CN103933895B

CN103933895B - 利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法

Info

Publication number: CN103933895B
Application number: CN201410134979.1A
Authority: CN
Inventors: 王宏雁; 曹胜炎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2034-04-04
Also published as: CN103933895A

Abstract

本发明公开了一种利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法，首先将常温常压下为气态的溶剂压缩、冷却为液体储存于储罐内；将包衣材料置于溶解釜中，抽真空；将储罐中的溶剂注入溶解釜中，使溶剂升温成为亚临界流体，搅拌使包衣材料溶解；包封釜中加入固体颗粒，密封后抽真空，再将含有包衣材料的溶液注入包封釜，至包封釜内压力降至常压时，抽真空，放空使包封釜内压力降至常压，卸料，即得到包膜的固体颗粒；释放的气体溶剂收集、净化处理后重新压缩为液体存入储罐。本发明的方法简单、成本低，易于工业化生产。整个制备过程均在低温无氧条件下进行，特别适合热敏性物质和易氧化物质的包衣制备。

Description

利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法

技术领域

本发明涉及固体颗粒的包衣方法，尤其是涉及一种利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法。

背景技术

在固体药物、食品添加剂、饲料添加剂的颗粒上包覆一层或几层具有特定功能的薄膜称之为包衣、包被或包膜。含有包膜的颗粒具有许多优点，如抗氧化、防潮、掩蔽异味、缓释、选择性溶解等，肠溶性包衣就是其中的一种。在饲料生产行业，许多药物、营养素和功能性添加剂需要在肠道内定点释放才能更好的发挥作用。为避免动物胃中所含胃酸和酶对其功效的破坏，需要将这些药物、营养素和功能性添加剂等固体颗粒的外面涂上一层或几层肠溶性包衣。目前常规的包衣材料（包材）有虫胶、纤维素类（如乙酸纤维素钛酸酯（CAP），乙酸纤维素苯三酸酯（CAT）琥珀酸乙酸纤维素（CAS）），丙烯酸类（丙烯酸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型树脂）和固体脂肪类（如氢化植物油、棕榈硬脂、各种多元醇和一元或二元羧酸形成的聚酯）。包衣方法多采用旋转圆盘包衣法、沸腾床包衣法、流化床包衣法、喷雾干燥包衣法、喷雾冷却包衣法等方法来制备包衣。这些方法在医药和食品行业已广泛使用，但在饲料行业，由于受生产成本的限制，许多产品还是采取较为简单的脂肪混合包衣法，即将脂肪加热至熔与被包被的材料在包封釜中混合，或通过高塔喷雾-冷却造粉制备。但这些产品存在明显不足：机械混合法工艺简单，但包封率低，混合不均匀；喷雾造粉法由于工艺要求物料经由管道输送至喷嘴，包封材料和固体物料的混合物须有较小的粘度以便物料输送，故被包膜的物质含量低，一般包膜产品有效物质含量为30%左右（如包膜丁酸钠）；同时融化包膜材料需要较高的温度，高温可导致一些物质的性质发生劣变（如天然活性物质和生物酶失活）。

液化石油气（LPG）、正丁烷、高出度异丁烷(R600a)、丙烷、二甲醚（DME）、1,1,1,2-四氟乙烷或六氟化硫在常温常压下均为气体，且容易压缩为液体或亚临界流体，对脂肪类化合物有较强的溶解能力，其技术已经广泛应用于许多天然产物的萃取，如中国专利201110097522.4，公布了利用亚临界流体动态萃取的方法；中国专利200910034263.3，公布了天然产物有效成分的亚临界流体萃取方法；中国专利201210032926.X，公布了一种二甲醚亚临界浸取茶籽油设备；中国专利201310442913.4，公布了一种利用亚临界技术萃取信阳毛尖茶叶浸膏的方法，中国专利201310528306.X，公布了一种利用亚临界萃取技术提取烟草中质体色素的方法等。根据亚临界流体的独特性质，人们又开发了许多亚临界流体的新用途，如中国专利201310532356.5，公布了一种利用亚临界流体液-液萃取技术分离水脂混溶成分的方法。但截止今日，利用亚临界流体制备包膜产品的文献尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包被过程简单且可在低温、无氧条件下进行的利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法，包括下述步骤：

第一步，将常温常压下为气态的溶剂经压缩机压缩、冷却为液体储存于储罐内；

第二步，将包衣材料置于带夹套的溶解釜中，抽真空至真空表示数为0.09MPa；将上述储罐中的溶剂注入所述溶解釜中，在夹套中通热水使溶剂升温成为亚临界流体，搅拌使包衣材料溶解得到含有包衣材料的溶液；

第三步，在带夹套的包封釜中加入粒径0.01~0.5mm的固体颗粒，密封后抽真空至真空表示数为0.09MPa，将第二步制得的含有包衣材料的溶液注入包封釜，搅拌20~30分钟，减压加热释放溶剂，相变所需热量由包封釜夹套中热水提供，热水温度为0~80℃，至包封釜内压力降至常压时，抽真空至真空表示数为0.09MPa，放空使包封釜内压力降至常压，卸料，即得到包膜的固体颗粒；

第四步，将第三步中释放的气体溶剂收集，净化处理后重新压缩为液体存入储罐。

所述第三步可以替换为：

在带夹套的包封釜中加入粒径0.01~0.5mm的固体颗粒，密封后抽真空至真空表示数为0.09MPa，将第二步制得的含有包衣材料的溶液注入包封釜，搅拌20~30分钟；将包封釜中物料通过高压泵引入喷雾塔，由喷雾塔的雾化喷头喷出，流体溶剂经过雾化喷头减压后立即气化释放，包衣材料粘附于固体颗粒表面形成包膜的固体颗粒。

所述溶剂为液化石油气、正丁烷、高纯度异丁烷、丙烷、二甲醚、1,1,1,2-四氟乙烷或六氟化硫。

所述包衣材料为氢化植物油、棕榈硬脂、高级脂肪酸多元醇聚酯以及上述材料的混合物。

由于上述包衣材料为固体饱和脂肪，为帮助脂肪在肠道中溶解，包衣材料还可以包括1~20%的单硬脂酸甘油酯或/和蔗糖酯或/和聚合甘油脂肪酸酯或/和硬脂酸乳酸钙。

本发明的优点在于方法简单、成本低，易于工业化生产。整个制备过程在低温无氧条件下进行，特别适合热敏性物质（如生物酶和活菌）和易氧化物质（如维生素和二氢吡啶）的包衣制备。本发明选用的溶剂在常压下均为气体，经压缩冷却成为液体或称亚临界流体，具有脂溶性、易扩散、易流动等特性。利用这些物质的脂溶性，将包衣材料溶解成溶液，该溶液与固体颗粒料混合然后减压释放溶剂或经喷雾法制备包膜产品，包衣材料粘附在固体颗粒外形成脂溶性包衣膜，溶剂经加压冷却回收，再重复使用，降低了制造成本。由于包衣材料在亚临界流体中溶解均匀，溶液与固体颗粒料混合充分，溶液可渗透固体颗粒的整个表面；包衣膜厚度均匀并且可根据溶液浓度进行调整；通过调整膜材料的种类和厚度可控制包膜产品在肠道的释放位置和速度，实现了传统包衣方法无法达到的技术效果。

附图说明

图1为实施例1-3的工艺流程图。

图2是实施例4的工艺流程图。

具体实施方式

第一步，将常温常压下为气态的溶剂液化石油气（LPG）、正丁烷、高纯度异丁烷（R600a）、丙烷、二甲醚（DME）、1,1,1,2-四氟乙烷或六氟化硫经压缩机、冷凝器压缩为液体(或亚临界流体)储存于储罐（耐压2MPa的绝热压力容器）内；

第二步，将包衣材料（氢化植物油、棕榈硬脂、高级脂肪酸多元醇聚酯以及上述材料的混合物）置于带夹套的溶解釜中（溶解釜带有搅拌器或超声波发生器，承压P≥2MPa），抽真空至真空表示数为0.09MPa；开烃泵将储罐中的溶剂注入溶解釜中，在夹套中通热水使溶剂升温成为亚临界流体，搅拌使包衣材料溶解得到含有包衣材料的溶液；

第三步，在包封釜（可以用真空耙式干燥机，也可以用可搅拌带夹套的不锈钢反应釜）中加入粒径0.01~0.5mm的固体颗粒，密封后抽真空至真空表示数为0.09MPa，开烃泵将含有包衣材料的溶液注入包封釜，搅拌20~30分钟，打开阀门，减压加热（采用在夹套中通热水的方法，并可根据需要控制蒸发温度）释放溶剂，至包封釜内的压力降至常压时，关闭阀门，抽真空脱溶剂，至真空表压降至真空表示数为0.09MPa，放空使包封釜内压力降至常压，自包封釜出口处卸料，得到包被有包衣材料的固体颗粒；

第四步，将第三步中释放的溶剂收集净化后进入压缩机、冷凝器压缩成液体（或亚临界流体）存储于储罐中循环使用。

上述方法中，第三步还可以按下述方法进行：

本发明所用的包衣材料为氢化植物油、棕榈硬脂、高级脂肪酸多元醇聚酯以及上述材料的混合物。为帮助脂肪在肠道中溶解，包衣材料还可以包括1~20%的单硬脂酸甘油酯或/和蔗糖酯或/和聚合甘油脂肪酸酯或/和硬脂酸乳酸钙。

下面通过几个具体实例对本发明方法作更加清楚的说明。

实施例1：

包衣材料采用极度氢化植物油80%+单硬脂酸甘油酯20%配制而成。

如图1所示，在溶解釜1（带有搅拌器或超声波发生器，承压P≥2MPa）中加入100kg包衣材料，通过真空系统抽真空至真空表示数为0.09MPa，开烃泵3将储罐4中的丁烷溶剂或其他溶剂500L通入溶解釜1中，加热搅拌使包衣材料溶解。

在真空耙式干燥机2中加入100kg粒径0.01~0.5mm的固体氧化锌，通过真空系统抽真空至真空耙式干燥机上真空表示数为0.09MPa，将溶解釜1中含有包衣材料的溶液通过烃泵5打入真空耙式干燥机2中，搅拌30分钟，开放气阀6使丁烷或其他溶剂挥发，同时开压缩机7、冷凝器8将丁烷或其他溶剂气体压缩为液体回收至储罐4中重复使用；待真空耙式干燥机2压力降至常压时通过真空系统抽气脱溶剂，至压力降到真空表示数为0.09 MPa时，放空，卸料，得到含量为50%的包膜氧化锌，氧化锌的包封率为88.8%。

实施例2：

包衣材料(包材)采用棕榈硬脂70%+硬脂酸甘油己二酸聚酯10%+单硬脂酸甘油酯10%+蔗糖酯（SE-10）10%配制而成。

如图1所示，在溶解釜1（带有搅拌器或超声波发生器，承压P≥2MPa）中加入100Kg包材，通过真空系统抽真空至真空表示数为0.09MPa，开烃泵3将储罐4中的二甲醚溶液1000L通入溶解釜1中，在溶解釜夹套中通热水加热并搅拌使包材溶解，控制溶解温度小于35℃。

真空耙式干燥机2中加入25kg固体脂肪酶，通过真空系统抽真空至真空表示数为0.09MPa，开烃泵5将含有包衣材料的二甲醚溶液打入真空耙式干燥机2中，搅拌20分钟，开放气阀6使二甲醚挥发，控制真空耙式干燥机2温度低于35℃，同时开压缩机7、冷凝器8将二甲醚气体压缩为液体回收至储罐4中重复使用；待真空耙式干燥机2压力降至常压时通过真空系统抽气，至压力降到真空表示数为0.09 MPa时，放空，卸料，得到含量为20%的包膜脂肪酶，固体脂肪酶的包封率为95.1%。

实施例3：

包衣材料(包材)采用棕榈硬脂80%+单硬脂酸甘油酯20%配制而成。

如图1所示，在溶解釜1（带有搅拌器或超声波发生器，承压P≥2MPa）中加入100Kg包材，通过真空系统抽真空至真空表示数为0.09MPa，开烃泵3将储罐4中的液化石油气500L通入溶解釜1中，在溶解釜夹套中通热水加热并搅拌使包材溶解，控制溶解温度小于35℃。

真空耙式干燥机2中加入200kg粒径0.01~0.5mm的固体柠檬酸，通过真空系统抽真空至真空表示数为0.09MPa，开烃泵5将含有包衣材料的液化石油气溶液打入真空耙式干燥机2中，搅拌20分钟，开放气阀6使液化石油气挥发，同时开压缩机7、冷凝器8将液化石油气气体压缩为液体回收至储罐4中重复使用；待真空耙式干燥机2压力降至常压时通过真空系统抽气，至压力降到真空表示数为0.09 MPa时，放空，卸料，得到含量为66%的包膜柠檬酸，柠檬酸的包封率为92.2%。

实施例4：

包衣材料(包材)采用氢化植物油%50+硬脂酸甘油己二酸聚酯20%+单硬脂酸甘油酯20%+蔗糖酯10%配制而成。

如图2所示，在溶解釜1（带有搅拌器或超声波发生器，承压P≥2MPa）中加入70kg的包材，通过真空系统抽真空至真空表示数为0.09MPa，开烃泵3将储罐4中的亚临界丁烷溶液500L通入溶解釜1中，搅拌使包材溶解。

在带夹套的不锈钢反应釜2（可搅拌）中加入30kg纳米氧化锌，通过真空系统抽真空至真空表示数为0.09MPa，开烃泵5将溶解釜中含有包衣材料的溶液打入不锈钢反应釜2中，搅拌30分钟，开高压泵6，将不锈钢反应釜2中物料引入喷雾塔7，由喷雾塔7的雾化喷头8喷出，经过雾化喷头8减压后的丁烷气化释放，打开气阀9，释放的丁烷气体经净化后通过压缩机10、冷凝器11变为亚临界流体回收至储罐4中重复使用，包衣材料粘附于纳米氧化锌表面形成含量30%的包膜纳米氧化锌，包封率95.5%，颗粒直径0.1~0.4微米，球形，流动性良好。

Claims

1.一种利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法，其特征在于：包括下述步骤：

第一步，将常温常压下为气态的溶剂经压缩机压缩为液体储存于储罐内；

2.根据权利要求1所述的利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法，其特征在于：所述第三步可以替换为：

3.根据权利要求1或2所述的利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法，其特征在于：所述溶剂为液化石油气、正丁烷、高纯度异丁烷、丙烷、二甲醚、1,1,1,2-四氟乙烷或六氟化硫。

4.根据权利要求1或2所述的利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法，其特征在于：所述包衣材料为氢化植物油、棕榈硬脂、高级脂肪酸多元醇聚酯或者上述材料的混合物。

5.根据权利要求4所述的利用亚临界流体制备固体颗粒肠溶包衣的方法，其特征在于：所述包衣材料还包括1~20%的单硬脂酸甘油酯或/和蔗糖酯或/和聚合甘油脂肪酸酯或/和硬脂酸乳酸钙。