CN101543757B - 利用声表面波雾化器实现芯材微胶囊化的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种微胶囊化技术领域的利用声表面波雾化器实现芯材微胶囊化的制备方法，包括如下步骤：由公式

得到声表面波雾化器的共振频率；将芯材乳化液置于声表面波器件上，泵开始运行，热水从热水入口中进入，热水出口处流出，声表面波雾化器开始工作，产生芯材乳化液雾化颗粒，颗粒在内管中向泵所在的方向运动；将芯材乳化液雾化颗粒通入到凝聚剂中，反应，完成微胶囊化过程。本发明借助表面波雾化器对芯材乳化液进行雾化，一次形成大量的芯材乳化液颗粒，还能通过改变SAW雾化器的共振频率得到各种大小径粒的微胶囊，其能产生的最小径粒可达到50μm，大大地提高芯材乳化液颗粒产生的速度，提高了产生微胶囊的效率。

Description

利用声表面波雾化器实现芯材微胶囊化的制备方法

技术领域

本发明涉及一种微胶囊化技术领域的制备方法，特别是一种利用声表面波雾化器实现芯材微胶囊化的制备方法。

背景技术

自20世纪50年代，人们开始关注微胶囊制备技术的实现。人们最早采用了锐孔法进行微胶囊制备。但该法制备的微胶囊较大，一般在500μm以上。近年来随着微胶囊技术的速度发展，应用领域也不断扩展。这就对微胶囊品质提出了越来越高的要求，尤其是为了实现更小的微胶囊外观尺寸。赵斌等在《中国粮油学报》2008年11月第23卷第6期120～126页上发表了“磷脂微胶囊化乳化液稳定性的研究”一文，文中提及如下内容，在微胶囊化处理过程中，将芯材与壁材溶液的乳化是将壁材在芯材表面形成薄膜最常用的方法，乳化液的稳定性、微粒大小及黏度等是决定微胶囊化效率及微胶囊微观结构的关键因素之一。宋健等在《化工进展》1999年1月第1期42～44页上发表了“微胶囊化及微胶囊化技术的研究进展”一文，文中提及，利用单凝聚法制备微胶囊过程中，将芯材分散到壁材材料中后，再加入凝聚剂，由于水与凝聚剂结合，致使壁材材料凝聚出来，形成微胶囊。

乳化液和凝聚剂属于现有技术，其结构和组分比例分别在《中国粮油学报》(2008年11月第23卷第6期120～126页)和《化工进展》(1999年1月第1期42～44页)记载。

经对现有技术的文献检索发现，张晓乐、侯丽雅等在《化工学报》2007年8月第58卷第8期2133～2137页上发表了“微胶囊的微流体数字化技术制备方法及实验装备”一文，文中提及一种利用微流体数字化技术实现芯材的微胶囊化过程，其中涉及的微囊化设备的具体结构如下：微喷射单元、控制计算机、供液装置、显微成像单元和移动装置，工作原理如下：首先，配置芯材为芝麻油的乳化液和氯化钙凝聚剂。然后，通过对微喷嘴对芯材为芝麻油的乳化液施加小幅可控的脉冲惯性力，完成对芯材为芝麻油的乳化液的小份分割、数字化传输及喷射，从而得到粒径均匀的芯材为芝麻油的乳化液颗粒，将产生的芯材为芝麻油的乳化液颗粒喷射到氯化钙凝聚剂中经反应固化成形，形成微胶囊；

又如聂斌英在《粮油食品科技》2008年6月第16卷第6期29～31页上发表了“沙棘油微胶囊化研究”一文，文中对沙棘油芯材进行微胶囊化，其工作原理如下：首先，配置芯材为沙棘油的乳化液和与芯材为沙棘油的乳化液相对应的阿拉伯胶的凝聚剂。然后通过把芯材为沙棘油的乳化液和阿拉伯胶凝聚液均匀混合反应后喷雾干燥得到沙棘油微胶囊；

虽然这些方法能产生50μm左右粒径的微胶囊，但是由于其微胶囊乳液颗粒是逐个产生的导致了微胶囊的生产效率较低，且该法的制造过程复杂，设备昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用声表面波雾化器实现芯材微胶囊化的制备方法。本发明的方法可借助声表面波(SAW)雾化器对芯材乳化液进行雾化，一次形成大量的芯材乳化液颗粒，还能通过改变SAW雾化器的共振频率得到各种大小径粒的微胶囊，其能产生的最小径粒可达到50μm，大大地提高芯材乳化液颗粒产生的速度，提高了产生微胶囊的效率。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明配置芯材乳化液和凝聚剂后，进行处理，包括如下步骤：

步骤一，乳化液和凝聚剂利用现有技术获得；由公式 $D=0.34\sqrt[3]{\frac{8\mathrm{\π\γ}}{\mathrm{\ρ}{f}^2}}$ 得到声表面波雾化器的共振频率，其中，γ代表芯材乳化液的表面张力，ρ代表芯材乳化液的粘力，f代表声表面波雾化器的共振频率，D代表芯材乳化液雾化颗粒的直径；

步骤二，将芯材乳化液置于声表面波雾化器上，泵开始运行，热水从热水入口中进入，热水出口处流出，声表面波雾化器以步骤一得到的共振频率开始工作，产生芯材乳化液雾化颗粒，颗粒在内管中向泵所在的方向运动；

步骤三，将芯材乳化液雾化颗粒通入到凝聚液中，反应，完成微胶囊化过程。

步骤二中，所述热水为50℃。

本发明将芯材乳化液置于声表面波雾化器上，通过调整声表面波雾化器的共振频率大小相应地调整芯材乳化液雾化后产生的芯材乳化液颗粒大小，热水通过包裹内管的外管的入口进入外管中，使颗粒保持相对稳定的温度，然后芯材乳化液通过泵的作用在内管里向上运动，当芯材乳化液颗粒通过外管作用后，将芯材乳化液颗粒迅速进入配置好的凝聚剂中，凝聚浴在芯材乳化液颗粒表面发生固化反应，产生一层具有弹性的薄膜，从而实现芯材的微胶囊化，产生微胶囊。

本发明可借助声表面波雾化器对芯材乳化液进行雾化，一次形成大量的芯材乳化液颗粒，还能通过改变声表面波雾化器的共振频率得到各种大小径粒的微胶囊，其能产生的最小径粒可达到50μm，大大地提高芯材乳化液颗粒产生的速度，提高了产生微胶囊的效率。

附图说明

图1为本发明的制备过程示意图。

具体实施方式

以下实例将对本发明作进一步说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

如图1所示，1为声表面波(SAW)雾化器，2为芯材乳化液，3为热水入口，4为热水出口，5为芯材乳化液雾化颗粒出口，芯材乳化液雾化颗粒出口的上方有一泵，6为外管，7为内管，其中内管7被外管6包裹，热水入口3和热水出口4位于外管6上。制备过程中，将配置好的芯材乳化液2置于表面波雾化器1上，根据所要制备的芯材乳化液雾化颗粒直径设定表面波雾化器1的共振频率，然后泵开始运行，热水从热水入口3进入外管6中，从热水出口4流出，从而使颗粒保持相对稳定的温度，声表面波雾化器1开始工作，产生芯材乳化液雾化颗粒，颗粒在泵的作用下在内管7中向泵所在的方向运动，当颗粒通过芯材乳化液雾化颗粒出口5后，将其迅速通入配置好的凝聚剂中，凝聚剂与芯材乳化液雾化颗粒发生固化反应，产生一层具有弹性的薄膜，进而实现芯材的微胶囊化，产生微胶囊。

实施例1

具体实施例的制备过程如下：

步骤一，配置芯材乳化液和凝聚剂：

芝麻油乳化液的配置：首先，配置100ml的质量分数为3％的海藻酸钠水溶液，然后配置100ml的质量分数为0.2％单甘脂、质量分数为0.4％Tween-80的混合水溶液，接着将100ml海藻酸钠水溶液、100ml混合乳化剂溶液和100ml水注入烧杯中混合搅拌，搅拌均匀后，放入50℃～60℃恒温水浴中，最后在不断搅拌混合溶液下，慢慢将20ml的芝麻油芯材射流加入后，继续搅拌至均匀，停止搅拌，所得混合溶液即为芝麻油乳化液；

凝聚剂的配置：质量分数为2％的氯化钙水溶液；

步骤二，由公式 $D=0.34\sqrt[3]{\frac{8\mathrm{\π\γ}}{\mathrm{\ρ}{f}^2}}$ 得到声表面波雾化器的共振频率，其中，γ代表芯材乳化液的表面张力，ρ代表芯材乳化液的粘力，f代表声表面波雾化器的共振频率，D代表芯材乳化液雾化颗粒的直径；本实施例要得到的微胶囊大小为50μm，故应将SAW雾化器的共振频率设为1.2×10⁸Hz；

步骤三，将芝麻油芯材乳化液置于声表面波雾化器上，泵开始运行，50℃的热水从热水入口中进入，热水出口处流出，其中内管的内径为2cm，长28cm，外管的内径为5cm，长20cm；声表面波雾化器开始工作，产生芝麻油芯材乳化液雾化颗粒，颗粒在内管中向泵所在的方向运动；

步骤四，将芝麻油乳化液雾化颗粒通向氯化钙水溶液中，芝麻油乳化液颗粒中的海藻酸钠会立即与氯化钙反应，在芝麻油乳化液颗粒表面形成半透明状且有弹性的海藻酸钙薄膜，芝麻油微胶囊化过程完成。

实施例2

制备过程如下：

步骤一，配置芯材乳化液和凝聚剂：

沙棘油乳化液的配置：首先取100ml沙棘油，在沙棘油中加入0.2mg的维生素E(VE)，搅匀，然后加入2.4g的乳化剂S-170并搅匀，即得沙棘油乳化液；

凝聚剂的配置：首先取100ml水将5mg的阿拉伯胶溶解成粘稠溶液，然后向粘稠溶液加入2.4mg的乳化剂S1570、1mg的柠檬酸单甘脂和1mg的麦芽湖精，搅拌至均匀，即得凝聚液；

步骤二，由公式 $D=0.34\sqrt[3]{\frac{8\mathrm{\π\γ}}{\mathrm{\ρ}{f}^2}}$ 得到声表面波雾化器的共振频率，其中，γ代表芯材乳化液的表面张力，ρ代表芯材乳化液的粘力，f代表声表面波雾化器的共振频率，D代表芯材乳化液雾化颗粒的直径；本实施例要得到的微胶囊大小为50μm，故应将SAW雾化器的共振频率设为1.2×10⁸Hz；

步骤三，将沙棘油芯材乳化液置于声表面波器件上，泵开始运行，50℃的热水从热水入口中进入，热水出口处流出，声表面波雾化器开始工作，产生沙棘油芯材乳化液雾化颗粒，颗粒在内管中向泵所在的方向运动；

步骤四，将芝沙棘油乳化液雾化颗粒通向凝聚剂中，雾化颗粒表面物质于凝聚液反应产生具有弹性的薄膜，从而实现沙棘油的微胶囊化。

Claims (2)

1.一种利用声表面波雾化器实现芯材微胶囊化的制备方法，配制芯材乳化液和凝聚剂后，进行处理，包括如下步骤：

步骤一，乳化液和凝聚剂利用现有技术获得；由公式

得到声表面波雾化器的共振频率，其中，γ代表芯材乳化液的表面张力，ρ代表芯材乳化液的粘力，f代表声表面波雾化器的共振频率，D代表芯材乳化液雾化颗粒的直径；

步骤二，将芯材乳化液置于声表面波雾化器上，泵开始运行，热水从热水入口中进入，热水出口处流出，声表面波雾化器以步骤一得到的共振频率开始工作，产生芯材乳化液雾化颗粒，颗粒在内管中向泵所在的方向运动；

步骤三，将芯材乳化液雾化颗粒通入到凝聚液中，反应，完成微胶囊化过程。

2.根据权利要求1所述的利用声表面波雾化器实现芯材微胶囊化的制备方法，其特征是，步骤二中，所述热水为50℃。

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