CN108160014A - 一种制备双层外壳微胶囊装置 - Google Patents
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Abstract
一种制备双层外壳微胶囊装置，包括芯材进液口、壁材进液口、振动系统、同心喷嘴、收集器、搅拌器、蠕动泵Ⅰ、第二层包衣室、可旋转筛网、包衣液进液口、蠕动泵Ⅱ、雾化喷嘴、空气压缩机、温控系统等。本发明设备简易，通过控制芯材进液口和壁材进液口的进液速度和振动系统的振动频率控制微胶囊核芯的大小，制作大小均匀的微胶囊，减少微胶囊制作过程中的破坏；通过硬化液过滤和热风流化，实现首层微胶囊的快速成型；通过控制雾化压力和包衣液溶度而控制第二层包衣的外壳厚度。本制备工艺简单，反应条件温和，易于控制，可重复性较好，且由于装置的封闭性，大大减少了环境对微胶囊的影响，可有效的制作双层外壳微胶囊，制作时间大大缩短。
Description
技术领域
本发明属食品机械领域，涉及一种制备双层外壳微胶囊装置。
技术背景
微胶囊技术是一种利用成膜材料把固体液体或气体包埋成具有功能性核壳结构包含物的技术。微胶囊技术至今已推广到包含医学、农药学、香料学、涂料学以及食品科学、化妆品的制备等不同领域。一些物质经微胶囊化后能够以微细状态的芯材形式被储存并在需要时释放出来，其颜色、外形、耐热性、溶解性、体积、质量等都会改变。微胶囊技术主要有以下优点：① 微胶囊化可以使物料形态改变，从而改变物料的存在状态、质量和体积。②微胶囊化可以控制芯材释放，控制芯材释放时间、释放速率、释放含量，通过微胶囊化使易挥发物质得到有效保护并在合适的时候释放出来。③ 掩盖不良风味，降低其挥发性，通过微胶囊壁材的遮蔽作用可以掩盖芯材自身的不良气味，降低其挥发性。④隔离物料间的相互作用，保护敏感性物料，将比较敏感的物料成分进行微胶囊化，既可以保护其不受外界不良环境的影响，提高其稳定性，也可以避免其与其他成分接触后相互作用，发生不良反应。⑤提高芯材稳定性，保护其有效成分。⑥降低防腐剂、保鲜剂等直接对食品或人体产生危害。
微胶囊又通常包括单层，双层，和多层微胶囊等。双层微胶囊较单层微胶囊，具有失重率明显更小，能提高壁材力学性能和耐热性能，能准确达到定点释放，能在特殊的环境下对芯材起到更好的保护作用等优点。目前制作双层微胶囊的方法例如王忠合等用双乳化-喷雾干燥法制备双层原花青素微胶囊，该方法是将大豆分离蛋白溶于水后在80℃的水浴中保温20至30min，然后将其冷却至室温后加入麦芽糊精形成外层壁材，接着将葵花籽油与乳化剂经高速分散后形成乳化液形成内层壁材，将内层壁材与葡萄籽原花青素提取物溶液混合进行包埋，然后与制备好的外层壁材混合后高速分散形成乳化液，再经高压均质，喷雾干燥后最终形成微胶囊产品；蔡秀丽等用微胶囊双层包覆方法改善茉莉香精的耐热和缓释性能，其制备微胶囊方法为按比例将三聚氰胺、甲醛、水搅匀，用NaOH调节pH至8，升温至70℃反应30min，得到透明预聚物水溶液，降至室温，将一定量的茉莉花加溶香精、丙烯腈、偶氮二异丁腈、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物加入到正在乳化的明胶当中，乳化40min，制得水分散香精乳化液，在加入预聚物溶液，用盐酸调节pH值至3.0~4.0，升温至50℃反应4h，丙烯酸酯单体在胶囊内表面聚合成丙烯酸酯膜，形成双层结构包覆层，反应结束后降至室温，用氢氧化钠调节pH值7.0~8.0，过滤，洗涤，60℃的烘箱干燥24h，制得白色粉末状微胶囊化香精产品；王森等制备海藻酸钠-壳聚糖双层微胶囊用以包埋乳酸菌，其方法为将植物乳酸菌制备好菌悬液，再将菌悬液与海藻酸钠、低聚半乳糖和无菌水混合制成含2%海藻酸钠和1%低聚半乳糖，然后用无菌注射器逐滴挤压入距离有50cm左右的2%氯化钙溶液中，然后静置硬化30min，形成凝胶小球；陈丽等先采用玉米多孔淀粉吸附包埋大米抗氧化肽，再利用超声波辅助黄原胶对多孔-大米抗氧化肽进行二次包埋。但当下制备双层微胶囊也存在着制备的双层微胶囊大小不均一，制备工艺复杂，反应条件复杂，不易控制，且由于实验重复性不高而不能形成工业化生产等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备双层外壳微胶囊装置。该装置可以用于制备微胶囊，特别是双层外壳微胶囊制备。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的一种制备双层外壳微胶囊装置，包括芯材进液口（1）、壁材进液口（2）、振动系统（3）、同心喷嘴（4）、电极（5）、收集器（6）、搅拌器（7）、蠕动泵Ⅰ（8）、第二层包衣室（9）、可旋转筛网（10）、排水口（11）、进气口（12）、包衣液进液口（13）、蠕动泵Ⅱ（14）、雾化喷嘴（15）、空气压缩机（16）、温控系统（17）。
芯材进液口（1）位于首层包衣机上方的左侧，壁材进液口（2）位于首层包衣机上方的右侧，芯材进液口与壁材进液口同时连着振动系统（3），振动系统（3）与同心喷嘴（4）连接，电极（5）位于喷嘴（4）下方，收集器（6）位于首层包衣机正下方，搅拌器（7）位于收集器（6）底部，蠕动泵Ⅰ（8）进出口分别连接着收集下方和第二层包衣室（9）的下方，可旋转筛网（10）位于第二层包衣室底部，排水口位于可旋转筛网下方左侧，进气口（12）连接着可旋转筛网（10），进气气体由空气压缩机（16）提供，空气压缩机（16）连着温控系统（17），温控系统提供两进气口，包衣液进液口（13）连着蠕动泵Ⅱ（14），蠕动泵Ⅱ出口连着雾化喷嘴（15）下方，雾化喷嘴上方连着温控系统（17）。
本发明所述的一种制备双层外壳微胶囊装置的工程过程：芯材液和壁材液同时进入振动系统（3），振动系统（3）通过间断性挤压，使芯材和壁材分别通过同心喷嘴（4）的内径和外径形成微液滴。这些微液滴流经同心喷嘴（4）和电极（5）之间的电场，致使其表面带电。静电斥力使其分散开来，滴落到收集器（6）的硬化溶液中，经搅拌器（7）使粒子分散，再经蠕动泵Ⅰ（8）输送到第二层包衣室（9）的下部，硬化溶液通过可旋转筛网（10）左侧下方的排水口（11）排出，截留在可旋转筛网（10）上的粒子由进气口（12）的热空气吹起而实现流化。包衣液进液口（13）经蠕动泵Ⅱ（14）将包衣液输送到第二层包衣室（9）上部的雾化喷嘴（15），经雾化，与流化的粒子相遇，形成第二层包衣。
本发明采用振动挤压技术、包衣技术，通过控制芯材进液口和壁材进液口的进液速度和振动系统的振动频率控制微胶囊核芯的大小，制作大小均匀的微胶囊，减少微胶囊制作过程中的破坏；通过硬化液过滤和热风流化，实现首层微胶囊的快速成型；通过控制雾化压力和包衣液溶度而控制第二层包衣的外壳厚度。本制备工艺简单，实验设备简易，反应条件温和，易于控制，且实验可重复性较好，可为工业生产提供支持，且由于仪器实验条件的封闭性，大大减少了环境对微胶囊的影响，可有效的制作双层外壳微胶囊，且双层微胶囊制作时间大大缩短。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。其中1为芯材进液口，2为壁材进液口，3为振动系统，4为同心喷嘴，5为电极，6为收集器，7为搅拌器，8为蠕动泵Ⅰ，9为第二层包衣室，10为可旋转筛网，11为排水口，12为进气口，13为包衣液进液口，14为蠕动泵Ⅱ，15为雾化喷嘴，16为空气压缩机，17为温控系统。
具体实施方式
本发明将结合附图通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
本实施例所述的一种制备双层外壳微胶囊装置，包括芯材进液口1、壁材进液口2、振动系统3、同心喷嘴4、电极5、收集器6、搅拌器7、蠕动泵Ⅰ8、第二层包衣室9、可旋转筛网10、排水口11、进气口12、包衣液进液口13、蠕动泵Ⅱ14、雾化喷嘴15、空气压缩机16、温控系统17。
芯材进液口1位于首层包衣机上方的左侧，壁材进液口2位于首层包衣机上方的右侧，芯材进液口与壁材进液口同时连着振动系统3，振动系统3与同心喷嘴4连接，电极5位于喷嘴4下方，收集器6位于首层包衣机正下方，搅拌器7位于收集器6底部，蠕动泵Ⅰ8进出口分别连接着收集下方和第二层包衣室9的下方，可旋转筛网10位于第二层包衣室底部，排水口位于可旋转筛网下方左侧，进气口12连接着可旋转筛网10，进气气体由空气压缩机16提供，空气压缩机16连着温控系统17，温控系统提供两进气口，包衣液进液口13连着蠕动泵Ⅱ14，蠕动泵Ⅱ出口连着雾化喷嘴15下方，雾化喷嘴上方连着温控系统17。
芯材液和壁材液同时进入振动系统3，振动系统3通过间断性挤压，使芯材和壁材分别通过同心喷嘴4的内径和外径形成微液滴。这些微液滴流经同心喷嘴4和电极5之间的电场，致使其表面带电。静电斥力使其分散开来，滴落到收集器6的硬化溶液中，经搅拌器7使粒子分散，再经蠕动泵Ⅰ8输送到第二层包衣室9的下部，硬化溶液通过可旋转筛网10左侧下方的排水口11排出，截留在可旋转筛网10上的粒子由进气口12的热空气吹起而实现流化。包衣液进液口13经蠕动泵Ⅱ14将包衣液输送到第二层包衣室9上部的雾化喷嘴15，经雾化，与流化的粒子相遇，形成第二层包衣。
实施例2。
取0.5%的500ml的海藻酸钠溶液和0.5%的100ml的原花青素溶液分别从液体入口1、2进入，通过振动系统3的间接性挤压，经同心喷嘴4产生大小均匀的单核单壁水凝珠，经过电极5后分散到装有1%氯化钙的硬化溶液中，水凝珠经收集器6中硬化液硬化，再经蠕动泵Ⅰ8进入第二层包衣室9下部，硬化溶液经可旋转筛网10左侧下方的排水口排出，截留在筛网上的粒子由进气口12的热空气吹起而实现流化，包衣液进液口13经蠕动泵Ⅱ14将包衣液输送到9上部的雾化喷嘴15，经雾化，与流化的粒子相遇，形成第二层包衣。从而产生双层原花青素微胶囊。经过生产结束收集后，得到粒径为180μm、大小均匀、表面光滑、形态圆整的双层原花青素微胶囊。
Claims (1)
1.一种制备双层外壳微胶囊装置，其特征是包括芯材进液口（1）、壁材进液口（2）、振动系统（3）、同心喷嘴（4）、电极（5）、收集器（6）、搅拌器（7）、蠕动泵Ⅰ（8）、第二层包衣室（9）、可旋转筛网（10）、排水口（11）、进气口（12）、包衣液进液口（13）、蠕动泵Ⅱ（14）、雾化喷嘴（15）、空气压缩机（16）、温控系统（17）；
芯材进液口（1）位于首层包衣机上方的左侧，壁材进液口（2）位于首层包衣机上方的右侧，芯材进液口与壁材进液口同时连着振动系统（3），振动系统（3）与同心喷嘴（4）连接，电极（5）位于喷嘴（4）下方，收集器（6）位于首层包衣机正下方，搅拌器（7）位于收集器（6）底部，蠕动泵Ⅰ（8）进出口分别连接着收集下方和第二层包衣室（9）的下方，可旋转筛网（10）位于第二层包衣室底部，排水口位于可旋转筛网下方左侧，进气口（12）连接着可旋转筛网（10），进气气体由空气压缩机（16）提供，空气压缩机（16）连着温控系统（17），温控系统提供两进气口，包衣液进液口（13）连着蠕动泵Ⅱ（14），蠕动泵Ⅱ出口连着雾化喷嘴（15）下方，雾化喷嘴上方连着温控系统（17）。
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