[发明专利]一种基于毫流控技术的水溶性芯材爆珠的制备方法

说明书

本发明提供了一种基于毫流控技术制备水溶性芯材爆珠的方法。该方法包括：利用三维共聚焦通道制备水包油包水(W/O/W)乳化液液滴，液滴内相为水溶性芯材溶液，中间相为未固化的壁材前体，外相为含表面活性剂的水溶液；利用光固化的方式实现壁材的固化和爆珠的包封；本发明所用设备简单、生产成本低廉、包封率高，能快速制备大小均匀、粒径和胶囊壁厚可控的毫米级水溶性芯材爆珠。

技术领域

本发明涉及一种基于毫流控技术制备水溶性芯材爆珠的方法，属于爆珠技术领域。

背景技术

近年来，烟草行业呈现出卷烟低焦油、低危害、高香气的发展趋势，在满足低焦油卷烟的需求时也面临香气不足的问题，因此在卷烟生产中需要增补香气。国内外各卷烟厂家开发出众多加香技术，如烟丝加香、卷烟纸加香、包装材料加香等。滤嘴加香方式由于可避免卷烟储存和燃吸过程中香料的损失热分解、减少烟丝等对香料的阻截、增加香料的利用效率而具有独特的优势。

滤嘴加香方式又可以分为溶剂法、吸附剂法、香线法、胶囊法等。胶囊法是利用高分子材料将香料包裹在胶囊之中，再将胶囊植入滤嘴。其优势在于一定条件下能实现包裹内容物的可控释放、有效避免外界环境因素的干扰、防止香料降解变质同时减小不同香料的相互干扰。胶囊内部装载的物料称为芯材或囊心物质，外部包裹的壁膜称为壁材或包囊材料。

现有微胶囊的制备技术中，已知作为微胶囊芯材的物质可分为：一、香料、气体和气味等挥发性很高的物质；二、某些液体反应性物质在涂料和黏合剂等用作固化剂或混合催化剂；三、杀虫剂、农药等有毒物质；四、对光、氧和湿度敏感的化合物；五、微胶囊化可改变物质的功能，如将密度小的物质微胶囊化能提高其使用性能。上述芯材基本为油溶性、脂溶性物质或者固体，而针对使用纯水或者含有水溶性溶剂的溶液作为芯材的微胶囊，还存在壁材变质发霉、包埋率和芯材利用率低、保存时间短、保存效果不佳等问题。

20世纪90年代，Manz和Widmer首次提出了微全分析系统的概念。微全分析系统目的是将化学或生物的整个试验过程全部集中到几平方厘米大小的芯片上进行，通过微通道连接各个部分，从而实现样品的前处理、分离、衍生化、反应和检测等过程。液滴微流控芯片，又称多相微流控芯片，是近年来发展起来的一种微流控技术。当微流控中同时存在两种或两种以上互不相容的物质时，可以通过操控流体的流动方式而产生乳化液，包括水包油、油包水、水包油包水或者油包水包油。毫流控技术是微流控技术的延伸，将微米级的液滴制备拓展到毫米级。

基于液滴毫流控技术，通过光固化方式制备的胶囊与传统机械方式生产的胶囊相比，有大小可控且均一、产生频率高等优势，而且成功实现了水溶性芯材的高效包封。这种添加香料的、脆性可捏破的胶囊作为爆珠添加入香烟滤嘴中，在低焦油量的情况下，不仅能提升烟香，凸显卷烟的个性化风格，同时也可以自主控制香料的释放量，满足消费者对于舒适性的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种生产成本低廉、包封率高、大小可控且均一、生产频率高的水溶性芯材爆珠制备方法。

本发明提供的爆珠制备方法是利用基于毫流控技术的爆珠生产装置，其主要由三维共聚焦乳化液产生通道1和光固化装置2组成，结构参见附图1所示，光固化装置同时起到收集容器的作用。

所述的三维共聚焦乳化液产生通道1由两个有锥形尖端的内管(a,b)和一个圆形或方形的外管(c)组成；接收管(b)尖端内径大于内相液体输入管(a)尖端外径，两内管内径在0.1-20mm之间，尖端口内径在0.01-10mm；外管内径(c)略大于内管(a,b)；两内管尖端相对插入外管内，尖端相距合适距离。

所述光固化装置2是一个与三维共聚焦乳化液产生通道相连通并紧密连接的容器，容器上端有紫外灯用于光固化。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种基于上述爆珠生产装置制备水溶性芯材爆珠的方法，包括如下步骤: