KR20230028314A - 정제기를 가진 막 유화 장치 및 정제된 에멀션을 제조하는 방법 - Google Patents

정제기를 가진 막 유화 장치 및 정제된 에멀션을 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

정제기를 가진 막 유화 장치로서 제1 상을 제2 상에 분산시키기 위한 막 유화 장치가 기재되어 있으며, 상기 장치는
Figure pct00007
막의 제1 측면에 있는 제1 용적부를 막의 다른 제2 측면에 있는 제2 용적부에 연결하는 복수의 구멍을 가진 막을 포함하고, 상기 장치는 제1 용적부에 액체를 함유하는 제1 상을 수용하고 제2 용적부에 제2 상을 수용하도록 배열되어 있고, 상기 장치는 상기 복수의 구멍을 통하여 제1 상을 제2 상으로 배출시켜서 에멀션을 생성하도록 구성되어 있고; 상기 장치는 또한
Figure pct00008
막으로부터 에멀션을 수용하도록 배열된 정제기(1)를 포함하고; 상기 정제기는 입구(4/5) 및 출구(5/4)를 포함하고, 에멀션의 유동을 집중시키고 에멀션의 액적을 정제된 에멀션으로 쪼개도록 구성된 개구(8)가 상기 입구와 상기 출구 사이에 배치되어 있다.

Description

정제기를 가진 막 유화 장치 및 정제된 에멀션을 제조하는 방법
본 발명은 정제기를 포함하는 막 유화 장치(membrane emulsification apparatus)에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 본 발명은 제1 상을 제2 상에 분산시켜서 에멀션을 생성하는 장치; 및 에멀션을 수용하도록 배열되어 있으며 에멀션의 유동을 집중시켜서 에멀션 내의 제1 상의 액적을 쪼개어(break up) 정제된 에멀션을 생성하기 위한 적어도 하나의 가변 개구를 포함하는 정제기에 관한 것이다.
수중유형 에멀션(oil-in-water emulsion) 또는 유중수형 에멀션(water-in-oil emulsion); 또는 물-기름-물 및 기름-물-기름과 같은 다중 에멀션; 또는 고체 또는 유체를 함유하는 소형 캡슐 분산액을 생성하는 장치 및 방법은 경제적으로 상당히 중요하다. 이러한 장치 및 방법은, 예를 들면, 크림, 로션, 약품, 예컨대, 지연 방출 약품용 마이크로캡슐, 살충제, 페인트, 바니시, 스프레드 및 기타 식품을 생성하기 위해 다양한 산업에서 사용된다.
몇몇 경우에, 벽 또는 쉘 재료(마이크로캡슐)와 같은 다른 상의 외피로 입자를 둘러싸서, 사용시 쉽게 용해되거나 너무 빨리 반응하는 성분에 대한 장벽을 생성하는 것이 바람직하다. 이러한 예 중의 하나는 지연 방출 약품(delayed release pharmaceutical product)이다.
많은 사용처에서, 상당히 일정한 액적 또는 분산, 크기를 사용하는 것이 바람직하다.
단지 예로서, 방출 조절 약품(controlled release pharmaceutical product)의 경우, 한정된 일정한 마이크로캡슐 크기는 캡슐화된 제품의 예측 가능한 방출을 초래할 수 있고; 반면에 폭넓은 액적 크기 분포는 (높은 표면적 대 부피 비율로 인해) 미세 입자로부터 제품의 바람직하지 않은 빠른 방출 및 더 큰 입자로부터 느린 방출을 초래할 수 있다. 그러나, 몇몇 상황에서는 조절된 분포의 마이크로캡슐 크기를 가지는 것이 바람직할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
현재의 에멀션 제조 기술은 교반기 및 균질기를 포함하는 시스템을 사용한다. 이러한 시스템에서는, 큰 액적을 가진 2상 분산액을 교반기 근처의 고전단 구역(high shear region)을 통해, 또는 밸브 및 노즐을 통해 강제로 난류를 유도하여, 액적을 더 작은 액적으로 쪼갠다. 그러나, 액적 크기를 원하는 크기가 되도록 조절하는 것은 용이하지 않으며, 대체로 액적 직경의 크기 범위는 크다. 이것은 이러한 시스템에 존재하는 난류의 변동 정도와 액적이 가변 전단장(shear field)에 노출된 결과이다.
반고체가 생성되는 분산액을 제조할 때, 고속 교반기가 교반기에 가까운 거리에서만 실효성이 있는 시스템의 고도의 비-뉴턴 유동 거동(non-Newtonian flow behaviour)으로 인해 추가적인 단점이 있다. 이러한 시스템의 높은 겉보기 점도의 특성으로 인해, 균질기를 사용하면 압력 강하가 크고 생산성이 낮다. 따라서, 에너지 소비도 높다. 또한, 이러한 장치는 분산될 부분이 겔 또는 경화 액체(setting liquid)이거나, 고체를 포함하는 경우에는 잘 작동되지 않는다. 이러한 제품으로 인해 장비가 손상될 수 있다.
최근에, 마이크로필터 막을 사용하는 에멀션의 생산에 많은 연구 관심이 있었다. 국제특허출원 WO 01/45830은 회전하는 막을 사용하여 제1 상을 제2 상에 분산시키는 장치를 기술하고 있다.
영국특허출원 제2505160호는 막의 제1 측면의 제1 액체상을 막의 제2 측면의 제2 상에 연결하는 복수의 구멍을 가진 막을 포함하여, 상기 복수의 구멍을 통해 제1 상을 제2 상으로 배출시켜서 에멀션을 생성하는 막 유화 장치에 대해 기술하고 있다. 상기 막 유화 장치는 막으로부터 에멀션을 수용하도록 배열된 정제기를 포함하고, 상기 정제기는 에멀션의 유동을 집중시켜서 에멀션 내의 제1 상의 액적을 쪼개도록 구성된 개구를 포함하고 있다.
그러나, 고농축물은 상기 개구를 통한 에멀션의 수많은 재순환에 의해서만 얻을 수 있다. 또한 상기 막 유화 장치가 단일 탱크 시스템이면 액적이 경험하는 통과(재순환) 횟수가 가변적이므로, 분포가 넓어질 수 있다. 상기 장치는 직경이 20㎛ 이하인 에멀션 액적을 얻는다.
우리는 현재, 그 중에서도, (큰 1차 에멀션에서 시작하여) 약 70nm 내지 약 2㎛의 에멀션 액적 크기를 가진 고농도 에멀션을 얻는 정제기를 포함하는 개선된 장치를 개발하였다.
본 발명의 목적은 정제기를 포함하고 재순환의 필요없이 약 70nm 내지 2㎛의 에멀션 액적을 얻을 수 있는 막 유화 장치를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 제1 실시형태에 따르면, 제1 상을 제2 상에 분산시키기 위한 막 유화 장치가 제공되고, 상기 장치는
막의 제1 측면에 있는 제1 용적부(volume)를 막의 다른 제2 측면에 있는 제2 용적부에 연결하는 복수의 구멍을 가진 막(membrane)을 포함하고, 상기 장치는 제1 용적부에 액체를 함유하는 제1 상을 수용하고 제2 용적부에 제2 상을 수용하도록 배열되어 있고, 상기 장치는 상기 복수의 구멍을 통하여 제1 상을 제2 상으로 배출시켜서 에멀션을 생성하도록 구성되어 있고;
상기 장치는 또한 상기 막으로부터 에멀션을 수용하도록 배열된 정제기를 포함하고; 상기 정제기는 입구와 출구를 포함하고, 에멀션의 유동을 집중시키고 에멀션의 액적을 정제된 에멀션으로 쪼개도록 구성된 개구가 상기 입구와 상기 출구 사이에 배치되어 있다.
정제된 에멀션(refined emulsion)이라는 용어를 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에서 정제된 에멀션이라는 용어는 제1 상의 제2 상에서의 안정적인 분산을 의미할 것이다. 본 명세서에서 한정된 정제된 에멀션은 대체로 약 250nm에서 약 <60㎛까지; 바람직하게는 약 1㎛에서 약 15㎛까지; 보다 바람직하게는 약 1㎛에서 약 10㎛까지; 보다 더 바람직하게는 약 1㎛에서 약 5㎛까지 변할 수 있는 직경을 가진 액적을 포함할 것이다.
본 발명의 한 실시형태에서, 본 명세서에서 한정된 정제된 에멀션은 대체로 직경이 약 70 내지 약 250nm인 액적을 포함할 것이다. 본 발명의 이러한 실시형태에 따르면 정제된 에멀션 액적의 약 80 내지 약 90% v/v는 약 70 내지 약 250nm의 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 본 명세서에서 한정된 정제된 에멀션은 대체로 직경이 약 1 내지 약 5㎛인 액적을 포함할 것이다. 본 발명의 이러한 실시형태에 따르면, 정제된 에멀션 액적의 약 80 내지 약 90% v/v는 약 1 내지 약 5㎛의 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 특정 실시형태에서, 상기 막 유화 장치는 제1 상을 제2 상에 분산시키기 위한 것으로, 막의 제1 측면에 있는 제1 용적부를 막의 다른 제2 측면에 있는 제2 용적부에 연결하는 복수의 구멍을 가진 막을 포함하고, 상기 장치는 제1 용적부에 액체를 함유하는 제1 상을 수용하고 제2 용적부에 제2 상을 수용하도록 배열되어 있고, 상기 장치는 상기 복수의 구멍을 통하여 제1 상을 제2 상으로 배출시켜서 에멀션을 생성하도록 구성되어 있다.
본 발명의 정제된 에멀션 장치는 제2 용적부에서의 제2 상의 유동이 제1 상의 배출 구역에 제1 상의 배출 방향에 실질적으로 수직인 방향의 전단장(shear field)을 발생시키도록 배열될 수 있다.
상기 막은 관형상으로 될 수 있고 제1 단부와 제2 단부를 포함할 수 있고; 제1 단부는 제2 상을 수용하기 위한 것이고; 상기 정제기는 제2 단부에 결합되어 있다.
하나의 실시예에서 상기 정제기는 개구를 조절할 수 있다는 점에서 조절가능하다. 조절가능한 정제기는 조절 수단을 포함한다. 본 발명의 하나의 실시예에서 상기 조절 수단은 차동 나사를 포함한다.
본 발명의 이러한 실시형태에 따르면, 상기 차동 나사는 하나 또는 두 개의 너트가 이동하는 서로 다른 나사산 피치로 되어 있고 아마도 반대방향으로 감겨 형성된(opposite handedness) 두 줄의 외부 나사산(two external screw thread)을 가진 스핀들을 포함한다. 예를 들어, 상기 스핀들이 회전함에 따라 상기 정제기의 개구에 대하여 이동할 수 있다. 대체로, 정제기 개구에 인접한 스핀들의 제1 단부는 정제기 개구에서 멀리 떨어져 있는 스핀들의 제2 단부보다 작을 것이다. 따라서, 스핀들의 원위 단부에는 제1 외부 나사산이 제공되어 있고, 스핀들의 원위 단부의 직경은 상기 개구에 인접한 스핀들의 단부의 직경보다 더 넓고, 상기 개구에 인접한 스핀들의 단부에는 제2 외부 나사산이 제공되어 있다. 따라서, 원위 단부에서의 스핀들의 큰 회전(coarse rotation)이 개구 단부에서의 스핀들의 미세 회전(fine rotation)을 야기하여, 개구를 미세하게 좁히고 정제된 에멀션의 형성을 가능하게 한다. 하나 또는 두 개의 너트 이동을 이용하면 위치를 고정되게 할 수 있다.
제1 외부 나사산과 제2 외부 나사산이 반대 방향으로 형성될 수 있거나 제1 외부 나사산과 제2 외부 나사산이 대체로 일치할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 명세서에 기술되어 있는 바와 같이, 개구의 치수는 차동 나사의 사용에 의해 변경될 수 있으므로, 개구의 치수는 약 1㎛ 내지 약 250㎛; 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 200㎛; 보다 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 150㎛; 보다 더 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 100㎛; 또는 약 5㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 정제기는 고정된 정제기(조절가능한 정제기가 아님, 다시 말해서, 비-조절가능한 정제기)이다. 이러한 고정된 정제기는 더 큰 규모, 즉, 더 많은 생산, 더 큰 용적에 적합할 수 있다. 본 명세서에 기술되어 있는 고정된 정제기를 사용하면 연속적인 유동에서 여러 번의 통과(pass)가 이루어질 수 있게 된다. 조절가능한 정제기에서 액적 크기는 개구의 조정 또는 조절에 의해 제어될 수 있는 반면에, 고정된 정제기에서는, 특히, 작동시에 전체적인 에멀션 유동률(overall emulsion flow rate)을 변경함으로써 제어될 수 있다. 대안적으로, 고정된 정제기에서 개구는 작동과 작동 사이에 부품의 치수를 변경함으로써 조절될 수 있다.
본 명세서에 기술되어 있는 고정된 정제기에서 개구의 치수는 부품의 치수를 변경함으로써 조절될 수 있다. 개구의 치수는, 특히, 플러그의 직경, 오리피스의 크기, 압력 등에 따라 달라질 수 있다. 이와 같이, 개구의 치수는 약 1㎛ 내지 약 2mm; 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 1mm; 보다 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 500㎛; 보다 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 250㎛; 보다 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 200㎛; 보다 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 150㎛; 보다 더 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 100㎛; 또는 약 5㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다.
형성된 에멀션에서 액적 크기는, 특히, 정제기의 압력에 따라 달라질 수 있는데, 예를 들어, 압력이 높을수록 액적 크기가 작아진다. 압력은 에멀션 액적이 받는 전단 경험(shear experience)과의 관련 면에서 하나의 요인이다. 그러나, 확장 유동(extensional flow)(예를 들면, 액적을 띠형태로 늘리는 것)의 생성은 고전단장(high shear field)이 없을 때 액적을 쪼갤 수 있는 메커니즘일 수 있다. 예를 들어, 클램프의 기계적 강도로 인해, 압력에 대한 제한이 있다. 그러나, 대체로 압력은 약 5bar(5 x 105Pa) 내지 약 30bar(30 x 105Pa)의 범위내일 것이다.
상기 정제기는 막의 제2 단부(즉, 막의 제1 단부의 반대쪽)에 결합될 수 있고 본 명세서에 기술되어 있는 것과 같이 약 1㎛ 내지 약 2mm 범위의 치수(예를 들어, 직경)를 가진 하나 이상의 개구를 포함한다. 하나의 실시례에서, 상기 정제기는 처음에 막과 분리된 구성요소일 수 있고, 나중에 예를 들어 용접 또는 접착제를 통하여 막에 결합될 수 있다. 다른 실시례에서는, 상기 정제기가 막의 일체형 부분으로 제조될 수 있고 따라서 막의 제2 단부에 결합할 필요가 없다.
상기 정제기는 막으로부터 에멀션을 수용하고 에멀션의 유동을 집중시켜서 에멀션내의 제1 상의 액적을 쪼개어(즉, 크기를 감소시켜) 정제된 에멀션을 생성하도록 배열되어 있다. 특히, 상기 정제기의 하나 이상의 개구는 에멀션의 유동의 집중(convergence)을 초래하여 에멀션 내에서 제1 상의 액적들 사이의 마찰을 일으켜 제1 상의 액적들이 정제된 에멀션으로 쪼개지도록 한다.
대체로, 상기 정제기의 조절가능한 개구는 삽입 로드가 상기 개구로 가까이 이동함에 따라 상기 개구의 크기를 감소시키도록 하는 상기 개구에 인접한 정제기 플러그를 포함할 것이다. 따라서, 개구에 인접한 삽입 로드의 단부는 대체로 말단 돌출부를 가진 원뿔대형상 부재를 포함할 것이다. 상기 말단 돌출부는 대체로 편평한 단부면을 포함할 것이다. 그러나, 상기 말단 돌출부가 개구를 통한 에멀션의 여러 번의 통과(pass)를 시뮬레이션하도록 구성되는 것은 본 발명의 범위 내에 속하지만, 실제로는 단 한 번의 통과가 이루어진다. 따라서, 여러 번의 통과를 시뮬레이션하는 수단의 한 예는 계단형 말단 로드(terminal rod)를 제공하는 것이다. 계단형 말단 로드가 필요한 경우 대향면은 원추형일 수 있다. 계단형 말단 로드를 사용하면 정제기의 개구에 연속적인 표면을 제공하는 효과가 있다.
또한, 모서리가 뾰족한 개구보다는, 길고 작은 개구가 사용될 수 있다. 이러한 길고 작은 개구를 사용하면 확장 유동(액적을 띠형태로 늘리는 것)이 촉진될 수 있다. 이러한 길고 작은 개구는, 입구 단부가 출구 단부보다 크거나 같은 단면적을 가지고, 이로 인해 액적의 속도를 높이고 액적을 신장시키도록 하는, 상이한 각도의 2개의 원추체를 포함할 수 있다. 또한, 신장된 띠형태 액적에 파동을 유도하기 위해 표면이, 예를 들면, 원형 홈을 가진 형태로 울퉁불퉁하게 될 수 있다, 질 수 있다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 상기 장치에는 가압하에서 제1 용적부에 제1 상을 제공하는 제1 펌프와 선택적으로 가압하에서 제2 용적부에 제2 상을 제공하는 제2 펌프가 제공될 수 있다. 또한, 상기 장치에는 개구에 고압을 발생시키기 위해 에멀션 펌프가 제공될 수 있다. 이러한 에멀션 펌프를 사용하면 개구에 더 큰 전단력을 제공함으로써 개구를 통해 빠져나가는 에멀션 액적을 쪼개어 정제된 에멀션을 제공하는 데 유리할 수 있다.
펌프가 제공되는 경우 이 펌프는 정제기 조립체(refiner assembly) 또는 막 조립체(membrane assembly)에 통합될 수 있다. 대안적으로, 상기 펌프는 정제기 조립체와 막 조립체로부터 분리될 수 있다. 특히, 분리된 펌프를 사용하면 막 유화에 의해 생성된 정제되지 않은 에멀션(coarse emulsion)을 정제할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서 상기 막 유화 장치는 인용에 의해 본 명세서에 포함되어 있는 국제특허출원 WO 2019/092461호에 기술된 크로스 플로우 조립체(cross-flow assembly)를 포함한다.
따라서, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제1 상을 제2 상에 분산시키기 위한 막 유화 장치가 제공되고, 상기 막 유화 장치는 제1 상을 제2 상에 분산시킴으로써 에멀션 또는 분산액을 생성하기 위한 크로스 플로우 장치를 포함하고; 상기 크로스 플로우 장치는
제1 단부에 있는 제1 입구; 에멀션 출구; 및 상기 제1 입구로부터 멀리 떨어져 있고 상기 제1 입구에 대해 경사진 제2 입구를 갖춘 외측 관형 슬리브;
복수의 구멍을 가지고 있고 상기 관형 슬리브 내부에 위치되도록 구성된 관형 막(tubular membrane); 그리고
선택적으로, 상기 관형 막 내부에 배치되도록 구성된 삽입물(insert)로서, 상기 삽입물은 입구 단부와 출구 단부를 포함하고, 상기 입구 단부와 출구 단부 각각에는 모따기된 구역이 제공되어 있고; 상기 모따기된 구역에는 복수의 오리피스 및 분기 플레이트(furcation plate)가 제공되어 있는, 상기 삽입물;
을 포함하고,
상기 장치는 또한 상기 막으로부터 에멀션을 수용하도록 배열된 정제기를 포함하고, 상기 정제기는 입구와 출구를 포함하고, 에멀션의 유동을 집중시키고 에멀션의 액적을 정제된 에멀션으로 쪼개도록 구성된 조절가능한 개구가 상기 입구와 상기 출구 사이에 배치되어 있다.
본 발명의 장치는, 특히, 본 발명의 장치를 사용하면 약 250nm 내지 약 <60㎛, 예를 들어, 약 70 내지 약 250nm 또는 약 1 내지 약 5㎛의 에멀션 액적 크기를 가진 고농도 균일 에멀션을 얻을 수 있기 때문에 유익하다.
본 발명의 장치는 또한, 특히, 상기 장치가 세척 및 검사를 위해 쉽게 분해될 수 있기 때문에 유익하고; 상기 장치는 무균 작업에 적합한 시일을 사용하고, GMP 제조용으로 설계되어 있다.
또한, 정제기를 포함하는 본 발명의 장치를 사용하면, 특히, 대체로 작은 구멍을 가진 막보다 더 저렴한 큰 구멍을 가진 막을 사용할 때 상기 장치는 원하는 에멀션 액적 크기 범위를 얻을 수 있기 때문에 또한 유익할 수 있고, 상기 정제기는 원하는 더 작은 액적 크기, 예를 들어, 약 10 내지 약 30㎛의 액적 크기를 얻는 것을 가능하게 한다. 또한, 더 큰 구멍을 가진 막을 사용하면 부유 고형물, 예를 들어, 침상정(needle crystal) 또는 액정(liquid crystal)을 처리하는 데 유리할 수도 있다.
액적 크기 균일성은 변동 계수(CV):
Figure pct00001
(8)
로 표현되고, 상기 식에서, σ는 부피 분포 곡선의 표준 편차이고, μ는 부피 분포 곡선의 평균이다.
본 발명의 장치는, 특히, 정제된 에멀션 액적을 약 5% 내지 약 50%, 또는 약 5% 내지 약 40%, 또는 약 5% 내지 약 30%, 또는 약 5% 내지 약 20%, 예를 들어 약 10% 내지 약 15%의 CV로 제조할 수 있다는 점에서 유익하다.
본 발명의 장치는 또한 정제된 에멀션을 생산하기 위해서, 정제기를 통한 에멀션의 한 번의 통과로, 다시 말해서, 에멀션의 재순환 또는 여러 번의 통과를 필요로 하지 않고, 본 명세서에 한정된 것과 같은 균일한 정제된 에멀션을 제조하는 데 사용될 수 있기 때문에 유익하다. 하지만, 예를 들어, 여러 번의 통과를 이용하는 경우, 2 내지 5회, 예를 들어 2회, 3회, 4회 또는 5회의 통과를 이용할 수 있고, 여러 번의 통과(재순환)를 이용하면서 상기 장치를 사용하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 여러 번의 통과(재순환)를 이용하면 형성되는 큰 액적의 수를 줄일 수 있는데, 예를 들어, 평균 액적 크기에 큰 영향을 주지 않고 크거나 과대한 액적의 비율을 줄일 수 있다. 더 적은 통과(재순환)를 이용하면 전체적인 압력 요건을 최소화할 수 있다.
다른 실시예에서는, 여러 번의 통과(재순환)에 대한 필요성이 각각 기하학적으로 서로 유사한 복수의 스테이지(stage)를 가지는 정제기를 제공함으로써 완화될 수 있다. 따라서, 상기 정제기의 복수의 스테이지를 통해 액적을 통과시키는 것은 단일 정제기에서 여러 번 통과시키는 것과 유사한 효과를 제공한다. 그러나, 복수 스테이지 정제기(multiple stage refiner)를 사용하면, 특히, 연속 작업이 가능하기 때문에 유익할 수 있다. 정제기에 있는 스테이지가 많을수록 요구되는 입구 압력이 높아진다는 것은 대체로 이해될 것이다. 따라서, 복수 스테이지 정제기에서 최적의 스테이지 수는 약 2 내지 5개이고, 예를 들어, 2개, 3개, 4개 또는 5개 스테이지가 사용될 수 있다. 복수 스테이지 정제기를 사용하면 더 한정된 액적 크기 분포를 제공할 수도 있다.
본 발명의 장치는 일괄 방식(batch mode) 또는 연속 방식으로 작동될 수 있다. 바람직하게는, 상기 장치는 연속 방식으로 작동된다. 연속 방식에서의 일정한 체류 시간의 사용 및/또는 짧은 체류 시간의 사용은 정제된 액적을 제조하는 데 유리할 수 있다. 연속 방식의 사용은 "코어-쉘(core-shell)" 액적 또는 미립자, 예를 들어, 세포 피막형성(cell encapsulation), 표적 약물 전달(targeted drug delivery), 조절 약물 방출(controlled drug release) 등과 같은 제약 및 생의학 응용 분야에 유용할 수 있는 폴리머 쉘을 제조할 때 유리할 수 있다.
본 발명의 정제된 에멀션은 본질적으로 어떠한 유화제(emulsifier)도 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 목적은 본질적으로 유화제가 전혀 없을 수 있는 정제된 에멀션을 형성하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 독특한 상업적 적용 및 공정에 사용될 가능성을 제공하는, 유화제 없이 형성된 독특한 종류의 정제된 에멀션, 예를 들어 0.1 내지 5㎛의 액적 크기를 가진 정제된 에멀션을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
유화제 없이 형성된, 균일한 정제된 에멀션(0.1 내지 5㎛의 액적 크기)의 생성은 본 발명의 장치를, 특히, 크림, 로션, 의약품, 예를 들어, 지연 방출 의약품용 마이크로캡슐, 살충제, 페인트, 바니시, 스프레드 및 초콜릿 제품과 같은 기타 식품의 제형(formulation)을 포함하는 다양한 용도에 적합하게 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면 정제된 에멀션, 즉, 본 명세서에 기술된 장치를 사용하여 약 0.1 내지 5㎛의 액적 크기를 가진 에멀션을 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 이 실시형태에 따르면, 상기 방법은
상기 장치의 제1 용적부에 제1 상을 제공하는 단계;
상기 장치의 제2 용적부에 제2 상을 제공하는 단계;
에멀션을 제조하기 위해 막의 복수의 구멍을 통해 제1 상을 제2 상으로 배출시키는 단계;
에멀션의 액적을 정제된 에멀션으로 쪼개기 위해 에멀션을 정제기의 입구로 통과시키고 에멀션의 유동을 조절가능한 개구를 통해 집중시키는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 본 명세서에 기술된 방법을 사용하여 제조된 정제된 에멀션이 제공된다.
이하에서는 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 단지 하나의 예로서 설명한다:
도 1(a) 내지 도 1(c)는 본 발명의 막 유화 장치 정제기를 나타내고;
도 2(a) 내지 도 2(c)는 정제기 플러그를 나타내고;
도 3(a) 및 도 3(b)는 차동 나사로서 조절 수단을 나타내고;
도 4(a) 내지 도 4(e)는 본 발명에 따라 형성된 정제된 에멀션을 나타내고;
도 5(a)는 3L/min로 1회 통과한 상태에서 5bar에서 형성된 정제된 에멀션을 나타내고;
도 5(b)는 디퍼렌셜 볼륨(Differential Volume)의 오버레이 도표(부피 대 입자 직경)(LS 입자 크기 분석기(Particle Size Analyser)로 측정)이고;
도 6(a)는 200mL/min로 1회 통과한 상태에서 5bar에서 형성된 정제된 에멀션을 나타내고;
도 6(b)는 디퍼렌셜 볼륨의 오버레이 도표(부피 대 입자 직경)(LS 입자 크기 분석기로 측정)이고;
도 7(a)는 3L/min로 3회 통과한 상태에서 30bar에서 형성된 정제된 에멀션을 나타내고;
도 7(b)는 디퍼렌셜 볼륨의 오버레이 도표(부피 대 입자 직경)(LS 입자 크기 분석기로 측정)이고;
도 8(a)는 200mL/min로 1회 통과한 상태에서 30bar에서 형성된 정제된 에멀션을 나타내고;
도 8(b)는 디퍼렌셜 볼륨의 오버레이 도표(부피 대 입자 직경)(LS 입자 크기 분석기로 측정)이고;
도 9(a) 내지 도 9(d)는 복수의 스테이지를 가진 고정된 정제기를 나타내고;
도 10(a) 및 도 10(b)는 복수의 스테이지를 가진 고정된 정제기의 단면도이고;
도 11(a) 내지 도 11(c)는 고정된 정제기에 사용하기 위한 단일 입구/출구 포트를 나타내고;
도 12(a) 내지 도 12(c)는 고정된 정제기에 사용하기 위한 다중 입구/출구 포트를 나타내고;
도 13은 3L/min의 유동률 및 5bar 투입 압력(input pressure)으로 정제기의 복수의 통과를 이용하여 입자 직경의 변화를 나타내고;
도 14는 200ml/min의 유동률 및 5bar 투입 압력으로 정제기의 복수의 통과를 이용하여 입자 직경의 변화를 나타내고;
도 15는 200ml/min의 유동률 및 30bar 투입 압력으로 정제기의 복수의 통과를 이용하여 입자 직경의 변화를 나타내고; 그리고
도 16은 3L/min의 유동률 및 30bar 투입 압력으로 정제기의 복수의 통과를 이용하여 입자 직경의 변화를 나타내고 있다.
도 1(a) 내지 도 1(c), 도 2(a) 내지 도 2(c), 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면; 막 유화 장치(1)는 막 유화제(도시되어 있지 않음) 및 조절가능한 정제기(2)를 포함하고 있다. 제1 단부(3)에서, 조절가능한 정제기(2)는 입구(5), 출구(4), 정제기 플러그(6) 및 차동 나사(7)를 포함하고 있다. 입구(5)와 출구(4) 사이에 개구(8)가 배치되어 있다.
정제기 플러그(6)는 본체(9)를 포함하고; 이 본체는 상기 개구(8)에 인접한 제1 단부(10)에, 말단 돌출부(12)를 가진 원뿔대형상 부재(11)를 포함하고 있다. 말단 돌출부(12)는 평평한 단부면(13)을 포함하여, 이 평평한 단부면(13)이 상기 개구(8)에 실질적으로 인접해 있다. 정제기 플러그(6)의 본체(9)에는 하나 이상의 원주방향의 홈(9a, 9b)이 제공될 수 있다. 이 하나 이상의 원주방향의 홈(9a, 9b)은 각각, 예를 들어, O-링 형태(도시되어 있지 않음)의 시일을 수용하도록 구성되어 있다.
상기 개구(8)로부터 멀리 떨어져 있는 정제기 플러그(6)의 제2 단부(14)에는 내부 길이방향의 챔버(15)가 제공되어 있다. 이 내부 길이방향의 챔버(15)에는 내부 나사산(16)이 제공되어 있다.
조절가능한 정제기(2)의 제2 단부(17)에는 내부 길이방향의 챔버(17a)가 제공되어 있다. 이 내부 길이방향의 챔버(17a)에는 내부 나사산(18)이 제공되어 있다.
상기 차동 나사(7)는 본체(19) 및 스핀들(20)을 포함하고 있다. 본체(19)에는 외부 나사산(21)이 제공되어 있고; 스핀들(20)에는 외부 나사산(22)이 제공되어 있다.
차동 나사 본체(19)의 외부 나사산(21)은 조절가능한 정제기(2)의 내부 나사산(18)과 맞물리도록 구성되어 있고; 스핀들(20)의 외부 나사산(22)은 정제기 플러그(6)의 내부 나사산(16)과 맞물리도록 구성되어 있다.
차동 나사(7)에는 회전 손잡이(23)가 제공되어 있다.
작동시에 개구(8)는 말단 돌출부(12) 및 개구(8)에 실질적으로 인접해 있는 평평한 단부면(13)을 가진 정제기 플러그(6)의 미세 이동에 의해 조절가능하다. 차동 나사(7)의 회전 손잡이(23)를 회전시키면 말단 돌출부(12)의 평평한 단부면(13)의 미세 이동; 및 개구(8)의 미세 조절이 이루어진다.
도 4를 참조하면, 정제기 없이 막에 의해 형성된 에멀션이 도 4(a)에 나타내져 있다. 도 4(b) 내지 도 4(e)는 에멀션이 정제기를 한 번 통과함으로써 형성된 정제된 에멀션을 나타내고 있다. 상기 개구의 틈을 막음으로써 압력이 증가되었다.
도 4(b)는 5bar(5x105 Pa)(정제기 입구 압력)에서의 정제된 에멀션을 나타내고 있고;
도 4(c)는 11bar(11x105 Pa)(정제기 입구 압력)에서의 정제된 에멀션을 나타내고 있고;
도 4(d)는 20bar(2x106 Pa)(정제기 입구 압력)에서의 정제된 에멀션을 나타내고 있고; 그리고
도 4(e)는 28bar(2.8x106 Pa)(정제기 입구 압력)에서의 정제된 에멀션을 나타내고 있다.
도 9(a) 내지 도 9(d), 도 10(a) 및 도 10(b)를 참조하면; 고정된 정제기(24)에는 복수의 스테이지(25c, 25d, 25e)가 제공되어 있다. 고정된 정제기(24)에는 단일 오리피스(27)를 가진 입구(26)와 단일 오리피스(29)를 가진 출구(28)가 제공되어 있다. 각각의 스테이지에는 새니터리 개스킷(sanitary gasket)을 수용하도록 구성된 하나의 환형 홈 또는 한 쌍의 환형 홈(24a)이 제공되어 있다. 도시된 정제기는 3개의 정제기 스테이지를 포함하고 있다. 그러나, 정제기 스테이지의 수는 달라질 수 있으므로 예시된 수는 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다는 것을 알 수 있을 것이다.
입구(26)는 정제기(24)의 제1 스테이지(25c)와 연결되어 있고 출구(28)는 정제기(24)의 제3 스테이지(25e)와 연결되어 있다. 각각의 스테이지(25(a), 25(b) 및 25(c))에는 각각 입구(30(a), 30(b), 30(c)), 플러그(31(a))에 인접한 개구(31(a), 31(b), 31(c)), 그리고 출구(32(a), 32(b), 32(c))가 제공되어 있다.
도 10(b)는 상이한 크기의 개구(31)가 플러그(31(a-c))에 비하여, 점진적으로 0.05mm, 0.10mm 및 0.20mm 더 커지도록 정제기가 어떻게 구성될 수 있는지를 나타내고 있다. 사용시, 정제될 에멀션(도시되어 있지 않음)은 적절하게 구성된 스테이지를 가진 정제기를 스테이지 (a)에서 스테이지 (c)로(또는 스테이지 (c)에서 스테이지 (a)로) 통과할 것이고 그 결과 에멀션 액적이 점진적으로 정제될 것이다. 스테이지(a-c)가 변경되는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들어, 더 넓은 크기 분포가 바람직하다면 스테이지(a-c)의 구성이 변경될 수 있거나, 더 많거나 더 적은 스테이지가 포함될 수 있거나, 개구 및/또는 플러그의 크기가 변경될 수 있다.
복수 스테이지 정제기의 중요한 측면(aspect)은 입구 오리피스의 직경(에멀션의 속도에 영향을 미칠 수 있음); 플러그에 인접한 틈/개구 및/또는 플러그 직경(차압/속도/전단력에 영향을 미칠 수 있음)이다.
도 11(a) 내지 도 11(c)를 참조하면; 고정된 정제기(도시되어 있지 않음)에 사용하기 위한 단일 입구/출구 포트(33)가 도시되어 있다. 상기 단일 입구/출구 포트(33)에는 실질적으로 중심인 단일 오리피스(34)가 제공되어 있다.
도 12(a) 내지 도 12(c)를 참조하면; 입구/출구 포트(35)에는 복수의 반경방향으로 이격된 오리피스(36)가 제공되어 있다. 복수의 반경방향으로 이격된 오리피스(36)는 유동이 플러그(31(a-c)) 및 개구/틈(31)의 둘레 주위에 균일하게 분포되게 한다.
예 1
큰 1차 에멀션에서 시작하여, 정제기 본체와 정제기 플러그의 조절가능한 개구의 크기와 유동률을 변화시키면서, 베크만 쿨터(Beckman Coulter) LS 입자 크기 분석기를 사용하여 액적 생산을 수행하였다. 결과는 표 1에 나타내져 있다.
표 1
Figure pct00002
예 2
5bar 투입 압력과 3L/min의 유동률로 정제기를 복수회 통과(pass)하고, 베크만 쿨터(Beckman Coulter) LS 입자 크기 분석기를 사용하여 입자의 직경의 변화를 측정하였다. 결과는 표 2 및 도 13에 나타내져 있다.
표 2
Figure pct00003
예 3
5bar 투입 압력과 200ml/min의 유동률로 정제기를 복수회 통과하고, 베크만 쿨터(Beckman Coulter) LS 입자 크기 분석기를 사용하여 입자의 직경의 변화를 측정하였다. 결과는 표 3 및 도 14에 나타내져 있다.
표 3
Figure pct00004
예 4
30bar 투입 압력과 200ml/min의 유동률로 정제기를 복수회 통과하고, 베크만 쿨터(Beckman Coulter) LS 입자 크기 분석기를 사용하여 입자의 직경의 변화를 측정하였다. 결과는 표 4 및 도 15에 나타내져 있다.
표 4
Figure pct00005
예 5
30bar 투입 압력과 3L/min의 유동률로 정제기를 복수회 통과하고, 베크만 쿨터(Beckman Coulter) LS 입자 크기 분석기를 사용하여 입자의 직경의 변화를 측정하였다. 결과는 표 5 및 도 16에 나타내져 있다.
표 5
Figure pct00006
본 명세서의 도면에는 아래의 부재 번호가 표시되어 있다:
1 막 유화 장치
2 조절가능한 정제기
3 제1 단부
4 출구/입구
5 입구/출구
6 정제기 플러그
7 차동 나사
8 개구
9 정제기 플러그 본체
9a 및 9b 원주방향의 홈
10 정제기 플러그 본체의 제1 단부
11 원뿔대형상 부재
12 말단 돌출부
13 평평한 단부면
14 정제기 플러그의 제2 단부
15 내부 길이방향의 챔버
16 내부 나사산
17 조절가능한 정제기의 제2 단부
17a 내부 길이방향의 챔버
18 내부 나사산
19 차동 나사 본체
20 스핀들
21 본체 외부 나사산
22 스핀들 외부 나사산
23 나사 회전 손잡이
24 고정된 정제기(fixed refiner)
24(a) 새니터리 개스킷 홈(sanitary gasket groove)
25(c-e) 복수의 스테이지
26 입구/출구
27 단일 입구/출구 오리피스
28 출구/입구
29 단일 출구/입구 오리피스
30 스테이지 입구/출구
31 스테이지 개구/틈
31(a-c) 스테이지 플러그
32(a-c) 스테이지 출구/입구
33 정제기 단일 입구/출구 포트
34 정제기 단일 오리피스
35 정제기 입구/출구 포트
36 반경방향의 공간 오리피스

Claims (95)

  1. 제1 상을 제2 상에 분산시키기 위한 막 유화 장치로서,
    막의 제1 측면에 있는 제1 용적부를 막의 다른 제2 측면에 있는 제2 용적부에 연결하는 복수의 구멍을 가진 막을 포함하고, 상기 장치가 제1 용적부에 액체를 함유하는 제1 상을 수용하고 제2 용적부에 제2 상을 수용하도록 배열되어 있고, 상기 장치가 상기 복수의 구멍을 통하여 제1 상을 제2 상으로 배출시켜서 에멀션을 생성하도록 구성되어 있고;
    상기 장치가 또한 상기 막으로부터 에멀션을 수용하도록 배열된 정제기를 포함하고; 상기 정제기는 입구와 출구를 포함하고, 에멀션의 유동을 집중시키고 에멀션의 액적을 정제된 에멀션으로 쪼개도록 구성된 개구가 상기 입구와 상기 출구 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 정제된 에멀션이 약 70nm 내지 약 2㎛의 직경을 가진 액적을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  3. 제2항에 있어서, 정제된 에멀션이 약 70 내지 약 250nm의 직경을 가진 액적을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  4. 제3항에 있어서, 정제된 에멀션 액적의 약 80 내지 약 90% v/v가 약 70 내지 약 250nm의 직경을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  5. 제2항에 있어서, 정제된 에멀션이 약 1 내지 약 5㎛의 직경을 가진 액적을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  6. 제5항에 있어서, 정제된 에멀션 액적의 약 80 내지 약 90% v/v가 약 1 내지 약 5㎛의 직경을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 제1 용적부에 액체를 함유하는 제1 상을 수용하고 제2 용적부에 제2 상을 수용하도록 배열되어 있고, 상기 장치가 상기 복수의 구멍을 통하여 제1 상을 제2 상으로 배출시켜서 에멀션을 생성하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 제2 용적부 내의 제2 상의 유동이 제1 상의 배출 구역에서 제1 상의 배출 방향에 실질적으로 수직인 방향의 전단장을 발생시키도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막의 형상이 관형이고 제1 단부와 제2 단부를 포함하고; 상기 제1 단부는 제2 상을 수용하기 위한 것이고; 상기 정제기가 상기 제2 단부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 상기 개구의 조절에 의해 조절가능한 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  11. 제10항에 있어서, 조절가능한 정제기의 조절가능한 개구가 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 조절가능한 정제기의 조절 수단이 차동 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 차동 나사가 나사산 피치가 상이한 2개의 외부 나사산을 가진 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 차동 나사가 대체로 일치하는 2개의 외부 나사산을 가진 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 차동 나사가 감긴 방향이 상이한 2개의 외부 나사산을 가진 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  16. 제12항에 있어서, 너트가 상기 차동 나사의 2개의 외부 나사산 둘레에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  17. 제13항에 있어서, 정제기 개구에 인접한 스핀들의 제1 단부가 정제기 개구에서 멀리 떨어져 있는 스핀들의 제2 단부보다 작은 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  18. 제17항에 있어서, 스핀들의 원위 단부에 제1 외부 나사산이 제공되어 있고, 스핀들의 원위 단부의 직경이 상기 개구에 인접한 스핀들의 단부의 직경보다 더 넓고, 상기 개구에 인접한 스핀들의 단부에 제2 외부 나사산이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 개구의 치수가 약 1㎛ 내지 약 2mm인 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  20. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 고정된 정제기인 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 고정된 정제기의 개구의 치수가 부품의 치수를 변경함으로써 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 개구의 치수가 약 1㎛ 내지 약 2mm로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 상기 막과 분리된 구성요소인 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  24. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 상기 막에 결합되는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  25. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 상기 막과 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  26. 제10항에 있어서, 조절가능한 개구가 삽입 로드가 상기 개구로 가까이 이동함에 따라 상기 개구의 크기를 감소시키도록 하는 상기 개구에 인접한 정제기 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 개구에 인접한 삽입 로드의 단부가 말단 돌출부를 가진 원뿔대형상 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 말단 돌출부가 평평한 단부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  29. 제26항에 있어서, 상기 삽입 로드가 상기 개구를 통한 에멀션의 복수의 통과를 시뮬레이션하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  30. 제20항에 있어서, 2 내지 5 스테이지가 사용되는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 일괄 방식으로 사용되는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  32. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 연속 방식으로 사용되는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 정제기가 복수의 입구 및/또는 복수의 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  34. 제26항에 있어서, 상기 삽입 로드가 계단형인 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 삽입 로드가 계단형이고 대향 표면은 원추형인 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  36. 제27항에 있어서, 상기 개구가 입구 단부가 출구 단부보다 크거나 같은 단면적을 가지도록 하는 상이한 각도의 2개의 원추체를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 표면이 울퉁불퉁하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 가압하에서 제1 용적부에 제1 상을 제공하는 제1 펌프와, 선택적으로 가압하에서 제2 용적부에 제2 상을 제공하는 제2 펌프를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  39. 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 상기 개구에서 고압을 발생시키기 위해 에멀션 펌프를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  40. 제1항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 크로스 플로우 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 크로스 플로우 조립체가 국제특허출원 WO 2019/092461호에 기술된 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  42. 제1 상을 제2 상에 분산시키기 위한 막 유화 장치로서,
    상기 막 유화 장치가 제1 상을 제2 상에 분산시킴으로써 에멀션 또는 분산액을 생성하기 위한 크로스 플로우 장치를 포함하고;
    상기 크로스 플로우 장치가
    제1 단부에 있는 제1 입구; 에멀션 출구; 및 상기 제1 입구로부터 멀리 떨어져 있고 상기 제1 입구에 대해 경사진 제2 입구를 갖춘 외측 관형 슬리브;
    복수의 구멍을 가지고 있고 상기 관형 슬리브 내부에 위치되도록 구성된 관형 막; 그리고
    선택적으로, 상기 관형 막 내부에 배치되도록 구성된 삽입물로서, 상기 삽입물은 입구 단부와 출구 단부를 포함하고, 상기 입구 단부와 출구 단부 각각에는 모따기된 구역이 제공되어 있고; 상기 모따기된 구역에는 복수의 오리피스 및 분기 플레이트가 제공되어 있는, 상기 삽입물;
    을 포함하고,
    상기 장치가 또한 상기 막으로부터 에멀션을 수용하도록 배열된 정제기를 포함하고, 상기 정제기는 입구와 출구를 포함하고, 에멀션의 유동을 집중시키고 에멀션의 액적을 정제된 에멀션으로 쪼개도록 구성된 개구가 상기 입구와 상기 출구 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 정제기가 조절가능한 정제기인 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  44. 제42항에 있어서, 상기 정제기가 고정된 정제기인 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  45. 제1항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 정제된 에멀션 액적이 약 5% 내지 약 50%의 변동 계수(CV)를 가지는 것을 특징으로 하는 막 유화 장치.
  46. 정제된 에멀션을 제조하는 방법으로서,
    제1항 내지 제45항 중 어느 한 항에 따른 막 유화 장치를 사용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 방법이
    상기 장치의 제1 용적부에 제1 상을 제공하는 단계;
    상기 장치의 제2 용적부에 제2 상을 제공하는 단계;
    에멀션을 제조하기 위해 막의 복수의 구멍을 통해 제1 상을 제2 상으로 배출시키는 단계;
    에멀션의 액적을 정제된 에멀션으로 쪼개기 위해 에멀션을 정제기의 입구로 통과시키고 에멀션의 유동을 조절가능한 개구를 통해 집중시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  48. 제46항에 있어서, 제1 상을 제2 상에 분산시키기 위한 막 유화 장치가,
    막의 제1 측면에 있는 제1 용적부를 막의 다른 제2 측면에 있는 제2 용적부에 연결하는 복수의 구멍을 가진 막을 포함하고, 상기 장치가 제1 용적부에 액체를 함유하는 제1 상을 수용하고 제2 용적부에 제2 상을 수용하도록 배열되어 있고, 상기 장치가 상기 복수의 구멍을 통하여 제1 상을 제2 상으로 배출시켜서 에멀션을 생성하도록 구성되어 있고;
    상기 장치가 또한 상기 막으로부터 에멀션을 수용하도록 배열된 조절가능한 정제기를 포함하고; 상기 정제기는 입구와 출구를 포함하고, 에멀션의 유동을 집중시키고 에멀션의 액적을 정제된 에멀션으로 쪼개도록 구성된 조절가능한 개구가 상기 입구와 상기 출구 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  49. 제46항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 정제된 에멀션이 약 70nm 내지 약 2㎛의 직경을 가진 액적을 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  50. 제49항에 있어서, 정제된 에멀션이 약 70 내지 약 250nm의 직경을 가진 액적을 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  51. 제50항에 있어서, 정제된 에멀션 액적의 약 80 내지 약 90% v/v가 약 70 내지 약 250nm의 직경을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  52. 제49항에 있어서, 정제된 에멀션이 약 1 내지 약 5㎛의 직경을 가진 액적을 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  53. 제52항에 있어서, 정제된 에멀션 액적의 약 80 내지 약 90% v/v가 약 1 내지 약 5㎛의 직경을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  54. 제46항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 제1 용적부에 액체를 함유하는 제1 상을 수용하고 제2 용적부에 제2 상을 수용하도록 배열되어 있고, 상기 장치가 상기 복수의 구멍을 통하여 제1 상을 제2 상으로 배출시켜서 에멀션을 생성하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  55. 제46항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 제2 용적부 내의 제2 상의 유동이 제1 상의 배출 구역에서 제1 상의 배출 방향에 실질적으로 수직인 방향의 전단장을 발생시키도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  56. 제46항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막의 형상이 관형이고 제1 단부와 제2 단부를 포함하고; 상기 제1 단부는 제2 상을 수용하기 위한 것이고; 상기 정제기가 상기 제2 단부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  57. 제46항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 상기 개구의 조절에 의해 조절가능한 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  58. 제46항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 조절가능한 정제기의 조절가능한 개구가 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  59. 제46항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 조절가능한 정제기의 조절 수단이 차동 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  60. 제59항에 있어서, 상기 차동 나사가 나사산 피치가 상이한 2개의 외부 나사산을 가진 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  61. 제59항에 있어서, 상기 차동 나사가 대체로 일치하는 2개의 외부 나사산을 가진 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  62. 제59항에 있어서, 상기 차동 나사가 감긴 방향이 상이한 2개의 외부 나사산을 가진 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  63. 제60항에 있어서, 너트가 상기 차동 나사의 2개의 외부 나사산 둘레에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  64. 제63항에 있어서, 정제기 개구에 인접한 스핀들의 제1 단부가 정제기 개구에서 멀리 떨어져 있는 스핀들의 제2 단부보다 작은 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  65. 제64항에 있어서, 스핀들의 원위 단부에 제1 외부 나사산이 제공되어 있고, 스핀들의 원위 단부의 직경이 상기 개구에 인접한 스핀들의 단부의 직경보다 더 넓고, 상기 개구에 인접한 스핀들의 단부에 제2 외부 나사산이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  66. 제46항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 개구의 치수가 약 70nm 내지 약 2㎛인 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  67. 제46항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 고정된 정제기인 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  68. 제67항에 있어서, 상기 고정된 정제기의 개구의 치수가 부품의 치수를 변경함으로써 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  69. 제67항에 있어서, 상기 개구의 치수가 약 1㎛ 내지 약 2mm로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  70. 제46항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 상기 막과 분리된 구성요소인 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  71. 제46항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 상기 막에 결합되는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  72. 제46항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정제기가 상기 막과 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  73. 제46항 내지 제72항 중 어느 한 항에 있어서, 조절가능한 개구가 삽입 로드가 상기 개구로 가까이 이동함에 따라 상기 개구의 크기를 감소시키도록 하는 상기 개구에 인접한 정제기 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  74. 제46항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개구에 인접한 삽입 로드의 단부가 말단 돌출부를 가진 원뿔대형상 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  75. 제74항에 있어서, 상기 말단 돌출부가 평평한 단부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  76. 제74항에 있어서, 상기 삽입 로드가 상기 개구를 통한 에멀션의 복수의 통과를 시뮬레이션하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  77. 제76항에 있어서, 2 내지 5 패스가 사용되는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  78. 제46항 내지 제77항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 일괄 방식으로 사용되는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  79. 제46항 내지 제77항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 연속 방식으로 사용되는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  80. 제79항에 있어서, 상기 정제기가 복수의 입구 및/또는 복수의 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  81. 제76항에 있어서, 상기 삽입 로드가 계단형인 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  82. 제81항에 있어서, 상기 삽입 로드가 계단형이고 대향 표면은 원추형인 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  83. 제75항에 있어서, 상기 개구가 입구 단부가 출구 단부보다 크거나 같은 단면적을 가지도록 하는 상이한 각도의 2개의 원추체를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  84. 제46항 내지 제83항 중 어느 한 항에 있어서, 표면이 울퉁불퉁하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  85. 제46항 내지 제84항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 가압하에서 제1 용적부에 제1 상을 제공하는 제1 펌프와, 선택적으로 가압하에서 제2 용적부에 제2 상을 제공하는 제2 펌프를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  86. 제46항 내지 제85항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 상기 개구에서 고압을 발생시키기 위해 에멀션 펌프를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  87. 제46항 내지 제86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 크로스 플로우 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  88. 제87항에 있어서, 상기 크로스 플로우 조립체가 국제특허출원 WO 2019/092461호에 기술된 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  89. 정제된 에멀션을 제조하는 방법으로서, 상기 방법이 제1 상을 제2 상에 분산시키기 위한 막 유화 장치를 사용하는 것을 포함하고, 상기 막 유화 장치가 제1 상을 제2 상에 분산시킴으로써 에멀션 또는 분산액을 생성하기 위한 크로스 플로우 장치를 포함하고;
    상기 크로스 플로우 장치가
    제1 단부에 있는 제1 입구; 에멀션 출구; 및 상기 제1 입구로부터 멀리 떨어져 있고 상기 제1 입구에 대해 경사진 제2 입구를 갖춘 외측 관형 슬리브;
    복수의 구멍을 가지고 있고 상기 관형 슬리브 내부에 위치되도록 구성된 관형 막; 그리고
    선택적으로, 상기 관형 막 내부에 배치되도록 구성된 삽입물로서, 상기 삽입물은 입구 단부와 출구 단부를 포함하고, 상기 입구 단부와 출구 단부 각각에는 모따기된 구역이 제공되어 있고; 상기 모따기된 구역에는 복수의 오리피스 및 분기 플레이트가 제공되어 있는, 상기 삽입물;
    을 포함하고,
    상기 장치가 또한 상기 막으로부터 에멀션을 수용하도록 배열된 정제기를 포함하고, 상기 정제기는 입구와 출구를 포함하고, 에멀션의 유동을 집중시키고 에멀션의 액적을 정제된 에멀션으로 쪼개도록 구성된 개구가 상기 입구와 상기 출구 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  90. 제89항에 있어서, 상기 정제기가 조절가능한 정제기인 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  91. 제89항에 있어서, 상기 정제기가 고정된 정제기인 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  92. 제46항 내지 제91항 중 어느 한 항에 있어서, 정제된 에멀션 액적이 약 5% 내지 약 50%의 변동 계수(CV)를 가지는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  93. 제46항 내지 제92항 중 어느 한 항에 있어서, 정제된 에멀션 액적이 상기 정제기를 통한 에멀션의 한 번의 통과로 제조되는 것을 특징으로 하는 정제된 에멀션을 제조하는 방법.
  94. 제46항 내지 제93항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 제조된 정제된 에멀션.
  95. 첨부된 설명 및 도면을 참조하여 본 명세서에 기재된 된 막 유화 장치, 방법 또는 정제된 에멀션.
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