[发明专利]用于通过聚焦超声来分散和混合流体的设备和方法以及用于通过聚焦超声来分散和混合液体的流体输送器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分散以及混合包括亲水流体和疏水流体的流体混合物的方法。更确切地说，本发明涉及一种用于通过超声而不添加例如表面活性剂等混合物来均质地且稳定地分散流体以用于混合亲水流体和疏水流体的方法。

背景技术

近年来，使用各种物质以提高化妆品、调味品、药品等的质量。这些物质彼此混合且因此加工成产品，并且作为具有例如水等液体的混合物可商购用于食用、美容或医学应用。

用于所述产品的物质划分成亲水物质和疏水物质。亲水物质完全可与水混溶并且具有含有亲水基团的化学结构，而疏水物质完全可与水不混溶，并且作为疏水物质的代表性实例的油具有含有疏水基团的化学结构。

因此，从亲水物质和疏水物质的混合物获得的产品必然作为彼此不可混溶的流体来销售。在此情况下，已经继续了大量的研究工作来开发其中亲水物质和疏水物质均质地混合的流体，以解决产品的变质和不适合外观。

表面活性剂(乳化剂)的混合物或类似物中同时含有亲水基团和亲油基团并且用以均质地混合例如水和油等亲水物质和疏水物质。然而，关于此类混合物，可能需要根据油的类型的另一种混合物，并且其它混合物的添加可能对人体产生负面影响。因此，迫切需要一种用于混合亲水物质和疏水物质而不使用此类混合物的方法。

已经提出通过超声来分散和混合物质以及其类似物的技术来解决这些问题。已经用于超声分散的代表性技术包含浴槽式、杯式和喇叭式技术。然而，使用此类超声分散和混合技术，不利地的是难以分散和混合大量流体。其中流动的水中的静压不高于蒸气压的所谓空化的现象，由于低压，因此水蒸发并且因此在流动的水中穿通的空气中形成气泡，从而导致噪声、振动和沉淀。已经指出因为颗粒在微米尺度下分散并混合所以分散性上存在限制，并且存在不稳定性，其中由于如上文所描述的微米尺度的较大分散颗粒，亲水物质和疏水物质随时间推移而分离。

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题而提出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种用于通过使用超声且不使用乳化剂将亲水物质和疏水物质混合成纳米乳液来制备稳定的流体混合物的方法，其中通过将物质分散成纳米大小因此分散和混合是均质的，分散能力得以大大提高，并且亲水物质与疏水物质之间的分离甚至在长时间后也降至最低。

本发明的另一个目的是提供一种用于均质地分散和混合流体以提高分散效率的流体输送器。

问题的解决方案

根据本发明的方面，以上以及其它目的可以通过提供一种用于通过聚焦超声来分散以及混合流体的设备来实现，所述设备包含：流体储存单元，所述流体储存单元用于储存包括亲水物质以及疏水物质的至少两种流体的流体混合物，所述流体储存单元包括第一连接器以及第二连接器，第一连接器以及第二连接器连接到提供流体混合物流过的路径的流体流径上，以允许流体混合物流过流体流径；流体分散单元，所述流体分散单元用于将超声聚焦到流体流径的一部分，以在流体混合物到达流体流径的部分时通过超声分散流体混合物中包含的流体；以及流体循环单元，所述流体循环单元用于循环流体混合物，使得流体混合物的相对不充分分散的一部分通过第一连接器从流体储存单元流动到流体分散单元，并且通过流体分散单元分散的流体混合物通过第二连接器流动到流体储存单元。

根据本发明的另一个方面，提供一种流体输送器，其包含：流体储存单元，所述流体储存单元用于提供亲水流体以及疏水流体的流体混合物流过的流体流径，所述流体储存单元通过多个连接器连接到流体流径上，流体流径具有其中安装有用于聚焦超声以通过聚焦超声分散以及混合流体混合物中包含的流体的超声聚焦单元的部分，以使流体混合物在流体流径中流动并且使通过超声聚焦单元分散的流体混合物流过流体流径；以及预处理单元，所述预处理单元用于分散微米尺度下的流体混合物并且将所述流体混合物供应到流体储存单元，随后流体混合物储存在流体储存单元中。

本发明的有利效果

根据本发明，通过聚焦超声(所述聚焦超声比用于通过超声分散以及混合物质的现有技术具有更高频率)在流体流径上以纳米大小分散亲水物质和疏水物质并且同时混合亲水物质和疏水物质，因此有利地在不使用乳化剂的情况下提供其中亲水物质和疏水物质经均质地分散并混合成纳米乳液的流体混合物。

另外，根据上文所描述的配置，即使在预定时间之后亲水物质和疏水物质与流体混合物的分离也降至最低，因此有利地提供稳定的流体混合物。

同时，根据上文所描述的配置，可以形成用于分散以及混合极大量流体的结构并且因此可以大量制造均质的以及稳定的流体混合物。

附图说明