CN110756135A - 一种多功能微流体撞击流纳米颗粒制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多功能微流体撞击流纳米颗粒制备装置，该装置由原料供给部分、反应部分和产物收集部分三部分组成；其优越性在于：具有十字撞击流反应器、套筒撞击流反应器和旋流撞击流反应器三种不同微流体反应装置的功能，可满足不同粒径的纳米颗粒的制备要求；该装置结构紧凑，自动化程度高，安装使用方便，具有广阔的推广应用前景。

Description

一种多功能微流体撞击流纳米颗粒制备装置
技术领域
本发明涉及一种纳米颗粒制备装置，尤其涉及一种多功能微流体撞击流纳米颗粒制备装置。
背景技术
近年来，微技术逐渐发展开始逐渐应用于各个领域，微流体制备纳米颗粒就是其中的重要应用。目前，微流体制备纳米颗粒主要存在十字撞击流反应器、旋流撞击流反应器和套筒撞击流反应器三种形式。Kunstmann-Olsen C等(Microfluidics andNanofluidics,2012,12(5):795-803)用十字型撞击流反应器进行实验研究，十字型撞击流反应器满足不同的进口流量，且溶液与溶剂流量相等的纳米颗粒制备；Shing Fung Chow等(European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics,2014,88(2):462-471)用旋流撞击流反应器制备出姜黄素纳米颗粒，旋流撞击流反应器可以满足不同的进口流量，且溶液与溶剂流量相差较大的纳米颗粒制备；李敏等(北京化工大学学报(自然科学版),2008,35(3):14-18)用套管式微反应器制备球形碳酸钙纳米颗粒，套筒撞击流反应器适用于大的进口流量，且可以通过调整滤网满足溶液与溶剂流量相同与不同的纳米颗粒制备。目前，缺少一种满足不同流量以及不同进液比的纳米颗粒制备装置。
发明内容
本发明的目的是针对纳米颗粒制备，提供一种多功能制备装置。该系统实现了十字撞击流反应器、旋流撞击流反应器以及套筒撞击流反应器的综合使用，改变了单一的装置使用情况，提高生产效率，同时实现装置的自动化控制。
一种多功能微流体撞击流纳米颗粒制备装置，其特征在于，包括：原料供给部分、反应部分和产物收集部分。
所述原料供给部分包括：第一溶剂罐(1)、第一截止阀(3)、第二溶剂罐(2)、第二截止阀(4)、第一平流泵(5)、第一流量调节阀(6)、第一单向阀(7)、第三截止阀(8)、第二单向阀(9)、第四截止阀(10)、第三单向阀(11)、第五截止阀(12)、第四单向阀(13)、第六截止阀(14)、第一溶液罐(15)、第七截止阀(17)、第二溶液罐(16)、第八截止阀(18)、第二平流泵(19)、第二流量调节阀(20)、第五单向阀(21)、第九截止阀(22)、第六单向阀(23)、第十截止阀(24)、第七单向阀(25)、第十一截止阀(26)、第八单向阀(27)、第十二截止阀(28)、第九单向阀(29)、第十三截止阀(30)，所述反应部分包括：十字撞击流反应器(31)、套筒撞击流反应器(32)、旋流撞击流反应器(33)、保温箱(39)；所述产物收集部分包括：第十四截止阀(34)、第十五截止阀(35)、第十六截止阀(36)、第十七截止阀(37)、储液罐(38)；
原料供给部分、反应部分和产物收集部分各部分依次连接：第一溶剂罐(1) 出口管与第一截止阀(3)入口管连接，第二溶剂罐(2)出口管与第二截止阀(4) 入口管连接，第一截止阀(3)出口管与第二截止阀(4)出口管并联后再与第一平流泵(5)的入口管串联，第一平流泵(5)出口管与第一流量调节阀(6)入口管连接，第一单向阀(7)出口管与第四截止阀(8)入口管连接，第二单向阀 (9)出口管与第五截止阀(10)入口管连接，第三单向阀(11)出口管与第六截止阀(12)入口管连接，第四单向阀(13)出口管与第七截止阀(14)入口管连接，第一单向阀(7)入口管、第二单向阀(9)入口管、第三单向阀(11)入口管、第四单向阀(13)入口管并联后再与第一流量调节阀(6)出口管连接，第一溶液罐(15)出口管与第八截止阀(17)入口管连接，第二溶液罐(16)出口管与第九截止阀(18)入口管连接，第八截止阀(17)出口管与第九截止阀(18) 出口管并联后再与第二平流泵(19)的入口管连接，第二平流泵(19)出口管与第二流量调节阀(20)入口管连接，第五单向阀(21)出口管与第十截止阀(22) 入口管连接，第六单向阀(23)出口管与第十一截止阀(24)入口管连接，第七单向阀(25)出口管与第十二截止阀(26)入口管连接，第八单向阀(27)出口管与第十三截止阀(28)入口管连接，第九单向阀(29)出口管与第十四截止阀 (30)入口管连接，第五单向阀(21)入口管、第六单向阀(23)入口管、第七单向阀(25)入口管、第八单向阀(27)入口管与第九单向阀(29)入口管并联后再与第二流量调节阀(20)出口管连接，第三截止阀(8)出口管与十字撞击流部件(31)入口管(31-1)连接，第四截止阀(10)出口管与套筒撞击流部件 (32)入口管(32-6)连接，第五截止阀(12)与旋流撞击流部件(33)入口管 (33-1)连接，第六截止阀(14)与旋流撞击流部件(33)入口管(33-3)连接，第九截止阀(22)出口管路与十字撞击流部件(31)入口管(31-2)连接，第十截止阀(24)出口管路与十字撞击流部件(31)入口管(31-4)连接，第十一截止阀(26)出口管与套筒撞击流部件(32)入口管(32-7)连接，第十二截止阀(28)出口管与旋流撞击流部件(33)入口管(33-2)连接，第十三截止阀(30) 出口管与旋流撞击流部件(33)入口管(33-4)连接，十字撞击流部件(31)、套筒撞击流部件(32)与旋流撞击流部件(33)并联置于保温箱(39)内，十字撞击流部件(31)出口管(31-3)与第十四截止阀(34)入口管连接，套筒撞击流部件(32)出口管(32-8)与第十五截止阀(35)入口管连接，旋流撞击流部件 (33)出口管(33-8)与第十六截止阀(36)入口管连接，第十四截止阀(34) 出口管、第十五截止阀(35)出口管与第十六截止阀(36)出口管并联后再与第十七截止阀(37)入口管连接，第十七截止阀(37)出口管与储液罐(38)入口管连接。
所述的十字撞击流部件(31)由相互垂直的管道(31-1)、管道(31-2)、管道(31-3)、管道(31-4)四条管道连接组成(图2)。
所述的套筒撞击流部件(32)由内套筒(32-1)、外套筒(32-2)、固定套筒 (32-3)、密封圈(32-4)和过滤网(32-5)组成，内套筒(32-1)加密封圈(32- 4)后与外套筒(32-2)连接，外套筒(32-2)与固定套筒(32-3)用螺纹连接固定，过滤网(32-5)包覆在环腔外两端用螺母压紧(图3)。
所述的旋流撞击流部件(33)由上部进液部分(33-5)、下部出液部分(33- 7)、密封圈(33-6)和固定螺栓(33-9)组成，上部进液部分(33-5)与下部出液部分(33-7)中间放入密封圈(33-6)连接好后用螺栓(33-9)固定(图4)。
本发明的优点是：
本发明将十字撞击流反应器、旋流撞击流反应器以及套筒撞击流反应器综合使用，可以满足不同流量下的纳米颗粒的制备以及不同粒径的纳米颗粒制备。
附图说明
图1为该多功能抗溶剂法纳米颗粒制备装置系统的流程图。
图中：1、第一溶剂罐 2、第二溶剂罐 3、第一截止阀 4、第二截止阀 5、第一平流泵6、第一流量调节阀 7、第一单向阀 8、第三截止阀 9、第二单向阀 10、第四截止阀 11、第三单向阀 12、第五截止阀 13、第四单向阀 14、第六截止阀 15、第一溶液罐 16、第七截止阀17、第二溶液罐 18、第八截止阀 19、第二平流泵 20、第二流量调节阀 21、第五单向阀 22、第九截止阀 23、第六单向阀 24、第十截止阀 25、第七单向阀 26、第十一截止阀 27、第八单向阀 28、第十二截止阀 29、第九单向阀 30、第十三截止阀 31、十字撞击流反应器 32、套筒撞击流反应器 33、旋流撞击流反应器 34、第十四截止阀 35、第十五截止阀 36、第十六截止阀 37、第十七截止阀 38、储液罐 39、保温箱
图2为该多功能抗溶剂法纳米颗粒制备装置系统中的十字撞击流反应器。
1、入口管 2、入口管 3、出口管 4、入口管
图3为该多功能抗溶剂法纳米颗粒制备装置系统中的套筒式撞击流反应器。
1、内套筒 2、外套筒 3、固定套筒 4、密封圈 5、过滤网
图4为该多功能抗溶剂法纳米颗粒制备装置系统中的旋流撞击流反应器。
1、入口管 2、入口管 3、入口管 4、入口管 5、上部进液部分 6、密封圈 7、下部出液部分 8、出口管 9、螺栓
具体实施方式：
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
在本实例中，打开第一平流泵(5)和第二平流泵(19)，第一溶剂罐(1) 或第二溶剂罐(2)内溶剂经所述第一平流泵(5)，打开第一流量调节阀(6)、第一单向阀(7)、第三截止阀(8)，溶剂经第一流量调节阀(6)、第一单向阀(7)、第三截止阀(8)进入保温80℃的十字撞击流反应器(31)，同时第一溶液罐(15) 或第二溶液罐(16)内溶液经第二平流泵(19)，打开第二流量调节阀(19)、第五单向阀(21)、第八截止阀(22)、第六单向阀(23)、第九截止阀(24)，溶液经第二流量调节阀(19)、第五单向阀(21)、第八截止阀(22)、第六单向阀(23)、第九截止阀(24)进入保温80℃的十字撞击流反应器(31)内撞击反应，打开第十四截止阀(34)、第十七截止阀(37)，溶液、溶剂撞击后产物为粒径为60-300nm 纳米颗粒，经第十四截止阀(34)、第十七截止阀(37)进入储液罐(38)。
实施例2
在本实例中，打开第一平流泵(5)和第二平流泵(19)，第一溶剂罐(1) 或第二溶剂罐(2)内溶剂经第一平流泵(5)，打开第一流量调节阀(6)、第二单向阀(9)、第四截止阀(10)，溶剂经第一流量调节阀(6)、第二单向阀(9)、第四截止阀(10)进入保温80℃的套筒式撞击流反应器(32)，同时第一溶液罐 (15)或第二溶液罐(16)内溶液经第二平流泵(19)，打开第二流量调节阀(19)、第七单向阀(25)、第十一截止阀(26)，溶液经第二流量调节阀(19)、第七单向阀(25)、第十一截止阀(26)进入保温80℃的套筒式撞击流反应器(32)，打开第十五截止阀(35)、第十七截止阀(37)，溶液、溶剂撞击后产物为粒径为400- 1400nm的纳米颗粒，经第十五截止阀(35)、第十七截止阀(37)进入所述储液罐(38)。
实施例3
在本实例中，打开第一平流泵(5)和第二平流泵(19)，第一溶剂罐(1) 或第二溶剂罐(2)内溶剂经第一平流泵(5)，打开第一流量调节阀(6)、第三单向阀(11)、第五截止阀(12)、第四单向阀(13)、第六截止阀(14)，溶剂经第一流量调节阀(6)、第三单向阀(11)、第五截止阀(12)、第四单向阀(13)、第六截止阀(14)进入保温80℃的旋流式撞击流反应器(33)，同时第一溶液罐(15)或第二溶液罐(16)内溶液经第二平流泵(19)，打开第二流量调节阀(19)、第八单向阀(27)、第十二截止阀(28)、第九单向阀(29)、第十三截止阀(30)，溶液经第二流量调节阀(19)、第八单向阀(27)、第十二截止阀(28)、第九单向阀(29)、第十三截止阀(30)进入保温80℃的旋流撞击流反应器(33)，打开第十六截止阀(36)、第十七截止阀(37)，溶液、溶剂撞击后产物为粒径为30- 100nm的纳米颗粒，经第十六截止阀(36)、第十七截止阀(37)进入储液罐(38)。

Claims (4)

1.一种多功能微流体撞击流纳米颗粒制备装置，其特征在于，包括：原料供给部分、反应部分和产物收集部分；
所述原料供给部分包括：第一溶剂罐(1)、第一截止阀(3)、第二溶剂罐(2)、第二截止阀(4)、第一平流泵(5)、第一流量调节阀(6)、第一单向阀(7)、第三截止阀(8)、第二单向阀(9)、第四截止阀(10)、第三单向阀(11)、第五截止阀(12)、第四单向阀(13)、第六截止阀(14)、第一溶液罐(15)、第七截止阀(17)、第二溶液罐(16)、第八截止阀(18)、第二平流泵(19)、第二流量调节阀(20)、第五单向阀(21)、第九截止阀(22)、第六单向阀(23)、第十截止阀(24)、第七单向阀(25)、第十一截止阀(26)、第八单向阀(27)、第十二截止阀(28)、第九单向阀(29)、第十三截止阀(30)，所述反应部分包括：十字撞击流反应器(31)、套筒撞击流反应器(32)、旋流撞击流反应器(33)、保温箱(39)；所述产物收集部分包括：第十四截止阀(34)、第十五截止阀(35)、第十六截止阀(36)、第十七截止阀(37)、储液罐(38)；
原料供给部分、反应部分和产物收集部分各部分依次连接：第一溶剂罐(1)出口管与第一截止阀(3)入口管连接，第二溶剂罐(2)出口管与第二截止阀(4)入口管连接，第一截止阀(3)出口管与第二截止阀(4)出口管并联后再与第一平流泵(5)的入口管串联，第一平流泵(5)出口管与第一流量调节阀(6)入口管连接，第一单向阀(7)出口管与第四截止阀(8)入口管连接，第二单向阀(9)出口管与第五截止阀(10)入口管连接，第三单向阀(11)出口管与第六截止阀(12)入口管连接，第四单向阀(13)出口管与第七截止阀(14)入口管连接，第一单向阀(7)入口管、第二单向阀(9)入口管、第三单向阀(11)入口管、第四单向阀(13)入口管并联后再与第一流量调节阀(6)出口管连接，第一溶液罐(15)出口管与第八截止阀(17)入口管连接，第二溶液罐(16)出口管与第九截止阀(18)入口管连接，第八截止阀(17)出口管与第九截止阀(18)出口管并联后再与第二平流泵(19)的入口管连接，第二平流泵(19)出口管与第二流量调节阀(20)入口管连接，第五单向阀(21)出口管与第十截止阀(22)入口管连接，第六单向阀(23)出口管与第十一截止阀(24)入口管连接，第七单向阀(25)出口管与第十二截止阀(26)入口管连接，第八单向阀(27)出口管与第十三截止阀(28)入口管连接，第九单向阀(29)出口管与第十四截止阀(30)入口管连接，第五单向阀(21)入口管、第六单向阀(23)入口管、第七单向阀(25)入口管、第八单向阀(27)入口管与第九单向阀(29)入口管并联后再与第二流量调节阀(20)出口管连接，第三截止阀(8)出口管与十字撞击流部件(31)入口管(31-1)连接，第四截止阀(10)出口管与套筒撞击流部件(32)入口管(32-4)连接，第五截止阀(12)与旋流撞击流部件(33)入口管(33-1)连接，第六截止阀(14)与旋流撞击流部件(33)入口管(33-3)连接，第九截止阀(22)出口管路与十字撞击流部件(31)入口管(31-2)连接，第十截止阀(24)出口管路与十字撞击流部件(31)入口管(31-4)连接，第十一截止阀(26)出口管与套筒撞击流部件(32)入口管(32-1)连接，第十二截止阀(28)出口管与旋流撞击流部件(33)入口管(33-2)连接，第十三截止阀(30)出口管与旋流撞击流部件(33)入口管(33-4)连接，十字撞击流部件(31)、套筒撞击流部件(32)与旋流撞击流部件(33)并联置于保温箱(39)内，十字撞击流部件(31)出口管(31-3)与第十四截止阀(34)入口管连接，套筒撞击流部件(32)出口管(32-7)与第十五截止阀(35)入口管连接，旋流撞击流部件(33)出口管(33-8)与第十六截止阀(36)入口管连接，第十四截止阀(34)出口管、第十五截止阀(35)出口管与第十六截止阀(36)出口管并联后再与第十七截止阀(37)入口管连接，第十七截止阀(37)出口管与储液罐(38)入口管连接。
2.根据权利要求1所述的十字撞击流部件(31)，其特征在于：由相互垂直的管道(31-1)、管道(31-2)、管道(31-3)、管道(31-4)四条管道连接组成。
3.根据权利要求1所述的套筒撞击流部件(32)，其特征在于：由内套筒(32-6)、外套筒(32-3)、固定套筒(32-2)、密封圈(32-5)和过滤网(32-8)组成，内套筒(32-6)加密封圈(32-5)后与外套筒(32-3)连接，外套筒(32-3)与固定套筒(32-2)用螺纹连接固定，过滤网(32-8)包覆在环腔外两端压紧固定。
4.根据权利要求1所述的旋流撞击流部件(33)，其特征在于：由上部进液部分(33-5)、下部出液部分(33-7)、密封圈(33-6)和固定螺栓(33-9)组成，上部进液部分(33-5)与下部出液部分(33-7)中间放入密封圈(33-6)连接好后用螺栓(33-9)固定。
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