一种一包四双内核爆珠的制备装置 |
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| 申请号 | CN202311806987.1 | 申请日 | 2023-12-26 | 公开(公告)号 | CN117816063A | 公开(公告)日 | 2024-04-05 |
| 申请人 | 安徽卓泰创新科技有限公司; | 发明人 | 王文影; 王根; 丁党; 朱志强; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种一包四双 内核 爆珠的制备装置，包括主壳体，所述主壳体的一端设有上壳体，且主壳体的另一端设有下壳体，所述主壳体的一侧 侧壁 设有外相壳体，且主壳体的另一侧侧壁设有驱动相壳体，所述上壳体上设有内针头，且内针头与上壳体垂直设置，所述主壳体内设有成形腔，且内针头贯穿主壳体的侧壁并贯穿成形腔设置，所述外相壳体上设有外针头，且外针头与外相壳体平行设置。本发明微液滴形成过程中，通过界面截断和同轴射流，实现单分散微液滴和高包裹率，流速控制调节爆珠粒径和包裹率，多 泵 和装置组件实现微液滴的形成和控制，不同剂量比例调节材料性质和功能， 碳 酸 钙 固化 方法简单可靠，气压驱动相 流体 提高制备效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种一包四双内核爆珠的制备装置，包括主壳体(1)，其特征在于，所述主壳体(1)的一端设有上壳体(2)，且主壳体(1)的另一端设有下壳体(3)，所述主壳体(1)的一侧侧壁设有外相壳体(4)，且主壳体(1)的另一侧侧壁设有驱动相壳体(5)，所述上壳体(2)上设有内针头(6)，且内针头(6)与上壳体(2)垂直设置，所述主壳体(1)内设有成形腔(7)，且内针头(6)贯穿主壳体(1)的侧壁并贯穿成形腔(7)设置，所述外相壳体(4)上设有外针头(8)，且外针头(8)与外相壳体(4)平行设置，所述外针头(8)贯穿主壳体(1)的侧壁设置，且外针头(8)远离外相壳体(4)的一端与成形腔(7)的内部连通，所述下壳体(3)内设有驱动相室(9)，且内针头(6)远离上壳体(2)的一端与驱动相室(9)的内部连通，所述下壳体(3)上设有底部小孔(10)，且底部小孔(10)与驱动相室(9)的内部连通，所述驱动相壳体(5)上设有驱动相针头(11)，且驱动相针头(11)与驱动相壳体(5)平行设置，所述驱动相针头(11)远离驱动相壳体(5)的一端与成形腔(7)的内部连通。 |
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| 说明书全文 | 一种一包四双内核爆珠的制备装置技术领域[0001] 本发明涉及爆珠技术领域，尤其涉及一种一包四双内核爆珠的制备装置。 背景技术[0002] "烟草香精爆珠"通常指的是一种口味烟草产品中的一种形式。这类产品通常是一种含有香精的小型胶囊，嵌入在香烟的滤嘴中。当吸烟时，吸烟者可以通过咬碎或挤压这些胶囊来释放出香精，赋予烟草额外的口味或香味； [0003] 将液体香精胶囊化具有较大的技术挑战性，必须考虑以下几点：一种香精往往含有20‑30种不同的组分，而在实际使用中经常为多种香精混合使用，它们对水和油的溶解性各不相同，因此在胶囊过程中难免有所损失，香料化合物的沸点一般为30‑180度，挥发性强，易损失；许多香精香料对pH、氧、光、热有苛刻的要求，给胶囊制备带来了难度；香精从胶囊中的释放问题尤为重要，这也给壁材选用及制造工艺带来了更复杂的问题。鉴于香精爆珠生产中的各种问题，开发新型胶囊技术，研究香精包裹工艺在卷烟工业中的应用十分重要，是新型烟草研制中的一个关键问题，为此我们提出一种一包四双内核爆珠的制备装置来解决上述问题。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种一包四双内核爆珠的制备装置，微液滴形成过程中，通过界面截断和同轴射流，实现单分散微液滴和高包裹率，流速控制调节爆珠粒径和包裹率，多泵和装置组件实现微液滴的形成和控制，不同剂量比例调节材料性质和功能，碳酸钙固化方法简单可靠，气压驱动相流体提高制备效率。 [0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案： [0006] 一种一包四双内核爆珠的制备装置，包括主壳体，所述主壳体的一端设有上壳体，且主壳体的另一端设有下壳体，所述主壳体的一侧侧壁设有外相壳体，且主壳体的另一侧侧壁设有驱动相壳体，所述上壳体上设有内针头，且内针头与上壳体垂直设置，所述主壳体内设有成形腔，且内针头贯穿主壳体的侧壁并贯穿成形腔设置，所述外相壳体上设有外针头，且外针头与外相壳体平行设置，所述外针头贯穿主壳体的侧壁设置，且外针头远离外相壳体的一端与成形腔的内部连通，所述下壳体内设有驱动相室，且内针头远离上壳体的一端与驱动相室的内部连通，所述下壳体上设有底部小孔，且底部小孔与驱动相室的内部连通，所述驱动相壳体上设有驱动相针头，且驱动相针头与驱动相壳体平行设置，所述驱动相针头远离驱动相壳体的一端与成形腔的内部连通。 [0007] 优选地，所述主壳体与上壳体之间通过多个活动螺栓连接。 [0008] 优选地，所述下壳体与主壳体之间通过两个对称设置的金属卡扣活动卡接。 [0009] 优选地，所述主壳体远离上壳体的一端设有锥形出液口，且锥形出液口与内针头匹配设置，所述锥形出液口与驱动相室连通设置。 [0010] 优选地，所述内针头、外针头、驱动相针头均通过软管外接注射泵。 [0011] 优选地，所述内针头、外针头、驱动相针头均通过软管外接注射器。 [0012] 优选地，所述内针头、外针头、驱动相针头均通过软管外接鲁尔接头。 [0013] 优选地，所述驱动相针头通过软管外接气动打印仪。 [0014] 优选地，所述内针头、外针头、驱动相针头均通过软管及胶管外接双通道注射泵。 [0015] 优选地，所述内针头、外针头、驱动相针头均外接喷头。 [0016] 本发明中有益效果如下： [0017] 利用多个注射泵和不同的装置组件，如喷头、软管和接头，实现了微液滴的形成和控制。通过控制内相流体、外相流体和驱动相流体的流速，能够调节爆珠的粒径，并提高爆珠的包裹率和精确度。此外，驱动相流体的剪切作用力有助于同轴射流形成和包裹内相流体，从而提高爆珠的质量稳定性和整体包裹率； [0018] 主剂和助剂的不同比例可以在一定程度上调节海藻酸钠材料的性质和功能效果，实现不同需求的爆珠制备； [0019] 碳酸钙溶液能够有效收集和固化微球颗粒，提供了一种简单且可靠的固化方法； [0021] 图1为本发明提出的一种一包四双内核爆珠的制备装置的结构示意图； [0022] 图2为本发明提出的一种一包四双内核爆珠的制备装置的内部结构示意图。 [0023] 图中：1主壳体、2上壳体、3下壳体、4外相壳体、5驱动相壳体、6内针头、7成形腔、8外针头、9驱动相室、10底部小孔、11驱动相针头、12活动螺栓。 具体实施方式[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0025] 实施例一 [0026] 参照图1‑2，一种一包四双内核爆珠的制备装置，包括主壳体1，主壳体1的一端设有上壳体2，且主壳体1的另一端设有下壳体3，主壳体1的一侧侧壁设有外相壳体4，且主壳体1的另一侧侧壁设有驱动相壳体5，上壳体2上设有内针头6，且内针头6与上壳体2垂直设置，主壳体1内设有成形腔7，且内针头6贯穿主壳体1的侧壁并贯穿成形腔7设置，外相壳体4上设有外针头8，且外针头8与外相壳体4平行设置，外针头8贯穿主壳体1的侧壁设置，且外针头8远离外相壳体4的一端与成形腔7的内部连通，下壳体3内设有驱动相室9，且内针头6远离上壳体2的一端与驱动相室9的内部连通，下壳体3上设有底部小孔10，且底部小孔10与驱动相室9的内部连通，驱动相壳体5上设有驱动相针头11，且驱动相针头11与驱动相壳体5平行设置，驱动相针头11远离驱动相壳体5的一端与成形腔7的内部连通。 [0027] 主壳体1与上壳体2之间通过多个活动螺栓12连接，下壳体3与主壳体1之间通过两个对称设置的金属卡扣活动卡接，主壳体1远离上壳体2的一端设有锥形出液口，且锥形出液口与内针头6匹配设置，锥形出液口与驱动相室9连通设置，内针头6、外针头8、驱动相针头11均通过软管外接注射泵，内针头6、外针头8、驱动相针头11均通过软管外接鲁尔接头，驱动相针头11通过软管外接气动打印仪，内针头6、外针头8、驱动相针头11均通过软管及胶管外接双通道注射泵，内针头6、外针头8、驱动相针头11均外接喷头。 [0028] 实施例二 [0029] 所需装置： [0030] 喷头；第一注射泵；第二注射泵；第三注射泵；注射器三支；软管、鲁尔接头若干。 [0031] (内针头；同轴套设于所述内针头外侧的外针头；底部开设有出液孔的驱动相腔室，以及通过管道与所述驱动相腔室连接的第三注射泵) [0032] 步骤 [0033] 第一注射泵通过软管将液体推入内针头；第二注射泵将液体推入同轴套设于所述内针头外侧的外针头；第三注射泵将驱动项流体推入底部开设有出液孔的驱动相腔室。(注：内针头与外针头之间形成环形间隙；内针头的出液端与外针头的出液端穿插入所述驱动相腔室内，并与底部出液孔垂直对准。) [0034] 内针头的流体由出液端流出，并被外针头的流体包裹，最终驱动相流体的作用下拉伸剪切，从而形成微液滴，随驱动相流体流出。 [0035] 第一注射泵注入内相流体的流速在10ml/h～40ml/h，第二注射泵注入外相流体的流速在10ml/h～40ml/h，第三注射泵注入驱动相流体的流速在300ml/h～500ml/h。 [0036] 在微液滴形成过程中，由于扰动的不断增长并最终截断流体界面，在此过程中表面张力和其他作用力几乎在同一个量级，故可以获得单分散性好的微液滴；同时，驱动相流体提供剪切作用力，使得两个界面同轴拉伸，使外相流体包裹内相流体同向运动形成同轴射流，从而获得高包裹率的微液滴。通过控制内相流体、外相流体以及驱动相流体的流速，使得爆珠的粒径得到灵活调节，并且在驱动相流体的作用下，爆珠的粒径统一，从而有效的提高了对爆珠粒径的精确控制，以及提高了爆珠整体的包裹率，微液滴的产生频率高，粒径均匀可控，成球性能好，质量稳定。 [0037] 下置收集器皿，放置紫外线灯，照射固化微球颗粒并收集。 [0038] 实施例三 [0039] 制备流程 [0040] 各项流体配制； [0041] 四项油溶性材料作为内芯； [0042] 存储温度：20℃左右； [0043] 密封处理，防止挥发； [0044] 以主剂和助剂不同比例配制海藻酸钠材料(外相壳层)： [0045] 材料配置 [0046] 温度：一般为室温； [0047] 助剂浓度：1‑2wt％(具体数据视助剂种类以及产品功能效果而定)； [0048] 配置方案：搅拌+超声； [0049] 驱动相为气体(驱动相流)； [0050] 气压在200Kpa至300Kpa之间； [0051] 配置500g的碳酸钙溶液； [0052] 材料：碳酸钙； [0053] 浓度：5％； [0054] 配置方案：搅拌+超声； [0055] 室温放置； [0056] 制备过程 [0058] 2)第一注射泵驱动外相流体注入外相针头与内相(四针头)之间形成的环形间隙，并使外相流体由外针头的出液端流出； [0059] 3)由两台双通道注射泵分别驱动内相流体注入内相针头，并由内相针头的出液端流出，使所述内相流体被中间相包裹，并在气体驱动相的作用下拉伸剪切，从而形成微液滴，随气体驱动相流出。 [0060] 4)接受皿内放置5％的碳酸钙溶液收集制备好的爆珠。 [0061] 气动打印仪为驱动相气体输入仪器，可在不同频率下进行调节注入的气体量，可在底部出气口形成锥形微射流，从而实现胶囊的制备。 [0062] 喷头则是流动聚焦中的液‑气界面结构，为气驱流动聚焦。 [0063] 在这种气驱流动聚焦中，伸入到腔体内的毛细管正对腔体下壁面上的小孔,液体从毛细管流入，腔体内外的压力差源于气体，于是高速流动的气流聚焦液体在毛细管口形成锥形，锥形顶端发出微细射流并穿过小孔。 [0064] 本发明中，在微液滴形成过程中，由于扰动的不断增长并最终截断流体界面，在此过程中表面张力和其他作用力几乎在同一个量级，故可以获得单分散性好的微液滴；同时，驱动相流体提供剪切作用力，使得两个界面同轴拉伸，使外相流体包裹内相流体同向运动形成同轴射流，从而获得高包裹率的微液滴。通过控制内相流体、外相流体以及驱动相流体的流速，使得爆珠的粒径得到灵活调节，并且在驱动相流体的作用下，爆珠的粒径统一，从而有效的提高了对爆珠粒径的精确控制，以及提高了爆珠整体的包裹率，微液滴的产生频率高，粒径均匀可控，成球性能好，质量稳定； [0065] 利用多个注射泵和不同的装置组件，如喷头、软管和接头，实现了微液滴的形成和控制。通过控制内相流体、外相流体和驱动相流体的流速，能够调节爆珠的粒径，并提高爆珠的包裹率和精确度。此外，驱动相流体的剪切作用力有助于同轴射流形成和包裹内相流体，从而提高爆珠的质量稳定性和整体包裹率； [0066] 主剂和助剂的不同比例可以在一定程度上调节海藻酸钠材料的性质和功能效果，实现不同需求的爆珠制备，碳酸钙溶液能够有效收集和固化微球颗粒，提供了一种简单且可靠的固化方法，使用气压驱动相流体，可实现较快速的微液滴形成和流出，提高了制备效率。 [0067] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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