[发明专利]一种三维并联式多重乳液快速制备装置

说明书

本发明公布了一种三维并联式多重乳液快速制备装置，包括一个内流体分配通道，其上连接有内流体入口接管；若干个外流体分配通道，其上连接有外流体入口接管；一个乳液收集通道，其上连接有出口接管；所述内流体分配通道和乳液收集通道之间连接有若干个乳液生成单元，并且所述乳液生成单元分别与每个外流体分配通道连接。这种三维并联式多重乳液生成装置，采用模块化设计，具有良好的可扩展性和高空间利用率，可以实现多重乳液的快速、高效生产；同时，装置内流体分配均匀，避免了流动死区，从而保证了乳液生产的高度单分散性和均一性。

技术领域

本发明涉及多重乳液的制备领域，特别涉及一种三维并联式多重乳液快速制备装置。

背景技术

多重乳液是一种高度结构化的特殊多相流体结构，它是多组分流体互相嵌套构成。多重乳液液滴特殊的核壳结构使得其可以用于选择性提取、提纯、口服给药、胃肠通道的毒素吸收等等，它在生物医学、食品、化工等行业有着广泛的应用。传统的多重乳液制备方法通常存在制得的多重乳液液滴球形度不高、液滴大小不均一、单分散性差等诸多问题。此外传统的生产装置分配通道很长，流动死区很大，制备效率低。故迫切需求开发高度单分散的多重乳液的制备方法与可控性更好、流动死区更小、生产效率更高的制造设备。目前高品质多重乳液制备工艺中最具发展前景的当推微流控装置。基于微流控的多重乳液制备技术具有高度的可控性和原料利用率，所制备的多重乳液单分散性好、均一度高、球形度好，在生物医学、化学化工等领域有着广阔的应用前景。

微流控的关键核心就是微流控芯片，它决定着多重乳液的质量和产率。通常的多重乳液微流控装置多为单通道的，一次只能产生一个多重乳液液滴，生产率低且生产耗时长，阻碍了微流控技术在多重乳液实际生产中的应用。

提高多重乳液的生产效率可以采用多个乳液生成通道并联的形式，然而并联的制备通道需要达到很高的均一度才能保证所制得的乳液的均一性，但是这样需要更高的制造精度。

目前传统的制造技术已经无法满足制造的要求。此外还可以采用将流体分配到各个生产单元的方法，这个方法对通道的制作要求低，但很难保证每个生产单元中的流体速度都一致，很难保证乳液单分散性。

当前主流的一些加工并联式液滴生成装置的方法都只能在二维层面，例如软光刻技术、微加工技术等等。这样会形成大量的流动死区，空间利用率低，不利于装置的微型化。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维并联式多重乳液快速制备装置，其能够减少微流控装置体积、优化分配通道，实现流体均匀分配、保证乳液液滴球形度与单分散性并大幅度提高多重乳液的制备效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种三维并联式多重乳液快速制备装置，包括一个内流体分配通道，其上连接有内流体入口接管；若干个外流体分配通道，其上连接有外流体入口接管；一个乳液收集通道，其上连接有出口接管；所述内流体分配通道和乳液收集通道之间连接有若干个乳液生成单元，并且所述乳液生成单元分别与每个外流体分配通道连接。

通过上述方案，这种三维并联式结构集成度高，能够合理优化装置布局，有效避免流动死区。所述装置中并联有多个乳液生成单元，且乳液生成单元的个数可以根据生产需要进行增加，这样能够很好地保证乳液的快速、高效制备。此外，所述多个并联的乳液生成单元共用一个流体分配通道，这既可以减少流体入口数量，简化装置结构，减少空间体积，又可以统一管理和分配各层流体，保证制得乳液的均一性。

进一步的，所述乳液生成单元包括中部设置的一主通道，主通道两侧对称设置有若干对支路，每对支路的两个端部分别与一个外流体分配通道连接。

通过上述方案，这种对称设计能够让主通道内的流体始终受到对称的剪切力，避免液滴粘黏管道内壁，从而保证乳液液滴的球形度和单分散性。