一種離心微流控乳化裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微流控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種離心微流控乳化裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乳化是一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用，所形成的的混合物稱為乳狀液(或稱乳化體)，其中被分散的一相稱作分散相或內(nèi)相(不連續(xù)相);另一相則稱作分散介質(zhì)或外相(連續(xù)相)。乳化技術(shù)廣泛地應(yīng)用在我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域，比如食品、化工、化妝品、制藥和染料等。
[0003]乳狀液的穩(wěn)定性和乳狀液的成分以及微液滴的大小(分散性)有很大的關(guān)系。由于乳化過程中產(chǎn)生大量的微小液滴，因此比表面積增加非常多，乳化過程需要外界能量的輸Ao最常用的方法是機(jī)械攪拌，這種方法簡單，速度快，但是產(chǎn)生的液滴比較粗糙，分散性不好。
[0004]微流控是一種利用微尺寸結(jié)構(gòu)限制流體，可以精密的控制流體的流動；當(dāng)兩相(內(nèi)相和外相)不相溶的液體在微流控通道中相遇時，由于界面張力的作用，內(nèi)相液體會形成微小的液滴分散在外相中形成乳狀液。微流控乳化技術(shù)對乳化物質(zhì)的成分挑剔性小，適用于形成單乳狀液(水包油或者油包水)和多乳狀液(水包油包水，油包水包油等);產(chǎn)生的微液滴非常均勻，粒徑分布范圍可以達(dá)到1%;液滴粒徑大小可控，可以通過控制液體的流速，流速比，粘度和界面張力等因素得到相應(yīng)尺寸的液滴。但是這種技術(shù)的缺點是所需設(shè)備復(fù)雜和乳化量小，因此達(dá)不到工業(yè)量產(chǎn)要求。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新的技術(shù)方案以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，能夠讓微流控乳化更好的應(yīng)用在實際生產(chǎn)中，提高乳化效率和速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種離心微流控乳化裝置及其方法，解決了現(xiàn)有的微流控設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、乳化效率低下等技術(shù)缺陷。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種離心微流控乳化裝置，包括微流控外殼、內(nèi)置在所述微流控外殼內(nèi)腔中的微流控芯片和驅(qū)動所述微流控芯片在微流控外殼內(nèi)腔旋轉(zhuǎn)的動力裝置，所述微流控芯片為一圓狀盤體，其內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)相存儲池，微流控芯片的上部開設(shè)有內(nèi)相入口且所述內(nèi)相入口與所述內(nèi)相存儲池連通，微流控芯片內(nèi)的內(nèi)相存儲池與微流控芯片圓周外側(cè)壁之間均勻開設(shè)有多個微通道，所述微流控芯片外側(cè)壁與微流控外殼內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有外相存儲池和用于收集乳化液的收集池。
[0008]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述微流控芯片上設(shè)置的微通道為單層或多層設(shè)計結(jié)構(gòu)。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述微流控外殼內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有一個或多個微流控芯片。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述內(nèi)相存儲池為微流控芯片內(nèi)部軸向由中心向周圍延伸且圓周對稱的中空區(qū)域，內(nèi)相存儲池與上述的內(nèi)相入口連通。
[0011]一種離心微流控乳化方法，在微流控的內(nèi)相存儲池和外相存儲池中分別注入內(nèi)相溶液和外相溶液，啟動動力裝置，動力裝置驅(qū)動微流控芯片圓周旋轉(zhuǎn)，微流控芯片內(nèi)的內(nèi)相存儲池存儲的內(nèi)相溶液在離心力作用下從微通道流出被乳化，同時進(jìn)入外相存儲池中的外相溶液中形成乳化溶液，乳化好的溶液進(jìn)入收集池中被收集。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種離心微流控乳化裝置及其方法，該種微流控裝置采用微流控芯片通過旋轉(zhuǎn)離心力達(dá)到乳化的目的，不僅設(shè)備結(jié)構(gòu)大為簡化，容易生產(chǎn)，同時也大幅度提高了微流控裝置乳化的效率，經(jīng)濟(jì)效益有效提升；由于采用圓形的微流控芯片通過離心力進(jìn)行乳化，乳化更加均勻、乳化質(zhì)量更好；該種微流控的微通道通過同一驅(qū)動源驅(qū)動，可提升乳化速度和節(jié)約空間。該種離心微流控乳化裝置及其方法，解決了現(xiàn)有的微流控設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、乳化效率低下等技術(shù)缺陷。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明裝配示意圖；
圖2是本發(fā)明的剖切結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合，參照圖1、圖2。
[0016]一種離心微流控乳化裝置，包括微流控外殼1、內(nèi)置在所述微流控外殼I內(nèi)腔中的微流控芯片2和驅(qū)動所述微流控芯片2在微流控外殼I內(nèi)腔旋轉(zhuǎn)的動力裝置，所述微流控芯片2為一圓狀盤體，其內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)相存儲池3，微流控芯片2的上部開設(shè)有內(nèi)相入口 21且所述內(nèi)相入口 21與所述內(nèi)相存儲池3連通，微流控芯片2內(nèi)的內(nèi)相存儲池3與微流控芯片2圓周外側(cè)壁之間均勻開設(shè)有多個微通道4，所述微流控芯片2外側(cè)壁與微流控外殼I內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有外相存儲池5和用于收集乳化液的收集池6。
[0017]優(yōu)選地，所述微流控芯片2上設(shè)置的微通道4為單層或多層設(shè)計結(jié)構(gòu)。
[0018]優(yōu)選地，所述微流控外殼I內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有一個或多個微流控芯片2。
[0019]優(yōu)選地，所述內(nèi)相存儲池3為微流控芯片2內(nèi)部軸向由中心向周圍延伸且圓周對稱的中空區(qū)域，內(nèi)相存儲池3與上述的內(nèi)相入口 21連通。
[0020]在應(yīng)用該種微流控裝置時，在內(nèi)相存儲池3、外相存儲池5中分別注入內(nèi)相溶液和外相溶液，微流控芯片2在動力裝置的驅(qū)動作用下旋轉(zhuǎn)，內(nèi)相溶液在離心力作用下從微通道4進(jìn)入到外相存儲池5中并與外相溶液乳化。由于離心力的大小可通過控制動力裝置驅(qū)動微流控芯片2的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)操控，乳化液滴大小一致，乳化效果比起現(xiàn)有技術(shù)更好。
[0021]本發(fā)明還提供了一種離心微流控乳化方法，在微流控的內(nèi)相存儲池3和外相存儲池5中分別注入內(nèi)相溶液和外相溶液，啟動動力裝置，動力裝置驅(qū)動微流控芯片2圓周旋轉(zhuǎn)，微流控芯片2內(nèi)的內(nèi)相存儲池3存儲的內(nèi)相溶液在離心力作用下從微通道4乳化流出并進(jìn)入外相存儲池5中的外相溶液中形成乳化溶液，乳化好的溶液進(jìn)入收集池6中被收集。
[0022]以上是對本發(fā)明的較佳實施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種離心微流控乳化裝置，其特征在于:包括微流控外殼(1)、內(nèi)置在所述微流控外殼(I)內(nèi)腔中的微流控芯片(2 )和驅(qū)動所述微流控芯片(2 )在微流控外殼(I)內(nèi)腔旋轉(zhuǎn)的動力裝置，所述微流控芯片(2)為一圓狀盤體，其內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)相存儲池(3)，微流控芯片(2)的上部開設(shè)有內(nèi)相入口(21)且所述內(nèi)相入口(21)與所述內(nèi)相存儲池(3)連通，微流控芯片(2)內(nèi)的內(nèi)相存儲池(3)與微流控芯片(2)圓周外側(cè)壁之間均勻開設(shè)有多個微通道(4)，所述微流控芯片(2)外側(cè)壁與微流控外殼(I)內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有外相存儲池(5)和用于收集乳化液的收集池(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心微流控乳化裝置，其特征在于:所述微流控芯片(2)上設(shè)置的微通道(4)為單層或多層設(shè)計結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種離心微流控乳化裝置，其特征在于:所述微流控外殼(I)內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有一個或多個微流控芯片(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心微流控乳化裝置，其特征在于:所述內(nèi)相存儲池(3)為微流控芯片(2)內(nèi)部軸向由中心向周圍延伸且圓周對稱的中空區(qū)域，內(nèi)相存儲池(3)與上述的內(nèi)相入口(21)連通。
5.一種離心微流控乳化方法，其特征在于:在微流控的內(nèi)相存儲池(3)和外相存儲池(5)中分別注入內(nèi)相溶液和外相溶液，啟動動力裝置，動力裝置驅(qū)動微流控芯片(2)圓周旋轉(zhuǎn)，微流控芯片(2 )內(nèi)的內(nèi)相存儲池(3 )存儲的內(nèi)相溶液在離心力作用下從微通道(4)流出被乳化，同時進(jìn)入外相存儲池(5)中的外相溶液中形成乳化溶液，乳化好的溶液進(jìn)入收集池(6)中被收集。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種離心微流控乳化裝置及其方法，其中所述離心微流控乳化裝置包括微流控外殼、內(nèi)置在所述微流控外殼內(nèi)腔中的微流控芯片和驅(qū)動所述微流控芯片在微流控外殼內(nèi)腔旋轉(zhuǎn)的動力裝置，所述微流控芯片為一圓狀盤體，其內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)相存儲池，微流控芯片的上部開設(shè)有內(nèi)相入口且所述內(nèi)相入口與所述內(nèi)相存儲池連通，微流控芯片內(nèi)的內(nèi)相存儲池與微流控芯片圓周外側(cè)壁之間均勻開設(shè)有多個微通道，所述微流控芯片外側(cè)壁與微流控外殼內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有外相存儲池和用于收集乳化液的收集池，所述微流控芯片上設(shè)置的微通道為單層或多層設(shè)置，所述微流控外殼內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有一個或多個微流控芯片。該種離心微流控乳化裝置及其方法具有乳化效率高、乳化質(zhì)量穩(wěn)定、乳化質(zhì)量好、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低等現(xiàn)有技術(shù)所不具備的優(yōu)點。
【IPC分類】B01F13-00, B01F3-08
【公開號】CN104841300
【申請?zhí)枴緾N201510247379
【發(fā)明人】水玲玲, 張華 , 金名亮, 何濤, 周國富
【申請人】華南師范大學(xué), 深圳市國華光電科技有限公司, 深圳市國華光電研究院
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月14日