CN207756122U

CN207756122U - 纳米胶囊自动化连续生产设备

Info

Publication number: CN207756122U
Application number: CN201721699781.3U
Authority: CN
Inventors: 崔海信; 申越; 王琰
Original assignee: Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculturem of CAAS
Current assignee: Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculturem of CAAS
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2018-08-24
Anticipated expiration: 2027-12-08

Abstract

本实用新型涉及纳米材料制备领域，特别提供一种纳米胶囊自动化连续生产设备。所述纳米胶囊自动化连续生产设备包括通过管道依次串联连接的储料罐、剪切装置、乳化均质装置以及溶剂回收装置，其中储料罐包括用于储存分散相物料的分散相储料罐以及用于储存连续相物料的连续相储料罐，乳化均质装置优选包括多级乳化机、膜乳化器或高压均质机或其组合。采用本实用新型的设备可制备粒径均一可控的纳米胶囊，并且工艺简单、制备过程能耗低，可实现纳米胶囊的大规模自动化连续生产。

Description

纳米胶囊自动化连续生产设备

技术领域

本实用新型属于纳米材料制备领域。具体地，本实用新型涉及一种纳米胶囊自动化连续生产设备。

背景技术

微胶囊技术是指将固体颗粒、液体、气体或空壳作为胶囊的芯材，用高分子成膜材料在其外部形成一层连续而极薄包囊的过程。微胶囊技术作为一种有效的商品化技术，已广泛应用于医药、食品、农药、兽药、疫苗等多个领域。然而，在传统的制备技术中采用机械搅拌和超声等乳化方法制备得到的胶囊粒径较大(多为微米级)，颗粒分散性较差、粒径不均一，尤其作为药物控释载体时，药物包埋率较低，难以实现控制释放。

鉴于微胶囊粒径较大，导致其控制释放性能较差的问题，人们开始尝试制备纳米胶囊。纳米胶囊(也称毫微囊)是由天然或合成高分子材料制成的微型容器，粒径范围在1-1000nm之间，是微胶囊中具有纳米尺寸的新型材料，具有粒径小、比表面积大、稳定性高、靶向性和缓释性能良好等优点。影响纳米胶囊制备的最重要的性能指标是粒径，这是区分普通微胶囊和纳米胶囊最重要的因素。

目前，制备纳米胶囊的方法主要为乳液聚合法、界面聚合法、层层自组装法、凝聚相分离法和双乳液蒸发法等。然而，采用上述方法制备得到的胶囊粒径大多在1μm以上(如专利申请CN106457194A中所公开的胶囊)，很难达到100nm以下，另外在制备100nm以下的胶囊时，不仅需要很高的压力，且乳化过程中的能耗较高，并且制备装置通常操作复杂，难以实现纳米胶囊的大规模生产与制造。

因此，如何提供一种制备工艺简单、制备过程能耗低且易于大规模工业化生产的纳米胶囊制备设备，以提供粒径小、颗粒分散性好且粒径均一的纳米胶囊成为本领域亟待解决的课题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的一个目的在于提供一种纳米胶囊自动化连续生产设备，该纳米胶囊自动化连续生产设备可提供粒径小、颗粒分散性好且粒径均一的纳米胶囊，并且工艺简单、制备过程能耗低，可实现纳米胶囊的大规模自动化连续生产。

为达到上述目的，本实用新型提供一种纳米胶囊自动化连续生产设备，包括通过管道依次串联连接的储料罐、剪切装置、乳化均质装置以及溶剂回收装置，其中所述储料罐包括用于储存分散相物料的分散相储料罐以及用于储存连续相物料的连续相储料罐。

在一些实施方案中，所述剪切装置为剪切机，优选高速剪切分散机。

在一些实施方案中，所述乳化均质装置包括乳化装置，所述乳化装置为多级乳化机或膜乳化器或其组合；

优选地，所述多级乳化机为管线式多级乳化机，优选管线式高剪切三级乳化机或管线式高剪切四级乳化机；

优选地，所述膜乳化器为快速膜乳化器。

在一些实施方案中，所述乳化均质装置进一步包括均质装置，所述剪切装置、乳化装置、均质装置和溶剂回收装置依次通过管道相连接；

优选地，所述均质装置为高压均质机。

在一些实施方案中，所述溶剂回收装置包括溶剂回收机和离心机，所述剪切装置、乳化均质装置、溶剂回收机和离心机依次通过管道相连接，所述溶剂回收机用于脱除有机溶剂，所述离心机用于对物料进行离心分离以脱除水；

优选地，所述溶剂回收装置通过管道与所述储料罐相连接，以将回收的有机溶剂和水输送至储料罐中，用于物料的配制；优选地，所述溶剂回收装置与所述储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的有机溶剂和水；

优选地，所述溶剂回收机通过管道与所述分散相储料罐相连接，以将回收的有机溶剂输送至分散相储料罐中用于分散相物料的配制；优选地，所述溶剂回收机与所述分散相储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的有机溶剂；

优选地，所述离心机通过管道与所述连续相储料罐相连接，以将回收的水输送至连续相储料罐中用于连续相物料的配制；优选地，所述离心机与所述连续相储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的水。

在一些实施方案中，所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括胶囊包装装置，所述胶囊包装装置通过管道与溶剂回收装置相连接，用于将经溶剂回收装置处理后的胶囊进行包装；

优选地，所述胶囊包装装置通过管道与离心机相连接，用于将经离心机处理后的胶囊进行包装；

优选地，所述胶囊包装装置为灌装机。

在一些实施方案中，所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括加热冷却装置，所述加热冷却装置用于对物料进行加热或冷却，并通过管道与所述剪切装置和乳化均质装置相连接；

优选地，所述加热冷却装置包括加热装置或冷却装置或其组合；优选地，所述加热装置为加热炉，所述冷却装置为冷水机。

在一些实施方案中，所述乳化均质装置的出口通过管道与所述剪切装置的入口相连接，以将所述乳化均质装置中的物料再循环回到剪切装置中，从而将物料进一步细化、均匀化。

在一些实施方案中，所述乳化均质装置为多级乳化机，所述剪切装置和所述多级乳化机通过管道依次串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为300-500nm；

优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机和膜乳化器，所述剪切装置、多级乳化机和膜乳化器依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为100-300nm；

优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机和高压均质机，所述剪切装置、多级乳化机和高压均质机依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为100-300nm；

优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机、膜乳化器和高压均质机，所述剪切装置、多级乳化机、膜乳化器和高压均质机依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为50-100nm。

在一些实施方案中，所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括控制器，所述控制器用于控制所述纳米胶囊自动化连续生产设备中一部分装置或所有装置的操作及工艺参数；

优选地，所述乳化均质装置的入口处设置有流量计，以检测并控制物料的流速；

优选地，所述乳化均质装置包括多级乳化机、膜乳化器和高压均质机，所述膜乳化器和所述高压均质机的入口处设置有流量计，以检测并控制物料的流速；

优选地，所述储料罐、剪切装置、乳化均质装置、溶剂回收装置以及冷凝器的出口处均设置有阀门，以控制物料的流量。

在一些实施方案中，所述剪切机的功率为0.4KW；所述剪切机的转速为5000-10000rpm，优选8000-10000rpm，更优选10000rpm；所述剪切机的剪切时间为5-15min，优选6-12min，更优选10min；

优选地，所述多级乳化机的功率为5-100KW，优选5.5-30KW，更优选15KW；所述多级乳化机的转速为8000-21000rpm，优选10000-21000rpm，更优选15700rpm；所述多级乳化机的乳化时间为15-45min，优选25-35min，更优选30min；

优选地，所述膜乳化器的压力为1-3.2MPa，优选1.6-3.2MPa，更优选2.5MPa；所述膜乳化器的过膜次数(即物料通过膜的次数)为1-5次，优选3-5次，更优选3次；

优选地，所述膜乳化器的膜的孔径为50-500nm，优选50-200nm；更优选200nm；

优选地，所述高压均质机的功率为2.2KW；所述高压均质机的压力为50-180MPa，优选80-120MPa，更优选90MPa；所述高压均质机的均质时间为5-30min，优选10-20min，更优选15min。

在一些实施方案中，所述分散相物料为油相物料，所述连续相物料为水相物料；优选地，所述分散相物料选自聚乳酸、聚乳酸羟基乙酸、纤维素、淀粉、聚酯、聚脲、明胶、聚酯酸酐或其任意组合。

本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备适于制备农药、兽药、兽用疫苗、医药等各种纳米胶囊。

本实用新型进一步提供采用上述纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊的方法，该方法包括以下步骤：

a.分别在分散相储料罐和连续相储料罐中配制分散相物料和连续相物料，并搅拌均匀；

b.使分散相储料罐和连续相储料罐中的物料进入剪切装置中进行混合、高速剪切，得到粗乳液；

c.使粗乳液进入乳化均质装置进行乳化、均质，得到细乳液；以及

d.使细乳液进入溶剂回收装置以脱除有机溶剂和水，得到纳米胶囊。

在一些实施方案中，所述方法进一步包括：步骤e.使纳米胶囊进入胶囊包装装置进行包装。

在一些实施方案中，所述方法包括使步骤c中的细乳液进入剪切装置中，重复执行步骤b和c，以将细乳液进一步细化、均匀化。

优选地，在步骤d中，使脱除的有机溶剂进入分散相储料罐中，以用于分散相物料的配制，使脱除的水进入连续相储料罐中，以用于连续相物料的配制。

如本实用新型中所用的术语“乳化均质装置”是指本领域中能够进行乳化或均质或其组合的任何装置。

在纳米胶囊制备过程中，乳化技术对胶囊粒径的影响尤为突出，本实用新型通过设备改造与集成，精准控制乳化过程，使纳米胶囊的粒径最小为50-100nm。

本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备包括通过管道依次串联连接的储料罐、剪切装置、乳化均质装置、溶剂回收装置以及胶囊包装装置等。制备过程中首先在储料罐中配制物料，然后将物料通过剪切装置进行高速剪切，得到粗乳液，随后进入乳化均质装置进一步细化制得细乳液，然后通过溶剂回收装置脱除有机溶剂和水分得到纳米胶囊，最后通过胶囊包装装置进行包装制得纳米胶囊成品，实现了从投料到出成品的全自动一体化连续生产，并且设备结构紧凑，剪切和乳化效率较高，制得的纳米胶囊的粒径小、颗粒分散性好、粒径均一。

与现有的纳米胶囊制备设备相比，本实用新型提供的纳米胶囊自动化连续生产设备具有以下优势：

1.本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备通过采用剪切装置、乳化均质装置(如剪切机、多级乳化机、膜乳化器、高压均质机等)等进行一系列的剪切、乳化、均质，使纳米胶囊的最小粒径可达到50-100nm，且制备的纳米胶囊的分散性良好，粒径均一，可靠性高；

2.本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备通过调节设备中剪切装置、乳化均质装置(如剪切机、多级乳化机、膜乳化器、高压均质机等)的不同组合，可实现不同粒径纳米胶囊的连续生产，同时可设置加热冷却装置(如冷水机、加热炉等)以满足不同材料纳米胶囊的制备需求，应用范围较广；

3.本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备将储料罐、剪切装置、乳化均质装置、溶剂回收装置以及胶囊包装装置等串联连接，并设置控制器控制设备中各个装置的运行，易于操作，可实现纳米胶囊从投料到出成品的全自动一体化连续大规模工业化生产，且过程能耗较低；

4.本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备中设置有溶剂回收装置(如溶剂回收机)用于有机溶剂回收，并将回收的有机溶剂进一步用于物料的配制，实现了溶剂的回收利用，减少了溶剂对环境的污染，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备的组成结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的纳米胶囊自动化连续生产设备的组成结构示意图；

图3为本实用新型实施例2的纳米胶囊自动化连续生产设备的组成结构示意图；

图4为本实用新型实施例3的纳米胶囊自动化连续生产设备的组成结构示意图；

图5为本实用新型实施例4的纳米胶囊自动化连续生产设备的组成结构示意图；

图6为采用本实用新型实施例1的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的扫描电镜图片及粒径分布图；

图7为采用本实用新型实施例2的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的扫描电镜图片及粒径分布图；

图8为采用本实用新型实施例3的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的扫描电镜图片及粒径分布图；

图9为采用本实用新型实施例4的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的扫描电镜图片及粒径分布图。

附图标记说明

1 储料罐

11 连续相储料罐

12 分散相储料罐

2 剪切装置

20 高速剪切分散机

3 乳化均质装置

311 高剪切三级乳化机

312 快速膜乳化器

321 高压均质机

4 溶剂回收装置

41 溶剂回收机

42 离心机

5 胶囊包装装置

50 灌装机

6 加热冷却装置

61 加热炉

62 冷水机

7 冷凝器

8、81、82、83 流量计

9 控制器

110、120、200、300、301、302、303、400、410、420、70 阀门

具体实施方式

以下参照具体的附图及实施例来说明本实用新型。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，其不以任何方式限制本实用新型的范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的药剂原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。

仪器

高速剪切分散机(BME100L，上海威宇机电有限公司)

高剪切三级乳化机(ERX2000，上海依肯机械设备有限公司)

快速膜乳化器(FMEM-30L，中科森辉)

高压均质机(AH100D，ATS工业系统有限公司)

溶剂回收机(T-125，杰兴环保设备有限公司)

离心机(GQ105，上海章泉离心机技术有限公司)

纳米粒度仪(Zetasizer Nano S90，英国马尔文仪器有限公司)

高分辨场发射扫描电镜(SU8010，日本日立有限公司)

高效液相色谱(HPLC1260，美国安捷伦科技公司)

如图1所示，本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备包括通过管道依次串联连接的储料罐1、剪切装置2、乳化均质装置3、溶剂回收装置4以及胶囊包装装置5，其中储料罐1包括连续相储料罐11和分散相储料罐12。连续相储料罐11和分散相储料罐12的出口处分别设置有阀门110、120，以控制连续相物料和分散相物料的进料顺序和进料量，剪切装置2、乳化均质装置3以及溶剂回收装置4的出口处设置有阀门200、300、400，以控制物料的流量。溶剂回收装置4通过管道与储料罐1相连接，以将溶剂回收装置4脱除的水和有机溶剂输送至储料罐1中，用于连续相物料和分散相物料的配制，从而实现有机溶剂和水的回收利用。乳化均质装置3的入口处设置有流量计8，以检测并控制物料的流速。根据需要，可在溶剂回收装置4与储料罐1之间设置冷凝器7，以用于冷凝脱除的有机溶剂和水，冷凝器7的出口处设置有阀门70。乳化均质装置3的出口通过管道与剪切装置2的入口相连接，以将乳化均质装置3中的物料再循环回到剪切装置2中，从而将物料进一步细化、均匀化。另外，本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备还设置有控制器9，以控制纳米胶囊自动化连续生产设备中的装置的操作及工艺参数，实现纳米胶囊制备的自动化控制，可根据需要将控制器9设置为控制纳米胶囊自动化连续生产设备中一部分装置或所有装置的操作及工艺参数。此外，对于特殊物料，例如需要加热或冷却的物料，可在乳化均质装置3与剪切装置2之间设置加热冷却装置6，以在制备过程中对物料进行加热或冷却。

在具体的实施方案中，剪切装置2可为剪切机，优选高速剪切分散机。

根据具体情况，乳化均质装置3可包括乳化装置或可包括乳化装置和均质装置的组合；进一步地，所述乳化装置可为多级乳化机或膜乳化器或其组合；所述多级乳化机可为管线式高剪切三级或四级乳化机，所述膜乳化器可为快速膜乳化器，所述均质装置可为高压均质机。

在具体的实施方案中，乳化均质装置3可为单独的多级乳化机，通过采用该设置得到的纳米胶囊的粒径为300-500nm；

在具体的实施方案中，乳化均质装置3可为多级乳化机和膜乳化器的组合，其中剪切装置2、多级乳化机和膜乳化器依次通过管道串联连接，通过采用该设置得到的纳米胶囊的粒径为100-300nm；

在具体的实施方案中，乳化均质装置3可为多级乳化机和高压均质机的组合，其中剪切装置2、多级乳化机和高压均质机依次通过管道串联连接，通过采用该设置得到的纳米胶囊的粒径为100-300nm；

在具体的实施方案中，乳化均质装置3可为多级乳化机、膜乳化器和高压均质机的组合，其中剪切装置2、多级乳化机、膜乳化器和高压均质机依次通过管道串联连接，通过采用该设置得到的纳米胶囊的粒径为50-100nm。

在具体的实施方案中，溶剂回收装置4可包括溶剂回收机和离心机，其中剪切装置2、乳化均质装置3、溶剂回收机和离心机依次通过管道相连接，所述溶剂回收机用于脱除有机溶剂，所述离心机用于对物料进行离心分离以脱除水。

在具体的实施方案中，所述胶囊包装装置可为灌装机。

根据具体情况，加热冷却装置6可包括加热装置或冷却装置或其组合；优选地，所述加热装置为加热炉，所述冷却装置为冷水机。

在制备过程中，可根据具体情况调节剪切装置2、乳化均质装置3和溶剂回收装置4的操作参数，如压力、转速等，以得到符合要求的纳米胶囊。

本实用新型进一步提供了采用上述纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊的方法，该方法包括：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料和分散相物料，并搅拌均匀；b.使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入剪切装置2中进行混合、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液进入乳化均质装置3中进行乳化、均质，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收装置4以脱除有机溶剂和水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入胶囊包装装置5进行包装，以将纳米胶囊包装成可市售的成品。

在纳米胶囊制备过程中，可根据需要使步骤c中的细乳液再循环回到剪切装置2中，重复执行步骤b和c，以将细乳液进一步细化、均匀化，直至达到符合粒径大小、均匀性要求的纳米胶囊。

在上述步骤d中，使脱除的有机溶剂和水分别进入储料罐1中，以用于连续相物料和分散相物料的配制，实现有机溶剂和水的回收利用。

以下为本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备的具体实施例。

实施例1纳米胶囊1的制备

如图2所示，本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备包括通过管道依次串联连接的储料罐1、高速剪切分散机20、高剪切三级乳化机311、溶剂回收机41、离心机42以及灌装机50，其中储料罐1包括连续相储料罐11和分散相储料罐12。连续相储料罐11和分散相储料罐12的出口处分别设置有阀门110、120，以控制连续相物料和分散相物料的进料顺序和进料量，高速剪切分散机20、高剪切三级乳化机311、溶剂回收机41以及离心机42的出口处分别设置有阀门200、300、410、420，以控制物料的流量。溶剂回收机41通过管道与分散相储料罐12相连接，以将溶剂回收机41脱除的有机溶剂输送至分散相储料罐12中，用于分散相物料的配制，从而实现有机溶剂的回收利用。离心机42通过管道与连续相储料罐11相连接，以将离心机42脱除的水输送至连续相储料罐11中，用于连续相物料的配制，从而实现水的回收利用。高剪切三级乳化机311的入口处设置有流量计8，以检测并控制物料的流速。溶剂回收机41与分散相储料罐12之间设置冷凝器7，以用于冷凝脱除的有机溶剂，冷凝器7的出口处设置有阀门70。高剪切三级乳化机311的出口通过管道与高速剪切分散机20的入口相连接，以将高剪切三级乳化机311中的物料再循环回到高速剪切分散机20中，从而将物料进一步乳化均质。另外，本实施例的纳米胶囊自动化连续生产设备还设置有控制器9，以控制纳米胶囊自动化连续生产设备中所有装置的操作及工艺参数，实现纳米胶囊制备的自动化控制。此外，高剪切三级乳化机311与高速剪切分散机20之间设置有加热炉61和冷水机62，以在制备过程中对物料进行加热或冷却。

采用上述纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即0.5％w/v聚乙烯醇水溶液和分散相物料即聚乳酸和阿维菌素的二氯甲烷溶液(含2％w/v聚乳酸和2％w/v阿维菌素)，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为5℃，待系统温度降低至5℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:2)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液进入高剪切三级乳化机311中进行乳化，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除二氯甲烷，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到阿维菌素纳米胶囊产品1。

上述步骤b.中高速剪切分散机的功率为0.4KW，转速为10000rpm，剪切时间为10min。

上述步骤c.中高剪切三级乳化机的功率为15KW，转速为15700rpm，乳化时间为30min。

实施例2纳米胶囊2的制备

如图3所示，本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备包括通过管道依次串联连接的储料罐1、高速剪切分散机20、高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312、溶剂回收机41、离心机42以及灌装机50，其中储料罐1包括连续相储料罐11和分散相储料罐12。连续相储料罐11和分散相储料罐12的出口处分别设置有阀门110、120，以控制连续相物料和分散相物料的进料顺序和进料量，高速剪切分散机20、高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312、溶剂回收机41以及离心机42的出口处分别设置有阀门200、301、302、410、420，以控制物料的流量。溶剂回收机41通过管道与分散相储料罐12相连接，以将溶剂回收机41脱除的有机溶剂输送至分散相储料罐12中，用于分散相物料的配制，从而实现有机溶剂的回收利用。离心机42通过管道与连续相储料罐11相连接，以将离心机42脱除的水输送至连续相储料罐11中，用于连续相物料的配制，从而实现水的回收利用。高剪切三级乳化机311以及快速膜乳化器312的入口处分别设置有流量计81、82，以检测并控制物料的流速。溶剂回收机41与分散相储料罐12之间设置冷凝器7，以用于冷凝脱除的有机溶剂，冷凝器7的出口处设置有阀门70。快速膜乳化器312的出口通过管道与高速剪切分散机20的入口相连接，以将快速膜乳化器312中的物料再循环回到高速剪切分散机20中，从而将物料进一步细化、均匀化。另外，本实施例的纳米胶囊自动化连续生产设备还设置有控制器9，以控制纳米胶囊自动化连续生产设备中所有装置的操作及工艺参数，实现纳米胶囊制备的自动化控制。此外，快速膜乳化器312与高速剪切分散机20之间设置有加热炉61和冷水机62，以在制备过程中对物料进行加热或冷却。

采用上述纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即0.5％w/v聚乙烯醇水溶液和分散相物料即聚乳酸和阿维菌素的二氯甲烷溶液(含2％w/v聚乳酸和2％w/v阿维菌素)，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为5℃，待系统温度降低至5℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:2)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液依次进入高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312中进行乳化，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除二氯甲烷，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到阿维菌素纳米胶囊产品2。

上述步骤c.中高剪切三级乳化机的功率为15KW，转速为15700rpm，乳化时间为30min；快速膜乳化器的膜的孔径为200nm，压力为2.5MPa，过膜次数为3次。

实施例3纳米胶囊3的制备

如图4所示，本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备包括通过管道依次串联连接的储料罐1、高速剪切分散机20、高剪切三级乳化机311、高压均质机321、溶剂回收机41、离心机42以及灌装机50，其中储料罐1包括连续相储料罐11和分散相储料罐12。连续相储料罐11和分散相储料罐12的出口处分别设置有阀门110、120，以控制连续相物料和分散相物料的进料顺序和进料量，高速剪切分散机20、高剪切三级乳化机311、高压均质机321、溶剂回收机41以及离心机42的出口处分别设置有阀门200、301、303、410、420，以控制物料的流量。溶剂回收机41通过管道与分散相储料罐12相连接，以将溶剂回收机41脱除的有机溶剂输送至分散相储料罐12中，用于分散相物料的配制，从而实现有机溶剂的回收利用。离心机42通过管道与连续相储料罐11相连接，以将离心机42脱除的水输送至连续相储料罐11中，用于连续相物料的配制，从而实现水的回收利用。高压均质机321的入口处设置有流量计83，以检测并控制物料的流速。溶剂回收机41与分散相储料罐12之间设置冷凝器7，以用于冷凝脱除的有机溶剂，冷凝器7的出口处设置有阀门70。高压均质机321的出口通过管道与高速剪切分散机20的入口相连接，以将高压均质机321中的物料再循环回到高速剪切分散机20中，从而将物料进一步细化、均匀化。另外，本实施例的纳米胶囊自动化连续生产设备还设置有控制器9，以控制纳米胶囊自动化连续生产设备中所有装置的操作及工艺参数，实现纳米胶囊制备的自动化控制。此外，高压均质机321与高速剪切分散机20之间设置有加热炉61和冷水机62，以在制备过程中对物料进行加热或冷却。

采用上述纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即0.5％w/v聚乙烯醇水溶液和分散相物料即聚乳酸和阿维菌素的二氯甲烷溶液(含2％w/v聚乳酸和2％w/v阿维菌素)，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为5℃，待系统温度降低至5℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:2)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液依次进入高剪切三级乳化机311以及高压均质机321中进行乳化均质，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除二氯甲烷，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到阿维菌素纳米胶囊产品3。

上述步骤c.中高剪切三级乳化机的功率为15KW，转速为15700rpm，乳化时间为30min；高压均质机的功率为2.2KW，压力为90MPa，均质时间为15min。

实施例4纳米胶囊4的制备

如图5所示，本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备包括通过管道依次串联连接的储料罐1、高速剪切分散机20、高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312、高压均质机321、溶剂回收机41、离心机42以及灌装机50，其中储料罐1包括连续相储料罐11和分散相储料罐12。连续相储料罐11和分散相储料罐12的出口处分别设置有阀门110、120，以控制连续相物料和分散相物料的进料顺序和进料量，高速剪切分散机20、高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312、高压均质机321、溶剂回收机41以及离心机42的出口处分别设置有阀门200、301、302、303、410、420，以控制物料的流量。溶剂回收机41通过管道与分散相储料罐12相连接，以将溶剂回收机41脱除的有机溶剂输送至分散相储料罐12中，用于分散相物料的配制，从而实现有机溶剂的回收利用。离心机42通过管道与连续相储料罐11相连接，以将离心机42脱除的水输送至连续相储料罐11中，用于连续相物料的配制，从而实现水的回收利用。快速膜乳化器312以及高压均质机321的入口处分别设置有流量计82、83，以检测并控制物料的流速。溶剂回收机41与分散相储料罐12之间设置冷凝器7，以用于冷凝脱除的有机溶剂，冷凝器7的出口处设置有阀门70。高压均质机321的出口通过管道与高速剪切分散机20的入口相连接，以将高压均质机321中的物料再循环回到高速剪切分散机20中，从而将物料进一步细化、均匀化。另外，本实施例的纳米胶囊自动化连续生产设备还设置有控制器9，以控制纳米胶囊自动化连续生产设备中所有装置的操作及工艺参数，实现纳米胶囊制备的自动化控制。此外，高压均质机321与高速剪切分散机20之间设置有加热炉61和冷水机62，以在制备过程中对物料进行加热或冷却。

采用上述纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即0.5％w/v聚乙烯醇水溶液和分散相物料即聚乳酸和阿维菌素的二氯甲烷溶液(含2％w/v聚乳酸和2％w/v阿维菌素)，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为5℃，待系统温度降低至5℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:2)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液依次进入高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312以及高压均质机321中进行乳化均质，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除二氯甲烷，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到阿维菌素纳米胶囊产品4。

上述步骤c.中高剪切三级乳化机的功率为15KW，转速为15700rpm，乳化时间为30min；快速膜乳化器的膜的孔径为200nm，压力为2.5MPa，过膜次数为3次；高压均质机的功率为2.2KW，压力为90MPa，均质时间为15min。

实施例5纳米胶囊5的制备

本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备与实施例4中的纳米胶囊自动化连续生产设备的结构组成相同(如图5所示)。采用纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即2％w/v聚乙烯醇水溶液和分散相物料即聚丁二酸丁二醇酯和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的三氯甲烷溶液(含15％w/v聚丁二酸丁二醇酯和3％w/v甲氨基阿维菌素苯甲酸盐)，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为5℃，待系统温度降低至5℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:2)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液依次进入高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312以及高压均质机321中进行乳化均质，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除三氯甲烷，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到甲氨基阿维菌素苯甲酸盐纳米胶囊产品5。

实施例6纳米胶囊6的制备

本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备与实施例4中的纳米胶囊自动化连续生产设备的结构组成相同(如图5所示)。采用纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即2％w/v聚乙烯醇水溶液和分散相物料即聚酯酸酐和伊维菌素的三氯甲烷溶液(含10％w/v聚酯酸酐Poly(SA:RA＝30:70)和2％w/v伊维菌素)，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为5℃，待系统温度降低至5℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:5)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液依次进入高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312以及高压均质机321中进行乳化均质，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除三氯甲烷，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到伊维菌素纳米胶囊产品6。

实施例7纳米胶囊7的制备

本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备与实施例4中的纳米胶囊自动化连续生产设备的结构组成相同(如图5所示)。采用纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即0.25％w/v聚乙烯醇水溶液和分散相物料即聚乳酸羟基乙酸和猪蓝耳病疫苗的二氯甲烷溶液(含0.5％w/v聚乳酸羟基乙酸(PLGA)，1％w/v灭活病毒PRRSV(TCID50＝5×10⁶)和0.1％w/v聚肌苷酸-聚胞苷酸(Poly(I:C))，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为5℃，待系统温度降低至5℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:15)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液依次进入高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312以及高压均质机321中进行乳化均质，然后使乳化均质后的乳液再循环至高速剪切分散机20中进行高速剪切，并依次再进入高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312以及高压均质机321中进行乳化均质，总共循环5次，以将细乳液进一步细化、均匀化，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除二氯甲烷，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到猪蓝耳病疫苗纳米胶囊产品7。

实施例8纳米胶囊8的制备

本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备与实施例4中的纳米胶囊自动化连续生产设备的结构组成相同(如图5所示)。采用纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即腐殖酸钠和明胶的水溶液(含0.5％w/v腐殖酸钠和5％w/v明胶)和分散相物料即氮素肥料分散液(失水山梨醇倍半油酸酯和氮素肥料分散在白油中，其中失水山梨醇倍半油酸酯、氮素肥料、白油的重量比为1:0.5:200)，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为0℃，待系统温度降低至0℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:20)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液依次进入高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312以及高压均质机321中进行乳化均质，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除白油，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到氮素肥料纳米胶囊产品8。

实施例9纳米胶囊9的制备

本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备与实施例4中的纳米胶囊自动化连续生产设备的结构组成相同(如图5所示)。采用纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即2％w/v聚乙二醇水溶液和分散相物料即聚丙交酯-聚乙二醇两嵌段共聚物和紫杉醇的二氯甲烷溶液(含10％w/v聚丙交酯-聚乙二醇两嵌段共聚物和1％w/v紫杉醇)，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为5℃，待系统温度降低至5℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:5)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液依次进入高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312以及高压均质机321中进行乳化均质，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除二氯甲烷，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到紫杉醇纳米胶囊产品9。

实施例10纳米胶囊10的制备

本实施例中的纳米胶囊自动化连续生产设备与实施例4中的纳米胶囊自动化连续生产设备的结构组成相同(如图5所示)。采用纳米胶囊自动化连续生产设备制备纳米胶囊，步骤如下：a.分别在连续相储料罐11和分散相储料罐12中配制连续相物料即0.5％w/v聚乙烯醇水溶液和分散相物料即聚乳酸的二氯甲烷溶液(含2％w/v聚乳酸)，并搅拌均匀；b.通过控制器9开启冷水机62，设置冷却温度为5℃，待系统温度降低至5℃，使连续相储料罐11和分散相储料罐12中的物料进入高速剪切分散机20中进行混合(分散相物料与连续相物料的体积比为1:2)、高速剪切，得到粗乳液；c.使粗乳液依次进入高剪切三级乳化机311、快速膜乳化器312以及高压均质机321中进行乳化均质，得到细乳液；d.使细乳液进入溶剂回收机41以脱除二氯甲烷，并随后进入离心机42以脱除水，得到纳米胶囊；以及e.使纳米胶囊进入灌装机50进行包装，得到不载药的空囊纳米胶囊产品10。

对比例

根据专利申请CN106457194A说明书实施例5-10所述的方法制备微胶囊，制备得到的微胶囊的粒径为5-21μm(具体参见CN106457194A说明书实施例5-10)。

测试例1纳米胶囊粒径及粒径分布测试

采用高分辨场发射扫描电镜观察上述实施例制备的纳米胶囊的形貌并采用纳米粒度仪测试纳米胶囊的粒径及粒径分布。

图6为采用本实用新型实施例1的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的扫描电镜图片(A)及粒径分布图(B)，如图6的(A)和(B)图中看出，本实用新型实施例1制备的纳米胶囊的粒径较小，平均粒径为423.0nm；且分散性较好，多分散系数为0.105(参见表1)。

图7为采用本实用新型实施例2的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的扫描电镜图片(A)及粒径分布图(B)，如图7的(A)和(B)图中看出，本实用新型实施例2制备的纳米胶囊的粒径较小，平均粒径为203.8nm；且分散性较好，多分散系数为0.079(参见表1)。

图8为采用本实用新型实施例3的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的扫描电镜图片(A)及粒径分布图(B)，如图8的(A)和(B)图中看出，本实用新型实施例3制备的纳米胶囊的粒径较小，平均粒径为150.0nm；且分散性较好，多分散系数为0.155(参见表1)。

图9为采用本实用新型实施例4的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的扫描电镜图片(A)及粒径分布图(B)，如图9的(A)和(B)图中看出，本实用新型实施例4制备的纳米胶囊的粒径较小，平均粒径为90.1nm；且分散性较好，多分散系数为0.103(参见表1)。

测试例2纳米胶囊包封率测试

采用高效液相色谱测试上述实施例制备的纳米胶囊的包封率。

本实用新型实施例制备的纳米胶囊的平均粒径、多分散系数及包封率如表1所示。

表1本实用新型实施例制备的纳米胶囊的平均粒径、多分散系数及包封率

实施例	平均粒径(nm)	多分散系数(PDI)	包封率(％)
				1	423.0	0.105	90
2	203.8	0.079	90
				3	150.0	0.155	90
4	90.1	0.103	90
				5	100.0	0.100	92
6	95.3	0.155	90
				7	90.2	0.075	93
8	87.5	0.158	91
				9	90.0	0.182	91
10	89.5	0.121	-

从上述实施例及表1看出，采用本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径较小，最低达到50-100nm，而采用现有技术(对比例)制备的微胶囊的粒径为5-21μm，粒径明显大于本实用新型的纳米胶囊，因此采用本实用新型的设备制备的胶囊在粒径方面可达到纳米级，明显优于现有技术；另外，采用本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的分散系数小于0.2，具有较好的颗粒分散性，且包封率在90％以上，具有较高的包封率。

需要说明的是，虽然上述实施例1-10分别制备了阿维菌素纳米胶囊、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐纳米胶囊、伊维菌素纳米胶囊、猪蓝耳病疫苗纳米胶囊、氮素肥料纳米胶囊、紫杉醇纳米胶囊以及不载药的空囊，但本领域技术人员能够想到还可以采用本实用新型的纳米胶囊自动化连续生产设备制备其他含有不同壁材和有效成分的纳米胶囊。

尽管本文中已经示出并描述了本实用新型的优选实施方案，但对于本领域技术人员显而易见的是这些实施方案仅以示例的方式提供。本领域技术人员在不脱离本实用新型的情况下现将想到多种变化、改变和替代。应当理解本文中所述的本实用新型实施方案的各种替代方案可用于实施本实用新型。所附权利要求旨在限定本实用新型的范围，并由此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同项。

Claims

1.一种纳米胶囊自动化连续生产设备，包括通过管道依次串联连接的储料罐、剪切装置、乳化均质装置以及溶剂回收装置，其中所述储料罐包括用于储存分散相物料的分散相储料罐以及用于储存连续相物料的连续相储料罐。

2.根据权利要求1所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述剪切装置为剪切机。

3.根据权利要求1所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置包括乳化装置，所述乳化装置为多级乳化机或膜乳化器或其组合。

4.根据权利要求3所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置进一步包括均质装置，所述剪切装置、乳化装置、均质装置和溶剂回收装置依次通过管道相连接；所述均质装置为高压均质机。

5.根据权利要求3所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置为多级乳化机，所述剪切装置和所述多级乳化机通过管道依次串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为300-500nm。

6.根据权利要求3所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置包括多级乳化机和膜乳化器，所述剪切装置、多级乳化机和膜乳化器依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为100-300nm。

7.根据权利要求4所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置包括多级乳化机和高压均质机，所述剪切装置、多级乳化机和高压均质机依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为100-300nm。

8.根据权利要求4所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置包括多级乳化机、膜乳化器和高压均质机，所述剪切装置、多级乳化机、膜乳化器和高压均质机依次通过管道串联连接，所述纳米胶囊自动化连续生产设备制备的纳米胶囊的粒径为50-100nm。

9.根据权利要求1所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述溶剂回收装置包括溶剂回收机和离心机，所述剪切装置、乳化均质装置、溶剂回收机和离心机依次通过管道相连接，所述溶剂回收机用于脱除有机溶剂，所述离心机用于对物料进行离心分离以脱除水；

所述溶剂回收装置通过管道与所述储料罐相连接，以将回收的有机溶剂和水输送至储料罐中，用于物料的配制；所述溶剂回收装置与所述储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的有机溶剂和水，所述冷凝器的出口处设置有阀门，以控制物料的流量。

10.根据权利要求9所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述溶剂回收机通过管道与所述分散相储料罐相连接，以将回收的有机溶剂输送至分散相储料罐中用于分散相物料的配制；所述溶剂回收机与所述分散相储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的有机溶剂；

所述离心机通过管道与所述连续相储料罐相连接，以将回收的水输送至连续相储料罐中用于连续相物料的配制；所述离心机与所述连续相储料罐之间设置有冷凝器，用于冷凝脱除的水。

11.根据权利要求1所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括胶囊包装装置，所述胶囊包装装置通过管道与溶剂回收装置相连接，用于将经溶剂回收装置处理后的胶囊进行包装。

12.根据权利要求1所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述乳化均质装置的出口通过管道与所述剪切装置的入口相连接，以将所述乳化均质装置中的物料再循环回到剪切装置中，从而将物料进一步细化、均匀化。

13.根据权利要求1所述的纳米胶囊自动化连续生产设备，其特征在于，所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括加热冷却装置，所述加热冷却装置用于对物料进行加热或冷却，并通过管道与所述剪切装置和乳化均质装置相连接；所述加热冷却装置包括加热装置或冷却装置或其组合；

所述纳米胶囊自动化连续生产设备进一步包括控制器，所述控制器用于控制所述纳米胶囊自动化连续生产设备中一部分装置或所有装置的操作及工艺参数；

所述乳化均质装置的入口处设置有流量计，以检测并控制物料的流速；

所述储料罐、剪切装置、乳化均质装置以及溶剂回收装置的出口处均设置有阀门，以控制物料的流量。