高通量SPG膜乳化器
SPG膜介紹
SPG膜(Shirasu Porous Glass)是日本SPG公司在1981年開發(fā)出來的新型無機膜,SPG膜具有一致的、均勻的微小孔徑,而且孔徑的大小很容易改變,SPG膜在生產(chǎn)過程中,首先是將火山灰、玻璃、石灰在1350℃下硼酸化成型,然后再加熱到700℃左右產(chǎn)生相變化和分離:CaO·B2O3和Al2O3·S?O2,制成具有微小相分離的玻璃質(zhì),后將其放在酸中處理,除出可溶性物質(zhì),經(jīng)過手工處理后,含有Al2O3·SO2的多孔玻璃就終形成了;材料被加工成一定的厚度和形狀,即為SPG膜。通過制備條件的改變,可以獲得不同孔徑的SPG膜管和膜片。
SPG膜乳化
將兩種不相溶的液體在適量表面活性成份的作用下,通過攪拌混合可以制成乳化液,但乳化液滴是多分散性的,直徑可以相差數(shù)倍甚至數(shù)十倍。
原理:分散相在氮氣壓力的作用下透過微孔膜的膜孔,而在膜表面形成液滴,在沿膜表面流動的連續(xù)相的沖洗作用下,液滴的直徑達到一定值后,就從膜表面剝離,從而形成乳液。利用孔徑大小均一的SPG膜,可較好實現(xiàn)乳液粒徑大小及其分布的控制。因膜的微孔直徑比較均勻,制成乳化液的液滴也比較均勻,只要調(diào)整好水相的組成,保持液滴的穩(wěn)定,就能制得單分散性很好的乳化液滴,聚合后則得到相應的聚合物微粒子。
應用:主要用于制備尺寸均一的乳液、乳珠、微球、微膠囊等,可以制備W/O、O/W、W/O/W、O/W/O型不同乳液。實現(xiàn)乳液的尺寸均一性;微球表面功能的可控;多孔微球結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;均一乳液的制備;多孔微球或緩釋膠囊孔道的控制等。
粒徑大小及其分布:上圖是SPG膜乳化后的粒子特征分布圖,以及和高壓均質(zhì)機的比較,圖形顯示出SPG膜乳化后獲得了均勻大小的乳化液,這正是我們所希望的;考慮到在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品不同的使用要求,SPG膜能夠?qū)崿F(xiàn)獲得不同粒徑大小的乳化液,顆粒分布均一,且產(chǎn)品90%粒徑的都在此范圍內(nèi);然而使用高壓均質(zhì)機獲得的樣品,存在不同大小的粒子,意味著高壓均質(zhì)機不可能獲得穩(wěn)定的、均勻的產(chǎn)品。例如膜乳化可以實現(xiàn)90%的粒子在0.8μm,而高壓均質(zhì)機在6.0μm以上的粒子還有20%。
SPG膜乳化方式
1、直接乳化
分散相和連續(xù)相分別準備在不同的容器中,分散相穿過SPG膜產(chǎn)生均勻的乳化液,連續(xù)相要求輕微的流動,乳化液的粒子大小是3-4倍的SPG膜的孔徑。
孔徑=1微米(乳化液=3.0微米) 孔徑=2微米(乳化液=7.6微米) 孔徑=5微米(乳化液=14.3微米)
孔徑=10微米(乳化液=31.3微米) 孔徑=15微米(乳化液=43.1微米) 孔徑=20微米(乳化液=66.2微米)
2、混合乳化
分散相和連續(xù)相溶液混合在一起,穿透過SPG膜獲得均勻的乳化液,乳化液的粒子大小是1-2倍的SPG膜的孔徑。(圖中左側(cè)為直接乳化、右側(cè)為混合乳化)
SPG膜乳化實驗室設備
一、SPG膜的規(guī)格
孔徑 (微米)
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SPG管狀膜(毫米)
外徑 x 壁厚 x 長度
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SPG片狀膜(毫米)
直徑 x 厚度
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0.05 - 0.1
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Φ5 x t 0.4 x L20 …L250
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-
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0.2 - 20
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Φ10 x t 0.8 x L20 …L500
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Φ5 …Φ20 x t0.4 …t0.7
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20 - 50
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Φ10 x t 0.8 x L20 …L500
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Φ5 …Φ20 x t0.4 …t0.7
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采用外壓式:分散相位于SPG的外部,內(nèi)部是連續(xù)相,通過泵連續(xù)流動,通過外部氮氣進行加壓,直接作用于SPG膜的外部,自動連續(xù)處理。
技術參數(shù)
1、規(guī)格型號:KH-125
2、SPG膜規(guī)格:Φ10 x L125mm (有效長度105mm)
3、適合的孔徑 0.1微米以上
4、**壓力:900KPa
5、流動相的體積:300ml ---幾升
6、分散相的體積:100ml --- 幾升