KH-125 膜乳化小试设备

一、产品简介

KH-125 膜乳化小试设备是一套面向实验室研发、小试验证和工艺参数筛选的膜乳化实验系统。

设备由分散相压力罐、压力调节与监测系统、可更换微孔膜组件、连续相循环单元、连续相容器及连接管路等部分组成，可用于直接膜乳化和快速膜乳化两种工艺方式。

该设备主要用于帮助研发人员判断：

1. 当前物料体系是否具备过膜条件；

2. 哪些候选膜孔径更接近目标粒径范围；

3. 过膜压力和连续相循环状态是否稳定；

4. 过膜后乳液或液滴粒径分布是否具有优化趋势；

5. 项目是否值得继续进行设备采购、租赁验证或中试放大评估。

膜乳化结果会受到物料组成、黏度、乳化剂或稳定剂、膜孔径、压力、预乳状态、通过次数以及后续固化、聚合、挥发或萃取条件影响。

因此，KH-125 的定位不是在测试前保证最终粒径，而是帮助客户在研发阶段建立更清楚的设备选型和工艺判断依据。

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二、主要技术参数

参数说明：0.99 MPa 为压力罐承压参数，不代表所有实验均在该压力下运行。实际工作压力需要结合膜孔径、物料黏度、配方组成、过膜状态和安全要求确定。具体膜材、膜孔径、管路和扩展配置以正式技术方案及报价为准。

三、核心组成

KH-125/1000 膜乳化小试设备围绕分散相压力进样、微孔膜组件、连续相循环和压力调节等功能模块进行配置。设备配备 1 L 分散相压力罐、压力调节阀、数显压力表、流量可调循环泵和可更换膜组件，可用于直接膜乳化与快速膜乳化两种工艺方式的小试验证。

该系统适合用于物料体系初步筛选、目标粒径探索、膜孔径选择、乳液粒径分布优化，以及过膜后液滴稳定性观察。

1. 1L分散相压力罐

分散相压力罐用于盛装分散相或待处理物料，并通过气压驱动物料进入微孔膜组件。

压力罐容积为 1 L，适合实验室小试、候选膜孔径筛选和不同压力条件对比。

实际单次样品量不仅取决于压力罐容积，还需要考虑物料黏度、管路死体积、连续相用量、测试组数和实验方式。

2. 压力调节与监测系统

设备包含压力调节阀、压力总开关、数显压力表和排气阀等部件，可用于调节和观察分散相进样压力。

主要作用：

• 调节分散相进样压力；

• 观察实验过程中的压力变化；

• 辅助判断膜组件通量状态；

• 便于实验前排气和实验后泄压。

3. 可更换微孔膜组件

KH-125 采用可更换膜管组件，可根据目标粒径、物料体系和乳液类型，更换不同孔径或不同表面性质的微孔膜。

可选膜孔径范围为 0.1–50 μm，可用于候选孔径筛选、不同物料体系验证和后续设备配置评估。

目标粒径不能与膜孔径简单一一对应。实际乳滴或微球粒径还会受到膜乳化方式、物料黏度、乳化剂、压力、预乳状态、通过次数及后续固化或聚合过程影响。

4. 流量可调循环泵

设备配置循环泵，用于推动连续相在系统中循环流动。循环泵流量可根据工艺需要进行调节，从而改变连续相循环状态，辅助优化液滴形成、分散和稳定性表现。

连续相循环路径一般为：

连续相容器 → 循环泵 → 微孔膜组件 / 膜组件套管 → 回流至连续相容器

循环泵流量调节对于不同体系非常重要，尤其是在考察液滴形成、过膜后融合、静置稳定性和后续工艺适配时，可以作为关键参数之一。

5. 连续相容器

连续相容器可根据实验所需的连续相体积选择合适规格。

实验结束后，应及时清洗压力罐、膜组件、循环管路和连续相容器。对于聚合物、树脂、硅油、易固化或易交联体系，需要避免物料长时间停留在膜孔和管路内。

四、支持两种膜乳化方式

1、直接膜乳化

直接膜乳化是指分散相在压力作用下通过微孔膜进入连续相，在膜孔出口形成液滴，并被连续相流动带走。

该方式适合用于：

• 基础膜乳化机理观察；

• 小样品体系验证；

• 液滴形成过程研究；

• 对分散相进样压力和连续相流动状态较敏感的体系。

2、快速膜乳化

快速膜乳化通常是先将分散相与连续相进行预混合形成预乳，再使预乳通过微孔膜组件，从而获得更均一的乳液体系。

该方式适合用于：

• 已有预乳体系的进一步均一化；

• 追求较窄粒径分布的乳液/微球项目；

• 工艺开发和后续放大验证参考；

• PLGA 微球、纳米乳、功能乳液等研发场景。

预乳如果容易分层，可能需要增加搅拌或循环措施，以保持进料状态相对稳定。

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五、产品特点

1. 支持直接膜乳化与快速膜乳化

KH-125/1000 膜乳化小试设备可用于直接膜乳化与快速膜乳化两种工艺方式。可根据物料体系、目标粒径、样品量和后续固化方式，选择合适的膜孔径、压力条件和连续相循环参数。

2. 粒径分布更均一，适合小试筛选

膜乳化技术有助于获得粒径分布较窄的乳滴或微球体系。在合适的物料体系、膜孔径和工艺条件下，典型应用中 SPAN 值可做到约 0.7 左右，有助于提高微球或乳滴粒径分布的一致性。

3. 压力可调，辅助粒径控制

设备配备压力调节阀和数显压力表，可对分散相进样压力进行调节和监测。压力、膜孔径、连续相循环流量等参数共同影响液滴形成过程，可用于小试阶段的粒径调控和参数筛选。

4. 乳液制备稳定，批间重复性较好

在相同物料体系、膜孔径和工艺参数条件下，KH-125/1000 膜乳化小试设备可实现较稳定的乳液制备过程，批间重复性好，便于客户进行工艺参数对比和后续放大参考。

5. 循环泵流量可调，适应不同连续相循环需求

设备配置流量可调循环泵，连续相循环状态可根据工艺需要进行调整。通过调节循环流量，可辅助观察液滴形成、过膜后融合、静置稳定性和后续处理过程中的粒径变化。

6. 剪切相对温和，适合敏感体系小试探索

膜乳化过程相较部分高剪切乳化方式更为温和，有利于减少对部分敏感活性成分、药物载体或功能成分的影响。具体适配性仍需结合物料性质和小试结果确认。

7. 支持亲水膜、疏水膜互换

设备可根据乳液类型和物料体系选择亲水膜或疏水膜组件，适用于不同连续相/分散相体系的小试探索。对于 O/W、W/O 以及部分复乳体系，可根据配方和乳化目标进行膜组件选择。

8. 可更换微孔膜组件，适配不同目标粒径

设备采用可更换膜组件设计，可根据目标粒径选择不同孔径的微孔膜组件。适用于膜孔径筛选、粒径分布优化和多体系小试验证。

9. 结构简洁，易清洗、易维护

KH-125/1000 结构相对直观，主要由 1 L 分散相压力罐、压力调节系统、可更换微孔膜组件、循环泵、连续相容器和连接管路组成，便于实验人员理解流程、拆装清洗和日常维护。

10. 适用于多类乳液、微球与微囊体系

设备可用于 PLGA/PLLA 微球、纳米乳、均一乳液、脂质体相关体系、微胶囊、农药微囊、食品乳液、化妆品乳液等方向的小试验证和工艺探索。具体效果需结合物料体系、目标粒径和后处理工艺确认。

六、典型应用方向

KH-125/1000 膜乳化小试设备可用于以下研发和小试场景：

1、聚合物及材料微球

• PLGA、PLLA 等可降解聚合物微球；

• PS、PMMA 等聚合物材料微球；

• 酚醛树脂及其他树脂微球；

• 硅油微球；

• 其他需要进行液滴形成、固化或聚合的材料微球。

2、均一乳液及纳米乳相关体系

可用于观察预乳过膜后的粒径变化、粒径分布和稳定性表现。

对于较小的纳米级目标，不能只依据膜孔径判断，还需要结合乳化剂、油水比例、黏度、预乳状态、通过次数和检测方式。

3、食品与化妆品乳液

可用于功能油脂、香精、油溶性成分和其他乳液体系的小试工艺评估。

含有植物粉末、晶体、纤维、增稠剂或较多不溶物的体系，需要先评估堵膜风险。

4、农药微囊及缓释体系

可用于农药乳液、微囊前驱体液滴和悬浮体系的粒径控制探索。

高固含、易析晶、含颗粒或快速固化体系，建议先进行物料适用性判断。

5、脂质体及纳米载体相关工艺探索

可用于部分前端乳化、预乳均一化和工艺路线筛选。

能否形成目标脂质体、达到目标粒径或满足制剂指标，仍需要结合脂质配方、后处理工艺和实际检测结果验证。

七、小试验证支持服务

对于尚处于早期验证阶段的客户，先行者生物可提供 膜乳化小试验证支持服务。客户可通过小试设备租赁、技术沟通和实验方案梳理，初步判断物料体系是否适合膜乳化工艺。

该服务适合：

• 不确定物料体系能否过膜的客户；

• 想先验证粒径分布和液滴稳定性的客户；

• 暂时不确定是否采购设备的研发项目；

• 希望降低前期试错成本的企业或课题组。

注：膜乳化结果受物料体系、膜孔径、压力、连续相循环流量、乳化方式、乳化剂体系及后续固化/聚合/挥发过程影响。具体粒径、SPAN 值、批间差、处理量和稳定性表现需以实际小试验证结果为准。

八、客户案例

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