專利名稱：一種凝膠珠制備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)凝膠珠的制備系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種凝膠珠制備系統(tǒng)包括有
一個(gè)帶有溫控和控制攪拌裝置的儲(chǔ)料罐，溫控采用控溫水浴，溫控范圍為-5～30℃；攪拌裝置的速率控制在5-40轉(zhuǎn)/分鐘。
一個(gè)用于連續(xù)輸送儲(chǔ)料罐物料的蠕動(dòng)泵，通過(guò)膠管連接儲(chǔ)料罐和多嘴噴頭之間；一個(gè)多嘴噴頭，使由蠕動(dòng)泵輸送至此的物料產(chǎn)生液滴，多嘴噴頭由連通器與固定器螺合或卡合地將設(shè)有針狀噴嘴旋鈕的多孔卡板固定于內(nèi)，且于內(nèi)部形成一個(gè)可以容置物料的空間；多孔卡板可為圓形卡板，孔呈中心對(duì)稱，且在徑向等間距分布，也可為矩形卡板，孔分布在矩形邊的等分線交點(diǎn)處，呈矩形的軸對(duì)稱分布；固定針狀噴嘴的旋鈕有一軸向貫通插設(shè)針狀噴嘴的細(xì)孔，該旋鈕的一端為外設(shè)螺紋的細(xì)徑，螺合固定于卡板上的孔內(nèi)；在旋鈕與卡板間有一墊片，該墊片可用聚四氟乙烯或硅橡膠制成。
一液滴發(fā)生器，用于提供可調(diào)高頻交變電場(chǎng)，使多嘴噴頭在該電場(chǎng)拉動(dòng)下產(chǎn)生粒徑可控的微液滴，微液滴在凝膠化容器內(nèi)與凝固液反應(yīng)形成凝膠珠，凝膠珠再經(jīng)成膜等一系列化學(xué)反應(yīng)過(guò)程形成微膠囊。本系統(tǒng)中液滴發(fā)生器提供的可調(diào)高頻交變電場(chǎng)為幅度15～35kv，頻率500～1000Hz時(shí)，微液滴粒徑的可控范圍為100-2000μm。
儲(chǔ)料罐10內(nèi)可一次加入大量可凝膠化液體(如海藻酸鈉溶液)與包埋物(如天然細(xì)胞、基因重組細(xì)胞、真菌、蛋白等具生物活性以及合成或天然藥物)，由可控轉(zhuǎn)速電機(jī)11帶動(dòng)攪拌槳12進(jìn)行攪拌，控制轉(zhuǎn)速為5-40轉(zhuǎn)/分；通過(guò)攪拌使包埋物均勻分布于可凝膠化液體中，保障凝膠珠的包埋效果，溫控裝置13采用硅熱電設(shè)備調(diào)控水浴，較合適的調(diào)控溫度范圍在-5-30℃，以保持所得凝膠珠質(zhì)量及所包埋天然物質(zhì)的活性。
輸送部分由蠕動(dòng)泵20與膠管21構(gòu)成，該蠕動(dòng)泵20通過(guò)膠管21將儲(chǔ)料罐10的儲(chǔ)料輸送至多嘴噴頭25以制備液滴，采用小功率泵速可調(diào)得蠕動(dòng)泵20，其輸送速率保持在100-2000毫升/分范圍內(nèi)。這種構(gòu)成便于滅菌、隔菌，而且可以可調(diào)的輸送速率穩(wěn)定、連續(xù)地供應(yīng)物料，以達(dá)到產(chǎn)率可調(diào)、連續(xù)生產(chǎn)的目的。
微液滴制滴部分由多嘴噴頭25與液滴發(fā)生器22構(gòu)成，多嘴噴頭25的構(gòu)成如圖2所示，由連通器26、固定器27、以及設(shè)有針狀噴嘴旋鈕35的多孔卡板30組成。連通器26與固定器27以螺合或卡合的方式固定多孔卡板30，連通器26與固定器27以及多孔卡板30組裝為一體后其內(nèi)部形成一個(gè)可以容置由蠕動(dòng)泵20輸送至此的物料的空間28；多孔卡板30可以為圓形卡板31，其孔呈中心對(duì)稱，且在徑向等間距分布，如圖3a所示；也可以為矩形卡板32，其孔分布在矩形邊的等分線交點(diǎn)處，呈矩形的軸對(duì)稱分布，如圖3b所示。旋鈕35中心軸線上設(shè)有一軸向貫通的細(xì)孔用于插設(shè)針狀噴嘴36，旋鈕35的一端為外設(shè)螺紋的細(xì)徑37，多孔卡板30上的孔相應(yīng)地設(shè)有細(xì)徑孔38且內(nèi)設(shè)螺紋，旋鈕35與細(xì)徑孔38之間加設(shè)一墊片39相互螺合固定，該墊片39采用具有一定強(qiáng)度與柔韌性的材料制成，如聚四氟乙烯，也可以是硅橡膠。旋鈕35旋緊時(shí)，墊片39受力變形，卡緊固定針狀噴嘴36，同時(shí)起密封防漏作用，如圖4所示。連通器26的一端有一細(xì)徑進(jìn)料口29，通過(guò)膠管21與蠕動(dòng)泵20連接，多嘴噴頭25在液滴發(fā)生器22產(chǎn)生的可調(diào)高頻交變電場(chǎng)(可調(diào)部分包括電場(chǎng)功率、脈寬、頻率及閾值)拉動(dòng)下產(chǎn)生粒徑可控的微液滴，微液滴與微液滴凝膠化容器23中的凝固液反應(yīng)形成凝膠珠，凝膠珠再經(jīng)成膜等一系列化學(xué)反應(yīng)過(guò)程形成微膠囊。液滴發(fā)生器22提供的可調(diào)高頻交變電場(chǎng)在為幅度15～35kv，頻率500～1000Hz時(shí)，粒徑的可控范圍為100-2000μm 。
在實(shí)際使用時(shí)，當(dāng)固定在多孔卡板上的針狀噴嘴距凝固液液面的高度一致時(shí)，各噴嘴產(chǎn)生的液滴粒徑不均勻，位于卡板中間位置的噴嘴產(chǎn)生的液滴粒徑最大，而位于卡板邊緣位置的噴嘴產(chǎn)生的液滴粒徑最小，尤其隨著液體粘度及流量增大或液滴發(fā)生器電場(chǎng)功率及電壓減小，這種現(xiàn)象就愈加明顯。為保持液滴粒徑的均勻性，可以調(diào)節(jié)各噴嘴距凝固液液面高度，通過(guò)針狀噴嘴距液面高度分布來(lái)充分發(fā)揮電場(chǎng)作用效果，調(diào)整后的各針狀噴嘴高度對(duì)稱分布方式由凹向凸轉(zhuǎn)變，如圖5中a至c所示。
綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、設(shè)有溫控裝置，細(xì)胞及其它活性物質(zhì)不易在制備過(guò)程中失活；2、設(shè)有攪拌裝置，細(xì)胞等包埋物始終保持均勻分散，有利于成膜的保持適宜的包埋量；3、采用蠕動(dòng)泵與膠管連續(xù)輸送，物料供應(yīng)穩(wěn)定，保障生產(chǎn)過(guò)程中所得的凝膠珠的均勻，并且產(chǎn)率可調(diào)，便于連續(xù)生產(chǎn)；4、采用多噴嘴滴制，凝膠珠產(chǎn)量高，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)率＞1400ml/h。
5、采用獨(dú)特的孔分布與針狀噴嘴高度分布，保持各噴嘴電場(chǎng)均勻分布，產(chǎn)生的凝膠珠粒徑均勻。
權(quán)利要求
1.一種凝膠珠制備系統(tǒng)，包括有一個(gè)帶有溫控和控制攪拌裝置的儲(chǔ)料罐；一個(gè)用于連續(xù)輸送儲(chǔ)料罐物料的蠕動(dòng)泵，通過(guò)膠管連接于儲(chǔ)料罐與多嘴噴頭之間；一個(gè)多嘴噴頭，將蠕動(dòng)泵輸送至此的物料產(chǎn)生液滴；一個(gè)液滴發(fā)生器，用于提供可調(diào)高頻交變電場(chǎng)，使多嘴噴頭在該電場(chǎng)拉動(dòng)下產(chǎn)生粒徑可控的微液滴；以及一個(gè)用于容置凝固液和進(jìn)行凝固反應(yīng)的凝膠化容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，儲(chǔ)料罐溫控水浴的范圍為-5～30℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，攪拌裝置的速率為5-40轉(zhuǎn)/分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，多嘴噴頭由連通器與固定器螺合或卡合地將設(shè)有針狀噴嘴旋鈕的多孔卡板固定于內(nèi)，且于內(nèi)部形成一個(gè)可以容置物料的空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，多孔卡板為圓形卡板，孔呈中心對(duì)稱，且在徑向等間距分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，多孔卡板為矩形卡板，孔分布在矩形邊的等分線交點(diǎn)處，呈矩形的軸對(duì)稱分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，固定針狀 噴嘴的旋鈕有一軸向貫通插設(shè)針狀噴嘴的細(xì)孔，該旋鈕的一端為外設(shè)螺紋的細(xì)徑，螺合固定于多孔卡板上的孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，在旋鈕與卡板間有一墊片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，墊片為聚四氟乙烯或硅橡膠制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，液滴發(fā)生器的可調(diào)高頻交變電場(chǎng)為幅度15～35kv，頻率500～1000Hz，微液滴粒徑的可控范圍為100-2000μm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種凝膠珠制備系統(tǒng)，主要由儲(chǔ)料罐、輸送及微液滴制滴等三部分組成；儲(chǔ)料罐部分帶有溫控和控制攪拌裝置；輸送部分由蠕動(dòng)泵與膠管構(gòu)成；微液滴制滴部分由多嘴噴頭與液滴發(fā)生器及凝膠化容器構(gòu)成。該制備系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中所得凝膠珠均勻且產(chǎn)率可調(diào)，便于連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01J13/04GK1395987SQ0112009
公開(kāi)日2003年2月12日 申請(qǐng)日期2001年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者何洋, 馬小軍, 任吉倫 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所