SPG膜乳化设备

SPG膜介绍

SPG膜（Shirasu Porous Glass）是日本SPG公司在1981年开发出来的新型无机膜，SPG膜具有一致的、均匀的微小孔径，而且孔径的大小很容易改变，如同特殊功能的玻璃一样，SPG膜在生产过程中，首先是将火山灰、玻璃、石灰在1350℃下硼酸化成型，然后再加热到700℃左右产生相变化和分离：CaO·B₂O₃和Al₂O₃·SіO₂，制成具有微小相分离的玻璃质，最后将其放在酸中处理，除出可溶性物质，经过手工处理后，含有Al₂O₃·SіO₂的多孔玻璃就最终形成了；材料被加工成一定的厚度和形状，即为SPG膜。通过制备条件的改变，可以获得不同孔径的SPG膜。

SPG膜乳化

将两种不相溶的液体在适量表面活性成份的作用下，通过搅拌混合可以制成乳化液，但乳化液滴是多分散性的，直径可以相差数倍甚至数十倍。

原理：分散相在氮气压力的作用下透过微孔膜的膜孔，而在膜表面形成液滴，在沿膜表面流动的连续相的冲洗作用下，液滴的直径达到一定值后，就从膜表面剥离，从而形成乳液。利用孔径大小均一的SPG膜，可较好实现乳液粒径大小及其分布的控制。因膜的微孔直径比较均匀，制成的乳化液的液滴也比较均匀，只要调整好水相的组成，能保持液滴的稳定，就能制得单分散性很好的乳化液滴，聚合后则得到相应的聚合物微粒子。

应用：主要用于制备尺寸均一的乳液、乳珠、微球、微胶囊等，可以制备W/O、O/W、W/O/W、O/W/O型不同乳液。可实现乳液的尺寸均一性和可控性；微球表面功能的可控性和稳定性；多孔微球结构的可控性和稳定性；均一乳液大规模制备的可行性；多孔微球或缓释胶囊孔道的可控性等。

SPG膜乳化液的粒子分布

高压均质机乳化液的粒子分布

粒径大小及其分布：上图是SPG膜乳化后的粒子特征分布图，以及和高压均质机的比较，图形显示出SPG膜乳化后获得了均匀大小的乳化液，这正是我们所希望的；考虑到在生产过程中对产品不同的使用要求，SPG膜能够实现获得不同粒径大小的乳化液，颗粒分布均一，且产品90%粒径的都在此范围内；然而使用高压均质机获得的样品，存在不同大小的粒子，意味着高压均质机不可能获得稳定的、均匀的产品。例如膜乳化可以实现90%的粒子在0.8μm，而高压均质机在6.0μm以上的粒子还有20%。

SPG膜乳化方式

1、直接乳化

分散相和连续相分别准备在不同的容器中，分散相穿过SPG膜产生均匀的乳化液，连续相要求轻微的流动，乳化液的粒子大小是3-4倍的SPG膜的孔径。

孔径=1微米(乳化液=3.0微米) 孔径=2微米(乳化液=7.6微米) 孔径=5微米(乳化液=14.3微米)

孔径=10微米(乳化液=31.3微米) 孔径=15微米(乳化液=43.1微米) 孔径=20微米(乳化液=66.2微米)

2、混合乳化

分散相和连续相溶液混合在一起，穿透过SPG膜获得均匀的乳化液，乳化液的粒子大小是1-2倍的SPG膜的孔径。（图中左侧为直接乳化、右侧为混合乳化）

SPG膜乳化实验室设备

一、SPG膜的规格

孔径 (微米)

SPG管状膜（毫米）

外径 x 壁厚 x 长度

SPG片状膜（毫米）

直径 x 厚度

0.05 - 0.1

Φ5 x t 0.4 x L20 …L250

-

0.2 - 20

Φ10 x t 0.8 x L20 …L500

Φ5 …Φ20 x t0.4 … t0.7

20 - 50

Φ10 x t 0.8 x L20 …L500

Φ5 …Φ20 x t0.4 … t0.7

二、内压式SPG膜乳化器

分散相位于SPG的内部，外部是连续相，通过外部氮气进行加压，直接作用于SPG膜的内部，同时用磁力搅拌器对连续相进行搅拌。此简易实验设备很容易对实验数据进行实时监控。

技术参数

1、规格型号：MN-20

2、SPG膜规格：Φ10 x L20mm

3、膜有效长度：10mm

4、适合的孔径 0.3微米以上

5、最大压力：300KPa

6、流动相的体积：8ml --- 200ml

7、分散相的体积：2ml --- 10ml

三、外压式SPG膜乳化器

分散相位于SPG的外部，内部是连续相，通过外部氮气进行加压，直接作用于SPG膜的外部，同时用磁力搅拌器对连续相进行搅拌。此设备的最高压力可到500KP，因而使用范围也更广一些。

技术参数

1、规格型号：MG-20

2、SPG膜规格：Φ10 x L20mm

3、膜有效长度：10mm

4、适合的孔径 0.3微米以上

5、最大压力：500KPa

6、流动相的体积：50ml --- 200ml

7、分散相的体积：3ml --- 10ml

四、高通量SPG膜乳化器

采用外压式：分散相位于SPG的外部，内部是连续相，通过泵连续流动，通过外部氮气进行加压，直接作用于SPG膜的外部，自动连续处理。

技术参数

1、规格型号：KT-125

2、SPG膜规格：Φ10 x L125mm （有效长度105mm）

3、适合的孔径 0.1微米以上

4、最大压力：900KPa

5、流动相的体积：300ml ---几升

6、分散相的体积：100ml --- 几升

SPG膜乳化中试设备

处理能力

分散相：2升

流动相：6升

SPG膜：L250mm x 7只

处理能力

分散相：5升

流动相：25升

SPG膜：L500mm x 30只