射流膜乳化法制备单分散乳液开题报告
2020-06-09 22:42:50
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
乳状液是由两种或两种以上互不相溶的液体组成的分散体系,在化妆品、食品、医药等诸多领域起着非常重要的作用[1~5]。其中应用较多的是水包油(o/w)及油包水(w/o)两种类型的乳状液[6,7] 。此外还有以乳状液为分散相的复乳,如水包油包水型(w/o/w)及油包水包油型(o/w/o)乳状液等[8～10]。
传统的乳化方法主要有胶体磨、超声、高速搅拌等,而膜乳化技术是1988年由日本科学家提出的新型乳化方法,该法是在一定的压力下,将分散相通过微孔膜分散到连续相中,其显著特点是乳状液液滴大小主要由微孔膜孔径来控制而呈单分散性,和常规乳状液制备方法相比,具有能耗低[11]、制备条件温和等优点[12],因而近年来得到越来越多的关注,在药物控释载体、微囊化香料等方面也有应用报道[13，14]。（膜乳化技术及其应用。
但是为了制备单分散乳液，必须通过降低压力以保证分散相在膜表面形成小液滴，在低剪切力作用下脱离膜表面进入连续相，这就使该过程的膜通量较低，因而导致生产时间过长。公开号cn 101683592 a的专利公开了一种膜乳化器及乳液制备的方法，通过该方法可以制备出粒径均匀的乳液，但也可能存在着通量较低等缺陷。为了有效地解决了传统膜乳化中粒径和通量之间的矛盾，景文珩等报道了一种采用二级陶瓷膜射流乳化的方法，在射流条件下制备出了单分散的水包油型乳液并利用射流膜乳化技术公开了一种多孔陶瓷材料的制备方法(公开号cn 1800101a)，在高压下使分散相以射流的形式快速透过膜孔，大大提高乳化速度，同时可制备出均一的乳液。最大乳化通量可达420 l#183;m-2#183;h-1。该方法具有装备简单、操作方便、膜通量大、乳液尺寸分布窄、分散性好等优点，可大规模应用于重油催化裂化过程的原料预处理中。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
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(1) 本课题要研究的问题： 考察不同操作条件对制备单分散乳液效果的影响. (2) 拟采用的研究手段： 膜乳化作为一种新型的膜过程，由于具有能耗低、装置简单、制备乳液均匀等特点，为采用该技术与反应器结合实现介观尺度控制提供了广阔的前景，但为实现在集成过程中的各部分功能以整体的形式发挥最大功效，并最终实现规模化放大，仍有诸多问题需要解决。 本实验主要研究思路是以采用机械性能和化学性能稳定的陶瓷膜作为乳化 介质，我们将会考察陶瓷膜孔径、操作压力、乳化剂等对射流膜乳化结果的影响。理论上随着过膜压差的增加，分散相通量线性增大，实验中考察0.05MPa、0.08MPa两个压力下膜通量的变化；理论上乳化剂降低了油、水间的界面张力，这便于液滴的破裂，对膜乳化过程而言，降低了临界乳化压力。乳化剂使液滴稳定，阻止其聚集、合并。在相同的压力条件下，考察乳化剂（2%wt Tween 20）对膜乳化结果的影响；在给定的操作条件下，乳状液的液滴尺寸与膜孔尺寸线性相关，若孔径分布足够窄，就可以得到单分散的乳滴；若有较大的孔存在，可能导致乳滴的双峰分布。 此外，基于一次膜乳化的结果，将一次乳化的到的乳液作为第二次乳化的分散相进行再次乳化，即为二次膜乳化。这样做能有效的解决一次乳化中分散型通量与乳液大小之间的矛盾，大大提高乳化效率和质量。
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