一种液体分散降膜乳化装置及其应用

本发明涉及高能效乳化装置及其应用，更具体地，涉及一种液体分散降膜乳化装置及其应用。

背景技术：

1、乳化过程是指两种互不相溶的液体在表面活性剂的作用下，通过能量输入，形成乳液的过程。乳化结束后，一种液体(分散相)以极微小液滴分散在另一种液体(连续相)中，形成的乳液类型包括水包油型、油包水型等。

2、乳化作为乳液聚合、食品和医药行业的关键步骤，实现技术有高能乳化法和低能乳化法。由于低能乳化法要求乳化剂含量较高，工业上乳化过程使用更多的是高能乳化法。但是这类设备有其固有的缺点：例如在间歇操作时通常是将剪切头插入大量的待乳化物料中进行乳化，此时只有一部分物料得到了有效剪切力的作用，会造成能量浪费和设备效率降低等问题。尤其地，采用将连续相和分散相先预混再进行能量输入的形式，导致对连续相和分散相同时做功，会造成大量的额外能量输入。因此发展新型高效的乳化设备仍是聚合、食品和医药制备等领域的重要研究方向。

技术实现思路

1、为了解决目前高能乳化法对连续相和分散相同时做功导致输入能量过高的问题，本发明提供一种液体分散降膜乳化装置及其应用。通过同时设置分散单元和降膜乳化单元，分散相在乳化之前就被均匀分散成微(纳)米尺度的分散相液滴，避免了对连续相的做功，提高了能量利用效率。

2、一方面，本发明提供一种液体分散降膜乳化装置，包括：壳体，以及位于所述壳体内腔的分散单元、降膜乳化单元；

3、所述分散单元将分散相分散为液体微元，进而所述液体微元分散至所述壳体内腔内；

4、所述降膜乳化单元用于将连续相在所述降膜乳化单元表面形成液膜流动，进而所述液体微元与所述液膜在所述降膜乳化单元进行乳化，形成乳液。

5、在优选的实施方式中，所述降膜乳化单元包括：

6、围绕所述分散单元设置的降膜板；以及

7、溢流槽体，所述溢流槽体内的连续相流体可溢流至所述降膜板靠近所述液体分散单元的一侧表面。

8、在优选的实施方式中，所述降膜板靠近所述分散单元的表面为普通平滑表面。

9、在优选的实施方式中，所述降膜板靠近所述分散单元的表面为经过磨砂处理的粗糙表面。

10、在优选的实施方式中，所述降膜板顶端具有若干排列的锯齿状结构。

11、在优选的实施方式中，所述降膜板靠近所述液体分散单元的表面铺设一层经表面亲水改性的金属丝网。

12、在优选的实施方式中，所述降膜板靠近所述液体分散单元的表面铺设一层经表面疏水改性的金属丝网。

13、在优选的实施方式中，所述分散单元内设有液体分散设备，所述液体分散设备包括静设备和动设备。

14、在优选的实施方式中，所述静设备可以为气力雾化式或液力雾化式；所述动设备可以为离心雾化式或超重力分散式。

15、另一方面，本发明提供一种基于上述所述的液体分散降膜乳化装置的应用，包括：

16、分散相液体经分散相进口进入液体分散单元，所述分散单元将分散相分散为液体微元；

17、连续相液体经连续相进口进入到降膜乳化单元，所述降膜乳化单元用于将连续相在所述降膜乳化单元表面形成液膜流动；

18、所述分散相液滴与所述降膜乳化单元表面在降膜板上接触并乳化，形成乳液；

19、所述乳液沿所述降膜乳化单元靠近所述分散单元一侧表面继续流动，至装置底部后自液体出口排出。

20、本发明的有益效果

21、本发明提供一种液体分散降膜乳化装置及其应用，通过同时设置液体分散单元和降膜乳化单元，液体分散单元可以使得带有一定速度的雾滴在围绕该单元的空间内均匀地分布，然后在降膜壁面上与连续相进行接触并乳化，实现乳液的连续制备。本发明的优点在于，分散相在乳化之前就被均匀分散成微(纳)米尺度的分散相雾滴，避免了对连续相的做功，提高了能量利用效率。

22、附图说明

23、为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

24、图1为本发明的液体分散降膜乳化装置的一种结构示意图之一。

25、图2为本发明的液体分散降膜乳化装置的一种结构示意图之二。

26、图3为本发明的液体分散降膜乳化装置的一种结构示意图之三。

27、图4为本发明的液体分散降膜乳化装置的一种结构示意图之四。

28、图5为利用图1的的液体分散降膜乳化装置的工艺系统结构示意图；

29、图6为利用图2的的液体分散降膜乳化装置的工艺系统结构示意图；

30、图7为利用图3的的液体分散降膜乳化装置的工艺系统结构示意图；

31、图8为利用图4的的液体分散降膜乳化装置的工艺系统结构示意图；

技术特征：

1.一种液体分散降膜乳化装置，其特征在于，包括：壳体，以及位于所述壳体内腔的分散单元、降膜乳化单元；

2.根据权利要求1所述的液体分散降膜乳化装置，其特征在于，所述降膜乳化单元包括：

3.根据权利要求2所述的液体分散降膜乳化装置，其特征在于，所述降膜板靠近所述分散单元的表面为普通平滑表面。

4.根据权利要求2所述的液体分散降膜乳化装置，其特征在于，所述降膜板靠近所述分散单元的表面为经过磨砂处理的粗糙表面。

5.根据权利要求2所述的液体分散降膜乳化装置，其特征在于，所述降膜板顶端具有若干排列的锯齿状结构。

6.根据权利要求5所述的液体分散降膜乳化装置，其特征在于，所述降膜板靠近所述液体分散单元的表面铺设一层经表面亲水改性的金属丝网。

7.根据权利要求5所述的液体分散降膜乳化装置，其特征在于，所述降膜板靠近所述液体分散单元的表面铺设一层经表面疏水改性的金属丝网。

8.根据权利要求1所述的液体分散降膜乳化装置，其特征在于，所述分散单元内设有液体分散设备，所述液体分散设备包括静设备和动设备。

9.根据权利要求8所述的液体分散降膜乳化装置，其特征在于，所述静设备可以为气力雾化式或液力雾化式；所述动设备可以为离心雾化式或超重力分散式。

10.一种基于权利要求1-9所述的液体分散降膜乳化装置应用，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种液体分散降膜乳化装置及其应用，通过同时设置液体分散单元和降膜乳化单元，液体分散单元可以使得带有一定速度的雾滴在围绕该单元的空间内均匀地分布，然后在降膜壁面上与连续相进行接触并乳化，实现乳液的连续制备。本发明的优点在于，分散相在乳化之前就被均匀分散成微(纳)米尺度的分散相雾滴，避免了对连续相的做功，提高了能量利用效率。

技术研发人员：初广文,朱宇淦,孙宝昌,陈建峰,张亮亮,罗勇,邹海魁
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22