新型微氣泡/液滴生成調(diào)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型微氣泡/液滴生成調(diào)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，微化工技術(shù)已經(jīng)成為化工領(lǐng)域的前沿技術(shù)，它具有高效率、可控性強(qiáng)、小型化、安裝靈活、操作安全、易于工業(yè)放大以及生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)裝置相比，微化工的耗能更低，單位產(chǎn)量更高；微尺度、大比表面積、體積小、接觸范圍廣等特點(diǎn)可以強(qiáng)化傳質(zhì)和傳熱過(guò)程，使某些特殊條件下的反應(yīng)得以順利進(jìn)行，因此，已在食品工業(yè)、化學(xué)分析、藥物研究、材料合成、結(jié)晶、乳化、蛋白質(zhì)篩選等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。氣泡和液滴在微流控技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)，氣泡(液滴)進(jìn)一步破裂成兩個(gè)或者更多的子氣泡(子液滴)是提高氣泡(液滴)生產(chǎn)效率的有效方法。
[0003]用于氣泡(液滴)破裂的微芯片結(jié)構(gòu)可分為:1.分岔微通道。2.縮口型的微通道。3.含障礙物的微通道。
[0004]以上提及的三種微通道可以將一個(gè)氣泡(液滴)在同一時(shí)間破裂成兩個(gè)或多個(gè)，但難以實(shí)現(xiàn)子氣泡尺寸及頻率的簡(jiǎn)捷操控。而且，分岔微通道所占空間較大，含障礙物的微通道難以加工導(dǎo)致實(shí)用性較差。
[0005]目前需要一種新式的微芯片結(jié)構(gòu)能夠克服現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在的缺陷，以更加簡(jiǎn)捷的方法對(duì)子氣泡尺寸及頻率進(jìn)行調(diào)控，有效提高微氣泡(液滴)的生產(chǎn)效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種新型微氣泡/液滴生成調(diào)控裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)中微氣泡/液滴破裂技術(shù)尺寸及頻率不好操控的問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0008]—種新型微氣泡/液滴生成調(diào)控裝置，包括微量注射栗與注射器、微芯片和收集器，微量注射栗上設(shè)置有注射器，注射器與微芯片入口使用膠管連接，微量注射栗和注射器有三個(gè)，分別和微芯片的三個(gè)入口連接，微芯片出口與收集器使用膠管連接。
[0009]所述微芯片由一個(gè)方形通道和一個(gè)T形通道交叉而成，微芯片入口有三個(gè)，方形通道設(shè)有連續(xù)相第一入口，T形通道分岔處一端設(shè)有連續(xù)相第二入口，T形通道兩端分別設(shè)有分散相入口和出口，所述方形通道和T形通道十字聚焦處到出口的直通道為主通道，連續(xù)相第二入口到主通道的連接通道為支通道；微芯片主通道截面的寬和高均小于1_ ;分散相及連續(xù)相的進(jìn)口段長(zhǎng)度不少于10_;連續(xù)相第二入口的通道截面尺寸小于主通道尺寸；連續(xù)相第二入口距十字聚焦處的距離不小于10mm，并且距出口的距離不小于10mm。
[0010]一種新型微氣泡/液滴生成調(diào)控方法，包括如下步驟:
[0011](I)溶液預(yù)處理:首先對(duì)溶液進(jìn)行抽濾，過(guò)濾掉溶液中的雜質(zhì)，以免堵塞通道；
[0012](2)裝置的調(diào)試:a.將準(zhǔn)備好的溶液分別通過(guò)微量注射栗輸送并與微通道相連接；b.微芯片出口與收集器連接；c.檢查系統(tǒng)的氣密性，查看有無(wú)漏液的情況；d.啟動(dòng)微量注射栗，設(shè)定好注射針筒的直徑和液相體積流量，開(kāi)始驅(qū)動(dòng)液體；
[0013](3)微氣泡的產(chǎn)生及調(diào)控:連續(xù)相和分散相在微芯片所示的進(jìn)口處進(jìn)入，在十字交口處形成氣泡/液滴，并在T形分岔口處的連續(xù)相第二入口輸入連續(xù)相，便于調(diào)節(jié)氣泡/液滴的空隙率，并對(duì)氣泡尺寸進(jìn)行再裁剪。
[0014]所述步驟(3)進(jìn)入微芯片生成裝置中的連續(xù)相和分散相為互不相溶的氣液兩相或液液兩相。
[0015]所述步驟(3)連續(xù)相流體與微芯片壁面潤(rùn)濕性良好。
[0016]所述連續(xù)相和分散相的液相流體為牛頓流體或剪切變稀型非牛頓流體。
[0017]所述牛頓流體為水，醇類(lèi)溶液，離子液體，芳香族液體或烷烴類(lèi)液體。
[0018]所述剪切變稀型非牛頓流體為高分子化合物水溶液。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型裝置和方法在微芯片的十字聚焦結(jié)構(gòu)中完成微氣泡/液滴的生成；在微芯片的T型分岔口中，完成對(duì)微氣泡/液滴尺寸的再調(diào)控；對(duì)已生成的微氣泡/液滴進(jìn)行再裁剪，滿足后續(xù)的乳化、反應(yīng)等要求。通過(guò)微量注射栗控制流量，結(jié)合微芯片的通道結(jié)構(gòu)控制氣泡大小，大大提高了微氣泡/液滴的生產(chǎn)及乳化效率，降低了微芯片的占用空間，降低了成本。本實(shí)用新型裝置和方法使微氣泡/液滴的調(diào)控操作更加簡(jiǎn)化且提高了控制精度，增加了可控性。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2本實(shí)用新型裝置中微芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]其中:1.第一微量注射栗；2.第二微量注射栗；3.第三微量注射栗；4.高速攝像儀；5.電腦；6.微芯片；7.收集器；8.冷光源；9.連續(xù)相第一入口 ；10.分散相入口 ；11.連續(xù)相第二入口 ；12.出口。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]如圖1-2所示，本實(shí)用新型微氣泡/液滴生成調(diào)控裝置，包括微量注射栗與注射器、微芯片6和收集器7，微量注射栗1、2、3上設(shè)置有注射器，注射器與微芯片入口 9、10、11使用膠管連接，微芯片出口 12與收集器7使用膠管連接。
[0025]所述微芯片由一個(gè)方形通道和一個(gè)T形通道交叉而成，微芯片入口有三個(gè)，方形通道設(shè)有連續(xù)相第一入口 9，T形通道分岔處一端設(shè)有連續(xù)相第二入口 11，T形通道兩端分別設(shè)有分散相入口 10和出口 12，所述方形通道和T形通道十字聚焦處到出口的直通道為主通道，連續(xù)相第二入口到主通道的連接通道為支通道；微芯片主通道截面的寬和高均小于Imm ;分散相及連續(xù)相的進(jìn)口段長(zhǎng)度不少于1mm ;連續(xù)相第二入口的通道截面尺寸小于主通道尺寸；連續(xù)相第二入口距十字聚焦處的距離不小于10mm，并且距出口的距離不小于1mm0
[0026]實(shí)施例1
[0027]—種調(diào)控微氣泡尺寸的方法，包括如下步驟:
[0028]常溫下，將水與甘油按1:1的質(zhì)量比投入到預(yù)處理燒杯內(nèi)，攪拌10-60min。制得的甘油水溶液連接布氏漏斗和抽濾瓶，經(jīng)由真空栗進(jìn)行抽濾，共抽濾三次。用兩個(gè)注射器將準(zhǔn)備好的甘油水溶液吸入，并將