PL208325B1 - Sposób wytwarzania emulsji prostych i wielokrotnych - Google Patents
Sposób wytwarzania emulsji prostych i wielokrotnychInfo
- Publication number
- PL208325B1 PL208325B1 PL375688A PL37568805A PL208325B1 PL 208325 B1 PL208325 B1 PL 208325B1 PL 375688 A PL375688 A PL 375688A PL 37568805 A PL37568805 A PL 37568805A PL 208325 B1 PL208325 B1 PL 208325B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- emulsion
- liquid
- cylindrical
- durable
- rotor
- Prior art date
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 13
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 8
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000013267 controlled drug release Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Colloid Chemistry (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania emulsji prostych i wielokrotnych, stosowanych w wielu dziedzinach techniki, takich jak przemysł kosmetyczny, farmaceutyczny czy paliwowy.
Układy rozproszone w postaci emulsji tj. bardzo drobnych kropelek cieczy zawieszonych w drugiej cieczy, stanowiącej fazę ciągłą, znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle kosmetycznym, spożywczym, farmaceutycznym, w ochronie środowiska i wielu innych dziedzinach technologii. Emulsje proste i wielokrotne stosuje się szeroko w przemyśle kosmetycznym. Ostatnio rozwija się metoda kontrolowanego uwalniania leków w wyniku stosowania emulsji utrwalonych, zawierających żądany specyfik. Wykorzystanie emulsji wielokrotnych umożliwia lepsze warunki dozowania leku dzięki regulowaniu szybkości penetracji składnika do ośrodka zewnętrznego (np. tkanek). Ważnym obszarem wykorzystania emulsji woda-olej jest wytwarzanie ekologicznego paliwa do zasilania silników Diesela.
Wytwarzanie emulsji tj. dyspergowanie jednej fazy ciekłej (np. wodnej) w drugiej fazie ciekłej (np. oleju) lub odwrotnie odbywa się w polu sił ścinających przy wykorzystaniu przykładowo następujących aparatów lub metod:
• rozcieranie mieszaniny w szybkoobrotowych mieszalnikach lub dezintegratorach (mł ynach koloidalnych) złożonych z nieruchomego statora i rotora, • rozdrabnianie przy uż yciu wibruj ących elementów lub ultrad ź wię ków, • wykorzystanie 2 zderzających się strumieni cieczy, • dyspergowanie podczas przepł ywu w kanał ach mieszaniny z ewentualnym wykorzystaniem tłoczenia cieczy tworzącej fazę rozproszoną przez zewnętrzną ściankę tworzącą membranę.
Szczególnym przypadkiem, bardzo ważnym z punktu widzenia właściwości układu są emulsje wielokrotne, które składają się np. z ciągłej fazy wodnej, w której rozproszone są kropelki fazy olejowej zawierające wewnątrz fazę wodną (oznaczenie tego typu emulsji: W/O/W). Wytwarzanie emulsji tego typu przebiega najczęściej dwustopniowo tj. wytwarza się zwykłą emulsję, a następnie wytrąca się emulsję wtórną.
Sposób wytwarzania emulsji prostych i wielokrotnych poprzez kontaktowanie ze sobą dwóch cieczy stanowiących bazę emulsji charakteryzuje się tym, że strumienie dwóch faz ciekłych wprowadza się w żądanych proporcjach do szczeliny cylindrycznej aparatu o przepływie helikoidalnym, składającym się z wirującego cylindra-rotora umiejscowionego centrycznie lub acentrycznie w obudowie cylindrycznej a ciecze doprowadzane są na wlocie aparatu lub jedna z faz ciekłych doprowadzana jest do szczeliny cylindrycznej w dalszej części aparatu, gdzie mogą być również doprowadzane dodatkowe substancje stabilizujące i utrwalające emulsję. Warunki hydrodynamiczne panujące w aparacie kontroluje się poprzez dobór prędkości obrotowej cylindra-rotora, rozmiar szczeliny cylindrycznej oraz ułamek objętościowy cieczy, która ma stanowić fazę ciągłą.
Sposób wytwarzania emulsji według wynalazku polega na wykorzystaniu przepływu helikoidalnego, przedstawionego na rysunku:
Ciecz 2
Ciecz 1
Rys. 1. Aparat z przepływem helikoidalnym do wytwarzania emulsji: 1 - cylinder-rotor, 2 - szczelina cylindryczna, 3 - cylindryczna obudowa
PL 208 325 B1
Aparat składa się z wirującego cylindra-rotora 1 usytuowanego centrycznie lub acentrycznie w cylindrycznej obudowie i szczeliny cylindrycznej 2 powsta łej mię dzy cylindrem-rotorem a obudową cylindryczną 3. Na wlocie aparatu, przez odpowiednie króćce doprowadzane są w żądanej proporcji strumienie dwóch faz ciekłych (ciecz 1 i ciecz 2). Ewentualnie jedna z faz ciekłych może być doprowadzana do szczeliny cylindrycznej w dalszej części aparatu np. w punktach A i B. W punktach tych mogą być również doprowadzane dodatkowe substancje stabilizujące (powierzchniowo-czynne) lub utrwalające emulsje (np. polimeryzujące na powierzchni kropelek). Wytwarzanie emulsji prostych lub wielokrotnych dla danego układu zależy od warunków hydrodynamicznych panujących w aparacie tj. od prędkości obrotowej cylindra-rotora, rozmiaru szczeliny cylindrycznej oraz ułamka objętościowego cieczy, która ma stanowić fazę ciągłą. W tym samym aparacie otrzymuje się emulsję prostą a po przekroczeniu określonych dla danych układów wartości naprężeń ścinających tj. po zwiększeniu prędkości obrotowej lub rozmiaru szczeliny, emulsję wielokrotną. Zjawisko inwersji faz, tj. przejścia fazy rozproszonej emulsji pierwotnej w fazę ciągłą i odpowiednio, fazy ciągłej emulsji pierwotnej w fazę rozproszoną zależ y od zawartoś ci (np. uł amka obję toś ciowego) fazy cią g ł ej, która musi być w przewadze. Zaletą metody jest łatwość i dokładność sterowania właściwościami emulsji np. rozmiarem przez dobór parametrów operacyjnych - dotyczy to tworzenia emulsji prostych i wielokrotnych.
W doświadczalnym aparacie o długoś ci 20-50 cm, szczelinie cylindrycznej o szerokości 1-5 mm, w granicach czę stoś ci obrotowej cylindra-rotora 100-3000 obr/min i przy przepł ywie mieszaniny do 100 kg/h oraz zawartości fazy wodnej do 40% uzyskuje się trwałe emulsje - zestawienie danych przedstawiono w tabeli 1.
T a b e l a 1
Zestawienie wyników badań dla emulsji olejów napędowych - woda
| Nr | d [mm] | W [kg/h] | Cr [%] | φ [%] | ω [obr/min] | dm [im] | dmax [im] | uwagi |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | 5,25 | 10 | 0,5 | 10 | 2000 | 10,947 | Trwała emulsja | |
| 2 | 5,25 | 10 | 0,5 | 10 | 2500 | 7,388 | Trwała emulsja | |
| 3 | 5,25 | 10 | 0,5 | 20 | 2000 | 12,057 | Trwała emulsja | |
| 4 | 5,25 | 10 | 1 | 10 | 1800 | 12,620 | 12,581 | Trwała emulsja |
| 5 | 5,25 | 10 | 1 | 10 | 2800 | 9,369 | 12,034 | Trwała emulsja |
| 6 | 5,25 | 10 | 1 | 30 | 2800 | 8,007 | 8,972 | Trwała emulsja |
| 7 | 5,25 | 10 | 2 | 10 | 2800 | 5,081 | 3,467 | Trwała emulsja |
| 8 | 5,25 | 20 | 0,5 | 40 | 2000 | 4,829 | Trwała emulsja | |
| 9 | 5,25 | 100 | 0,5 | 40 | 2000 | 5,721 | Trwała emulsja | |
| 10 | 5,25 | 100 | 0,5 | 40 | 2500 | 5,134 | Trwała emulsja | |
| 11 | 5,25 | 100 | 2 | 30 | 2800 | 5,471 | 6,897 | Trwała emulsja |
| 12 | 2,5 | 10 | 2 | 10 | 1500 | 7,296 | 6,962 | Trwała emulsja |
| 13 | 2,5 | 10 | 2 | 10 | 1500 | 6,574 | 6,912 | Trwała emulsja |
| 14 | 2,5 | 10 | 2 | 30 | 1500 | 7,818 | 11,316 | Trwała emulsja |
| 15 | 2,5 | 10 | 2 | 30 | 2800 | 5,355 | 5,498 | Trwała emulsja |
| 16 | 2,5 | 100 | 2 | 30 | 1500 | 6,433 | 7,058 | Trwała emulsja |
| 17 | 2,5 | 100 | 2 | 30 | 1500 | 8,705 | 11,762 | Trwała emulsja |
| 18 | 2,5 | 100 | 2 | 10 | 1500 | 10,780 | 11,983 | Emulsja wielokrotna |
| 19 | 2,5 | 100 | 3 | 10 | 1500 | 11,352 | 12,093 | Emulsja wielokrotna |
| 20 | 2,5 | 100 | 3 | 10 | 2800 | 13,191 | 12,370 | Emulsja wielokrotna |
PL 208 325 B1 cd. tabeli 1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 21 | 1,5 | 10 | 1 | 10 | 2800 | 8,552 | 11,964 | Trwała emulsja |
| 22 | 1,5 | 50 | 2 | 30 | 2800 | 5,515 | 6,800 | Trwała emulsja |
| 23 | 1,5 | 100 | 2 | 30 | 2800 | 6,128 | 6,869 | Trwała emulsja |
| 24 | 1,5 | 11 | 1,5 | 13 | 2800 | 15,127 | 16,147 | Emulsja wielokrotna |
| 25 | 1,5 | 50 | 2 | 10 | 2800 | 9,223 | 6,792 | Emulsja wielokrotna |
| 26 | 1.5 | 100 | 2 | 10 | 2800 | 14,137 | 16,876 | Emulsja wielokrotna |
| 27 | 1,5 | 100 | 3 | 10 | 2800 | 13,446 | 12,412 | Emulsja wielokrotna |
Oznaczenia
W - strumień masowy emulsji ω - częstość obrotów cylindra wewnętrznego d - szerokość szczeliny φ - zawartość masowa wody w mieszaninie
CR - zawartość środka powierzchniowo czynnego w wodzie dm - średnia średnica kropel dmax - maksymalna średnica kropel
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentoweSposób wytwarzania emulsji prostych i wielokrotnych poprzez kontaktowanie ze sobą dwóch cieczy stanowiących bazę emulsji, znamienny tym, że strumienie dwóch faz ciekłych wprowadza się w żądanych proporcjach do szczeliny cylindrycznej aparatu o przepływie helikoidalnym, składającym się z wirującego cylindra-rotora umiejscowionego centrycznie lub acentrycznie w obudowie cylindrycznej, a ciecze doprowadzane są na wlocie aparatu lub jedna z faz ciekłych doprowadzana jest do szczeliny cylindrycznej w dalszej części aparatu, gdzie mogą być również doprowadzane dodatkowe substancje stabilizujące i utrwalające emulsję, przy czym warunki hydrodynamiczne panujące w aparacie kontroluje się poprzez dobór prędkości obrotowej cylindra-rotora, rozmiar szczeliny cylindrycznej oraz ułamek objętościowy cieczy, która ma stanowić fazę ciągłą.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL375688A PL208325B1 (pl) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Sposób wytwarzania emulsji prostych i wielokrotnych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL375688A PL208325B1 (pl) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Sposób wytwarzania emulsji prostych i wielokrotnych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL375688A1 PL375688A1 (pl) | 2006-12-27 |
| PL208325B1 true PL208325B1 (pl) | 2011-04-29 |
Family
ID=40561498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL375688A PL208325B1 (pl) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Sposób wytwarzania emulsji prostych i wielokrotnych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL208325B1 (pl) |
-
2005
- 2005-06-14 PL PL375688A patent/PL208325B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL375688A1 (pl) | 2006-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tadros | Emulsions: Formation, stability, industrial applications | |
| Mabille et al. | Rheological and shearing conditions for the preparation of monodisperse emulsions | |
| Tcholakova et al. | Efficient emulsification of viscous oils at high drop volume fraction | |
| JP2011528278A (ja) | 剪断力、乱流、及び／又はキャビテーションの生成によって液体を混合するための装置及び方法 | |
| JP4852042B2 (ja) | 所定の滴径分布を有する微細な分散マイクロナノエマルジョンを形成する装置および所定の滴径分布を有する微細な分散マイクロナノエマルジョンを形成する方法 | |
| Alargova et al. | Formation of polymer microrods in shear flow by emulsification− Solvent attrition mechanism | |
| CN112210087B (zh) | 一种水包水Pickering乳液及其制备方法 | |
| WO2005070046A2 (en) | Mixing apparatus and method for manufacturing an emulsified fuel | |
| WO2012023609A1 (ja) | 微粒化装置 | |
| IE68432B1 (en) | Emulsification method and apparatus | |
| Schmitt et al. | Spontaneous microstructure formation at water/paraffin oil interfaces | |
| US20060040043A1 (en) | Method for preparing emulsions | |
| KR20210050541A (ko) | 비혼화성 유체의 안정적인 균일 분산액을 생성하기 위한 시스템 및 방법 | |
| US10596529B2 (en) | Rotary emulsification device structure | |
| CN105536673A (zh) | 一种制备油包水乳状液反应器 | |
| Liu et al. | Rheological characteristics, microstructures and stability of soy protein isolate nanoparticles stabilized silver carp oil pickering emulsions via mechanical-ultrasonic shearing | |
| PL208325B1 (pl) | Sposób wytwarzania emulsji prostych i wielokrotnych | |
| EP2944370B1 (en) | Process for producing composition of continuous phase with disperse phase dispersed therein, and device therefor | |
| CN103349937B (zh) | 一种连续乳化装置 | |
| CN107930428A (zh) | 一种原位选择性改性高岭石稳定多重乳液的制备方法 | |
| Nasiri et al. | Food-grade nanoemulsions and their fabrication methods to increase shelf life | |
| Jing et al. | Monodispersed W/O emulsion prepared by hydrophilic ceramic membrane emulsification | |
| Samoichuk et al. | Research into milk homogenization in the pulsation machine with a vibrating rotor | |
| Tsymbalov et al. | Dispersion of an oil-water composition in a rotary-cavitation machine | |
| JP2004181326A (ja) | インライン混合装置および混合方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20130614 |