一种多重乳液高通量制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多重乳液高通量制备装置，包括包括制备单元，包括连续相液池组件、设置于连续相液池组件顶部的流体输送组件，以及设置于连续相液池组件一侧的流动聚焦

【技术实现步骤摘要】
一种多重乳液高通量制备装置


[0001]本专利技术涉及乳化装置
，特别是一种多重乳液高通量制备装置。

技术介绍

[0002]乳液在生物医药、石油化工、食品工业、以及环境科学等领域有着广泛的应用。乳液的批量生产方法，例如搅拌、均质、超声等，在将离散相破碎成液滴时伴随着不可控的剧烈振荡，因而无法保证所制备乳液的单分散性。尤其是具有壳核结构的双乳液以及多层壳核结构的多重乳液，更是难以采用传统乳液生产方式进行批量生产。此外，传统乳化过程中，各相流体消耗量大、成品率低，原材料利用率亟待提高。因此迫切需求开发具有高制备效率、高原料利用率的可控式多重乳液生产装置。
[0003]与传统的乳液生产工艺相比，基于微流控技术中的乳化过程是自下而上的过程，每一个液滴的生成过程均能够实现高度的可控，因此所制备的液滴具有优异的均一性，是最具有发展前景的高品质乳液生产技术。同时微流控技术具有高度灵活性和极快的响应速度，能够大幅提升原材料利用率，并降低系统的能耗。然而，由于微流控系统的低雷诺数特性，单一的微通道液滴生成频率较低，其产量难以满足工业上的需求。将多个乳液制备单元并联是提升微流控乳液制备产量的可行手段，但常规的乳化单元平行排布的方式，存在水力不均的缺点，易造成下游流量低而无法产生液滴的情况。实现流体的均匀分配是基于微流控技术的乳液高通量生产的必要条件。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术的目的是提供一种多重乳液高通量制备装置，其通过空间叠放的多层分形流体输配板构成了三维的内流体、中间流体1、中间流体2输配网络，在单个装置中集成了流体输运、分配、多步乳化一系列功能，实现单分散三重乳液的高通量生产，具有操作简便、泵功低、原材料利用率高、可控性强、可扩展性强等优点。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种多重乳液高通量制备装置，其包括制备单元，包括连续相液池组件、设置于连续相液池组件顶部的流体输送组件，以及设置于连续相液池组件一侧的流动聚焦
‑
阶跃乳化芯片组件。
[0008]作为本专利技术多重乳液高通量制备装置的一种优选方案，其中：连续相液池组件包括上溢流口、设置于上溢流口顶部的上阀门、设置于上溢流口底部的下溢流口、设置于下溢流口顶部的下阀门，以及分别设置于上溢流口和下溢流口底部的两组收集皿。
[0009]作为本专利技术多重乳液高通量制备装置的一种优选方案，其中：流体输送组件包括流体输送块A、设置于流体输送块A底部的流体输送块B、设置于流体输送块A一侧的内流体
输入通道、设置于内流体输入通道底部的中间流体1输入通道A、设置于中间流体1输入通道A底部的中间流体2输入通道A、设置于中间流体2输入通道A底部的内流体输入管、设置于内流体输入管底部的中间流体1输入管A，以及设置于中间流体1输入管A中部的中间流体2输入管A组成；
[0010]流体输送块B包括中间流体1输入管B、设置于中间流体1输入管B底部的中间流体2输入管B、设置于中间流体2输入管B中部的中间流体2输入通道B，以及设置于中间流体2输入通道B底部的中间流体1输入通道B。
[0011]作为本专利技术多重乳液高通量制备装置的一种优选方案，其中：流动聚焦
‑
阶跃乳化芯片组件包括中间流体2输配板A、设置于中间流体2输配板A底部的中间流体2垫片A、设置于中间流体2垫片A底部的中间流体1输配板A、设置于中间流体1输配板A底部的中间流体1垫片A、设置于中间流体1垫片A底部的内流体输配
‑
乳化板、设置于内流体输配
‑
乳化板底部的中间流体1垫片B、设置于中间流体1垫片B底部的中间流体1输配板B、设置于中间流体1输配板B底部的中间流体2垫片B，以及设置于中间流体2垫片B底部的中间流体2输配板B；
[0012]中间流体2输配板A包括第0级分支通道、与第0级分支通道一侧连接的第1级分支通道、设置于第1级分支通道一侧的第k级分支通道；
[0013]中间流体2输配板A、中间流体2输配板B、中间流体1输配板A、中间流体1输配板B、内流体输配
‑
乳化板上均设置有二叉树分形微通道；
[0014]内流体输配
‑
乳化板的二叉树分形微通道最末级的下游设置有乳化件、设置于乳化件一侧的内流体入口、设置于内流体入口一侧的中间流体1上入口、设置于中间流体1上入口底部的中间流体1下入口、设置于中间流体1下入口顶部的一级流动聚焦节点、设置于一级流动聚焦节点一侧的中间流体2上入口、设置于中间流体2上入口底部的中间流体2下入口、设置于中间流体2下入口顶部的二级流动聚焦节点，以及设置于二级流动聚焦节点一侧的三角形喷嘴；
[0015]设置于中间流体2垫片A一侧的中间流体2垫片A周向通孔，设置于中间流体1输配板A一侧的中间流体1输配板A周向通孔，设置于中间流体1垫片A一侧的中间流体1垫片A周向内圈通孔，以及设置于中间流体1垫片A周向内圈通孔一侧的中间流体1垫片A周向外圈通孔。
[0016]作为本专利技术多重乳液高通量制备装置的一种优选方案，其中：中间流体2输配板A、中间流体2输配板B、中间流体1输配板A、中间流体1输配板B、内流体输配
‑
乳化板上的二叉树分形微通道均设有数量相等的k级分支通道，第i级分支通道的数量为2
i
×
m，i≤k，其中，m表示0级主通道的数量。
[0017]作为本专利技术多重乳液高通量制备装置的一种优选方案，其中：二叉树分形微通道第i级分支通道与第i+1级分支通道之间的夹角为90
°
；二叉树分形微通道第i
‑
1级分支通道的长度l
i
‑1与第i级分支通道的长度li的关系为其中D为长度维数；第i
‑
1级分支通道的水力直径d
i
‑1与第i级分支通道的水力直径d
i
的关系为其中
△
为直径维数；中间流体2输配板A与中间流体2输配板B上的二叉树分形微通道结构相同；中间流体1输配板A与中间流体1输配板B上的二叉树分形微通道结构相同。
[0018]作为本专利技术多重乳液高通量制备装置的一种优选方案，其中：内流体输入管、中间流体1输入管A和中间流体2输入管A自内向外嵌套放置于流体输送块A中并分别与内流体输入通道、中间流体1输入通道A和中间流体2输入通道A连通；中间流体1输入管B和中间流体2输入管B自内向外嵌套放置于流体输送块B中并分别与中间流体1输入通道B和中间流体2输入通道B连通。
[0019]作为本专利技术多重乳液高通量制备装置的一种优选方案，其中：内流体在一级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多重乳液高通量制备装置，其特征在于：包括，制备单元(100)，包括连续相液池组件(101)、设置于所述连续相液池组件(101)顶部的流体输送组件(102)，以及设置于所述连续相液池组件(101)一侧的流动聚焦
‑
阶跃乳化芯片组件(103)。2.如权利要求1所述的多重乳液高通量制备装置，其特征在于：所述连续相液池组件(101)包括上溢流口(101a)、设置于所述上溢流口(101a)顶部的上阀门(101b)、设置于所述上溢流口(101a)底部的下溢流口(101c)、设置于所述下溢流口(101c)顶部的下阀门(101d)，以及分别设置于所述上溢流口(101a)和下溢流口(101c)底部的两组收集皿(101e)。3.如权利要求2所述的多重乳液高通量制备装置，其特征在于：所述流体输送组件(102)包括流体输送块A(102a)、设置于所述流体输送块A(102a)底部的流体输送块B(102b)、设置于所述流体输送块A(102a)一侧的内流体输入通道(102c)、设置于所述内流体输入通道(102c)底部的中间流体1输入通道A(102d)、设置于所述中间流体1输入通道A(102d)底部的中间流体2输入通道A(102e)、设置于所述中间流体2输入通道A(102e)底部的内流体输入管(102f)、设置于所述内流体输入管(102f)底部的中间流体1输入管A(102g)，以及设置于所述中间流体1输入管A(102g)中部的中间流体2输入管A(102h)组成；所述流体输送块B(102b)包括中间流体1输入管B(102b
‑
1)、设置于所述中间流体1输入管B(102b
‑
1)底部的中间流体2输入管B(102b
‑
2)、设置于所述中间流体2输入管B(102b
‑
2)中部的中间流体2输入通道B(102b
‑
3)，以及设置于所述中间流体2输入通道B(102b
‑
3)底部的中间流体1输入通道B(102b
‑
4)。4.如权利要求3所述的多重乳液高通量制备装置，其特征在于：所述流动聚焦
‑
阶跃乳化芯片组件(103)包括中间流体2输配板A(103a)、设置于所述中间流体2输配板A(103a)底部的中间流体2垫片A(103b)、设置于所述中间流体2垫片A(103b)底部的中间流体1输配板A(103c)、设置于所述中间流体1输配板A(103c)底部的中间流体1垫片A(103d)、设置于所述中间流体1垫片A(103d)底部的内流体输配
‑
乳化板(103e)、设置于所述内流体输配
‑
乳化板(103e)底部的中间流体1垫片B(103f)、设置于所述中间流体1垫片B(103f)底部的中间流体1输配板B(103g)、设置于所述中间流体1输配板B(103g)底部的中间流体2垫片B(103h)，以及设置于所述中间流体2垫片B(103h)底部的中间流体2输配板B(103i)；所述中间流体2输配板A(103a)包括第0级分支通道(103a
‑
1)、与所述第0级分支通道(103a
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1)一侧连接的第1级分支通道(103a
‑
2)、设置于所述第1级分支通道(103a
‑
2)一侧的第k级分支通道(103a
‑
3)；所述中间流体2输配板A(103a)、所述中间流体2输配板B(103i)、所述中间流体1输配板A(103c)、所述中间流体1输配板B(103g)、所述内流体输配
‑
乳化板(103e)上均设置有二叉树分形微通道；所述内流体输配
‑
乳化板(103e)的二叉树分形微通道最末级的下游设置有乳化件(103e
‑
1)、设置于所述乳化件(103e
‑
1)一侧的内流体入口(103e
‑
2)、设置于所述内流体入口(103e
‑
2)一侧的中间流体1上入口(103e
‑
3)、设置于所述中间流体1上入口(103e
‑
3)底部的中间流体1下入口(103e
‑
4)、设置于所述中间流体1下入口(103e
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4)顶部的一级流动聚焦节点(103e
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5)、设置于所述一级流动聚焦节点(103e
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴梁玉，孙桂芳，陈永平，刘向东，卢悦，于程，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：