术中，将感兴趣的物质溶解在传统溶剂中，向该溶液中引入诸如二氧化碳之类的超临界流体，从而导致溶液体积的快速膨胀。结果，溶解本领在短时间内急剧降低，从而诱发颗粒沉淀。有关这方面的文献例如有，J.W.Tom和P.G.Debenedetti的文章，气溶胶科学(J.Aerosol SCI.)，22(1991)，555～584；P.G.Debenedetti等人的文章，控制释放(J.Controlled Release)，24(1993)，27～44以及J.W.Tom等人的文章，ACS会议论文集(ACSSymp Ser)514(1993)238～257；EP 437 451和EP 322 687。

最近，开发了该GAS系统的一种改进方案，被称作SEDS(solutionenhanced dispersion by supercritical fluid)方法，利用超临界流体技术来形成颗粒。

该技术描述在WO95/01221中，其公开了粒状产品的形成方法，其包含将超临界流体和在溶液或悬浮体中包含至少一种物质的载体体系共同引入到颗粒形成容器中。控制颗粒形成容器内的温度和压力，以便载体的分散和萃取借助超临界流体的作用而基本同时发生。

上述文献中所描述的方法特别地开发用于气体反溶剂(GAS)技术。这类技术在感兴趣的固体不溶解于超临界流体或者在超临界流体中的溶度非常低的情况下有用。于是，溶质在第一步中溶解在传统溶剂中。溶剂与该物质的溶液通常被称为“载体体系”。术语“载体”在这里是指流体，它溶解一种或多种固体而形成溶液，或者形成在该流体中不溶或溶度很低的一种或多种固体的悬浮体。载体可以由一种或多种流体构成。

在该程序的第二步中，载体被超临界流体萃取，该流体当处于超临界状态时对所涉及的载体具有足够的溶度。结果，通过超临界流体的作用，载体的萃取和液滴形成基本上同时发生。由载体体系中此前携带的物质按此方式所形成的颗粒被收集在颗粒容器中，而余下的超临界流体和载体产品可任选地通过净化系统以供可能的再利用。这里使用的术语“颗粒”可包括单组分或多组分中的产品，作为一种组分在另一种形式的基体中的混合物。

在上述方法的描述中，已指出对工作条件，特别是压力维持控制的重要性。因此，必须消除沿颗粒形成容器的任何非受控压力脉动，并保证载体的均匀分散。通过对载体体系和超临界流体的温度、压力和流率等参数进行高度控制并且向颗粒形成容器中同时共同引入载体体系和超临界流体，当各个流体彼此接触时便发生液滴的形成。

在文献WO95/01221中，进一步是用于实施所述方法的设备。该设备具有用于将载体体系和超临界流体共同引入到颗粒形成容器中的装置。该装置由喷嘴构成，该喷嘴具有若干个同轴通道，分别用于输送载体体系和超临界流体的流动。颗粒形成室的出口端呈锥形，其锥削角一般介于10～50度。该文献还给出，可利用加大该角度来提高引入喷嘴的超临界流体的速度，从而增加超临界流体与载体体系之间的物理接触量。还指出，对所形成的颗粒产品的粒度和形状等参数的控制将取决于多个变量，包括超临界流体和/或包含该物质的载体体系的流率、该物质在载体体系中的浓度以及颗粒形成容器内的温度和压力。