[发明专利]一种膜乳化系统

说明书

本发明公开了一种膜乳化系统，包括分散相储液罐、膜组件、连续相储液罐、乳液收集罐，所述膜组件中的微孔膜丝采用聚四氟乙烯中空纤维膜或聚全氟乙丙烯中空纤维膜，分散相送料管路的一端通入分散相储液罐内的液面以下，另一端经膜组件的入口端盖与各微孔膜丝的入口端连通，在分散相送料管路上安装分散相流动装置；分散相回流管路的一端经出口端盖与各微孔膜丝的出口端连通，另一端伸入分散相储液罐内；连续相经连续相送料管和膜组件上的连续相入口送入连续相腔体内，在连续相送料管上安装连续相流动装置；膜组件上的乳液排出口与乳液排出管的一端连接，乳液排出管另一端伸入乳液收集罐内。该系统制得的乳液粒径分布较窄、粒径可控、稳定性高。

技术领域

本发明涉及膜乳化领域，特别是涉及一种膜乳化系统。

背景技术

乳状液是由两种或两种以上互不相溶的液体组成的分散体系，至少含一个分散相并以液滴的形式存在于连续相中。乳状液主要有两种类型，即水包油型(O/W)和油包水型(W/O)。乳化过程在化妆品、食品、医药等诸多领域起着非常重要的作用。传统的乳化方法主要有高压剪切法、超声分散法和高速搅拌等，分散相液滴的大小取决于所输入的机械能产生的涡流剪切力对分散相的破碎程度，存在分散相液滴粒径分布较宽、粒径大小难控制、能耗大、实验重复性差等缺点。

膜乳化技术自从20世纪90年代问世以来，引起了人们的广泛关注，被认为是一种制备单分散性乳液的简单有效方法。在膜乳化过程中，分散相和连续相分布在微孔膜两侧，分散相在压力作用下通过微孔后在膜另一侧表面形成液滴并生长，当液滴直径达到某一临界值时受到高速流动的连续相剪切力作用而从膜表面剥离，从而形成水包油或油包水乳液。膜乳化显著特点是分散相液滴大小主要由微孔膜孔径大小和分布来控制而呈单分散性，和常规乳状液制备方法相比，具有能耗低、制备条件温和、乳化剂用量少等优点。

膜乳化最常用的是一种多孔玻璃膜SPG(Shirasu Porous Glass membrane)。然而，多孔玻璃膜疏水性和耐碱性差、易碎、柔性差，限制了其发展和进一步应用。

中国发明专利公开号CN107376669A公开了一种全氟聚合物中空纤维复合膜的制备方法，所制得的中空纤维复合膜可用于苛刻条件下的废水处理；中国发明专利公开号CN110180401A公开了一种全氟聚合物中空纤维膜的制备方法，所制得的中空纤维膜作为分离膜，广泛应用于水处理、食品、石油化工、医药等领域。但是，在膜乳化领域，未见全氟聚合物中空纤维膜应用的报导。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种采用全氟聚合物中空纤维膜的膜乳化系统。

为此，本发明的技术方案如下：

一种膜乳化系统，包括分散相储液罐、分散相流动装置、膜组件、连续相储液罐、连续相流动装置、乳液收集罐以及第一流量计、第一和第二阀门和压力表。所述膜组件包括柱形的壳体和平行设置在该壳体内的多根微孔膜丝，微孔膜丝的两端通过封装所述壳体两端的树脂固定；所述壳体的两端分别连接一入口端盖和一出口端盖，所述入口端盖、出口端盖与壳体的两端之间均形成有容纳所述分散相的空间；所述壳体与微孔膜丝之间形成连续相腔体，在靠近微孔膜丝出口一侧的壳体上形成有连续相入口，在靠近微孔膜丝入口一侧的壳体上形成有乳液排出口；一分散相送料管路的一端通入分散相储液罐内的分散相液面以下，另一端经所述入口端盖与各微孔膜丝的入口端连通，在分散相送料管路上安装所述分散相流动装置；一分散相回流管路的一端经所述出口端盖与各微孔膜丝的出口端连通，另一端伸入分散相储液罐内，在分散相回流管路上沿分散相流动方向依次安装所述压力表、第一阀门和第一流量计；所述连续相储液罐内盛有连续相，所述连续相经连续相送料管和所述连续相入口送入连续相腔体内，在连续相送料管上安装所述连续相流动装置和第二阀门；所述乳液排出口与一乳液排出管的一端连接，乳液排出管另一端伸入所述乳液收集罐内；所述微孔膜丝采用聚四氟乙烯中空纤维膜或聚全氟乙丙烯中空纤维膜，膜的孔径为0.1～10微米。