[发明专利]一种连续式乳化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种鱼肝油乳液的制备方法，该方法采用由管式反应器和旋转填充床组成的连续式乳化装置进行制备。

背景技术

现存的乳化设备有诸多类型，例如可间歇式生产的有：盘式高剪切乳化分散乳化机、组合式高剪切分散乳化机等，这类设备的特点是将一个相或多个相分布到另一个连续相中，而在通常情况下，这两个相是互不相溶的。由于转定子相对的高速旋转和转定子高频机械效应带来的强劲动能使不同性质的物料在转定子狭窄的间隙中瞬时承受几十万次的液力剪切、液层摩擦、撕裂碰撞和湍流离心挤压等综合作用，使物料确保充分分散乳化、均质，从而使不相溶的固相、液相、气相瞬间高度分散和细化，使终端分散相长期地保持稳定。

但是这类设备也有其故有的缺点，这类设备通常是将搅拌头(乳化头)插入大量的待乳化物料中，进行乳化。这样一来，在某一时间段内，只有一部分物料得到了有效剪切力的作用，而其他物料则由于流体的特性，将也跟随搅拌头进行运动但却并没有得到有效的剪切力作用，这样势必会造成大量的能量浪费和设备效率的降低。而且由于是间歇式操作所以还存在以下问题，1)长时间的高剪切力搅拌导致的温度升高和局部热量不能很好的传递，难以控制在需要的稳定温度下。2)由于转子传动的原因会导致工作空间难以进行密封，难以进行有效的氮气保护，从而会造成敏感物料的氧化和变性。3)由于间歇操作，对生产过程造成了一定的不便而且也会造成批次间质量不稳定。同时，在大多数情况下，乳化的下一步工序是喷干工序，对于较高粘度的物料在每批次的末了，物料的粘度会急剧升高，造成喷干困难和产品的成品率及合格率下降。

可以用作连续式生产的有管线式高剪切乳化机，静态混合器等。管线式乳化机工作原理基本与普通高剪切乳化机相同，都是通过转定子的精密组合、在高速旋转中产生强大的剪切力以实现混合、粉碎、乳化的目的。但是管线式乳化机性能的最大的不同在于可配置一套或多套转定子，从而使乳化效果实现质的提升；此外，管线式乳化机可实现连续生产(故又名连续式乳化机)，一端进料，一端出料，使生产效率大幅度提升。但是，该技术也有其局限性和缺点，例如，通常需要比较长的时间才能使液滴粒径分布比较均匀；乳化所得液滴的粒径调节弹性小，因为该设备难以无限增加多套转子，而且设备成本高，拆卸、清洗、维修不便。静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，静态混合器的混合过程是靠固定在管内的混合元件进行的，由于混合元件的作用，使流体不断改变流动方向，从而达到剪切乳化的效果。但是该种设备更强调的是混合效果，虽也可用作乳化，但是其乳化效果略差，而且填料形式固定，调节范围小，所得液滴粒径较大。现有的填料形式更侧重于混合，而非乳化。仅靠单纯增加填料单元的数量，所取得的乳液液滴直径减小有限。

超重力旋转填充床是利用旋转产生的离心力模拟超重力环境，来强化传递和反应过程，可以大幅度地提高传递与反应过程的效率。由于液体的表面张力使液体有聚集在一起的趋势，而在超重力环境下，液体的表面张力变得微不足道，而且液体在巨大的剪切力作用下被拉伸成液膜、液丝或液滴。关于超重力旋转填充床装置在早期的专利(申请号91109255.2，91111028.3，ZL95215430.7等)中已经公开。目前该技术从最初应用于分离、解吸的物理过程已经扩展应用到化学反应、超微颗粒制备等诸多领域(详见中国专利92102061，93104828.1、95105344.2、2004100378859等)。

发明内容

本发明提供了一种鱼肝油乳液的制备方法，该方法通过将管式反应器与旋转填充床组合使用，在管式反应器中实现物料的宏观混合和预乳化，在旋转填充床中实现物料的乳化和分散相粒度的均一化。本发明提供的可连续操作的乳化装置，具有处理量大、能耗少、效率高、分散相粒度可控、设备发热量小、不会影响产品质量等特点。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本装置包括有管式反应器5和壳体带有控温夹套的旋转填充床6，所述的管式反应器5包括有内含填料的若干管段，管式反应器5的液体出口与旋转填充床6的液体进口处的液体分布器7相连，液体分布器7延伸到转子中心的空腔中。

所述的管式反应器的各管段的长径比为2～20，每个管段包括内含填料20的内管19和与内管19同轴安装的控温夹套18，管段两端设置有用于管段之间相互连接的普通法兰、快开法兰或螺纹。

所述的管式反应器的各管段中的填料20为烧结或压制成型的整体金属丝网填料。

旋转填充床6的转子中的填料是普通金属丝网或者是烧结或压制成型的整体金属丝网填料。