[发明专利]一种单分散乳液的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种单分散乳液的制备方法，属于乳液技术领域。

背景技术：

乳状液是一种或几种液体以微粒(液滴或液晶)形式分散在另一种互不相溶的液体中的混合物。广泛应用在食品、化妆品、农药以及医药行业中。粒子大小以及分布的均匀性影响乳状液的稳定性，良好的稳定性是乳状液应用的必要前提。

目前，制备乳液的方法主要有传统乳化法和新技术乳化法。传统乳化法包括胶体研磨，机械搅拌，高压均质和超声等方法。这些乳化法存在能耗高，体系重现性差，乳液多分散性等问题。此种方法制备的乳状液溶液产生液滴聚合、凝集和分层现象，导致产品稳定性差(A.M.Chuah，et al.Food Hydrocolloids，2009，23(3)：600～610)。

新技术乳化法条件温和，乳化过程可视，制备的乳滴尺寸均一、稳定性好、乳化过程能耗较低。包括膜乳化法和微通道乳化法等。

膜乳化法是靠膜两侧的压力差使分散相通过微孔膜，以小液滴的形式分散在连续相中形成乳状液。微孔膜两侧的分散相和连续相不互溶，分散相液滴形成过程一般分两步：首先是分散相在压力作用下过膜，在另一侧微孔出口处形成液滴并长大；当液滴粒径到一定程度，就会在连续相的流动剪切力作用下从膜上脱落，从而以小液滴形态分布到连续相中，达到较好的乳化效果。但膜乳化法要求的微孔膜机械强度高，制备不同类型的乳剂需要不同的膜，其处理量为0.15mL/min，且乳化压降高达200KPa，设备耗能高。(X.Bernat，et al.Industrial & Engineering Chemistry Research，2010，49(8)：3818～3829；M.Kukizaki.Chemical Engineering Journal，2009，151(3)：387～396)。

目前，微通道乳化技术主要采用Y型或T型微通道，以及微孔单晶硅板进行乳化。Y型和T型微通道反应器为单一的微通道结构，由于结构的限制，其处理量很小，仅为2×10^-3～7×10^-3mL/min，无法满足工业化的需求(M.L.J.Steegmans，et al.Chemical Engineering Science，2009，64(13)：3042～3050；M.L.J.Steegmans，etal.AIChE Journal，2010，56(7)：1946～1949)。利用微孔单晶硅板的乳化法是使分散相在没有压力或者低压下通过尺度均匀的单晶硅板上的微孔，在乳化剂的界面张力作用下自发形成乳化微粒，形成的微粒由于流动相的持续流动而得以回收，从而获得尺度单一的乳化微粒。此方法操作简单，最大压降约为20KPa，远小于膜乳化法，但制备过程中分散相和连续相的流量也很小，流量调节的范围约为0.5～3.5mL/min，因而仍无法实现高通量。(E.V.D.Zwan，et al.Langmuir，2009，25(13)：7320～7327；Q.Y.Xu，et al.Colloids and Surfaces A：Physicochemicaland Engineering Aspects，2005，262(1-3)：94～100；S.Sugiura，Journal of Colloid andInterface Science，2000，227(1)：95～103)。

发明内容：

本发明提供了一种利用套管式环形微通道反应器制备单分散乳液的制备方法，不仅可以达到较高的处理量，较上述的新乳化技术提高2-3个数量级，以实现单分散乳液的简便快速大批量生产，而且工艺简单，成本低。

本发明一种单分散乳液的制备方法，其特征在于，利用套管式环形微通道反应器制备单分散乳液，将连续相通入套管式环形微通道反应器外管，分散相通入套管式环形微通道反应器内管，二者在微孔部分充分接触形成乳液。

本发明所采用的形微通道反应器由一根外管和一根内管构成，在内、外管之间留有环隙构成环形微通道，环形微通道径向间距为100微米～1毫米，外管上设有连续相进口和出口，内管一端设有分散相进口，与外管液体出口相对应的另一端闭合，且闭合端外形为圆锥体或子弹头状，在与闭合端相邻的柱状内管管壁上沿壁周向布有微孔，微孔孔径范围为0.05～100微米，柱状内管管壁开孔率为3～60％，内管上的微孔为分散相出口，其示意图可参见图1。

套管式环形微通道反应器内、外管优选为金属管，内管外表面和外管内表面是通过抛光处理的光滑面。