專利名稱：內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，屬于生產(chǎn)膏霜類化裝品及藥物軟膏的專用機(jī)械。
目前，國外化裝品及藥物軟膏乳化機(jī)械大多為間歇式真空均質(zhì)乳化機(jī)，如日本MIZUHO公司生產(chǎn)的VTU型真空攪拌裝置及瑞士FRAMY公司生產(chǎn)的VME型真空乳化機(jī)等。其基本原理是在一只真空乳化罐內(nèi)放置一只低速刮壁攪拌器、一只高速攪拌器及一只高速均質(zhì)器。三者轉(zhuǎn)軸套在一起形成三軸合一的三重式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，造價昂貴，動力消耗大。乳化產(chǎn)品的分散相平均顆粒直徑只能達(dá)到2－3微米，其中直徑相等顆粒的比例低于80％。
國內(nèi)自產(chǎn)的乳化機(jī)主要有兩種一種是上述國外乳化機(jī)的仿制品，其技術(shù)水平低于國外同類產(chǎn)品，造價亦相當(dāng)昂貴。另一種是本實(shí)用新型發(fā)明人徐永北研制的PME半連續(xù)式乳化機(jī)，它是先將油相原料及水相原料分別加熱至95℃－100℃后放入預(yù)乳化罐攪拌預(yù)乳化，再經(jīng)流量計進(jìn)入壓力泵吸口，同時香精被加壓后也經(jīng)流量計進(jìn)入壓力泵吸口，兩者經(jīng)壓力泵加壓后打入乳化冷卻器中邊乳化邊冷卻，一次完成乳化作業(yè)。其缺點(diǎn)是乳化力不能調(diào)節(jié)，不適用于高粘度物料的乳化，而且無法在低溫下添加熱敏性藥劑。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型的內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，即突破了國外常規(guī)的三重式攪拌乳化原理，同時又能克服國內(nèi)PME半連續(xù)式乳化機(jī)存在的上述缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型由油相原料加熱攪拌罐、水相原料加熱攪抖罐、真空乳化罐、低速刮壁攪抖器、內(nèi)射流乳化反應(yīng)器、增速均質(zhì)器、真空泵、升舉機(jī)構(gòu)、翻倒機(jī)構(gòu)、電機(jī)、減速機(jī)及變速電機(jī)等部分構(gòu)成。它用內(nèi)射流乳化反應(yīng)器和增速均質(zhì)器取代國外真空乳化機(jī)中常用的高速攪抖器和高速均質(zhì)器。其增速均質(zhì)器位于真空乳化罐內(nèi)底部中央，上端與內(nèi)射流乳化反應(yīng)器相連，兩者內(nèi)部相通，形成一個內(nèi)循環(huán)的強(qiáng)乳化系統(tǒng)。增速均質(zhì)器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與真空乳化罐外的變速電機(jī)相連。低速刮壁攪拌器也位于真空乳化罐內(nèi)，其轉(zhuǎn)軸穿出罐蓋與同電機(jī)相連的減速機(jī)相連。這樣，在增速均質(zhì)器、內(nèi)射流乳化反應(yīng)器及低速刮壁攪拌器的共同作用下，可使真空乳化罐內(nèi)的全部乳化物料實(shí)現(xiàn)乳化、均質(zhì)、傳熱均一化。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1).乳化產(chǎn)品的分散相顆粒平均直徑可縮小至1－－2微米，其中直徑相等顆粒的比例大于90％；(2).乳化力可根據(jù)不同乳化制品的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)；(3).可根據(jù)香精和藥劑的不同要求，在適宜的溫度下將其添加到乳化制品中，尤其是不影響熱敏性藥劑的添加；(4).設(shè)備造價低，動力消耗只有國外同類產(chǎn)品的1／3－1／4。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型內(nèi)射流真空乳化裝置的構(gòu)成示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的增速均質(zhì)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2沿A－A的剖視圖。
圖4是本實(shí)用新型的內(nèi)射流乳化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是內(nèi)射流乳化反應(yīng)器的邊孔分流板的示意圖。
圖6是增速均質(zhì)器與內(nèi)射流乳化反應(yīng)器的連接示意圖。
如
圖1所示，增速均質(zhì)器3被固定在真空乳化罐1內(nèi)底部中央，其上端與內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4相連，下部與罐體外的變速電機(jī)7相連。低速刮壁攪拌器2呈框形，其邊緣固定有刮板25，其轉(zhuǎn)軸穿出罐蓋11與由按裝在橫梁13中央的電機(jī)5帶動的減速機(jī)6相連。橫梁13的兩端分別固定在位于真空乳化罐1左右兩側(cè)的油缸14的活塞頭上，它與油缸14、貯油箱15、油泵16、回油閥17一起構(gòu)成升舉機(jī)構(gòu)。真空乳化罐1罐體外有一層與之連為一體的冷卻夾套22，進(jìn)水閥23位于其左側(cè)下方，出水閥24位于其右側(cè)上方。整個真空乳化罐1通過罐體冷卻套22的兩根轉(zhuǎn)軸21a、21b安放在機(jī)架上，其中轉(zhuǎn)軸21b與翻倒機(jī)構(gòu)10相連。當(dāng)乳化完畢后，開動油泵16，油缸14中的活塞升起，頂起橫梁13，即可將罐蓋11及低速刮壁攪拌器2一并舉起，再啟動翻倒機(jī)構(gòu)10，就可將真空乳化罐1內(nèi)的成品倒出。當(dāng)回油閥17被打開后，油缸14中的油被橫梁13、罐蓋11等的重力壓回貯油箱15中，罐蓋11及低速刮壁攪拌器2即可回到原來的位置。
仍見
圖1，油相原料加熱攪拌罐8和水相原料加熱攪拌罐9分別用于加熱熔化油相原料和水相原料。兩種原料經(jīng)加熱熔化后均通過罐蓋11上的過濾器18進(jìn)入真空乳化罐1中。真空泵12通過破真空閥20與罐蓋11上的另一個過濾器19相連。這樣，開動真空泵12，即可將罐內(nèi)空氣抽出。當(dāng)乳化完畢需要破真空時，只需停掉真空泵12，打開破真空閥20，空氣便可進(jìn)入真空乳化罐1內(nèi)。
如圖2所示，增速均質(zhì)器3由定子26、轉(zhuǎn)子27、沖擊齒28等三部分構(gòu)成。定子26為一中空的圓柱體，轉(zhuǎn)子27位于其內(nèi)。沖擊齒28由螺絲等距離的固定在定子26的內(nèi)壁上，與轉(zhuǎn)子27相對。轉(zhuǎn)子26的齒數(shù)可在20－100之間，其轉(zhuǎn)軸伸出真空乳化罐1外與變速電機(jī)7相連。沖擊齒28的齒數(shù)則在20－－40之間。進(jìn)料口30和出料口31均位于增速均質(zhì)器3的定子26與內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4相連接的一面，兩者之間由擋板32隔開，以防止出料口31內(nèi)的物料回流到進(jìn)料口30。擋板32與定子26的內(nèi)壁連為一體，并與轉(zhuǎn)子27相對，兩者之間的距離在0.05－1毫米之間，為了便于進(jìn)料，進(jìn)料口30外焊有一根金屬短管41。
如圖4所示，內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4由殼體33、出料帽34和若干級反應(yīng)單元組成。除最后一級外，每級反應(yīng)單元均是由一個邊孔分流板35、一個螺旋體36、一個中空分流管37依次連接而成。而最后一級反應(yīng)單元則是由一個邊孔分流板35和一個中空分流板39組成。在一個內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4內(nèi)可有6－99級反應(yīng)單元，其數(shù)量按需要而定。
如圖5所示，邊孔分流板35是由一塊金屬圓板在其周邊等距離的切開四塊，然后彎曲被切開部分，使之與圓板本身成直角而制成的。這樣，在邊孔分流板的周邊上就等距離的形成4個流道。
中空分流管37呈“帽狀”，由一塊中間有一圓孔的金屬圓板和一根金屬圓管焊接而成，參見圖4。它與邊孔分流板35周邊上的四個彎曲部分焊接，這樣，兩者之間就形成一個空腔，螺旋體36即位于其內(nèi)。它的一端與邊孔分流板35相焊接，另一端插入中空分流37內(nèi)。中空分流管37的管壁上還沿同一圓周等距離的開有四個分流孔39，中孔分流板38則是一塊中部有一圓孔的金屬圓板。
內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4的殼體33主體部分為一金屬圓管，其進(jìn)料一端的直徑相對于主體部分較小，與增速均質(zhì)器3的出料口31相適應(yīng)。其靠近出料帽34一端管壁上還沿同一圓周等距離的開了四個出料孔40。出料帽罩在內(nèi)射流乳化反應(yīng)器出料的一端，與殼體33焊為一體。
如圖6所示，內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4進(jìn)料的一端焊接在增速均質(zhì)器3的出料口31上，兩者內(nèi)部相通，形成一個內(nèi)循環(huán)的強(qiáng)乳化系統(tǒng)。增速均質(zhì)器3的轉(zhuǎn)子27以750－3500轉(zhuǎn)／分的速度快速旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)料口30處呈負(fù)壓狀態(tài)，將被乳化物料吸入并迅速提高其流速。在1／50秒內(nèi)，被乳化物料的流速可由0急增至18米／秒。高速流動的流體隨著轉(zhuǎn)子27的旋轉(zhuǎn)向出料口31沖去，其間遇到?jīng)_擊齒28，便產(chǎn)生強(qiáng)大的撞擊力和剪切力，使乳液中分散相的顆粒急速破碎。同時，由于液體的粘性滯流性質(zhì)使之與轉(zhuǎn)子27葉片間產(chǎn)生速度差，這樣又產(chǎn)生了新的剪切力，使分散相顆粒的直徑進(jìn)一步減小。
由增速均質(zhì)器3來的高速流體沖入內(nèi)射流化反應(yīng)器4后就分成4路從邊孔分流板35的流道流向中空分流管37的中央，在螺旋體36的作用下，流體發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并分4路從中空分流管37的分流孔39射向下級反應(yīng)單元，此時高速流體已被切割了16次。依此類推，當(dāng)流體經(jīng)過5級反應(yīng)單元后，被切割的次數(shù)已達(dá)1048576次。加之流體在這里不斷產(chǎn)生高速碰撞和局部爆發(fā)作用，進(jìn)一步增加了乳化強(qiáng)度。被乳化物料沖出內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4后，經(jīng)過低速刮壁攪拌器2的攪拌，又可再次進(jìn)入增速均質(zhì)器3的進(jìn)料口30，這樣，就形成一個循環(huán)往復(fù)的乳化過程，可使被乳化物料分散相平均顆粒直徑減小到1－2微米。
在乳化過程中，控制增速均質(zhì)器3的轉(zhuǎn)子27的轉(zhuǎn)速和乳化作業(yè)時間，即可有效地改變本實(shí)用新型乳化力的強(qiáng)弱。這樣，本實(shí)用新型就可運(yùn)用于不同乳化產(chǎn)品的生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，包括油相原料加熱攪拌罐、水相原料加熱攪拌罐、真空乳化罐、低速刮壁攪拌器、真空泵、升舉機(jī)構(gòu)、翻倒機(jī)構(gòu)、電機(jī)、減速機(jī)和變速電機(jī)等部分，其特征在于它還包括一個增速均質(zhì)器3和一個內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4；增速均質(zhì)器3位于真空乳化罐1內(nèi)底部中央，其上端與內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4相連，兩者內(nèi)部相通，其下端則與變速電機(jī)7相連；低速刮壁攪拌器2的轉(zhuǎn)軸穿出罐蓋11與減速機(jī)6相連。
2.如權(quán)利要求1所述內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，其特征在于增速均質(zhì)器3由定子26、轉(zhuǎn)子27、沖擊齒28等三部分構(gòu)成，定子26為一中空的圓柱體，轉(zhuǎn)子27位于其內(nèi)，其轉(zhuǎn)軸伸出定子26外，沖擊齒28等距離的分布在定子26的內(nèi)壁上，與轉(zhuǎn)子27相對。
3.如權(quán)利要求2所述內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，其特征在于均質(zhì)增速器3的轉(zhuǎn)子27的齒數(shù)在20－100之間，沖擊齒28的齒數(shù)在20－－40之間。
4.如權(quán)利要求2或3所述內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，其特征在于增速均質(zhì)器3的定子26上開有進(jìn)料口30和出料口31，兩者之間由位于定子26內(nèi)壁上的擋板32隔開，擋板32與轉(zhuǎn)子27相對，兩者之間的距離在0.05－－1毫米之間。
5.如權(quán)利要求1所述內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，其特征在于內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4由殼體33、出料帽34和若干級反應(yīng)單元組成，反應(yīng)單元的級數(shù)根據(jù)需要在6－99之間。
6.如權(quán)利要求5所述內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，其特征在于內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4的殼體33為一金屬圓管，其進(jìn)料一端的直徑相應(yīng)于殼體33主體部分較小，與增速均質(zhì)器3的出料口31相適應(yīng)，其靠近出料帽34的管壁上還沿同一圓周開有4個出料孔40。
7.如權(quán)利要求5所述內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，其特征在于內(nèi)射流乳化反應(yīng)器4的最后一級反應(yīng)單元由邊孔分流板35和中空分流板38組成，而其余各級反應(yīng)單元均是由邊孔分流板35、螺旋體36、中空分流管37依次連接而成，螺旋體36一端焊接在邊孔分流板35上，另一端插入中空分流管37內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，其特征在于邊孔分流板35沿其周邊等距離的有4小塊折成與板體本身成90°，這樣在邊孔分流板35的周邊上就形成4個流道。
9.如權(quán)利要求7所述內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，其特征在于中空分流管37呈“帽狀”，由一塊中部有一圓孔的金屬圓板和一根金屬短管焊接而成，其管壁上沿同一圓周等距離的開有四個分流孔39，而中孔分流板38是一塊中部有一圓孔的金屬圓板。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)射流真空均質(zhì)乳化裝置，可將被乳化物料的分散相顆粒平均直徑縮小到1-2微米。其增速均質(zhì)器位于真空乳化罐底部中央，上端與內(nèi)射流乳化反應(yīng)器相連，兩者內(nèi)部相通。增速均質(zhì)器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸下端與變速電機(jī)相連，低速刮壁攪拌器的轉(zhuǎn)軸穿出真空乳化罐罐蓋與減速機(jī)相連。在增速均質(zhì)器、內(nèi)射流乳化反應(yīng)器和低速刮壁攪拌器的共同作用下，可使真空乳化罐內(nèi)的全部被乳化物料實(shí)現(xiàn)乳化、均質(zhì)、傳熱均一化。
文檔編號B01F5/02GK2100251SQ9122044
公開日1992年4月1日 申請日期1991年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月5日
發(fā)明者徐永北, 梁國珠, 徐 明 申請人:南京市日用化學(xué)工業(yè)研究所