文档介绍：化工原理(下) 第8章微胶囊造粒技术
微胶囊造粒的基本概念
1、微胶囊
微胶囊是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装物。
微胶囊造粒技术就是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶囊内成为固体微粒的技术。
微胶囊粒子大小在5~200 μm较好,~1000 μm,
~10μm
微胶囊内部装载的材料称为心材(或称囊心物质)
微胶囊外部包囊的壁膜称为壁材(或称包囊材料)
微胶囊造粒的基本概念及原理
微胶囊形状:球形、肾形、粒形、谷粒状、絮状、块状等
2、微胶囊心材(囊心物质)
心材可以是单一的固体、液体、或气体,也可是固固、液液、气液混合体等。
已使用和试图使用的心材有:
生物活性物质,如免疫球蛋白、活性多糖等
药用物质,如阿司匹林、维生素等
香味物质,如桔子香精、樱桃香精等
微量元素添加剂等
3、壁材(膜材、包囊材料、成膜材料)
常见的壁材是高分子的有机材料,包括天然和合成两大类。现使用壁材有:
植物胶类:阿拉伯胶、琼脂等
多糖类:黄原胶、阿拉伯半乳聚糖、壳聚糖等
淀粉类:玉米淀粉、马铃薯淀粉、改性淀粉等
纤维素类、蛋白质类、聚合物类、蜡与类脂类
4、微胶囊壁材的选择原则:
油溶性心材应采用水溶性壁材;
水溶性心材应采用油溶性壁材;
壁材不能与心材发生化学反应,物化性质稳定;
具备适当的渗透性、吸湿性、溶解性;
满足食品、医药卫生要求。
5、微胶囊的功能与局限
(1)改变物料的存在状态、物料的质量和体积;
(2)隔离物料间的相互作用,保护敏感性物料;
(3)掩盖不良风味、降低挥发性;
(4)控制释放;
(5)降低食品添加剂的毒理作用。
(6)微胶囊的局限:一是释放速度的控制能否满足要求;
二是释放后剩下的壁材可能带来一定的负面影响。
因此,其壁材选择很关键。
微胶囊造粒的步骤与分类
1、微胶囊造粒的步骤
实际上微胶囊造粒可看成是物质微粒(核心)的包衣过程。其过程可分为四步:
(1)将心材分散入微胶囊化的介质中;
(2)再将壁材放入该分散体系中;
(3)通过某种方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周围;
(4)进行某种物化处理,使微胶囊达到一定的机械强度。
2、微胶囊造粒技术的分类
按微胶囊造粒的原理不同,可将微胶囊造粒分为三类:
(1)属物理方法的微胶囊造粒技术
如喷雾干燥法、喷雾凝动法、空气悬浮法、多空离心法等
(2)属物理化学方法的微胶囊造粒技术
如水相分离法、油相分离法、锐孔法、挤压法、熔化分散法等。
(3)属化学方法的微胶囊造粒技术
如界面聚合法、原位聚合法、分子包囊法、辐射包囊法等。
3、微胶囊的释放机理
(1)活性心材物质通过囊壁膜的扩散释放
心材通过囊壁膜上的微孔、裂缝或半透膜进行扩散而释放。
(2)用外力或内压使囊膜破裂释放出心材
在使用、加工时外力破坏,或心材膨胀使壁材破坏释放。
(3)用水、溶剂等的浸渍或加热等方法使微胶囊降解释放。
4、微胶囊产品的质量评定
针对不同的心材,选用不同的壁材和不同的方法,得到的微胶囊产品性能相差很大,因此微胶囊产品的质量评定很重要。
可从以下几方面评定:
(1)容出速度:反映心材的释放速度,对药物方面,美国规定了一定的方法,其他,由于没有形成专项办法,可借助其它行业的相关办法测定。
(2)心材含量的测定
不同的产品可用不同的方法,如挥发油类产品,可用索氏提取法,其它,可用溶剂提取法、水提取法等。
(3)微胶囊尺寸大小的测定
可简单筛析,可用装有特殊装置的显微镜测定等。
物理法微胶囊造粒技术
1、喷雾干燥法
优点:适合于热敏物料的微胶囊;工艺简单,易实现工业化生产,生产能力大,成本低。
缺点:包囊率低,心材有可能粘附在微胶囊颗粒的表面影响产品质量;设备造价高,能耗大。
喷雾干燥法是目前应用最广泛的微胶囊造粒技术。
原理:
将心材分散在已液化的壁材中混合均匀,并将此混合物经雾化器雾化成小液滴,此小液滴的基本要求是壁材必须将心材包裹住(即已形成湿微胶囊)。然后,在喷雾干燥室与热气体接触干燥,壁材固化形成微胶囊颗粒。