專利名稱：一種凝膠珠制備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)凝膠珠的制備系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種凝膠珠制備系統(tǒng)包括有
一個帶有溫控和控制攪拌裝置的儲料罐，溫控采用控溫水浴，溫控范圍為-5～30℃；攪拌裝置的速率控制在5-40轉(zhuǎn)/分鐘。
一個用于連續(xù)輸送儲料罐物料的蠕動泵，通過膠管連接儲料罐和多嘴噴頭之間；一個多嘴噴頭，使由蠕動泵輸送至此的物料產(chǎn)生液滴，多嘴噴頭由連通器與固定器螺合或卡合地將設有針狀噴嘴旋鈕的多孔卡板固定于內(nèi)，且于內(nèi)部形成一個可以容置物料的空間；多孔卡板可為圓形卡板，孔呈中心對稱，且在徑向等間距分布，也可為矩形卡板，孔分布在矩形邊的等分線交點處，呈矩形的軸對稱分布；固定針狀噴嘴的旋鈕有一軸向貫通插設針狀噴嘴的細孔，該旋鈕的一端為外設螺紋的細徑，螺合固定于卡板上的孔內(nèi)；在旋鈕與卡板間有一墊片，該墊片可用聚四氟乙烯或硅橡膠制成。
一液滴發(fā)生器，用于提供可調(diào)高頻交變電場，使多嘴噴頭在該電場拉動下產(chǎn)生粒徑可控的微液滴，微液滴在凝膠化容器內(nèi)與凝固液反應形成凝膠珠，凝膠珠再經(jīng)成膜等一系列化學反應過程形成微膠囊。本系統(tǒng)中液滴發(fā)生器提供的可調(diào)高頻交變電場為幅度15～35kv，頻率500～1000Hz時，微液滴粒徑的可控范圍為100-2000μm。
儲料罐10內(nèi)可一次加入大量可凝膠化液體(如海藻酸鈉溶液)與包埋物(如天然細胞、基因重組細胞、真菌、蛋白等具生物活性以及合成或天然藥物)，由可控轉(zhuǎn)速電機11帶動攪拌槳12進行攪拌，控制轉(zhuǎn)速為5-40轉(zhuǎn)/分；通過攪拌使包埋物均勻分布于可凝膠化液體中，保障凝膠珠的包埋效果，溫控裝置13采用硅熱電設備調(diào)控水浴，較合適的調(diào)控溫度范圍在-5-30℃，以保持所得凝膠珠質(zhì)量及所包埋天然物質(zhì)的活性。
輸送部分由蠕動泵20與膠管21構(gòu)成，該蠕動泵20通過膠管21將儲料罐10的儲料輸送至多嘴噴頭25以制備液滴，采用小功率泵速可調(diào)得蠕動泵20，其輸送速率保持在100-2000毫升/分范圍內(nèi)。這種構(gòu)成便于滅菌、隔菌，而且可以可調(diào)的輸送速率穩(wěn)定、連續(xù)地供應物料，以達到產(chǎn)率可調(diào)、連續(xù)生產(chǎn)的目的。
微液滴制滴部分由多嘴噴頭25與液滴發(fā)生器22構(gòu)成，多嘴噴頭25的構(gòu)成如圖2所示，由連通器26、固定器27、以及設有針狀噴嘴旋鈕35的多孔卡板30組成。連通器26與固定器27以螺合或卡合的方式固定多孔卡板30，連通器26與固定器27以及多孔卡板30組裝為一體后其內(nèi)部形成一個可以容置由蠕動泵20輸送至此的物料的空間28；多孔卡板30可以為圓形卡板31，其孔呈中心對稱，且在徑向等間距分布，如圖3a所示；也可以為矩形卡板32，其孔分布在矩形邊的等分線交點處，呈矩形的軸對稱分布，如圖3b所示。旋鈕35中心軸線上設有一軸向貫通的細孔用于插設針狀噴嘴36，旋鈕35的一端為外設螺紋的細徑37，多孔卡板30上的孔相應地設有細徑孔38且內(nèi)設螺紋，旋鈕35與細徑孔38之間加設一墊片39相互螺合固定，該墊片39采用具有一定強度與柔韌性的材料制成，如聚四氟乙烯，也可以是硅橡膠。旋鈕35旋緊時，墊片39受力變形，卡緊固定針狀噴嘴36，同時起密封防漏作用，如圖4所示。連通器26的一端有一細徑進料口29，通過膠管21與蠕動泵20連接，多嘴噴頭25在液滴發(fā)生器22產(chǎn)生的可調(diào)高頻交變電場(可調(diào)部分包括電場功率、脈寬、頻率及閾值)拉動下產(chǎn)生粒徑可控的微液滴，微液滴與微液滴凝膠化容器23中的凝固液反應形成凝膠珠，凝膠珠再經(jīng)成膜等一系列化學反應過程形成微膠囊。液滴發(fā)生器22提供的可調(diào)高頻交變電場在為幅度15～35kv，頻率500～1000Hz時，粒徑的可控范圍為100-2000μm 。
在實際使用時，當固定在多孔卡板上的針狀噴嘴距凝固液液面的高度一致時，各噴嘴產(chǎn)生的液滴粒徑不均勻，位于卡板中間位置的噴嘴產(chǎn)生的液滴粒徑最大，而位于卡板邊緣位置的噴嘴產(chǎn)生的液滴粒徑最小，尤其隨著液體粘度及流量增大或液滴發(fā)生器電場功率及電壓減小，這種現(xiàn)象就愈加明顯。為保持液滴粒徑的均勻性，可以調(diào)節(jié)各噴嘴距凝固液液面高度，通過針狀噴嘴距液面高度分布來充分發(fā)揮電場作用效果，調(diào)整后的各針狀噴嘴高度對稱分布方式由凹向凸轉(zhuǎn)變，如圖5中a至c所示。
綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、設有溫控裝置，細胞及其它活性物質(zhì)不易在制備過程中失活；2、設有攪拌裝置，細胞等包埋物始終保持均勻分散，有利于成膜的保持適宜的包埋量；3、采用蠕動泵與膠管連續(xù)輸送，物料供應穩(wěn)定，保障生產(chǎn)過程中所得的凝膠珠的均勻，并且產(chǎn)率可調(diào)，便于連續(xù)生產(chǎn)；4、采用多噴嘴滴制，凝膠珠產(chǎn)量高，可實現(xiàn)產(chǎn)率＞1400ml/h。
5、采用獨特的孔分布與針狀噴嘴高度分布，保持各噴嘴電場均勻分布，產(chǎn)生的凝膠珠粒徑均勻。
權(quán)利要求
1.一種凝膠珠制備系統(tǒng)，包括有一個帶有溫控和控制攪拌裝置的儲料罐；一個用于連續(xù)輸送儲料罐物料的蠕動泵，通過膠管連接于儲料罐與多嘴噴頭之間；一個多嘴噴頭，將蠕動泵輸送至此的物料產(chǎn)生液滴；一個液滴發(fā)生器，用于提供可調(diào)高頻交變電場，使多嘴噴頭在該電場拉動下產(chǎn)生粒徑可控的微液滴；以及一個用于容置凝固液和進行凝固反應的凝膠化容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，儲料罐溫控水浴的范圍為-5～30℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，攪拌裝置的速率為5-40轉(zhuǎn)/分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，多嘴噴頭由連通器與固定器螺合或卡合地將設有針狀噴嘴旋鈕的多孔卡板固定于內(nèi)，且于內(nèi)部形成一個可以容置物料的空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，多孔卡板為圓形卡板，孔呈中心對稱，且在徑向等間距分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，多孔卡板為矩形卡板，孔分布在矩形邊的等分線交點處，呈矩形的軸對稱分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，固定針狀 噴嘴的旋鈕有一軸向貫通插設針狀噴嘴的細孔，該旋鈕的一端為外設螺紋的細徑，螺合固定于多孔卡板上的孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，在旋鈕與卡板間有一墊片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，墊片為聚四氟乙烯或硅橡膠制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠珠制備系統(tǒng)，其特征在于，液滴發(fā)生器的可調(diào)高頻交變電場為幅度15～35kv，頻率500～1000Hz，微液滴粒徑的可控范圍為100-2000μm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種凝膠珠制備系統(tǒng)，主要由儲料罐、輸送及微液滴制滴等三部分組成；儲料罐部分帶有溫控和控制攪拌裝置；輸送部分由蠕動泵與膠管構(gòu)成；微液滴制滴部分由多嘴噴頭與液滴發(fā)生器及凝膠化容器構(gòu)成。該制備系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中所得凝膠珠均勻且產(chǎn)率可調(diào)，便于連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號B01J13/04GK1395987SQ0112009
公開日2003年2月12日 申請日期2001年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者何洋, 馬小軍, 任吉倫 申請人:中國科學院大連化學物理研究所