RU2096074C1 - Apparatus for dispersing and microencapsulating hydrophobic fluids - Google Patents
Apparatus for dispersing and microencapsulating hydrophobic fluids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096074C1 RU2096074C1 RU95120297/25A RU95120297A RU2096074C1 RU 2096074 C1 RU2096074 C1 RU 2096074C1 RU 95120297/25 A RU95120297/25 A RU 95120297/25A RU 95120297 A RU95120297 A RU 95120297A RU 2096074 C1 RU2096074 C1 RU 2096074C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chambers
- dispersing
- reactor
- ultrasonic
- fluids
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к диспергирующему оборудованию и может быть использовано для получения микрокапсул, содержащих гидрофобные жидкости с растворенными в них целевыми добавками, как например, цветообразующими компонентами, лекарственными препаратами и другими. Такие микрокапсулы находят применение в системах регистрации информации, в копировальной технике, цветной фотографии, в термоиндикаторных устройствах, в медицине, а также во многих других областях науки и техники. The invention relates to dispersing equipment and can be used to obtain microcapsules containing hydrophobic liquids with target additives dissolved in them, such as, for example, color-forming components, drugs and others. Such microcapsules are used in information recording systems, in copying technology, color photography, in thermal indicator devices, in medicine, as well as in many other fields of science and technology.
Существующие конструкции устройства [1, 2] для диспергирования жидких сред, в основном, определяются теми энергетическими воздействиями, которые используют при этом. Existing device designs [1, 2] for dispersing liquid media are mainly determined by those energy influences that are used in this case.
Согласно заявке [3] предлагаемое устройство (дезинтегратор) для диспергирования имеет стандартную клапанную систему и перегородки внутри корпуса с рядом ячеек тетраэдрической формы. При прохождении жидкости под высоким давлением (до 5,0•107 Па) через ячейки она претерпевает многократное воздействие удара и декомпрессии. В местах наложения волн сжатия и разряжения возникают явления кавитации, турбулентности и сдвига, благодаря чему увеличивается степень гомогенности обрабатываемой среды.According to the application [3], the proposed device (disintegrator) for dispersion has a standard valve system and partitions inside the housing with a number of cells of a tetrahedral shape. When liquid passes under high pressure (up to 5.0 • 10 7 Pa) through the cells, it undergoes repeated impact and decompression effects. In places where compression and rarefaction waves are superimposed, cavitation, turbulence, and shear phenomena occur, which increases the degree of homogeneity of the medium being treated.
В патенте [4] предложено в качестве энергетического фактора использовать ультразвуковые колебания. Три ультразвуковых преобразователя равномерно разнесены вокруг цилиндрического реактора и закреплены в стальных втулках, приваренных к наружной стенке реактора. Ультразвук передается через буферную жидкость, в частности оливковое масло, и стенку к жидкости, находящейся в реакторе. Интенсивность ультразвука достаточна для возникновения кавитации и, следовательно, протекания процесса диспергирования. In the patent [4] it is proposed to use ultrasonic vibrations as an energy factor. Three ultrasonic transducers are evenly spaced around the cylindrical reactor and mounted in steel sleeves welded to the outer wall of the reactor. Ultrasound is transmitted through a buffer liquid, in particular olive oil, and a wall to the liquid in the reactor. The intensity of the ultrasound is sufficient for the occurrence of cavitation and, therefore, the process of dispersion.
Диспергатор [5] содержит ультразвуковой источник колебаний, смесительную камеру с подводящим и отводящим патрубками, насадкой с цилиндро-коническими отверстиями. На выходе из насадки формируется турбулентное вращательное движение потоков с кавитационными пузырьками. The dispersant [5] contains an ultrasonic oscillation source, a mixing chamber with inlet and outlet pipes, a nozzle with cylinder-conical holes. At the exit of the nozzle, a turbulent rotational movement of flows with cavitation bubbles is formed.
К недостаткам известных устройств следует отнести то, что они не обеспечивают возможность получения микрокапель, однородных по размеру, а в устройствах типа дезинтегратора применяют высокие давления, что усложняет конструкцию, повышает энергоемкость процесса диспергирования. The disadvantages of the known devices include the fact that they do not provide the ability to obtain microdroplets of uniform size, and in devices such as a disintegrator, high pressures are used, which complicates the design and increases the energy intensity of the dispersion process.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является выбранное в качестве прототипа устройство для смешения и диспергирования жидкостей [6] содержащее смесительную камеру, соосно с которой установлен рассекатель в виде усеченного перфорированного конуса, обращенного меньшим основанием в сторону разгрузки жидкости. Перфорация на конусе выполнена с чередованием отверстий круглой и трапециевидной формы. Перед рассекателем установлены магнистикционные излучатели ультразвуковых колебаний. The closest in technical essence to the claimed object is a device for mixing and dispersing liquids [6], selected as a prototype, containing a mixing chamber, coaxial with which is installed a divider in the form of a truncated perforated cone, facing a smaller base in the direction of liquid unloading. Perforation on the cone is made with alternating round and trapezoidal holes. Magnetic emitters of ultrasonic vibrations are installed in front of the divider.
Такая конструкция устройства для смешения и диспергирования тоже не позволяет получать однородные по размеру частицы гидрофобных жидкостей и не дает возможности после диспергирования провести процесс их микрокапсулирования в полимерную оболочку. This design of the device for mixing and dispersion also does not allow to obtain uniform in size particles of hydrophobic liquids and does not allow after dispersion to carry out the process of microencapsulation in a polymer shell.
Основная особенность предполагаемого изобретения состоит в необходимости разработки и создания устройства с ультразвуковым источником колебаний, которой позволяло бы одновременно с диспергированием жидкой гидрофобной композиции проводить процесс микрокапсулирования образовавшихся ее частиц в водных растворах пленкообразующих веществ. The main feature of the proposed invention is the need to develop and create a device with an ultrasonic oscillation source, which would allow simultaneously with the dispersion of the liquid hydrophobic composition to carry out the process of microencapsulation of its particles in aqueous solutions of film-forming substances.
Положительный результат достигается тем, что предлагаемое устройство для диспергирования и последующего микрокапсулирования гидрофобных жидкостей конструктивно выполнено в виде двух камер, соединенных в один агрегат фланцами. Между камерами установлен полиэтилентерефталатный (ПЭТФ) трековый (ядерный) фильтр с необходимым диаметром сквозных пор; заключенный с двух сторон в крупоячеистую сетку из нержавеющей стали. Камеры имеют персональные ультразвуковые пьезоэлектрические колебательные излучающие системы, работающие в согласованных режимах от генератора. На входном (нагнетательном) патрубке нижней камеры установлен обратный клапан. A positive result is achieved by the fact that the proposed device for dispersion and subsequent microencapsulation of hydrophobic liquids is structurally made in the form of two chambers connected to one unit by flanges. A polyethylene terephthalate (PETF) track (nuclear) filter with the required diameter of through pores is installed between the cameras; enclosed on both sides in a stainless steel mesh. The cameras have personal ultrasonic piezoelectric oscillatory emitting systems operating in coordinated modes from the generator. A check valve is installed on the inlet (discharge) pipe of the lower chamber.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен разрез предлагаемого устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a section of the proposed device.
Устройство для диспергирования и микрокапсулирования гидрофобных жидкостей состоит из двух цилиндрических камер 1 (верхней и нижней), выполненных из нержавеющей стали. Камеры соединены с помощью фланцев. Во фланцевое соединение с использованием фторкаучуковых резиновых прокладок (марка резины СКФ-32) вмонтирован трековый ПЭТФ фильтр 3 толщиной 10 мкм, заключенный между двух сеток 4 из нержавеющей стали с размером ячеек 2•2 мм. Диаметр сквозных пор трекового фильтра 1 мкм, количество их на 1 см2 равно 4•107.A device for dispersing and microencapsulating hydrophobic liquids consists of two cylindrical chambers 1 (upper and lower) made of stainless steel. The cameras are connected using flanges. A track PET 3 filter 10 microns thick, mounted between two stainless steel grids 4 with a mesh size of 2 • 2 mm, is mounted in a flanged joint using fluororubber rubber gaskets (SKF-32 rubber grade). The diameter of the through pores of the track filter is 1 μm, their number per 1 cm 2 is 4 • 10 7 .
Камеры содержат ультразвуковые пьезоэлектрические излучатели 8, работающие синхронно от генератора марки УЗГ 3-04. Излучатели вмонтированы в камеры устройства через акустические развязки и зафиксированы установочными прокладками 7 из масло-, бензостойкой резины. Нижняя камера устройства имеет нагнетательный патрубок 6 с обратным клапаном и сливной с краном 5. Верхняя содержит два люка, один 9 для установки гильзы термопары, а другой 1 для загрузки необходимых растворов пленкообразующих веществ, а также патрубок 11 для слива готовой дисперсии микрокапсул. The cameras contain ultrasonic piezoelectric emitters 8 operating synchronously from the generator brand UZG 3-04. The emitters are mounted in the chambers of the device through acoustic decoupling and are fixed with installation gaskets 7 made of oil-, gas-resistant rubber. The lower chamber of the device has a discharge pipe 6 with a non-return valve and a drain with a tap 5. The upper one contains two hatches, one 9 for installing the thermocouple sleeve, and the other 1 for loading the necessary solutions of film-forming substances, and also pipe 11 for draining the finished dispersion of microcapsules.
Предлагаемое устройство позволяет проводить диспергирование эмульсии исходных компонентов в нижней камере до требуемого размера частиц гидрофобной жидкости под действием сил звукового давления в пульсирующем режиме и транспортировать их через фильтр. Наличие повышенного статического давления в замкнутом объеме нижней камеры (не более 6,0•104 Па) предотвращает обратный процесс. В верхней камере ультразвуковой поток захватывает частицы жидкости, поступающие через поры фильтра. Здесь же в растворе пленкообразующих веществ происходит формирование вокруг каждой частицы полимерной оболочки.The proposed device allows dispersion of the emulsion of the starting components in the lower chamber to the required particle size of the hydrophobic liquid under the action of sound pressure forces in a pulsating mode and transport them through the filter. The presence of increased static pressure in the closed volume of the lower chamber (not more than 6.0 • 10 4 Pa) prevents the reverse process. In the upper chamber, an ultrasonic flow captures fluid particles entering through the pores of the filter. Here, in a solution of film-forming substances, a polymer shell forms around each particle.
За счет действия высокоамплитудного ультразвукового поля (22±7,5% кГц) эмульсии нагревается до 65 70oC. При этой температуре происходит структурирование полимерной оболочки (сшивка). Весь процесс длится от 1,5 до 2,0 ч.Due to the action of a high-amplitude ultrasonic field (22 ± 7.5% kHz), the emulsion is heated to 65–70 ° C. At this temperature, the polymer shell is crosslinked (crosslinked). The whole process lasts from 1.5 to 2.0 hours.
В основу механизма действия устройства положен известный ультразвуковой капиллярно-кавитационный эффект. The mechanism of action of the device is based on the known ultrasonic capillary-cavitation effect.
Предварительно подготовленную эмульсию типа масло/вода нагнетают через патрубок с обратным клапаном в нижнюю камеру устройства до полного ее заполнения (емкость камеры 0,8 л). В верхнюю камеру загружают раствор пленкообразующих веществ для формирования оболочек микрокапсул. Уровень жидкости должен быть выше акустической развязки излучателя. A pre-prepared emulsion of the oil / water type is pumped through the pipe with a check valve into the lower chamber of the device until it is completely filled (chamber capacity is 0.8 l). A solution of film-forming substances is loaded into the upper chamber to form microcapsule shells. The liquid level must be higher than the acoustic isolation of the emitter.
С помощью генератора УЗГ 3-04 в камерах посредством колебательных систем создают высокоамплитудное ультразвуковое поле и в течение 1,5 2 ч ведут процесс диспергирования в нижней и микрокапсулирования в верхней камере. После завершения процесса содержимое верхней камеры выгружают через сливной патрубок и фильтруют. Микрокапсулы, оставшиеся на фильтре, сушат при 60oC в течение 30 40 мин под вакуумом, создаваемым водоструйным насосом.Using the generator UZG 3-04 in the chambers using oscillatory systems create a high-amplitude ultrasonic field and within 1.5 2 hours the process of dispersion in the lower and microencapsulation in the upper chamber. After completion of the process, the contents of the upper chamber are discharged through a drain pipe and filtered. The microcapsules remaining on the filter are dried at 60 ° C. for 30–40 minutes under the vacuum created by the water-jet pump.
Готовые микрокапсулы, содержащие гидрофобную жидкость с растворенным в ней, например, цветообразующим компонентом, используют по назначению. Ready-made microcapsules containing a hydrophobic liquid with, for example, a color-forming component dissolved in it, are used for their intended purpose.
Предлагаемое устройство позволяет микрокапсулировать различные химические реактивы, растворители, масла, катализаторы, пластификаторы, дисперсии жирорастворимых пигментов и красителей, фотохромные композиции в жидкофазных средах с размером микрокапсул от 1 до 6 мкм и с полидисперсностью 4 6%
Новизна устройства заключается:
в совмещении в одном агрегате процессов диспергирования и микрокапсулирования;
в использовании двух персональных для каждой камеры согласованно работающих колебательных излучающих систем, создающих ультразвуковые поля при условии сосредоточения максимальной их напряженности на трековом фильтре;
в применении для получения однородных по размеру микрокапсул трековых (ядерных) фильтров из термо-, механо- и химически стойких полиэфирных или полиимидных пленок.The proposed device allows microencapsulation of various chemicals, solvents, oils, catalysts, plasticizers, dispersions of fat-soluble pigments and dyes, photochromic compositions in liquid-phase media with a microcapsule size from 1 to 6 microns and with a polydispersity of 4 6%
The novelty of the device is:
in combining dispersion and microencapsulation processes in one unit;
in the use of two personal for each camera coordinated oscillatory emitting systems that create ultrasonic fields, provided that their maximum intensity is concentrated on the track filter;
in application for obtaining uniform (in size) microcapsules of track (nuclear) filters from thermo-, mechano- and chemically resistant polyester or polyimide films.
Источники информации
1. M. Gutcho. Capsule Fechology and Microcansulation. Noyes Data Corporation. Noyes Bilding. Park Ridge, New Jesty 07656, USA, 1972.Sources of information
1. M. Gutcho. Capsule Fechology and Microcansulation. Noyes Data Corporation. Noyes Bilding. Park Ridge, New Jesty 07656, USA, 1972.
2. Солодовник В.Д. Микрокапсулирование. М. Химия, 1980. 2. Solodovnik V.D. Microencapsulation. M. Chemistry, 1980.
3. Заявка Японии N 69152, C 12 M 1/100, 1/04, 1976. 3. Japanese application N 69152, C 12 M 1/100, 1/04, 1976.
4. Патент Великобритании N 2243092, B 01 J 19/10, 1991. 4. UK patent N 2243092, B 01 J 19/10, 1991.
5. Патент СССР N 1599075, B 01 J 11/100, 5/06, 1988. 5. USSR patent N 1599075, B 01 J 11/100, 5/06, 1988.
6. Авт.св. СССР N 1599078, B 01 J 11/02, 1988 (прототип). 6. Auto USSR N 1599078, B 01 J 11/02, 1988 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95120297/25A RU2096074C1 (en) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | Apparatus for dispersing and microencapsulating hydrophobic fluids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95120297/25A RU2096074C1 (en) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | Apparatus for dispersing and microencapsulating hydrophobic fluids |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95120297A RU95120297A (en) | 1997-10-10 |
RU2096074C1 true RU2096074C1 (en) | 1997-11-20 |
Family
ID=20174256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95120297/25A RU2096074C1 (en) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | Apparatus for dispersing and microencapsulating hydrophobic fluids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2096074C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006052160A1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-18 | Porollo, Vladimir Anatolievich | Method and device for producing yeast culture lysates |
RU215675U1 (en) * | 2022-01-25 | 2022-12-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова" | Device for microencapsulation of liquid substances |
-
1995
- 1995-11-29 RU RU95120297/25A patent/RU2096074C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU, патент, 1599075, кл. B 01 F 11/00, 1990. SU, авторское свидетельство, 1599078, кл. B 01 F 11/02, 1990. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006052160A1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-18 | Porollo, Vladimir Anatolievich | Method and device for producing yeast culture lysates |
RU215675U1 (en) * | 2022-01-25 | 2022-12-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова" | Device for microencapsulation of liquid substances |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5658534A (en) | Sonochemical apparatus | |
US4168295A (en) | Apparatus for enhancing chemical reactions | |
US4253962A (en) | Non-destructive vibratory cleaning system for reverse osmosis and ultra filtration membranes | |
JP3483928B2 (en) | Processing container | |
RU2553861C1 (en) | Hydrodynamic mixer | |
US5919376A (en) | Filtration apparatus and method | |
RU2096074C1 (en) | Apparatus for dispersing and microencapsulating hydrophobic fluids | |
KR20070057810A (en) | Device and installation for injecting particulate materials into a chamber, and corresponding method | |
JP3285427B2 (en) | Emulsion manufacturing apparatus and method | |
US20070014186A1 (en) | Device and method | |
RU2161063C1 (en) | Apparatus for dispersion and microcapsulation of hydrophobic liquids | |
RU1773469C (en) | Rotary apparatus | |
US3461651A (en) | Filter arrangement | |
GB2276567A (en) | Processing vessel with ultrasonics | |
SU955993A1 (en) | Apparatus for preparing emulsions | |
US20050254342A1 (en) | Shaking device and method, particularly for dispersing or emulsifying two immiscible fluids | |
US20040246815A1 (en) | Device and method of creating hydrodynamic cavitation in fluids | |
JP4901923B2 (en) | Refinement mixing equipment | |
US5650100A (en) | Apparatus for providing absorption of gaseous and liquid phases | |
RU2184593C2 (en) | Container for treatment of capillary porous particles with liquids in pulsation apparatus | |
RU2167704C2 (en) | Emulsifier | |
RU2333804C1 (en) | Rotor-pulse device | |
RU2016250C1 (en) | Rotary channel pump-dispergator | |
CN101421027A (en) | Continuous emulsification method and the emulsifying device that is used for this method | |
SU1214436A1 (en) | Vibromixer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041130 |