CN108272119A - 一种通过温控固化制备微胶囊的装置 - Google Patents
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Abstract
一种通过温控固化制备微胶囊的装置，包括芯材进液口、壁材进液口、振动系统、蠕动泵Ⅰ、加热器、同心加热喷嘴、电极、包衣反应室、进气口、包衣液进液口、蠕动泵Ⅱ、雾化喷嘴、温控系统、空气压缩机、筛网、阀门开关；本发明设备简易，将双层包埋置于在同一个包衣反应室中，通过控制脂肪温度，先液化后固化脂肪，从而制备单层微胶囊，然后通过控制雾化压力和包衣液溶度控制第二层包衣的外壳厚度，得到双层微胶囊，该发明制备工艺简单，反应条件温和，易于控制，较好地解决了熔化分散冷凝法制备微胶囊的缺陷，可有效的制备双层外壳微胶囊。
Description
技术领域
本发明属食品机械领域，涉及一种通过温控固化制备微胶囊的装置。
技术背景
微胶囊是一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装物，其内部装载的是芯材。微胶囊技术至今已在包含医学、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有了很好的发展。芯材在微胶囊化后能很好的保存其特性，例如其颜色、外形、耐热性、溶解性、体积、质量等都会保存。微胶囊技术在食品中应用也十分广阔，可用于甜味剂、酸味剂、香精香料、防腐剂、甜味剂、膨松剂、抗氧化剂、粉末油脂、微胶囊化微生物等；一些不稳定的成分都可以采用该技术来增加其稳定性。
微胶囊制备的方法通常分化学法和物理法。化学法一般包括界面聚合法、锐孔凝固浴法、乳液聚合法、原位聚合法等；物理法有喷雾法、 空气悬浮法、锅包法、包结配合法等；物理化学法有复凝聚法、油相分离法、单凝聚法、干燥浴法(复相乳化法)、 熔化分散冷凝法等。关于熔化分散冷凝法，又称为喷雾冷却法，该方法是从喷雾干燥法发展起来的,其操作过程和喷雾干燥法相似,只是该方法是将已加热熔融的壁材迅速降温凝固。该方法典型的壁材有氢化植物油、脂肪酸酯、脂肪醇、单和双甘油酸酯等。例如段成金等采用熔化分散冷凝法制备高冷水树脂微胶囊，通过将石蜡加热熔化，然后加入一定量的高吸水树脂粉末，再用搅拌机高速搅拌，使其均质乳化，然后喷雾分散，雾滴冷却后，得到微胶囊产品。井乐刚等采用喷雾冷却法制备复合维生素微胶囊，将维生素B1、维生素B6、烟酰胺加水溶解后混匀制成芯材溶液，将聚甘油单硬脂酸脂加水溶解后，在57℃水浴中加热搅拌，使其分散均匀后制成壁材溶液，再将壁材溶液和芯材溶液混合后乳化，经喷雾冷却后离心分离后得到复合维生素微胶囊。但由于该方法采用的壁材熔点较低，微胶囊在使用和储存过程中容易遇热破壁，所以对熔化分散冷凝法制备的微胶囊进行二次包衣是非常必要的。
然而，目前并没有对熔化分散冷凝法制备，以固体脂肪为壁材的微胶囊进行二次包衣的技术。通常，二次包衣技术主要有两种：一是将单层微胶囊喷入包衣液中，然后静置，分离。但该方法较难获得干燥粉体，在分离干燥过程中容易造成破壁。二是采用流化床技术，但该技术通常温度较高，同样容易造成脂肪破壁。
本发明将双层包埋置于在同一个包衣反应室中，通过控制脂肪温度，先液化后固化脂肪，然后通过控制雾化压力和包衣液溶度从而控制第二层包衣的外壳厚度，得到双层微胶囊，该发明制备工艺简单，实验设备简易，反应条件温和，易于控制，较好地解决了熔化分散冷凝法制备微胶囊的缺陷，可有效的制备双层外壳微胶囊。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过温控固化制备微胶囊的装置。该装置可以用于制备微胶囊，特别是容易受温度而改变状态的材料作为壁材时制备微胶囊。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的一种通过温控固化制备微胶囊的装置，包括芯材进液口（1）、壁材进液口（2）、振动系统（3）、蠕动泵Ⅰ（4）、加热器（5）、同心加热喷嘴（6）、电极（7）、包衣反应室（8）、进气口（9）、包衣液进液口（10）、蠕动泵Ⅱ（11）、雾化喷嘴（12）、温控系统（13）、空气压缩机（14）、筛网（15）、阀门开关（16）。
芯材进液口（1）位于包衣反应室（8）上方的左侧，芯材进液口（1）连接着振动系统（3）左侧，壁材进液口连接着蠕动泵Ⅰ（4）右侧，壁材溶液下方装有一加热器（5），蠕动泵Ⅰ（4）右侧连着振动系统（3），振动系统（3）位于包衣反应室（8）顶端，振动系统（3）下方连着同心加热喷嘴（6），电极（7）位于同心加热喷嘴（6）下方，筛网（15）位于包衣反应室（8）底部，三个雾化喷嘴（12）位于电极（7）下方，在一个截面上成三角分布，包衣液进液口（10）连接着蠕动泵Ⅱ（11）右侧，蠕动泵Ⅱ（11）左侧连着三个雾化喷嘴（12）下端，雾化喷嘴（12）上端连接着温控系统（13），进气口（9）位于包衣反应室（8）底部，一端连着筛网（15），一端连接着温控系统（13），温控系统（13）右侧连着空气压缩机（14），阀门（16）位于包衣反应室（8）底部，筛网（15）上方。进气口（9）和雾化喷嘴（12）的进气压力由空气压缩机（14）提供。
壁材溶液通过蠕动泵Ⅰ（4）将被加热器（5）加热到一定温度的脂肪传输到振动系统（3），与芯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加热喷嘴（6）的内径和外径形成微液滴。这些微液滴流经电极（7）之间的电场，致使其表面带电，静电斥力使其分散开来，在下滴的过程中，经由包衣反应室（8）下方进气口（9）进入的冷空气将微液滴冷却固化成微球，通过调节进气速度将微球吹起来而形成流化状态，包衣液进液口（10）经蠕动泵Ⅱ（11）将包衣液输送到包衣反应室（8）中电极下方的三个雾化喷嘴（12），该三个雾化喷嘴（12）位置形成三角分布，包衣液经雾化，与流化的微球相遇，从而形成二次包衣。制备好的双层微胶囊最终落在筛网（15）上，将阀门开关（16）打开，将制备好的双层微胶囊取出。
本发明的技术效果是：通过控制脂肪温度不同温度下不同状态，先液化后固化脂肪，从而制备单层微胶囊，然后通过控制雾化压力和包衣液溶度从而控制第二层包衣的外壳厚度，得到双层微胶囊，该发明制备工艺简单，实验设备简易，反应条件温和，易于控制，较好地解决了熔化分散冷凝法制备微胶囊的缺陷，可有效的制备双层外壳微胶囊。
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为蠕动泵Ⅰ，5为加热器，6为同心加热喷嘴，7为电极，8为包衣反应室，9为进气口，10为包衣液进口，11为蠕动泵Ⅱ，12为雾化喷嘴，13为温控系统，14为空气压缩机，15为筛网，16为阀门开关。
具体实施方式
本发明将通过附图说明和以下实施例作进一步说明。
实施例1。
本实施例所述的一种通过温控固化制备微胶囊的装置，包括芯材进液口1、壁材进液口2、振动系统3、蠕动泵Ⅰ4、加热器5、同心加热喷嘴6、电极7、包衣反应室8、进气口9、包衣液进液口10、蠕动泵Ⅱ11、雾化喷嘴12、温控系统13、空气压缩机14、筛网15、阀门开关16。
芯材进液口1位于包衣反应室8上方的左侧，芯材进液口1连接着振动系统3左侧，壁材进液口连接着蠕动泵Ⅰ4右侧，壁材溶液下方装有一加热器5，蠕动泵Ⅰ4右侧连着振动系统3，振动系统3位于包衣反应室8顶端，振动系统3下方连着同心加热喷嘴6，电极7位于同心加热喷嘴6下方，筛网15位于包衣反应室8底部，三个雾化喷嘴12位于电极7下方，在一个截面上成三角分布，包衣液进液口10连接着蠕动泵Ⅱ11右侧，蠕动泵Ⅱ11左侧连着三个雾化喷嘴12下端，雾化喷嘴12上端连接着温控系统13，进气口9位于包衣反应室8底部，一端连着筛网15，一端连接着温控系统13，温控系统13右侧连着空气压缩机14，阀门16位于包衣反应室8底部，筛网15上方。进气口9和雾化喷嘴12的进气压力由空气压缩机14提供。
壁材溶液通过蠕动泵Ⅰ4将被加热器5加热到一定温度的脂肪传输到振动系统3，与芯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加热喷嘴6的内径和外径形成微液滴。这些微液滴流经电极7之间的电场，致使其表面带电，静电斥力使其分散开来，在下滴的过程中，经由包衣反应室8下方进气口9进入的冷空气将微液滴冷却固化成微球，通过调节进气速度将微球吹起来而形成流化状态，包衣液进液口10经蠕动泵Ⅱ11将包衣液输送到包衣反应室8中电极下方的三个雾化喷嘴12，该三个雾化喷嘴12位置形成三角分布，包衣液经雾化，与流化的微球相遇，从而形成二次包衣。制备好的双层微胶囊最终落在筛网15上，将阀门开关16打开，将制备好的双层微胶囊取出。
实施例2。
取0.5%的100ml的姜黄素溶液从液体入口1进入，取200g脂肪经过加热器的加热成液体状态，经蠕动泵将脂肪输送到振动系统中，通过振动系统的间接性挤压，经同心喷嘴生成大小均匀的单核单壁的微凝珠，经过电极后分散到包衣反应室中，通过包衣反应室下方进气口进入的冷空气将包有姜黄素的脂肪壁微凝胶固化，再将微凝胶吹起来将其流化，包衣液糖浆经蠕动泵同时输送到三个雾化喷嘴中，经雾化后的包衣液与固化的微凝胶相遇，从而形成二次包衣，生成双层微胶囊，经冷风吹后固化。经过生产结束，将阀门开关打开后收集，得到粒径平均为230μm、表面光滑、形态圆整的糖浆-脂肪双壁姜黄素微胶囊。
Claims (1)
1.一种通过温控固化制备微胶囊的装置，其特征包括芯材进液口（1）、壁材进液口（2）、振动系统（3）、蠕动泵Ⅰ（4）、加热器（5）、同心加热喷嘴（6）、电极（7）、包衣反应室（8）、进气口（9）、包衣液进液口（10）、蠕动泵Ⅱ（11）、雾化喷嘴（12）、温控系统（13）、空气压缩机（14）、筛网（15）、阀门开关（16）；
芯材进液口（1）位于包衣反应室（8）上方的左侧，芯材进液口（1）连接着振动系统（3）左侧，壁材进液口连接着蠕动泵Ⅰ（4）右侧，壁材溶液下方装有一加热器（5），蠕动泵Ⅰ（4）右侧连着振动系统（3），振动系统（3）位于包衣反应室（8）顶端，振动系统（3）下方连着同心加热喷嘴（6），电极（7）位于同心加热喷嘴（6）下方，筛网（15）位于包衣反应室（8）底部，三个雾化喷嘴（12）位于电极（7）下方，在一个截面上成三角分布，包衣液进液口（10）连接着蠕动泵Ⅱ（11）右侧，蠕动泵Ⅱ（11）左侧连着三个雾化喷嘴（12）下端，雾化喷嘴（12）上端连接着温控系统（13），进气口（9）位于包衣反应室（8）底部，一端连着筛网（15），一端连接着温控系统（13），温控系统（13）右侧连着空气压缩机（14），阀门（16）位于包衣反应室（8）底部，筛网（15）上方；进气口（9）和雾化喷嘴（12）的进气压力由空气压缩机（14）提供。
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