[发明专利]连续产生乳液和/或分散体的乳化装置

说明书

本专利涉及一种连续产生乳液和/或分散体的乳化装置。本发明的乳化装置既能够用于产生传统的典型的两相乳液、多相乳液，例如多重乳液和分散体以及三相乳液（OW），该三相乳液除了包含外，还包括液晶凝胶网络相，同时也可用于产生液晶珠光剂和液晶自组织系统（OW乳液的凝胶网络相），例如头发调理剂以及皮肤和头发清洁剂，比如香波、沐浴露、蜡、有机硅乳液和全氟乳液等。本发明的乳化装置能够用于抛光剂和清洗剂工业、化妆品工业、制药和染料工业、油漆和涂料工业，并且能够用于食品工业。

根据现有技术，产生乳液和/或分散体的装置经常被用于完成分批发酵工艺。

WO 2004/082817A1公开了一种连续产生排除空气的乳液或分散体的装置，该装置包含一个所有面都密封的混合器，该混合器拥有用于引进和排出流体物质和混合物的供应管道和清除管道以及一个搅拌单元，该搅拌单元能够搅拌引入乳液或分散体，搅拌的过程中没有产生空化力和没有高压均质。

EP 1964604A2公开了一种连续生产至少两种液相混合物的装置和工艺，该工艺使用一个各个面密封的并且绕其纵向轴旋转对称的混合容器，至少两条通向混合容器的进入管线，每条进入管线引入一个液相，至少一个流出管线从混合容器排出这些相混合的混合物，一个带叶片的转动搅拌器搅拌这些相，转动的轴在混合容器的纵轴上。使用EP 1964604A2中的装置，不能产生一个可控的拉伸流动，而且为了避免湍流和空化力测量没有进行。

本专利的目的在于提供一种乳化装置，借助该乳化装置使连续产生具有液晶结构的乳液、纳米乳液和/或分散体成为可能。

根据本发明，通过一个连续产生乳液和/或分散体的乳化装置来实现目标，该装置包括：

a）至少一个混合装置，包括：

一个所有面气密封的旋转对称的腔室，

至少一个用来流入自由流动组分的输入管线，

至少一个用来流出混合的自由流动组分的输出管线，

一个确保层流流动的搅拌单元，该搅拌单元包含固定在搅拌轴上的搅拌元件，该搅拌轴的旋转轴线沿着该腔室的对称轴线，该搅拌单元的搅拌轴在其至少一侧被引导，

其中，至少一条输入管线设置在至少一条输出管线的上游或下面，

其中，输入管线与输出管线之间的距离与腔室的直径的比值≥2:1，

其中，输入管线与输出管线之间的距离与搅拌元件搅拌臂的长度的比值为3:1~50:1，

其中，搅拌轴的直径与腔室的内径的比值为0.25~0.75，

因此通过至少一条输入管线引入到混合装置中的组分被搅拌和通过入口处的湍流混合区被连续传输，在湍流混合区组分由于搅拌单元施加的剪切力而湍流混合，组分在下游渗透混合区进一步混合，湍流在该区域减少，

一个在出口处的层流混合区域，在该区域，在组分混合物中，一个溶致液晶相沿输出管线方向被建立，

b）至少一个搅拌单元驱动，和

c）至少每组分或每组分混合物一个输送装置。

渗透混合区是混合物的转变区，在该区域湍流转变为层流。在紧随湍流混合的渗透区的粘性因为液滴的常数传播或形成液晶相而增加，湍流流动减少。达到临界雷洛数后，混合物进入层流混合区。混合过程或形成液晶相的液滴的控制和能效服务随后发生在层流混合区在拉伸流条件下。

至少一个混合装置的腔室是旋转对称并且最好具有圆筒形状。腔室能够有的形状为截头圆锥体、漏斗或截头拱顶或者这些几何形状的组合，其中，腔室从输入管线到输出管线的直径保持不变或减少。搅拌单元根据旋转对称的腔室的形状来确定。

转动轴的直径d_ss相对于腔室的内径d_k最好正在0.25d_k~0.75d_k之间，输入管线和输出管线的距离与搅拌元件的臂的长度的比例最好在3:1~50:1之间，特别优选为5:1~10:1，特别是6:1~8:1。相对于腔室半径，不寻常大的转动轴直径将导致转动轴与腔室壁的距离，即被本领域技术人员定名的“流动直径”，变得非常小以至于没有血栓状流动能够形成，然后层流能够得到保障。

输入管线与输出管线的距离与位于至少一个混合装置底部的腔室的直径的比≥2:1。一种偏离圆通的旋转对称的腔室，在至少一个混合装置的输入管线区域，输入管线与输出管线之间的距离与腔室直径的比同样≥2:1。