[发明专利]用于制备蜡和脂质颗粒的系统和方法

说明书

一种系统，可以包括：管道，其具有第一尺寸以及入口和出口；挤出器，其具有入口和位于管道内的出口，挤出器孔具有小于第一尺寸的第二尺寸；与管道的入口连接的载体流体容器；与挤出器的入口连接的挤出器容器；以及与管道的出口流体连接的颗粒收集器，其中颗粒收集器具有第一温度的收集器入口和第二温度的收集器出口。一种方法，可以包括使载体流体流过挤出物管道；利用挤出器将蜡挤出到流过挤出物管道的载体流体中，使得挤出物分离成彼此被载体流体节段分开的挤出物节段；以及使挤出物流入颗粒收集器中以形成蜡颗粒。

背景技术

蜡被用在各种工业应用中。通常，蜡以颗粒的形式使用。这样，蜡颗粒的生产可以为使用蜡的这种工业应用提供重要的方面。在许多情况下，可能有利的是蜡颗粒具有单分散性或统一的颗粒尺寸。常常通过从孔中挤出熔融蜡来生产蜡颗粒。

一些蜡颗粒形成技术包括将熔融蜡作为蜡颗粒射流喷出到空气或另一种(静态或运动的)流体中。蜡流的射流具有不稳定性，这使蜡流破裂成熔融蜡的小液滴，其凝固成蜡颗粒。破裂可以通过各种机制来实现，例如通过重力、静电、剪切等。液滴的多分散性是受不稳定性驱动的射流破裂的固有特征，并且已经充分研究了一百多年。这种基于射流形成蜡颗粒的方法在图1A中示出。

其他蜡颗粒形成技术包括将熔融蜡从孔挤出到一种液体中，该液体在蜡流从孔排出后就形成液滴。蜡流被挤出到液槽中，并根据两种流体之间的相对密度而被向下或向上引导。液滴在达到临界尺寸时通过浮力与孔脱离，浮力对抗重力和表面张力。在大多数典型的情况下，在特定阈值(约为2mm)以下，液滴尺寸基本上与孔尺寸无关，因而生产亚毫米的蜡颗粒极其困难。除此之外，这种方法与基于射流的方法相比生产量相对较低。这种基于液滴形成蜡颗粒的方法在图1B中示出。

发明内容

在一些实施方式中，一种用于形成蜡颗粒的系统可以包括：管道，其包括具有第一尺寸的内腔并具有入口和出口；挤出器，其具有入口以及位于管道中作为出口的挤出器孔，该挤出器孔具有小于第一尺寸的第二尺寸；与管道的入口流体连接的载体流体容器；与挤出器的入口流体连接的挤出器容器；以及与管道的出口流体连接的颗粒收集器，其中颗粒收集器具有收集器入口和收集器出口，收集器入口具有第一温度，收集器出口具有低于第一温度的第二温度，在第一温度和第二温度之间存在温度梯度。在一些方面，管道适于作为允许挤出物与载体流体一起在其中流动的挤出物管道。在一些方面，第二尺寸与第一尺寸的比为约1:2至1:20，或1:5至1:15，或1:8至1:12，或1:10。在一些方面，挤出器和管道配合以形成孔接触器。在一些方面，包括加热系统，其具有至少与载体流体容器、挤出器容器和颗粒收集器热连接的一个或多个加热器。在一些方面，包括与挤出器容器热连接的加热器。在一些方面，包括冷却系统，其具有与颗粒收集器的出口端部热连接的一个或多个冷却器。在一些方面，包括控制系统，其具有适于控制所述系统的计算机处理器。在一些方面，包括与挤出器容器操作性地连接的泵。在一些方面，挤出器容器适于作为蜡容器。在一些方面，包括与蜡容器操作性地连接的一个或多个热电偶。在一些方面，包括与蜡容器操作性地连接的一个或多个压力传感器。在一些方面，蜡容器被构造为混合器。在一些方面，蜡分配器控制器适于控制蜡泵和蜡加热器并从蜡压力传感器、蜡热电偶和蜡流速传感器接收数据。在一些方面，包括与载体流体容器热连接的加热器。在一些方面，包括与载体流体容器操作性地连接的泵。在一些方面，包括与载体流体容器操作性地连接的一个或多个热电偶。在一些方面，包括与载体流体容器操作性地连接的一个或多个压力传感器。在一些方面，包括载体流体分配器控制器，其适于控制载体流体泵和载体流体加热器并从载体流体压力传感器、载体流体热电偶和载体流体流速传感器接收数据。在一些方面，颗粒收集器包括连接至颗粒收集器入口的挤出物管道。在一些方面，颗粒收集器包括垂直定向的流体柱体。在一些方面，颗粒收集器包括颗粒选择器。在一些方面，颗粒收集器包括具有旋转臂的颗粒选择器。在一些方面，在颗粒收集器的出口处包括废料腔室。在一些方面，在颗粒收集器的出口处包括产品腔室。在一些方面，在颗粒收集器的入口侧包括加热器。在一些方面，在颗粒收集器的出口侧包括冷却器。在一些方面，包括颗粒分析仪，其与颗粒收集器操作性地连接从而能够分析颗粒。在一些方面，颗粒分析仪包括摄像机。在一些方面，颗粒分析仪与控制系统操作性地连接。在一些方面，包括颗粒收集器，其可以具有压力传感器、流速传感器或热电偶中的至少一个。在一些方面，各组件容纳在外壳内，因此所述系统可以被构造为一个设备。