專利名稱：不混溶相分散液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)兩相或兩相以上的不混溶相分散液的裝置和制備方法，例如，在生產(chǎn)其中被分散相液滴的性質(zhì)必須小心加以控制的乳液和包囊產(chǎn)品的過程中的分散液。
水包油型和油包水型乳液和其它多相混合物的生產(chǎn)具有明顯的世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟重要性，但是，生產(chǎn)方法是存在問題的，特別是在從實驗室放大至中試和生產(chǎn)規(guī)模時。例如，乳液生產(chǎn)常常分批進行，由于大規(guī)模生產(chǎn)時過程可能不可重復，批間出現(xiàn)差異。
例如，乳液的大多數(shù)已有生產(chǎn)方法，都是依靠使在單個生產(chǎn)容器內(nèi)所含的兩互不混溶液體形成的流體混合區(qū)中建立紊流的方法。由于劇烈攪拌產(chǎn)生紊流旋渦，將某一相打散為若干液滴(不連續(xù)相)，懸浮于另一相(連續(xù)相)中。這些液滴的尺寸及尺寸分布是至關重要的，因為它決定此乳液抗融合的穩(wěn)定性和對所需用途的適應性。對于用現(xiàn)有方法處理給定的配對兩相，液滴尺寸主要由紊流旋渦的尺寸和那些旋渦持續(xù)時間來決定。文獻中業(yè)已提出了液滴尺寸與單位容積(通過攪拌)能量輸入間的關聯(lián)關系(Walstra著“乳化技術百科全書”，第一卷，1983,Belcher(編)，Dekker，紐約)。能量輸入值取決于液體的表面張力、它們的密度和給定幾何形狀攪拌器的輸入功率。能量輸入一般可以在每立方米104瓦特(對于槳式攪拌器)至每立方米1012瓦特(高壓均質(zhì)器)之間變化。
長期存在的問題是這樣一些方法不夠有效，因為這種紊流在大規(guī)模生產(chǎn)容器裝盛的液體容積之內(nèi)，既不能恒定地加以控制或恒定地產(chǎn)生，也不能根據(jù)實驗室的試驗預計大規(guī)模裝置中任何互不混溶兩相的行為。其結果是，能量不能有效利用，而更重要的是，不能很有把握地控制液滴尺寸或液滴尺寸分布。
曾經(jīng)根據(jù)利用靜電或超聲噴嘴形成的液滴提出過另外一些方法；然而，所得產(chǎn)物的質(zhì)量、成本及這些方法的可量測性都不能令人滿意。
近來提出了各種各樣的方法，其中利用一種膜來促進兩相混合。日本專利申請JP2-214537(1990年8月27日公開)，提出的是一種制備乳化液的方法，其中是在壓力下將水相穿過一種膜的微孔，進入含表面活性劑的油相，在此過程中該膜受到超聲波作用。Nakashima等人在KeyEngineering Materials(“關鍵工程材料”)1991年第61-62卷，第513-516頁中描述了一種制備的方法，其中使油相穿過膜進入含表面活性劑的水相，其條件為油相不得濕潤該膜。在各種專利說明書中Nakashima等的進一步工作還有描述，即EP546,174A1、US4,657,875及US5,326,484。在這些專利中，薄膜是用玻璃制造的，其微孔尺寸均勻。
在更為專門的技術中，EP說明書452,140A1介紹了一種使一相通過薄膜進入另一相生產(chǎn)乳液的方法，尤其用于制造涂抹食品(foodstuffspreads)的領域中。WO說明書87/04924涉及脂質(zhì)體的生產(chǎn)，還包括市場供應的非對稱陶瓷過濾器的應用。
按照本發(fā)明，這里提供了一種制備乳液型混合物的方法，其中使不連續(xù)相穿過薄膜而被引入至循環(huán)連續(xù)相中，薄膜特征為至少具備下述特點之一(a)、它是由陶瓷或燒結金屬材料組成；(b)、它是由許多可以彼此相同或不同的分段(segments)形成(c)、至少一只分段為管形和沿管軸是徑向分支的。
按照本發(fā)明的另一特點，提供了一種其設計針對能使本發(fā)明方法得以實現(xiàn)的裝置，所述裝置包括一種如上所述的薄膜和提供循環(huán)連續(xù)相的手段，提供不連續(xù)相的手段及迫使不連續(xù)相通過該薄膜的壓力源。
確定不連續(xù)相中液滴大小和所述液滴尺寸分布的因素為(ⅰ)、薄膜的形狀、表面化學、孔尺寸及尺寸分布；(ⅱ)、連續(xù)相穿過該薄膜的流率；(ⅲ)、迫使不連續(xù)相穿過該薄膜的壓力；(ⅳ)、兩相各自的溫度；(ⅴ)、相的界面張力、密度和粘度。
薄膜本身優(yōu)選是由陶瓷材料構成，和更具體地說，它優(yōu)選地是實際上其微孔可徑向通過管材的管形。薄膜微孔的尺寸和尺寸分布將由所希望的乳液類型來決定。例如，如果希望油相液滴直徑1μm，則需要微孔尺寸為0.35μm?？刹捎帽砻婊瘜W法得到各種潤濕度。
在薄膜是由燒結金屬組成時，優(yōu)選地是它要具有碾壓后的表面光潔度。
本發(fā)明的方法及設備可以用于生產(chǎn)一種單相乳液或一種含有許多種不連續(xù)相的乳液，和它可用于間歇操作或連續(xù)生產(chǎn)模式。
在需要間歇操作時，可將此薄膜做成分支管形。使連續(xù)水相在管內(nèi)循環(huán)和反復循環(huán)，而迫使不連續(xù)油相穿過管狀薄膜壁進入連續(xù)相。此管做成分支形是為了保持沿薄膜表面長度方向的剪切力恒定，因為在沿管通過期間向水相中加入更多的油相時，乳液總體積和粘度都會增加。但是，對于本發(fā)明操作，這種分支并非絕對重要。為保證沿管軸向液滴大小均勻，薄膜微孔結構是可變化的，包括變化薄膜的單孔面積和單位面積的孔數(shù)二者。在乳液油相容積達到所需液位時，就停止水相的循環(huán)。
在需要連續(xù)相時，就通過在油相容積達到所需液位時將所需乳液從中放出的儲罐，使連續(xù)相反復循環(huán)。
此薄膜可由上述單管結構所組成，或可由許多串聯(lián)排列的這種管狀結構所組成，以形成一種分段(segmented)的管狀結構。這種管狀薄膜的單個分段可適用于，允許同一油相的多個不同液滴尺寸或尺寸分布或提供許多不同的油相，其中液滴的尺寸或尺寸分布可相同或不同。薄膜本身的表面化學和幾何形狀，以及迫使油相通過薄膜所需壓力，均可按照各單個分段的需要加以變化。
重要的還在于，不同油相的溫度，實際上是連續(xù)相所需要的溫度，可單獨地加以調(diào)節(jié)，使本發(fā)明操作最佳化。
本發(fā)明的進一步特點在于，提供一種制備乳液型混合物的方法，其中非連續(xù)相由被包囊物質(zhì)所組成，它包括采用上述的分段薄膜型，其中第一分段將非連續(xù)相分布于連續(xù)相中，和另一分段對覆蓋第一非連續(xù)相的另一非連續(xù)相起分布作用。
初始乳液一般按上述方法制備。接著進行包囊過程，例如，將初始乳液穿過一錐形管，進入孔眼更窄的薄膜管，使之與分流器沿軸向結合一起，以減少分流器與薄膜表面之間的有效流通面積。然后，通過上述一般方法使進入孔眼較窄的薄膜管中的另外的油相，在初始油相液滴上形成覆蓋層。必須明白，此另外薄膜的表面性質(zhì)對于控制另外油相的親脂性是重要的，從而改善初始油相的覆蓋層。
本發(fā)明的另一特點在于，提供了一種起動上述乳化過程的控制方法，包括采用在線測定初期形成的非連續(xù)相液滴的尺寸和尺寸分布，作為控制連續(xù)相錯流(cross-flow)速度的反饋信號，和由此保證得到最終非連續(xù)相液滴的所需尺寸和尺寸分布。
采用激光掃描顯微技術、傳導率測定及/或其它適宜測定方法，可獲得此種在線測定。可分別使用這些測定，保證所需產(chǎn)物的質(zhì)量。
參閱下述附圖和實施例，本發(fā)明可得以進一步說明，但并不受其限制。
在第一實施方案中，通過

圖1至圖8示范說明。
圖1說明一組單一組件(module)錯流薄膜單元的流程示意圖，包括(a)、裝盛水相的容器(2)，用于使該水相循環(huán)；(b)、裝盛油相的容器(11)；(c)、薄膜錯流單元(10)，油相通過此單元進入水相；(d)、最終產(chǎn)物容器(18)。
容器(2)和(11)兩單元分別設置有加熱設備(1)和(12)，容器(18)裝有冷卻設備(19)。容器(11)還裝有充填設備(8)和壓力源(9)。有關與這些容器相連接的各種泵、壓力表和閥門都將在此后操作規(guī)程說明中加以描述。
薄膜單元(10)詳細示于圖1(a)中。圓筒形薄膜25本身是用(通常為不銹鋼的)筒體(22)和另一同心體(通常是不銹鋼的)(26)加以支撐，用密封墊(23)使之與(22)分隔開，并是可用夾具(29)加以調(diào)節(jié)的，提供一油相室(24)。此外，還設有氣體沖洗(21)、油相(27)和水相(28)的輸入口。
在操作中，關閉閥門(17)和采樣閥(15)，通過閥門(4)將水相注入容器(2)至適宜液位。通過漏斗和閥(8)、進行沖洗，并打開壓力閥(9)，關閉閥(13)，將油相注入容器(11)至適當液位，加以適當乳化。通過加熱帶(1)和(12)使二容器中的物料加熱至適用的溫度。接著，如流量計(3)和壓力表(5)和(14)所示，操作泵(16)和調(diào)節(jié)閥(4)，使水相流過此裝置。
通過壓力閥(9)，使容器(11)中的油相達到適當壓力，在初期通過打開閥(6)和(13)，關閉閥(8)并使安全閥處于安全位置，把空氣從室(24)中清除出去。在所有空氣清除完時，關閉閥(6)及(13)，通過閥(9)使油壓達到并維持在適宜的油壓下。打開閥(13)開始乳化過程，在壓力作用下驅(qū)使油相通過入口(27)和薄膜(25)，進入水相而流遍該薄膜單元(10)。
使此過程持續(xù)進行，直至乳液中油的體積達到所需水平。這一點是通過觀察在容器(11)中保持的油相容積和從采樣閥(15)中取出的乳化液樣品加以確定的。用閥(4)可以控制水相流率有微小變化。關閉閥(13)，關閉壓力閥(9)，終止此過程。關閉閥(4)，打開閥(17)，將最終產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至容器(18)中，然后通過使用夾套(19)對其冷卻，使之達到適宜溫度，再通過閥(20)移出系統(tǒng)。
圖2是用高速錄象攝影機所取得的說明油滴脫離膜孔的順序照片。所列數(shù)據(jù)為直徑98μm及壓力降為2psi(磅/英寸2)時粗孔的。畫有雙陰影(double=hatched)的圖表示最終脫離微孔的油滴；由此可看出，增加水相錯流速度從0.19 m/s至0.40m/s，縮短了油滴形成時間，從2380毫秒至420毫秒。
圖3表明大范圍微孔尺寸的陶瓷薄膜表面的電子顯微照相圖片。
圖4表明微孔尺寸分布、水相錯流速度和預測油滴尺寸分布之間相互關系的圖形。油滴尺寸分布可以通過改變微孔尺寸分布和改變錯流速度加以控制。
圖5用圖形說明增加水相錯流速度對以下參數(shù)的影響(a)、液滴尺寸；(b)、單位時間每孔所產(chǎn)生的油滴數(shù)；(c)、油滴從微孔逃逸速度(用高速錄象攝影機測定)；及(d)、以薄膜組件管徑為基準的雷諾數(shù)。
所有的數(shù)據(jù)都是使用粗微孔尺寸98μm直徑和在壓力降為2psi下獲得的。從它可以看出，錯流速度增加，降低了油滴尺寸，但由此卻提高了其生產(chǎn)率。
圖6用等距圖形式說明油滴尺寸與下述參數(shù)的關系(a)、水相錯流速度；及(b)、穿過薄膜的壓力降。
圖7以圖形說明單位面積(m2)薄膜上油滴演變的實施例。此實施例取自采用粗薄膜和窄微孔尺寸分布的間歇生產(chǎn)法。
圖8表示分段薄膜管的流程示意圖(相對應于圖1中的項目10)，它允許或者同一油相兩種尺寸(其中同一類型的油相裝盛在室1和室2中，和薄膜3和4彼此不同)的油滴或兩種不同油相(其中兩種不同油相是裝盛在室1和室2中，薄膜3和4可以是相同或不同的)。這種系統(tǒng)可采用另外的薄膜分段加以延伸來適應兩個以上的不同油相及/或油滴尺寸。
在第二實施方案中，由圖11至16說明。
圖11說明單一組件錯流薄膜單元的流程示意圖，與圖1所示相同，用于提供室溫下連續(xù)乳液生產(chǎn)。它包括裝有攪拌器的連續(xù)(含水)相儲罐，非連續(xù)(油)相儲罐、洗滌罐、連續(xù)相循環(huán)泵、壓力表和薄膜組件，所有標記上的，以及編號1至6的其功能均描述于下的閥門。
圖11a以示意圖表示此薄膜組件；它與圖1a中所述的相似并有相應的標記。陶瓷元件長600mm，內(nèi)徑5mm。其內(nèi)表面可有涂層，以便產(chǎn)生的平均孔徑范圍在0.1μm以上，而一般為0.2μm。
操作時，在兩相儲罐中注入合適的流體，用水相使薄膜飽和，并關閉所有閥門，開啟泵及攪拌器(此攪拌器攪拌緩慢以防止渦流運動)。調(diào)節(jié)泵使穿過薄膜的水相流速降至所需速率。再打開閥3和6，使空氣進入系統(tǒng)，形成油相所需的壓力。再打開閥2開始乳化過程。
監(jiān)測水相儲罐中的油滴尺寸分布直至所需乳液形成，這時關閉所有閥門，終止此過程，釋放空氣壓力，停止泵及攪拌器。從水相儲罐中放出最終產(chǎn)品，洗滌系統(tǒng)，為下一次操作準備。
在第三實施方案中，用圖21至27加以說明。
圖21說明單模量錯流薄膜單元的流程圖，包括(a)、容器(2)，裝盛水相，用于提供水相循環(huán)；(b)、容器(43)，裝盛油相；(c)、錯流薄膜單元(14)，使油相穿過此單元進入水相；(d)、最終產(chǎn)物容器(31)。
容器(2)和(43)二者都分別裝有加熱設備(4)和(32)，容器(31)裝有冷卻設備(25)。容器(43)有一可取下的帽蓋，并還備有壓力源(39)。有關連接這些容器的各種泵、壓力表和閥門均將在此后的操作規(guī)程說明書中加以描述。
薄膜單元(14)更詳細地示于圖21a中。圓筒形薄膜本身(46)由筒體(通常為不銹鋼的)(52)和另一同心體(通常為不銹鋼的)(45)所支撐，用密封墊(49)使之與(52)分隔開，并是可通過夾具(44,48)調(diào)節(jié)的，從而提供了油相室(50)。還裝有用于氣體清除(51)、油相(47)和水相(53)的輸入口。
操作時，通過閥(20)在容器(2)中注入水相至適宜液位。通過可拆卸帽蓋將油相注入至容器(43)中至適宜液位，并適當?shù)丶右匀榛?。通過加熱帶(4)和(32)加熱兩容器中的裝盛物至適當溫度。再通過操作泵(19)和閥(7)調(diào)節(jié)，使水相流經(jīng)此裝置，如流量計(2)、壓力表(12)和(17)所示。
用壓力閥(39)和空氣調(diào)節(jié)器(38)使容器(43)中的油相達到適宜壓力，在初期，打開閥(47)和(51)，將安全閥設定在安全位置，將空氣從室(50)內(nèi)清除掉。在所有空氣清除完后，關閉閥(47)和(51)，通過壓力閥(39)和調(diào)節(jié)器(38)使油壓達到并維持在合適的水平。打開閥(40,41)開始乳化過程，在壓力下驅(qū)使油相穿過入口(47)和薄膜(46)，進入水相，流遍薄膜單元(14)。
持續(xù)此過程直至乳液中油相容積達到所需水平。這一點可通過觀察在容器(43)中保留的油相容積和從采樣閥(13)取出的乳液樣品加以確定?？赏ㄟ^閥(7)或凸輪泵(19)控制水相流率的細小變化。然后，關閉閥(40,41)，關閉壓力閥(39)，釋放壓力降，終止此過程。打開閥(22)，將最終產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至容器(31)中，并通過夾套(25)加以冷卻，使之達到適宜的溫度，再通過閥(30)取出。
圖22表明在給定時刻用高速攝影機觀察得到的在孔上液滴生長的精確圖象。所示的是直徑98微米的單個粗孔和壓力降為2psi時的結果。由圖可以看出，將水相錯流速度從0.19m/s增加至0.40m/s縮短了液滴形成時間，從2380微秒至420微秒。
圖23說明(a)、一種陶瓷薄膜表面的電子顯微圖片；(b)、顯示表觀表面微孔的圖象分析；(c)、薄膜橫截面，表示覆蓋在較粗底物上的較細覆蓋層的實施例。
圖24用圖形表明增加水相錯流速度對下述參數(shù)的影響(a)、液滴大?。?b)、單位時間每孔形成油滴數(shù)；(c)、油滴從孔的逃逸速度(用高速錄象攝影機測定)；及(d)、以薄膜組件的管徑為基準的雷諾數(shù)。
所有數(shù)據(jù)均是采用粗孔直徑98μm和壓力降為2psi時得到的。由此可以看出，增加錯流速度減小了油滴尺寸，但因此增加了油滴數(shù)。
圖6用等距圖形表示油滴尺寸、水相錯流速度和穿過薄膜壓力降之間的關系。
圖26說明分段薄膜管的流程示意圖(相當于圖1中14項)，它可用于或同一油相兩種油滴尺寸(其中在室1和室2中裝盛同一類型油相，和薄膜3和4可彼此不同)或兩種不同油相(其中在室1和2中裝盛兩種不同油相，和薄膜3和4可以是相同的或不同的)。此系統(tǒng)通過采用另外的薄膜段，可推廣至適應兩個以上的不同油相及/或油滴尺寸。
圖27表示，采用平均孔徑0.5微米及4.0微米和分別在40psi及10psi下操作的雙膜組合(如圖26所述)時，產(chǎn)生的油滴尺寸分布。
在以下所列實施例中，所有的％組成均為重量/重量。
實施例1通過下述方法制備水相，將山梨(糖)醇單油酸酯(Span 80)(2.5％)加入至經(jīng)攪拌的聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯(“Tween”-20)(2.5％)和(“Nipastat”鈉)(0.3％)在水(64.7％)中的溶液，再將此混合物注入如圖11所述裝置的水相儲罐中。將礦物油(30.0％)裝入油相儲罐中，以初始錯流速度5.09m/s進行乳化過程4.5小時，得到一種30％水包油的乳液。其微孔尺寸分布及油滴尺寸分布見圖12；平均油滴尺寸為2.03μm，平均微孔尺寸為0.41μm，其比例為4.95。一般說來，油滴分布可用分布系數(shù)ε表示，其定義為方程式ε=(D90-D10)/D50其中D90、D10和D50分別為用Malvern Instruments Mastersizer儀器測定乳液產(chǎn)物的累積頻率為90％、50％和10％時所得到的顆粒尺寸。對于完全單分散系統(tǒng)，ε等于零。在本實施例中所得乳液的ε值不超過0.6，最好的不超過0.3。薄膜中微孔尺寸分布可用同樣ε定義，不超過0.6，單孔沒有超過平均孔尺寸150％的。在幾周時間內(nèi)，油滴尺寸和油滴分布保持不變，盡管出現(xiàn)了某些早期相分離現(xiàn)象。圖12(a)表示產(chǎn)物的顯微照片(放大400倍)；圖象中的條紋是照相機棱鏡紋路所引起。
實施例2將一種由三乙醇胺(3.0％)和“Nipastat”鈉(0.3％)在水(66.7％)中的溶液所組成的水相注入如圖11所述裝置的水相儲罐中。將一種異硬脂酸(3.0％)在礦物油(27.0％)中的溶液注入油相儲罐中，用四種不同的錯流速度進行乳化過程6小時。圖13(a)表示微孔尺寸分布(與圖12所示相同)，圖13(b)表示四種不同錯流速度的油滴尺寸分布。錯流速度是作為一個范圍給出，因為隨著乳液中油濃度的增加，它會變得更為粘稠(如雷諾數(shù)下降所示，雷諾數(shù)為速度乘密度除以粘度的函數(shù))。實際上，在加工結束時其粘度下降約10％。在最高錯流速度下液滴尺寸分布圖中的尖峰信號是由于測量設備不能涉及非常小的油滴尺寸的結果。
圖14表示初始錯流速度與平均液滴尺寸間的關系。隨著速度增加，平均液滴尺寸幾乎線性減小。
圖15表示過程進行的時間與下述參數(shù)的關系(a)、乳液中油的濃度(過程結束時為30％)；(b)、平均液滴尺寸；(c)、通過薄膜的錯流速度，及(d)、乳液粘度。
油濃度和粘度二者如所預計那樣隨時間而增加，而錯流速度(c)按上述預計隨時間而下降。平均液滴尺寸(b)實際上隨時間略有減小。
圖16所示為實施例2的產(chǎn)物在采用最高示范錯流速度(5.09m/s)時的顯微照片；液滴比如圖12(a)所示的實施例1所得到的液滴小。
實施例3此實施例描述的是化妝型乳液室溫下的生產(chǎn)方法，和錯流速度對所形成的液滴的影響，以作示范。
將一種由三乙醇胺(3.0％)和“Nipastat”鈉(0.3％，防腐劑)在(66.7％)水中的溶液所組成的水相注入水相儲罐(如圖21，項目2)中，并將一種異硬脂酸(3.0％)在礦物油(27.0％)中的溶液注入油相儲罐(如圖21，項目43)中。用四種不同的錯流速度在不同間歇試驗進行四種乳化過程。其結果示于圖28中。曲線(1)表示微孔尺寸分布。曲線(2)、(3)、(4)和(5)分別表示用Malvern Mastersizer儀測定的錯流速度為1.12、2.49、4.34和5.09m/s時的產(chǎn)物液滴尺寸分布。圖29為用這種方法生產(chǎn)的典型的產(chǎn)物顯微照片。
實施例4本實施例說明如何選擇薄膜性能，尤其是選擇微孔尺寸，來控制油滴尺寸。
將“Dobanol”(2.96％)和甲醛水溶液(0.04％)加至山梨糖醇(36％)在水中(36％)的經(jīng)充分攪拌溶液中，制成水相，再注入水相儲罐中(圖21，項目2)。將礦物油(25％)注入油相儲罐中(圖21,43項)，進行兩種乳化過程，一為采用標稱孔徑0.2微米的陶瓷薄膜管(圖21[a]，項目46)，另一采用標稱孔徑0.5微米的薄膜管。結果列于圖30中，其中分別用曲線P1和P2表示微孔尺寸分布，和曲線D1和D2表示采用Malvern Mastersizer儀測定的油滴尺寸分布。
實施例5重復實施例4所述方法(采用標稱微孔尺寸0.5微米的陶瓷薄膜管)，但不同的是，在達到所需油濃度時(100分鐘之后)，連續(xù)加入更多的水相，乳液產(chǎn)物連續(xù)移出，流率要與油流率相匹配，以使水相儲罐中的乳液維持在最終產(chǎn)物的乳液濃度下。采用掃描激光顯微鏡(FRBM型，LasentecCorp公司出品)測定作為時間函數(shù)的乳液濃度、生產(chǎn)率和顆粒尺寸。結果示于圖31中；圖31(a)為乳液濃度；圖31(b)為油流率；圖31(c)為液滴尺寸計數(shù)；圖31(d)為液滴尺寸。圖32表示薄膜微孔尺寸分布(曲線1)和油滴尺寸分布(曲線2)。這些結果清楚表明，采用與計算機相連的在線測量能夠?qū)崿F(xiàn)乳液的連續(xù)生產(chǎn)。
實施例6此實施例說明在高溫和低剪切下化妝型乳液的生產(chǎn)。
向充分攪拌并維持在80℃的水(88.25％)中緩慢加入“Carbomer-934”(0.1％)，然后緩慢加入三乙醇胺(1.0％)，制得一種水相。再將此溶液注入水相儲罐，用加熱帶維持80℃(圖21，項目4)。將凡士林膠體(6.5％)、礦物油(2.0％)、硬脂酸(1.5％)、甘油單硬脂酸酯(0.40％)和異硬脂酸異丙酯(0.25％)的混合物加熱至80℃，制備一種油相，并裝入油相儲罐中，并用加熱帶維持在80℃(圖21，項目32)。在錯流速度0.5m/s下進行乳化。
圖33(a)表明一種用上述方法所得產(chǎn)物的低溫顯微照片，而圖33(b)表示用常規(guī)高剪切方法制備的乳液的相似顯微照片?？梢钥闯觯擞仓醠amallae酯相在常規(guī)高剪切過程中遭受破壞，但在本實施例中，卻明顯未受損壞，被分散的油滴相反卻是一樣的。本方法的產(chǎn)物從用戶的觀點來看具有明顯不同的應用特性。
實施例7
通過將氯化鈉(2.0％)加入至一種由月桂基醚硫酸鈉(40％)，椰油酰胺丙基甜菜堿(10％)，柯卡二乙醇酰胺(cocadiethanolamine)(2.0％)和防腐劑(0.2％)在水(35.8％)中所組成的溶液中，制備一種凝膠型的水相，再注入至水相儲罐中。將硅氧烷油注入油相儲罐中，并采用不銹鋼薄膜進行乳化(圖21，項目46；平均微孔尺寸40微米)直至產(chǎn)物中硅氧烷油濃度為10％。產(chǎn)物油滴尺寸分布示于圖34中，它可用作為一種噴淋凝膠?？梢钥闯?，油滴尺寸是和薄膜孔尺寸可比較的。
權利要求
1.一種制備乳液型混合物的方法，其中非連續(xù)相是穿過一薄膜而被引入至循環(huán)連續(xù)相中的，其特征在于具有下列特點之一(a)、它是由一種陶瓷或燒結金屬材料組成；(b)、它是由許多彼此可相同或可不同的分段形成(c)、至少一只分段為管形和沿管軸徑向分支的。
2.按照權利要求1所述的方法，其中薄膜是由陶瓷材料組成，而且基本上是其微孔徑向穿過管材的管形。
3.一種為使按照權利要求1的方法實現(xiàn)而設計的裝置，所述裝置包括權利要求1所定義的一種薄膜，以及提供循環(huán)連續(xù)相的設備，供給非連續(xù)相的設備和驅(qū)使非連續(xù)相穿過此薄膜的壓力源。
4.按照權利要求3所述的裝置，其中薄膜是由陶瓷材料所組成，而且基本上是其微孔徑向穿過該管材的管形。
5.一種制備乳液型混合物的方法，其中非連續(xù)相是由一種包囊物質(zhì)所組成，包括采用權利要求1所述的分段型的薄膜，其中第一分段將非連續(xù)相分布進入連續(xù)相，另一分段將覆蓋第一非連續(xù)相的另一非連續(xù)相分布開來。
6.按照權利要求1至5中任一項的方法，其中各單獨相的溫度是可單獨分別調(diào)節(jié)的。
7.按照權利要求1的方法，其中薄膜是由不銹鋼所組成，和其中形成的乳液呈凝膠型。
8.一種按照權利要求1的控制起始乳化過程的方法，包括采用初期形成的非連續(xù)相液滴的尺寸和尺寸分布的在線測量作為反饋信號，以控制連續(xù)相錯流速度，從而保證得到最終非連續(xù)相油滴的所需尺寸和尺寸分布。
9.一種按照權利要求8的方法，其中在線測量是用掃描激光顯微鏡來進行的。
全文摘要
一種制備乳液型混合物的方法,其中不連續(xù)相是通過優(yōu)選為陶瓷或燒結金屬材料所組成的薄膜而被引入至循環(huán)連續(xù)相中的。
文檔編號B01F5/06GK1219889SQ9719499
公開日1999年6月16日 申請日期1997年4月1日 優(yōu)先權日1996年3月29日
發(fā)明者理查德·A·威廉斯, 德里克·A·惠勒, 尼爾·C·莫利 申請人:迪斯珀斯技術有限公司