CN108078875A - 一种小分子中药抗菌牙膏和护肤品的制备方法及其生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小分子中药抗菌牙膏和护肤品的制备方法及其生产系统,超高压微射流设备在高压下通过改变节流阀阀芯与阀座之间的梯型环形间隙来调节节流面积,产生超高速射流,在反应腔产生巨大压力降后形成高达200MPa~600MPa的静压力,动能的瞬间转化,流体的高速撞击、振荡、膨化、气蚀等作用,产生巨大剪切力,将大分子立体结构中的氢键结合、疏水结合、离子结合破坏,形成0.1纳米‑10纳米的游离小分子,在范德华力的作用下,游离小分子之间完成自组装,形成多元小分子或由小分子组成的大分子基团,检验数据表明,加工后的人参的粒径减小了300‑2000倍,表面积增加了11万‑400万倍,具备纳米材料特有的光、电和量子效应,因此更容易突破细胞屏障,被人体吸收。
Description
技术领域
本发明涉及小分子生物制药领域,特别涉及一种小分子中药抗菌牙膏和护肤品的制备方法及其生产系统。
背景技术
口腔是人体一个重要器官,当人们被致病菌感染后即存在体内,藏在表皮下的血管,并在细胞核中繁殖,当身体免疫系统异常时,这些致病菌会特别活跃,溃疡也会明显恶化,因此每个人都有不同程度的口干、口臭、牙龈发炎等不适症状,现代医学研究表明,口腔内的致病菌是引起口腔癌、脑梗塞、脑脓肿、风湿或类风湿关节炎、皮肤病、肾炎等疾病的原因之一,然而,由于口腔温度、湿度适宜,非常适合致病菌的繁殖,有些致病菌隐藏在牙根深处,普通药物无法完全清除,因此,口腔疾病的清洁和预防显得尤为重要。
2015年美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市新药45种,其中化学小分子32个、生物制品13个。32个化学小分子药物中包括:10个肿瘤类药物,6个心血管系统药物,3个抗精神病药物,2个抗病毒药物,1个抗生素,1个抗真菌药物,9个其他类药物。
截止至2016年12月14日,美国FDA下属的药品审评与研究中心在2016年共批准了22个创新药,其中7个为生物制品,比例占新药总数的33%,不仅超过了去年的26.7%,更是达到了数十年来的最高值。
2015年屠呦呦通过低温溶剂法萃取青蒿素获得诺贝尔生理学或医学奖。
传统的中药制剂,通常采用煎、熬、煮等高温方式获得,直接或间接破坏了药物的有效成分,因此先进的工艺设备和技术是制备高品质药物的必要条件。
纳米材料呈现出一系列不同于传统材料的效应,当粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10的9次方之巨,所以二者行为上将产生明显的差异,于是出现体积效应、表面效应、量子尺寸效应、量子隧道效应和介电限域效应等,上述这些效应导致了纳米材料在熔点、蒸气压、光学性质、化学反应性、磁性、超导及塑性形变等许多物理和化学方面都显示出特殊的性能。目前,关于纳米材料的制备、表征以及应用等各方面都成为了研究的热点。
传统加工中药的高压流体剪切设备,其阀芯通常采用球面或锥面,当流体压力超过150兆帕时,频繁的开合会导致阀芯磨损严重,密封不严导致压力下降,有效工作次数为5-10万次,存在使用寿命较短及维修成本较高的问题,同时密封不严会严重影响产品的平均粒径,其次,高压高频工作环境会产生高热,导致产品品质及设备稳定性下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种加工的产品更容易突破细胞屏障,被人体吸收,从而极大地提高传统中草药的抗菌功效的小分子中药抗菌牙膏和护肤品的制备方法及其设备。
本发明的技术方案为:
一种水冷式超高压微射流系统:
包括进料仓、高压泵、水冷式超高压微射流设备、收集罐和冷却循环装置,所述水冷式超高压微射流设备包括壳体、水冷式单向阀、水冷通道、反应腔、加压腔、液压活塞;所述水冷式单向阀安装在壳体内,其入口与加压腔相连,出口与反应腔相连;所述加压腔内安装有液压活塞,所述加压腔侧壁上设有进料通道,所述进料通道内串联有单向阀;所述水冷通道环绕在水冷式单向阀外围,所述水冷通道设有通往壳体外的循环入口和循环出口;所述进料仓与进料通道相连,所述高压泵与液压活塞相连,所述冷却循环装置与水冷通道的循环入口和循环出口均相连;所述收集罐和反应腔出口相连;水冷式单向阀的阀芯和阀座结合部的纵向截面均为等腰梯形。
进一步的,阀芯与阀座结合部表面均镶有耐磨块。
进一步的,阀芯与阀座镶嵌的耐磨块由陶瓷复合材料、氮化硼复合材料、碳化硅复合材料、碳化钨复合材料、氧化锆复合材料、氧化铝复合材料、共晶铝硅复合材料、石墨烯复合材料、天然金刚石、人造金刚石其中的一种或几种组成。
本发明还提供了一种制备小分子中药抗菌牙膏的方法,包含以下工艺和步骤:
(1)将中药在65℃-85℃烘干,磨成粉,或将新鲜的中药剪切破碎至糊状,与水或增溶剂混合,低速搅拌1小时-24小时,3000r/min-10000r/min转速下剪切30分钟,过滤后加入0.1%-5%增稠剂,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子中药溶液;
(2)分别取营养素蛋白质多肽、多糖、脂类、维生素与增溶剂、乳化剂、增稠剂在65℃-85℃混合,3000r/min-10000r/min转速下剪切5分钟-10分钟,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子营养素溶液;
(3)分别取石墨烯、碳酸钙、增溶剂、增稠剂和水在65℃-85℃混合,3000r/min-10000r/min转速下剪切5分钟-10分钟,移至水冷式超高压微射流系统进料室,高压微射流循环处理1次,压力80兆帕,既得平均粒径小于10微米的研磨剂;
(4)将步骤4所得研磨剂超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均粒径小于100纳米的研磨剂;
(5)将步骤1-4所得小分子中药溶液、小分子营养素溶液、平均粒径小于10微米和100纳米的研磨剂物料在65℃-85℃混合,乳化均质后既得成品。
本发明还提供了一种小分子中药抗菌牙膏:
包含以下成分和重量比:纳米级中药1%-30%、小分子营养素1%-30%、纳米级研磨剂1%-10%、微米级研磨剂10%-50%、发泡剂1%-5%、增溶剂1%-10%、乳化剂1%-10%、增稠剂0.1%-5%,防聚合剂0.2%-10%、防冻剂0.5%-10%、香精0.1%-2%,水补足余量至100%。
进一步的,纳米级中药指:平均粒径小于100纳米的天然中药、复方中药的提取物或化合物,包括三七、人参、党参、丹参、藏红花、虫草、白芨、大黄、黄连、黄芪、蒲公英、白花蛇蛇草、砂仁、半夏、积壳、厚朴、甘草、鲜花、绿茶、浆果、超细银粉中的一种或几种;所述小分子营养素指:平均分子量小于500道尔顿的有机营养成分,包含蛋白质多肽、多糖、脂类、维生素等提取物或衍生物中的一种或几种;所述纳米级研磨剂指:平均粒径小于100纳米的无机物或金属氧化物,包含石墨烯、碳酸钙、磷酸氢钙、焦磷酸钙、水合硅酸、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氢氧化铝、硅酸酐、沸石中的一种或几种;所述微米级研磨剂指:平均粒径小于10微米的碳酸钙、磷酸氢钙、焦磷酸钙、水合硅酸、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氢氧化铝、硅酸酐、沸石中的一种或几种;所述发泡剂指:十二烷基硫酸钠、十二酰基肌氨酸钠、碳纳米材料;所述增溶剂指:苯、甲苯、二甲苯等、戊烷、己烷、辛烷等、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷等、甲醇、乙醇、异丙醇等、三乙醇胺、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚中的一种或几种;所述乳化剂指:单甘脂、大豆磷脂、蛋黄磷脂、蔗糖脂、失水山梨醇单硬脂酸酯(SP)、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(TW)、硬脂酰乳酸钠(SSL)和硬脂酰乳酸钙(CSL)、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸脂、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸脂、EG聚丙烯酸钠共聚物、硬脂醇聚醚、甘油硬脂酸酯和硬脂酸脂共聚物、鲸蜡硬脂醚、脱水山梨醇倍半油酸酯、三聚甘油双异硬脂酸脂、平平加、季铵盐;所述增稠剂指:明胶,酪蛋白酸钠,阿拉伯胶,罗望子多糖胶,田菁胶,磷脂、琼脂,海藻酸钠,藻酸丙二醇酯,卡拉胶,果胶,黄原胶,β-环状糊精,淀粉磷酸酯钠(磷酸淀粉钠),羧甲基淀粉钠,羟丙基淀粉和藻酸丙二醇酯(PGA),变性淀粉中的一种或几种组合;所述防聚合剂指:聚乙二醇、卡波、PEG100和丙烯酸聚合物、羟甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、甲基葡萄糖苷、聚氧乙烯、卡波姆、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、烷基聚铵盐聚合物中的一种或几种组合;所述防冻剂指:乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2一二氯乙烷、二甲基亚砜、甲酰胺、氯化钙、醋酸钠、氯化镁中的一种或几种。
本发明还提供了一种制备小分子中药抗菌护肤品的方法,包含以下工艺和步骤:
(1)将中药在65℃-85℃烘干,磨成粉,或将新鲜的中药剪切破碎至糊状,与水或增溶剂混合,低速搅拌1小时-24小时,3000r/min-10000r/min转速下剪切30分钟,过滤后加入0.1%-5%增稠剂,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子中药溶液;
(2)分别取营养素蛋白质多肽、多糖、脂类、维生素与增溶剂、乳化剂、增稠剂在65℃-85℃混合,在3000r/min-10000r/min转速下剪切5分钟-10分钟,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子营养素溶液;
(3)将步骤1-2所得溶液按配方比例在65℃-85℃混合,再次移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1次,压力150兆帕,温度0℃-60℃,既平均分子量小于500道尔顿的小分子混合液半成品;
(4)根据需要在步骤3所得小分子混合液半成品中加入增稠剂和防腐剂,形成水、乳、霜、膏的不同剂型。
本发明还提供了一种小分子中药抗菌护肤品:
包含以下成分和重量比:纳米级中药1%-30%、小分子营养素1%-30%、增溶剂1%-10%、乳化剂1%-10%、增稠剂0.1%-5%,防聚合剂0.2%-10%、防冻剂0.5%-10%、水补足余量至100%。
进一步的,纳米级中药指:平均粒径小于100纳米的天然中药、复方中药的提取物或化合物,包括但不限于三七、人参、党参、丹参、藏红花、虫草、白芨、大黄、黄连、黄芪、蒲公英、白花蛇蛇草、砂仁、半夏、积壳、厚朴、甘草、鲜花、绿茶、浆果、超细银粉中的一种或几种;所述小分子营养素指:平均分子量小于500道尔顿的有机营养成分,包含蛋白质多肽、多糖、脂类、维生素等提取物或衍生物中的一种或几种;所述增溶剂指:苯、甲苯、二甲苯等、戊烷、己烷、辛烷等、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷等、甲醇、乙醇、异丙醇等、三乙醇胺、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚中的一种或几种;所述乳化剂指:单甘脂、大豆磷脂、蛋黄磷脂、蔗糖脂、失水山梨醇单硬脂酸酯(SP)、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(TW)、硬脂酰乳酸钠(SSL)和硬脂酰乳酸钙(CSL)、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸脂、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸脂、EG聚丙烯酸钠共聚物、硬脂醇聚醚、甘油硬脂酸酯和硬脂酸脂共聚物、鲸蜡硬脂醚、脱水山梨醇倍半油酸酯、三聚甘油双异硬脂酸脂、平平加、季铵盐;所述增稠剂指:明胶,酪蛋白酸钠,阿拉伯胶,罗望子多糖胶,田菁胶,磷脂、琼脂,海藻酸钠,藻酸丙二醇酯,卡拉胶,果胶,黄原胶,β-环状糊精,淀粉磷酸酯钠(磷酸淀粉钠),羧甲基淀粉钠,羟丙基淀粉和藻酸丙二醇酯(PGA),变性淀粉中的一种或几种组合;所述防聚合剂指:聚乙二醇、卡波、PEG100和丙烯酸聚合物、羟甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、甲基葡萄糖苷、聚氧乙烯、卡波姆、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、烷基聚铵盐聚合物中的一种或几种组合;所述防冻剂指:乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2一二氯乙烷、二甲基亚砜、甲酰胺、氯化钙、醋酸钠、氯化镁中的一种或几种。
本发明的有益之处在于:
(1)本发明提供小分子中药抗菌牙膏和护肤品制备方法中通过水冷式超高压微射流设备,在150兆帕-300兆帕压力,0℃-60℃温度下超高压微射流循环处理1-3次,检验数据表明,加工后的人参的粒径减小了300-2000倍,表面积增加了11万-400万倍,因此具备纳米材料特有的光、电和量子效应,从而更容易突破细胞屏障,被人体吸收,从而极大地提高了传统中草药及营养成分的功效。
(2)通过冷却循环装置不断地往水冷通道里注入恒温水,可以将超高压微射流设备加工温度控制在一定范围内,保证了有效成分不因高温而变性。
(3)高压下通过改变阀芯与阀座之间的梯型环形间隙来调节节流面积,产生超高速射流,流体在反应腔内产生高速撞击、振荡、膨化、气蚀等反应,产生巨大压力降后形成高达200MPa~600MPa的静压力,动能的瞬间转化,将蛋白质、多糖、脂类等大分子立体结构中的氢键结合、疏水结合、离子结合破坏,形成0.1纳米-10纳米的游离小分子,在范德华力的作用下,分子间完成自组装,形成一元或多元小分子化合物。
(4)对超高压微射流设备阀芯阀座结构的改变,增加了接触面积,减小了阀芯和阀座的磨损,有效工作次数由5-10万次提高到1-2亿次。
附图说明
图1为人参粉体颗粒的SEM电镜图;
图2为人参原液均匀涂抹在电镜观测平台烘干后的SEM电镜图;
图3为人参原液的激光粒度检测图;
图4为未添加有机溶剂的人参溶液电镜图;
图5为水冷式超高压微射流系统结构示意图;
图6为图5中的水冷式超高压微射流设备结构示意图
图7为纳米二氧化钛电镜图。
图中:1-水冷式超高压微射流设备,11-壳体,12-水冷式单向阀,121-调节螺盖,122-阀芯,123-阀座,13-反应腔,14-加压腔,15-液压活塞,16-水冷通道,161-循环出口,162-循环入口,17-单向阀,18-进料通道,19-耐磨块,2-冷却循环装置,3-高压泵,4-收集罐,5-进料仓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
小分子中药抗菌牙膏:
实施例1:(基础型)
按配方称重,大黄1%、黄连1%、黄芪1%、三七1%、蒲公英3%、白花蛇蛇草1%、砂仁1%、半夏1%、积壳1%、厚朴1%、甘草2%、玫瑰花瓣1%、石墨烯1%、碳酸钙20%、十二烷基硫酸钠3%、单甘脂2%、大豆磷脂2%、乙醇2%、甘油2%,水补足余量至100%。
(1)将中药在65℃-85℃烘干,磨成粉,将玫瑰花瓣剪切至糊状,与增溶剂和水混合,低速搅拌1小时-24小时,3000r/min-10000r/min转速下高速剪切30分钟,过滤后加入0.1%-5%增稠剂,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子中药溶液。
(2)分别取石墨烯、碳酸钙、增溶剂、增稠剂和水在65℃-85℃混合,3000r/min-10000r/min转速下高速剪切5分钟-10分钟,移至水冷式超高压微射流系统进料室,高压微射流循环处理1次,压力80兆帕,既得平均粒径小于10微米的研磨剂,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均粒径小于100纳米的研磨剂。
(3)将步骤1-2所得物料按配方比例在65℃-85℃混合,乳化均质后既得成品。
实施例2:(小分子中药抗菌牙膏纳米银增强型)
在实施例1中步骤2所加原料的基础上增加0.1%重量比的纳米银,以强化杀菌效果,其它步骤同实施例1。
实施例3:(小分子中药抗菌牙膏二氧化钛增强型)
在实施例2中步骤2所加原料的基础上增加0.1%重量比的二氧化钛,强化杀菌及美白效果,其它步骤同实施例2,制成后的牙膏中的二氧化钛如图7所示,可见二氧化钛的粒径分布在50nm-80nm之间。
小分子中药抗菌护肤品:
实施例4:(基础型)
按配方称重,大黄1%、黄连1%、黄芪1%、三七1%、蒲公英3%、白花蛇蛇草1%、砂仁1%、半夏1%、积壳1%、厚朴1%、甘草2%、玫瑰花瓣1%、氧化锌0.05%、单甘脂2%、大豆磷脂2%、维生素E3%、透明质酸0.1%、乙醇2%、甘油2%,水补足余量至100%。
(1)将中药在65℃-85℃烘干,磨成粉,将玫瑰花瓣剪切至糊状,与增溶剂和水混合,低速搅拌1小时-24小时,3000r/min-10000r/min转速下高速剪切30分钟,过滤后加入0.1%-5%增稠剂,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子中药溶液。
(2)将步骤1所得小分子中药溶液按配方比例与其它成分在65℃-85℃混合,3000r/min-10000r/min转速下高速剪切5分钟-10分钟,移至超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的成品。
(3)将步骤2所得物料加入0.1%-5%增稠剂、防腐剂低速搅拌至常温,既得成品。
实施例5:(小分子中药营养修护型护肤品)
按配方称重,黄芪2%、三七2%、人参2%、天麻2%、甘草2%、玫瑰花瓣2%、单甘脂2%、大豆磷脂2%、维生素E3%、透明质酸0.1%、乙醇2%、甘油2%,水补足余量至100%。
剩下步骤与实施例4相同。
水冷式超高压微射流系统处理实验:
按配方称重,人参20%,乙醇80%。
(1)将人参在65℃-85℃温度下烘干,磨成粉。
(2)步骤1所得物料与有机溶剂在常温混合,低速搅拌4小时。
(3)将步骤2所得溶液3000r/min-10000r/min转速下高速剪切均质30分钟,过滤除去较大颗粒后备用。
(4)将步骤3所得中药溶液通过水冷式超高压微射流系统,在150兆帕-300兆帕压力,0℃-60℃温度下超高压微射流循环处理1-3次,既得小分子中药溶液。
将步骤4所得纳米级中药溶液移至旋转蒸发压力容器中,除去有机溶剂,既得纳米级人参成品。
数据对比:
经过步骤1处理后的人参如附图1所示,人参颗粒大小不均匀,平均粒径约100um,相当于1000000nm。
而经过步骤4的处理后如附图2所示,可观测到由极细微的人参组成的类生物膜,由于SEM电镜发射的电子束可穿透纳米级人参颗粒,不产生反射,因此在观测范围内已经无法标记人参粒径。
将步骤4处理后的人参原液进行激光粒度检测,如附图3所示;可见小分子人参化合物的大小主要分布在50纳米-500纳米范围。
步骤1所得人参粗粉(见附图1)与步骤4所得人参原液(见附图3)相关数据对比如下;
人参加工前后粒径变化对比:
由上述数据对比可知加工后的人参的粒径减小了300-2000倍,表面积增11万-400万倍,因此具备纳米材料特有的光、电和量子效应,从而更容易突破细胞屏障,被人体吸收,从而极大地提高了传统中草药及营养成分的功效。
水冷式超高压微射流系统;
如图5-6所示:
一种水冷式超高压微射流系统,包括进料仓5、高压泵3、超高压微射流设备1、收集罐4和冷却循环装置2,所述超高压微射流设备1包括壳体11、水冷式单向阀12、水冷通道16、反应腔13、加压腔14、液压活塞15;所述水冷式单向阀12安装在壳体11内,其入口与加压腔14相连,出口与反应腔13相连;所述加压腔14内安装有液压活塞15,所述加压腔14侧壁上设有进料通道18,所述进料通道18内串联有单向阀17;所述水冷通道16环绕在水冷式单向阀12外围,所述水冷通道16设有通往壳体11外的循环入口162和循环出口161;进料仓5与进料通道18相连,所述高压泵3与液压活塞15相连,所述冷却循环装置2与水冷通道16的循环入口162和循环出口161均相连;所述收集罐4和反应腔13出口相连;水冷式单向阀12的阀芯122和阀座123结合部的纵向截面均为等腰梯形。
具体的,为了减小阀芯122与阀座123结合部的磨损,阀芯122与阀座123结合部表面均镶有耐磨块19。
具体的,为了增加耐磨块19的使用寿命,阀芯122与阀座123镶嵌的耐磨块19由陶瓷复合材料、氮化硼复合材料、碳化硅复合材料、碳化钨复合材料、氧化锆复合材料、氧化铝复合材料、共晶铝硅复合材料、石墨烯复合材料、天然金刚石、人造金刚石其中的一种或几种组成。
本发明工作原理为先通过调节螺盖121调节水冷式单向阀12的开启压力,然后启动高压泵3带动液压活塞15在加压腔14内往复运动,当液压活塞15在加压腔14内向下运动,在加压腔14内形成负压,此时进料通道18内的单向阀17打开,水冷式单向阀12关闭,原料由进料仓5内进入加压腔14,然后液压活塞15向上运动,此时进料通道内18的单向阀17关闭,水冷式单向阀12打开,液压活塞对原料进行持续的加压,直到压力达到水冷式单向阀12设定的压力值时水冷式单向阀12打开,在高压下原料通过阀芯122与阀座123之间的梯型环形间隙产生超高速射流,流体在反应腔13内产生高速撞击、振荡、膨化、气蚀等反应,产生巨大压力降后形成高达200MPa~600MPa的静压力,动能的瞬间转化,将蛋白质、多糖、脂类等大分子立体结构中的氢键结合、疏水结合、离子结合破坏,形成0.1纳米-10纳米的游离小分子,在范德华力的作用下,分子间完成自组装,形成一元或多元小分子化合物,最后收集到收集罐4中。为了减小磨损,本发明对阀芯122与阀座123结构做了改变,增加了接触面积,减小了阀芯122与阀座123的磨损。同时通过冷却循环装置2不断地往水冷通道16里注入恒温水,可以将加工温度控制在一定范围内,保证了有效成分不因高温而变性。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍属于入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种水冷式超高压微射流系统,其特征在于:包括进料仓(5)、高压泵(3)、超高压微射流设备(1)、收集罐(4)和冷却循环装置(2),其特征在于:所述水冷式超高压微射流设备(1)包括壳体(11)、水冷式单向阀(12)、水冷通道(16)、反应腔(13)、加压腔(14)、液压活塞(15);所述水冷式单向阀(12)安装在壳体(11)内,其入口与加压腔(14)相连,出口与反应腔(13)相连;所述加压腔(14)内安装有液压活塞(15),所述加压腔(14)侧壁上设有进料通道(18),所述进料通道(18)内串联有单向阀(17);所述水冷通道(16)环绕在水冷式单向阀(12)外围,所述水冷通道(16)设有通往壳体(11)外的循环入口(162)和循环出口(161);所述进料仓(5)与进料通道(18)相连,所述高压泵(3)与液压活塞(15)相连,所述冷却循环装置(2)与水冷通道(16)的循环入口(162)和循环出口(161)均相连;所述收集罐(4)和反应腔(13)出口相连;所述水冷式单向阀(12)的阀芯(122)和阀座(123)结合部的纵向截面均为等腰梯形。
2.根据权利要求1所述的水冷式超高压微射流系统,其特征在于:所述阀芯(122)与阀座(123)结合部均镶有耐磨块(19)。
3.根据权利要求2所述的水冷式超高压微射流系统,其特征在于:所述耐磨块(19)由陶瓷复合材料、氮化硼复合材料、碳化硅复合材料、碳化钨复合材料、氧化锆复合材料、氧化铝复合材料、共晶铝硅复合材料、石墨烯复合材料、天然金刚石、人造金刚石其中的一种或几种组成。
4.一种利用权利要求1-3任一项所述水冷式超高压微射流系统制备小分子中药抗菌牙膏的方法,其特征在于:包含以下工艺和步骤:
(1)将中药在65℃-85℃烘干,磨成粉,或将新鲜的中药剪切破碎至糊状,与水或增溶剂混合,低速搅拌1小时-24小时,3000r/min-10000r/min转速下剪切30分钟,过滤后加入0.1%-5%增稠剂,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子中药溶液;
(2)分别取营养素蛋白质多肽、多糖、脂类、维生素与增溶剂、乳化剂、增稠剂在65℃-85℃混合,3000r/min-10000r/min转速下剪切5分钟-10分钟,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子营养素溶液;
(3)分别取研磨剂石墨烯、碳酸钙,增溶剂,增稠剂和水在65℃-85℃混合,3000r/min-10000r/min转速下剪切5分钟-10分钟,移至水冷式超高压微射流系统进料室,高压微射流循环处理1次,压力80兆帕,既得平均粒径小于10微米的研磨剂;
(4)将步骤4所得研磨剂超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均粒径小于100纳米的研磨剂;
(5)将步骤1-4所得小分子中药溶液、小分子营养素溶液、平均粒径小于10微米和100纳米的研磨剂物料在65℃-85℃混合,乳化均质后既得成品。
5.一种权利要求4所述方法制备的小分子中药抗菌牙膏,其特征在于:包含以下成分和重量比:纳米级中药1%-30%、小分子营养素1%-30%、纳米级研磨剂1%-10%、微米级研磨剂10%-50%、发泡剂1%-5%、增溶剂1%-10%、乳化剂1%-10%、增稠剂0.1%-5%,防聚合剂0.2%-10%、防冻剂0.5%-10%、香精0.1%-2%,水补足余量至100%。
6.根据权利要求5所述的小分子中药抗菌牙膏,其特征在于:所述纳米级中药指:平均粒径小于100纳米的天然中药、复方中药或中药的提取物或化合物,包含三七、人参、党参、丹参、藏红花、虫草、白芨、大黄、黄连、黄芪、蒲公英、白花蛇蛇草、砂仁、半夏、积壳、厚朴、甘草、鲜花、绿茶、浆果、超细银粉中的一种或几种;所述小分子营养素指:平均分子量小于500道尔顿的有机营养成分,包含有机营养成分,包含蛋白质多肽、多糖、脂类、维生素等提取物或衍生物中的一种或几种;所述纳米级研磨剂指:平均粒径小于100纳米的无机物或金属氧化物,包含石墨烯、碳酸钙、磷酸氢钙、焦磷酸钙、水合硅酸、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氢氧化铝、硅酸酐、沸石中的一种或几种;所述微米级研磨剂指:平均粒径小于10微米的无机物或金属氧化物,包含碳酸钙、磷酸氢钙、焦磷酸钙、水合硅酸、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氢氧化铝、硅酸酐、沸石中的一种或几种;所述发泡剂指:十二烷基硫酸钠、十二酰基肌氨酸钠、碳纳米复合材料;所述增溶剂指:苯、甲苯、二甲苯等、戊烷、己烷、辛烷等、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷等、甲醇、乙醇、异丙醇等、三乙醇胺、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚中的一种或几种;所述乳化剂指:单甘脂、大豆磷脂、蛋黄磷脂、蔗糖脂、失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、硬脂酰乳酸钠和硬脂酰乳酸钙、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸脂、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸脂、EG聚丙烯酸钠共聚物、硬脂醇聚醚、甘油硬脂酸酯和硬脂酸脂共聚物、鲸蜡硬脂醚、脱水山梨醇倍半油酸酯、三聚甘油双异硬脂酸脂、平平加、季铵盐;所述增稠剂指:明胶,酪蛋白酸钠,阿拉伯胶,罗望子多糖胶,田菁胶,磷脂、琼脂,海藻酸钠,藻酸丙二醇酯,卡拉胶,果胶,黄原胶,β-环状糊精,淀粉磷酸酯钠,羧甲基淀粉钠,羟丙基淀粉和藻酸丙二醇酯,变性淀粉中的一种或几种组合;所述防聚合剂指:聚乙二醇、卡波、PEG100和丙烯酸聚合物、羟甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、甲基葡萄糖苷、聚氧乙烯、卡波姆、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、烷基聚铵盐聚合物中的一种或几种组合;所述防冻剂指:乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2一二氯乙烷、二甲基亚砜、甲酰胺、氯化钙、醋酸钠、氯化镁中的一种或几种。
7.一种利用权利要求1-3任一项所述的水冷式超高压微射流系统制备小分子中药抗菌护肤品的方法,其特征在于:包含以下工艺和步骤:
(1)将中药在65℃-85℃烘干,磨成粉,或将新鲜的中药剪切破碎至糊状,与水或增溶剂混合,低速搅拌1小时-24小时,3000r/min-10000r/min转速下剪切30分钟,过滤后加入0.1%-5%增稠剂,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子中药溶液;
(2)分别取营养素蛋白质多肽、多糖、脂类、维生素与增溶剂、乳化剂、增稠剂在65℃-85℃混合,在3000r/min-10000r/min转速下剪切5分钟-10分钟,移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1-3次,压力150兆帕-300兆帕,温度0℃-60℃,既得平均分子量小于500道尔顿的小分子营养素溶液;
(3)将步骤1-2所得溶液按配方比例在65℃-85℃混合,再次移至水冷式超高压微射流系统进料室,超高压微射流循环处理1次,压力150兆帕,温度0℃-60℃,既平均分子量小于500道尔顿的小分子混合液半成品;
(4)根据需要在步骤3所得小分子混合液半成品中加入增稠剂和防腐剂,形成水、乳、霜、膏的不同剂型。
8.一种权利要求7所述方法制备的小分子中药抗菌护肤品,其特征在于:包含以下成分和重量比:纳米级中药1%-30%、小分子营养素1%-30%、增溶剂1%-10%、乳化剂1%-10%、增稠剂0.1%-5%,防聚合剂0.2%-10%、防冻剂0.5%-10%、水补足余量至100%。
9.根据权利要求8所述的小分子中药抗菌护肤品,其特征在于:所述纳米级中药指:平均粒径小于100纳米的天然中药、复方中药的提取物或化合物,包含三七、人参、党参、丹参、藏红花、虫草、白芨、大黄、黄连、黄芪、蒲公英、白花蛇蛇草、砂仁、半夏、积壳、厚朴、甘草、鲜花、绿茶、浆果、超细银粉中的一种或几种;所述小分子营养素指:平均分子量小于500道尔顿的有机营养成分,包含有机营养成分,包含蛋白质多肽、多糖、脂类、维生素等提取物或衍生物中的一种或几种;所述增溶剂指:苯、甲苯、二甲苯等、戊烷、己烷、辛烷等、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷等、甲醇、乙醇、异丙醇等、三乙醇胺、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚中的一种或几种;所述乳化剂指:单甘脂、大豆磷脂、蛋黄磷脂、蔗糖脂、失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、硬脂酰乳酸钠和硬脂酰乳酸钙、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸脂、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸脂、EG聚丙烯酸钠共聚物、硬脂醇聚醚、甘油硬脂酸酯和硬脂酸脂共聚物、鲸蜡硬脂醚、脱水山梨醇倍半油酸酯、三聚甘油双异硬脂酸脂、平平加、季铵盐;所述增稠剂指:明胶,酪蛋白酸钠,阿拉伯胶,罗望子多糖胶,田菁胶,磷脂、琼脂,海藻酸钠,藻酸丙二醇酯,卡拉胶,果胶,黄原胶,β-环状糊精,淀粉磷酸酯钠,羧甲基淀粉钠,羟丙基淀粉和藻酸丙二醇酯,变性淀粉中的一种或几种组合;所述防聚合剂指:聚乙二醇、卡波、PEG100和丙烯酸聚合物、羟甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、甲基葡萄糖苷、聚氧乙烯、卡波姆、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、烷基聚铵盐聚合物中的一种或几种组合;所述防冻剂指:乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2一二氯乙烷、二甲基亚砜、甲酰胺、氯化钙、醋酸钠、氯化镁中的一种或几种。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180529 |