许多食物(烘焙食物、乳剂、冷冻产品等)是含有多种成分的涣散系统，其间乳液是最常见的。传统的乳液制备一般需求高速均质、高压均质等办法。这些常用办法制备的乳液其巨细、形状和散布是不可控的，存在多涣散液滴。但是，微流控技能可准确操控多相流，以构成具有所需直径的单涣散液滴。它在许多职业都有潜在的运用，包含食物、制药、化妆品和生物资料等职业。但其液滴生成功率低，不能满意工业化的要求。此外，传统办法不能很好的完成多重乳液的制备，而微流控技能能够较好的完成多重乳液的生成，但试验时需用有机试剂对微流控芯片（玻璃毛细管，PDMS）进行部分外表处理。

近来，华南农业大学食物学院蒋卓副教授课题组根据微立体光刻3D打印技能（深圳摩方资料科技有限公司nanoArch® P140）,运用光敏树脂资料完成微流控芯片的制备。此作业运用一种新技能制造了单乳液和双乳液的微流控生成芯片。这些芯片选用微纳微标准3D打印技能制造，完成微观结构和微观结构的有机结合，能够一起满意不同乳液类型的制备和生成，清洗后可屡次重复运用。一起完成了五个平行通道的单乳液生成，为高通量微流控技能的改善奠定了根底。根据此，该微流控芯片成功完成了W/O/W（水/油/水）和O/W/O（油/水/油）两层乳液的制备。此外，因为制备芯片所运用的树脂资料对油和水都具有杰出的潮湿性，因而不需求运用有机试剂对芯片进行部分改性。该作业以“Microfluidicdroplet formation in co-flow devices fabricated by micro 3D printing”为题宣布在Journal of FoodEngineering上，榜首作者是华南农业大学硕士生张佳。

微流控芯片的规划及3D打印制得的设备

根据Co-flow原理，经过3D打印技能，制备了单乳液生成芯片（图1），五个平行流道的单乳液生成芯片以及两层乳液生成芯片（图2）。

图1 单乳液生成设备

图2 五个平行流道的单乳液生成设备和两层乳液生成设备

微流控芯片的点评

为了验证和点评该设备的可用性，咱们选取不同的乳液配方进行试验。选取不同的油包水和水包油乳液，对乳液生成进程进行记载，并对搜集后的乳液进行剖析（图3）。搜集到的油包水乳液单涣散性较好，其CV为2.7%。同一设备上完成了水包油乳液的生成，所得液滴的CV仅为2.2%。

图3 单乳液生成设备用于油包水（a、b）和水包油（c、d）乳液的生成及其涣散性

运用五个平行流道的单乳液生成设备进行试验，能够在同一设备上完成油包水和水包油两种不同类型乳液的生成（图4），所得油包水液滴的CV为2.6%，水包油液滴的CV为3.1%。本研讨运用的微流控芯片制造简略，集成度高，可重复运用。但其出产功率和液滴直径仍需进一步进步，这也是咱们后续研讨的要点。

图4 五个平行流道的单乳液生成设备用于油包水（b、c）和水包油（d、e）乳液的生成及其液滴的涣散性

根据上述试验成果，咱们进行了两层乳液的生成。在试验中，经过改动内相、中心相和外相的速度能够调理液滴的尺度和核壳份额。图5展现了不同流量下W/O/W双乳状液的构成进程和搜集的液滴，能够看到显着的核-壳层。关于O/W/O双乳状液的构成(图6)，试验进程中能够清楚地看到乳状液的构成进程，但搜集后的乳液稳定性极差，不能观察到均匀涣散的双乳状液滴，尝试了多种O/W/O乳液配方，暂未得到牢靠的试验成果。

图5 选用双乳液生成设备在不同流速下生成和搜集W/O/W两层乳液

图6 选用双乳液生成设备生成O/W/O两层乳液

现在，关于3D打印微流控芯片的功能点评还处于试验室阶段，所运用的乳液配方是在现有参考文献的根底上进行修正的。为了进一步促进微流体在食物工业中商业化，需求进一步开发相关的乳液配方。此外，微流体的一些问题需求处理，如高通量，稳定性，生物相容性等。

参加该作业的合作者有华南农业大学食物学院的硕士生徐文华，工程学院的徐凤英教授，无限极（我国）有限公司的鲁旺旺、张晨，深圳摩方资料科技有限公司的周建林等。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110212（以上相关介绍内容由华南农业大学蒋卓副教授供给）