纳米胶囊自动化连续生产设备及其制备纳米胶囊的方法技术

本发明专利技术涉及纳米材料制备领域，特别提供一种纳米胶囊自动化连续生产设备以及采用该设备制备纳米胶囊的方法。所述设备包括通过管道依次串联连接的储料罐、剪切装置、乳化均质装置以及溶剂回收装置，其中储料罐包括用于储存分散相物料的分散相储料罐以及用于储存连续相物料的连续相储料罐，乳化均质装置优选包括多级乳化机、膜乳化器或高压均质机或其组合。采用所述设备制备纳米胶囊的方法包括：分别配制分散相和连续相物料，通过混合、高速剪切、乳化、均质得到细乳液，然后通过溶剂回收得到纳米胶囊。采用本发明专利技术的设备可制备粒径均一可控的纳米胶囊，并且工艺简单、制备过程能耗低，可实现纳米胶囊的大规模自动化连续生产。

Nanocapsule automatic continuous production equipment and preparation method thereof

The invention relates to the field of nanometer material preparation, in particular to an automatic continuous production equipment for nano capsules and a method for preparing nano capsules by using the device. The equipment includes a storage tank, a shearing device, an emulsifying homogenizing device, and a solvent recovery device in sequence through a pipe, in which the storage tank includes a dispersed phase storage tank for storing dispersed phase materials and a continuous phase storage tank for storing continuous phase materials. The emulsification homogenizer is preferably composed of a multistage emulsifier, A membrane emulsifier or a high pressure homogenizer or its combination. The methods of preparing nanocapsules by the equipment include the preparation of dispersed phase and continuous phase materials respectively, by mixing, high-speed shearing, emulsification and homogenization to get the fine emulsion, and then recovering the nanocapsules by solvent. The equipment of the invention can prepare nanocapsules with uniform size and controllable size, and the process is simple and the energy consumption of the preparation process is low, and the large-scale automatic continuous production of nanocapsules can be realized.

【技术实现步骤摘要】
纳米胶囊自动化连续生产设备及其制备纳米胶囊的方法
本专利技术属于纳米材料制备领域。具体地，本专利技术涉及一种纳米胶囊自动化连续生产设备及其制备纳米胶囊的方法。
技术介绍
微胶囊技术是指将固体颗粒、液体、气体或空壳作为胶囊的芯材，用高分子成膜材料在其外部形成一层连续而极薄包囊的过程。微胶囊技术作为一种有效的商品化技术，已广泛应用于医药、食品、农药、兽药、疫苗等多个领域。然而，在传统的制备技术中采用机械搅拌和超声等乳化方法制备得到的胶囊粒径较大(多为微米级)，颗粒分散性较差、粒径不均一，尤其作为药物控释载体时，药物包埋率较低，难以实现控制释放。鉴于微胶囊粒径较大，导致其控制释放性能较差的问题，人们开始尝试制备纳米胶囊。纳米胶囊(也称毫微囊)是由天然或合成高分子材料制成的微型容器，粒径范围在1-1000nm之间，是微胶囊中具有纳米尺寸的新型材料，具有粒径小、比表面积大、稳定性高、靶向性和缓释性能良好等优点。影响纳米胶囊制备的最重要的性能指标是粒径，这是区分普通微胶囊和纳米胶囊最重要的因素。目前，制备纳米胶囊的方法主要为乳液聚合法、界面聚合法、层层自组装法、凝聚相分离法和双乳液蒸发法等。然而，采用上述方法制备得到的胶囊粒径大多在1μm以上(如专利申请CN106457194A中所公开的胶囊)，很难达到100nm以下，另外在制备100nm以下的胶囊时，不仅需要很高的压力，且乳化过程中的能耗较高，并且制备装置通常操作复杂，难以实现纳米胶囊的大规模生产与制造。因此，如何提供一种制备工艺简单、制备过程能耗低且易于大规模工业化生产的纳米胶囊制备设备，以提供粒径小、颗粒分散性好且粒径均一的纳米胶囊成为本领域亟待解决的课题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的一个目的在于提供一种纳米胶囊自动化连续生产设备，该纳米胶囊自动化连续生产设备可提供粒径小、颗粒分散性好且粒径均一的纳米胶囊，并且工艺简单、制备过程能耗低，可实现纳米胶囊的大规模自动化连续生产。本专利技术的另一个目的在于提供一种采用上述纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊的方法。为达到上述目的，本专利技术提供一种纳米胶囊自动化连续生产设备，包括通过管道依次串联连接的储料罐、剪切装置、乳化均质装置以及溶剂回收装置，其中所述储料罐包括用于储存分散相物料的分散相储料罐以及用于储存连续相物料的连续相储料罐。在一些实施方案中，所述剪切装置为剪切机，优选高速剪切分散机。在一些实施方案中，所述乳化均质装置包括乳化装置，所述乳化装置为多级乳化机或膜乳化器或其组合；优选地，所述多级乳化机为管线式多级乳化机，优选管线式高剪切三级乳化机或管线式高剪切四级乳化机；优选地，所述膜乳化器为快速膜乳化器。在一些实施方案中，所述乳化均质装置进一步包括均质装置，所述剪切装置、乳化装置、均质装置和溶剂回收装置依次通过管道相连接；优选地，所述均质装置为高压均质机。在一些实施方案中，所述溶剂回收装置包括溶剂回收机和离心机，所述剪切装置、乳化均质装置、溶剂回收机和离心机依次通过管道相连接，所述溶剂回收机用于脱除有机溶剂，所述离心机用于对物料进行离心分离以脱除水；优选地，所述溶剂回收装置通过管道与所述储料罐相连接，以将回收的有机溶剂和水输送至储料罐中，用于物料的配制；优选地，所述溶剂回收装置与所述储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的有机溶剂和水；优选地，所述溶剂回收机通过管道与所述分散相储料罐相连接，以将回收的有机溶剂输送至分散相储料罐中用于分散相物料的配制；优选地，所述溶剂回收机与所述分散相储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的有机溶剂；优选地，所述离心机通过管道与所述连续相储料罐相连接，以将回收的水输送至连续相储料罐中用于连续相物料的配制；优选地，所述离心机与所述连续相储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的水。在一些实施方案中，所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括胶囊包装装置，所述胶囊包装装置通过管道与溶剂回收装置相连接，用于将经溶剂回收装置处理后的胶囊进行包装；优选地，所述胶囊包装装置通过管道与离心机相连接，用于将经离心机处理后的胶囊进行包装；优选地，所述胶囊包装装置为灌装机。在一些实施方案中，所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括加热冷却装置，所述加热冷却装置用于对物料进行加热或冷却，并通过管道与所述剪切装置和乳化均质装置相连接；优选地，所述加热冷却装置包括加热装置或冷却装置或其组合；优选地，所述加热装置为加热炉，所述冷却装置为冷水机。在一些实施方案中，所述乳化均质装置的出口通过管道与所述剪切装置的入口相连接，以将所述乳化均质装置中的物料再循环回到剪切装置中，从而将物料进一步细化、均匀化。在一些实施方案中，所述乳化均质装置为多级乳化机，所述剪切装置和所述多级乳化机通过管道依次串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为300-500nm；优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机和膜乳化器，所述剪切装置、多级乳化机和膜乳化器依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为100-300nm；优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机和高压均质机，所述剪切装置、多级乳化机和高压均质机依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为100-300nm；优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机、膜乳化器和高压均质机，所述剪切装置、多级乳化机、膜乳化器和高压均质机依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为50-100nm。在一些实施方案中，所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括控制器，所述控制器用于控制所述纳米胶囊自动化连续生产设备中一部分装置或所有装置的操作及工艺参数；优选地，所述乳化均质装置的入口处设置有流量计，以检测并控制物料的流速；优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机、膜乳化器和高压均质机，所述膜乳化器和所述高压均质机的入口处设置有流量计，以检测并控制物料的流速；优选地，所述储料罐、剪切装置、乳化均质装置、溶剂回收装置以及冷凝器的出口处均设置有阀门，以控制物料的流量。在一些实施方案中，所述剪切机的功率为0.4KW；所述剪切机的转速为5000-10000rpm，优选8000-10000rpm，更优选10000rpm；所述剪切机的剪切时间为5-15min，优选6-12min，更优选10min；优选地，所述多级乳化机的功率为5-100KW，优选5.5-30KW，更优选15KW；所述多级乳化机的转速为8000-21000rpm，优选10000-21000rpm，更优选15700rpm；所述多级乳化机的乳化时间为15-45min，优选25-35min，更优选30min；优选地，所述膜乳化器的压力为1-3.2MPa，优选1.6-3.2MPa，更优选2.5MPa；所述膜乳化器的过膜次数(即物料通过膜的次数)为1-5次，优选3-5次，更优选3次；优选地，所述膜乳化器的膜的孔径为50-500nm，优选50-200nm；更优选200nm；优选地，所述高压均质机的功率为2.2KW；所述高压均质机的压力为50-180MPa，优选80-120MPa，更优选90MPa；所述高压均质机的均质时间为5-30min，优选10-20min，更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米胶囊自动化连续生产设备，包括通过管道依次串联连接的储料罐、剪切装置、乳化均质装置以及溶剂回收装置，其中所述储料罐包括用于储存分散相物料的分散相储料罐以及用于储存连续相物料的连续相储料罐。

【技术特征摘要】
1.一种纳米胶囊自动化连续生产设备，包括通过管道依次串联连接的储料罐、剪切装置、乳化均质装置以及溶剂回收装置，其中所述储料罐包括用于储存分散相物料的分散相储料罐以及用于储存连续相物料的连续相储料罐。2.根据权利要求1所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述剪切装置为剪切机，优选高速剪切分散机。3.根据权利要求1或2所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置包括乳化装置，所述乳化装置为多级乳化机或膜乳化器或其组合；优选地，所述多级乳化机为管线式多级乳化机，优选管线式高剪切三级乳化机或管线式高剪切四级乳化机；优选地，所述膜乳化器为快速膜乳化器。4.根据权利要求3所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置进一步包括均质装置，所述剪切装置、乳化装置、均质装置和溶剂回收装置依次通过管道相连接；优选地，所述均质装置为高压均质机。5.根据权利要求3或4所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置为多级乳化机，所述剪切装置和所述多级乳化机通过管道依次串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为300-500nm；优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机和膜乳化器，所述剪切装置、多级乳化机和膜乳化器依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为100-300nm；优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机和高压均质机，所述剪切装置、多级乳化机和高压均质机依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为100-300nm。6.根据权利要求3或4所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置包括多级乳化机、膜乳化器和高压均质机，所述剪切装置、多级乳化机、膜乳化器和高压均质机依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为50-100nm。7.根据上述权利要求中任一项所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述溶剂回收装置包括溶剂回收机和离心机，所述剪切装置、乳化均质装置、溶剂回收机和离心机依次通过管道相连接，所述溶剂回收机用于脱除有机溶剂，所述离心机用于对物料进行离心分离以脱除水；优选地，所述溶剂回收装置通过管道与所述储料罐相连接，以将回收的有机溶剂和水输送至储料罐中，用于物料的配制；优选地，所述溶剂回收装置与所述储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的有机溶剂和水；优选地，所述溶剂回收机通过管道与所述分散相储料罐相连接，以将回收的有机溶剂输送至分散相储料罐中用于分散相物料的配制；优选地，所述溶剂回收机与所述分散相储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的有机溶剂；优选地，所述离心机通过管道与所述连续相储料罐相连接，以将回收的水输送至连续相储料罐中用于连续相物料的配制；优选地，所述离心机与所述连续相储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的水。8.根据上述权利要求中任一项所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括胶囊包装装置，所述胶囊包装装置通过管道与溶剂回收装置相连接，用于将经溶剂回收装置处理后的胶囊进行包装；优选地，所述胶囊包装装置通过管道与离心机相连接，用于将经离心机处理后的胶囊进行包装；优选地，所述胶囊包装装置为灌装机。9.根据上述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海信，王琰，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11