SPG膜乳化設備

SPG膜介紹

SPG膜（Shirasu Porous Glass）是日本SPG公司在1981年開發出來的新型無機膜，SPG膜具有一致的、均勻的微小孔徑，而且孔徑的大小很容易改變，如同特殊功能的玻璃一樣，SPG膜在生產過程中，首先是將火山灰、玻璃、石灰在1350℃下硼酸化成型，然后再加熱到700℃左右產生相變化和分離：CaO·B₂O₃和Al₂O₃·S?O₂，制成具有微小相分離的玻璃質，最后將其放在酸中處理，除出可溶性物質，經過手工處理后，含有Al₂O₃·S?O₂的多孔玻璃就最終形成了；材料被加工成一定的厚度和形狀，即為SPG膜。通過制備條件的改變，可以獲得不同孔徑的SPG膜。

SPG膜乳化

將兩種不相溶的液體在適量表面活性成份的作用下，通過攪拌混合可以制成乳化液，但乳化液滴是多分散性的，直徑可以相差數倍甚至數十倍。

原理：分散相在氮氣壓力的作用下透過微孔膜的膜孔，而在膜表面形成液滴，在沿膜表面流動的連續相的沖洗作用下，液滴的直徑達到一定值后，就從膜表面剝離，從而形成乳液。利用孔徑大小均一的SPG膜，可較好實現乳液粒徑大小及其分布的控制。因膜的微孔直徑比較均勻，制成的乳化液的液滴也比較均勻，只要調整好水相的組成，能保持液滴的穩定，就能制得單分散性很好的乳化液滴，聚合后則得到相應的聚合物微粒子。

應用：主要用于制備尺寸均一的乳液、乳珠、微球、微膠囊等，可以制備W/O、O/W、W/O/W、O/W/O型不同乳液?？蓪崿F乳液的尺寸均一性和可控性；微球表面功能的可控性和穩定性；多孔微球結構的可控性和穩定性；均一乳液大規模制備的可行性；多孔微球或緩釋膠囊孔道的可控性等。

SPG膜乳化液的粒子分布

高壓均質機乳化液的粒子分布

粒徑大小及其分布：上圖是SPG膜乳化后的粒子特征分布圖，以及和高壓均質機的比較，圖形顯示出SPG膜乳化后獲得了均勻大小的乳化液，這正是我們所希望的；考慮到在生產過程中對產品不同的使用要求，SPG膜能夠實現獲得不同粒徑大小的乳化液，顆粒分布均一，且產品90%粒徑的都在此范圍內；然而使用高壓均質機獲得的樣品，存在不同大小的粒子，意味著高壓均質機不可能獲得穩定的、均勻的產品。例如膜乳化可以實現90%的粒子在0.8μm，而高壓均質機在6.0μm以上的粒子還有20%。

SPG膜乳化方式

1、直接乳化

分散相和連續相分別準備在不同的容器中，分散相穿過SPG膜產生均勻的乳化液，連續相要求輕微的流動，乳化液的粒子大小是3-4倍的SPG膜的孔徑。

孔徑=1微米(乳化液=3.0微米) 孔徑=2微米(乳化液=7.6微米) 孔徑=5微米(乳化液=14.3微米)

孔徑=10微米(乳化液=31.3微米) 孔徑=15微米(乳化液=43.1微米) 孔徑=20微米(乳化液=66.2微米)

2、混合乳化

分散相和連續相溶液混合在一起，穿透過SPG膜獲得均勻的乳化液，乳化液的粒子大小是1-2倍的SPG膜的孔徑。（圖中左側為直接乳化、右側為混合乳化）

SPG膜乳化實驗室設備

一、SPG膜的規格

孔徑 (微米)

SPG管狀膜（毫米）

外徑 x 壁厚 x 長度

SPG片狀膜（毫米）

直徑 x 厚度

0.05 - 0.1

Φ5 x t 0.4 x L20 …L250

-

0.2 - 20

Φ10 x t 0.8 x L20 …L500

Φ5 …Φ20 x t0.4 … t0.7

20 - 50

Φ10 x t 0.8 x L20 …L500

Φ5 …Φ20 x t0.4 … t0.7

二、內壓式SPG膜乳化器

分散相位于SPG的內部，外部是連續相，通過外部氮氣進行加壓，直接作用于SPG膜的內部，同時用磁力攪拌器對連續相進行攪拌。此簡易實驗設備很容易對實驗數據進行實時監控。

技術參數

1、規格型號：MN-20

2、SPG膜規格：Φ10 x L20mm

3、膜有效長度：10mm

4、適合的孔徑 0.3微米以上

5、最大壓力：300KPa

6、流動相的體積：8ml --- 200ml

7、分散相的體積：2ml --- 10ml

三、外壓式SPG膜乳化器

分散相位于SPG的外部，內部是連續相，通過外部氮氣進行加壓，直接作用于SPG膜的外部，同時用磁力攪拌器對連續相進行攪拌。此設備的最高壓力可到500KP，因而使用范圍也更廣一些。

技術參數

1、規格型號：MG-20

2、SPG膜規格：Φ10 x L20mm

3、膜有效長度：10mm

4、適合的孔徑 0.3微米以上

5、最大壓力：500KPa

6、流動相的體積：50ml --- 200ml

7、分散相的體積：3ml --- 10ml

四、高通量SPG膜乳化器

采用外壓式：分散相位于SPG的外部，內部是連續相，通過泵連續流動，通過外部氮氣進行加壓，直接作用于SPG膜的外部，自動連續處理。

技術參數

1、規格型號：KT-125

2、SPG膜規格：Φ10 x L125mm （有效長度105mm）

3、適合的孔徑 0.1微米以上

4、最大壓力：900KPa

5、流動相的體積：300ml ---幾升

6、分散相的體積：100ml --- 幾升

SPG膜乳化中試設備

處理能力

分散相：2升

流動相：6升

SPG膜：L250mm x 7只

處理能力

分散相：5升

流動相：25升

SPG膜：L500mm x 30只