DE102006058253A1 - Microcapsule, useful as accumulator for materials e.g. in industrial processes, comprises a capsule core, which contains a gelable matrix substance and filler, which forms a porous structure in which free-release material is present - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrokapsel, die als Speicher für Stoffe dient, welche durch eine Extraktion daraus freigesetzt werden. Sie besteht aus einer porösen Matrix, die gegenüber Extraktionsmitteln beständig ist. Diese Matrix, die den Kapselkern bildet, beherbergt Stoffe oder Wirksubstanzen, die im Zuge eines Extraktionsprozesses freigesetzt werden können. Dabei kann entweder die freizusetzende Substanz selbst in der Kapselmatrix enthalten sein, oder ein Stoff, der diese Substanz enthält.The The invention relates to a microcapsule used as storage for substances serves, which are released by an extraction from it. she consists of a porous Matrix, opposite Extractants resistant is. This matrix, which forms the capsule core, houses substances or active substances released during an extraction process can be. Either the substance to be released can be contained in the capsule matrix itself be, or a substance that contains this substance.
Extraktionsprozesse sind eine gängige Methode um bestimmte Substanzen aus Stoffgemischen abzutrennen. Dabei wird ein Extraktions- oder Schleppmittel mit dem Stoffgemisch in Kontakt gebracht, wobei das Extraktions- oder Schleppmittel so gewählt wird, dass sich nur eine oder mehrere ausgesuchte Komponenten aus dem Gemisch darin lösen.extraction processes are a common one Method to separate certain substances from mixtures. This is an extraction or entrainer with the mixture brought into contact with the extraction or entrainment agent is chosen so that only one or more selected components from the Dissolve mixture in it.
Je nach Anwendung und weiterer Verarbeitung kann der extrahierte Stoff entweder darin verbleiben und eine Lösung, Emulsion oder Suspension bilden oder in einem weiteren Schritt daraus abgetrennt werden. Abhängig von der Beschaffenheit und dem Aggregatzustand des Stoffgemisches bzw. des Extraktions- bzw. Schleppmittels gibt es unterschiedliche Methoden.ever after application and further processing, the extracted substance either remain in it and form a solution, emulsion or suspension or be separated from it in a further step. Depending on the nature and state of aggregation of the substance mixture or There are different methods of extraction or entrainment.
Nicht nur die Industrie setzt solche Prozesse ein, sondern auch im Haushalt sind sie weit verbreitet. So ist beispielsweise das Aufbrühen von Tee oder Kaffee nichts anderes als eine fest-flüssig Extraktion, bei der heißes Wasser als Extraktionsmittel eingesetzt wird. In einigen modernen Kaffeevollautomaten wird hierfür das Wasser durch Dampf ersetzt, was laut Werbung besonders dem Aroma des erhaltenen Espresso zugute kommt. In diesem Fall handelt es sich um eine Wasserdampfextraktion.Not only the industry uses such processes, but also in the household they are widespread. For example, the brewing of Tea or coffee is nothing more than a solid-liquid extraction that involves hot water is used as extractant. In some modern coffee machines will therefor the water replaced by steam, which, according to advertising, especially the aroma benefit of the espresso obtained. In this case, it is to a steam extraction.
Die Extraktion mit Heißwasser oder Wasserdampf bietet besondere Vorteile. Sowohl Heißwasser als auch Wasserdampf ist leicht herzustellen und somit günstig und einfach verfügbar. Dieses Verfahren ist für die Wirksubstanzen eine relativ schonende Extraktionsmethode. Dies ist auch einer der Gründe warum schon seit Jahrhunderten diese bei Gewinnung von Wirksubstanzen in der Naturheilkunde oder Pharmazie zu den Standardverfahren zählt. Nichtsdestotrotz werden auch heute noch eine Reihe von Schutzrechten angemeldet, die sich dieses Verfahrens zur Gewinnung unterschiedlicher Wirksubstanzen bedienen.The Extraction with hot water or steam offers special benefits. Both hot water as also steam is easy to produce and thus cheap and easily available. This procedure is for the active substances a relatively gentle extraction method. This is also one of the reasons why for centuries this when obtaining active substances in the naturopathy or pharmacy among the standard procedures counts. Nevertheless even today a number of patents are filed This is the process for obtaining different active substances serve.
So
beschreibt beispielsweise die Patentschrift
Die
Offenlegungsschrift
GEORGIEV
SLAVCHO beschreibt in seiner Anmeldung Nr.
Beobachtet man die Entwicklungen der letzten Jahre, so stellt man fest, dass sich der Einsatz von Wasserdampf auch in ganz anderen Bereichen einen festen Platz gesichert hat. Seit mehreren Jahrzehnten wird dieser immer häufiger auch in Haushaltgeräten eingesetzt. So gibt es derzeit nahezu keinen großen Hersteller dieser Branche, der nicht mindestens ein entsprechendes Gerät im Programm hat. Ein klassisches Beispiel für solche Geräte sind sogenannte Dampfreiniger oder Dampfbürsten, bei denen Wasserdampf als Hilfsmittel zur Beseitigung von Verunreinigungen beispielsweise auf Textilien eingesetzt wird.observed one the developments of the last years, one notes that The use of water vapor in other areas has secured a permanent place. This has been going on for several decades more frequently also in household appliances used. So there are currently almost no major manufacturers in this industry, who does not have at least one corresponding device in the program. A classic example for such devices are so-called steam cleaners or steam brushes, where water vapor as an aid for the removal of impurities, for example is used on textiles.
Häufig werden dem Wasserdampf aus diesen Geräten Stoffe zugesetzt, die zusätzliche Vorteile wie erhöhte Reinigungswirkung oder eine Geruchsverbesserung bieten sollen. Diese Stoffe werden entweder bereits dem Wasser beigemischt, aus denen der Dampf erzeugt wird, oder sie werden während des Ausströmens erst dem fertigen Dampf zugesetzt. In der Regel geschieht dies dadurch, dass der Dampf über Behältnisse geleitet wird, in denen sich diese Stoffe befinden. Einige Firmen setzen hierbei Stoffe ein, die in Mikropartikeln von einigen μm Größe eingeschlossen sind. Diese Mikropartikel werden vom Dampf mitgerissen und so auf die Textilien gebracht. Der Nachteil ist hierbei, dass einige dieser Partikel bereits im Gerät oder beim Austritt aus dem Gerät zerstört werden, was zu Verklebungen der Austrittdüsen führt. In manchen Fällen kommt es zu Verklumpungen und dadurch zur Bildung von Flecken auf den Textilien.Become frequent the water vapor from these devices Substances added, the additional Advantages like increased To provide cleaning effect or odor improvement. These Substances are either already mixed with the water, from which the Steam is generated, or they are only during the outflow added to the finished steam. As a rule, this is done by that the steam over containers which these substances are located. Some companies use substances that are enclosed in microparticles of a few microns in size are. These microparticles are entrained by the steam and so on brought the textiles. The downside here is that some of these Particles already in the device or be destroyed when leaving the device, which leads to bonding of the outlet nozzles. In some cases comes it leads to clumping and thus to the formation of stains on the textiles.
Da
die Partikel, die für
eine derartige Anwendung eingesetzt werden, sehr klein sein müssen, bieten
sich in erster Line Emulsionsprozesse zu deren Herstellung an. So
beschreibt beispielsweise die Offenlegungsschrift
Die
vorliegende Erfindung verfolgt jedoch einen anderen Lösungsansatz,
obwohl auch hier die Verkapselung von Stoffen ein zentrales Element
darstellt: Im Unterschied zum o. g. Grundgedanken, bei dem die Kapsel
selbst die Stoffe transportiert, soll diese erfindungsgemäß lediglich
der Bevorratung der Stoffe dienen. Sie werden aus den Poren der
Kapselmatrix erst durch Heißwasser,
Dampf oder einem anderen Mittel extrahiert. Kapseln, die von ihrer
Struktur her für
eine solche Anwendung in Frage kämen,
sind zwar literaturbekannt, sie entsprechen jedoch nicht den speziellen
Anforderungen für
Extraktionen und wurden in der Regel für andere Zwecke entwickelt:
In
der US-Patentanmeldung 4,389,419 wird ein Verfahren zur Verkapselung
von Ölen
und öllöslichen Substanzen
beschrieben. Hier wird eine Emulsion des Öls mit einem Grundstoff (Alginat)
in einem ersten Schritt erzeugt. In diesem Fall werden dem Alginat
noch einige Füllstoffe
beigemengt und die Kapseln durch Extrudieren durch eine Düse und Fällen in einem
Fällbad
geformt. Diese Kapsel wurde dafür konstruiert,
die eingeschlossenen Stoffe wirksam einzuschließen. Für eine Extraktion wird eine
Kapsel benötigt,
die eine einfache Freisetzung des eingekapselten Materials ermöglicht.However, the present invention pursues a different approach, although here too the encapsulation of substances is a key element: In contrast to the above-mentioned basic idea, in which the capsule itself transports the substances, this invention should only serve to stock the substances. They are extracted from the pores of the capsule matrix first by hot water, steam or another means. Although capsules which would be structurally suitable for such an application are known from the literature, they do not meet the special requirements for extraction and have usually been developed for other purposes:
US patent application 4,389,419 describes a process for encapsulating oils and oil-soluble substances. Here an emulsion of the oil with a base material (alginate) is produced in a first step. In this case, some fillers are added to the alginate and the capsules are formed by extrusion through a die and precipitation in a precipitation bath. This capsule was designed to effectively trap the entrapped matter. Extraction requires a capsule that allows easy release of the encapsulated material.
Die
PCT Anmeldung
Ausgehend vom derzeitigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kapsel zu erzeugen, die sich gängiger Verkapselungsmethoden bedient, jedoch durch einen speziellen Aufbau und Struktur die Stoffe nur während der Lagerung der Kapsel zurückhält. Im Kontakt mit einem Extraktionsmittel, soll die Kapsel die eingekapselten Stoffe wirksam freisetzen.outgoing From the current state of the art, the invention has the object to create a capsule that uses common encapsulation methods operated, but by a special structure and structure the substances only during the storage of the capsule holds back. In contact with an extractant, the capsule should be the encapsulated Release substances effectively.
Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass eine Kapsel hergestellt wird, deren Matrix eine genau definierte Porosität aufweist. Diese Struktur wird durch das Zusammenspiel eines Geliermittels mit mineralischen Füllstoffen erzeugt. Der zu verkapselnde Stoff wird bereits bei der Herstellung dem Grundgemisch beigefügt und ist in der gesamten Kapselmatrix verteilt. Feststoffe können relativ einfach von der Kapselmatrix zurückgehalten werden. Im Falle von verkapselten, flüssigen Stoffen ist die Porengröße der Matrix so gewählt, dass deren Oberflächenspannung ausreicht, um sie während der Lagerung im Inneren der Kapseln zu halten. Die Porosität der Matrix kann durch die Art des Geliermittels, die der Füllstoffe und deren Mischungsverhältnis, beeinflusst werden. In jedem Fall müssen die Komponenten der Kapselmatrix so gewählt werden, dass diese gegenüber dem Extraktionsmittel stabil ist.According to the invention Problem solved by that a capsule is produced whose matrix has a well-defined porosity having. This structure is created by the interaction of a gelling agent with mineral fillers generated. The material to be encapsulated is already used in the production Basic mixture attached and is distributed throughout the capsule matrix. Solids can be relatively simple retained by the capsule matrix become. In the case of encapsulated, liquid substances, the pore size of the matrix chosen so that their surface tension is enough for you during to keep the storage inside the capsules. The porosity of the matrix can be influenced by the type of gelling agent, the fillers and their mixing ratio become. In any case, must the components of the capsule matrix are chosen so that they are opposite to the Extractant is stable.
Die erfindungsgemäße Kapsel ist demnach wie folgt aufgebaut: Der Kapselkern besteht aus einem Grundgemisch aus dem eine Matrix gebildet wird. Dieses Grundgemisch besteht u. a. aus Kieselerde und Ca-Alginat, dem nach Bedarf auch andere Füllstoffe beigefügt werden. In dieser Matrix ist ein Stoff dispergiert, der die durch Extraktion freizusetzende Substanz enthält. Alternativ kann die freizusetzende Substanz selbst in der Matrix dispergiert sein.The capsule according to the invention is therefore structured as follows: The capsule core consists of a Basic mixture from which a matrix is formed. This basic mixture exists u. a. made of silica and Ca alginate, as needed other fillers enclosed become. In this matrix, a substance is dispersed, which by Extraction contains substance to be released. Alternatively, the release Substance itself be dispersed in the matrix.
In Fällen, in denen der Kapsel zusätzliche Eigenschaften verliehen werden sollen, kann der Kapselkern mit einer zusätzlichen Membran umgeben werden. Diese Membran kann aus einem Polyelektrolytkomplex, der in mehreren Lagen aufgebracht werden kann, bestehen. Derartige Polyelektrolytkomplexe werden aus dem Zusammenwirken eines Polyanion und Polykations gebildet. Als Polyanion sind vorteilhaft wasserlösliche Zellulosederivate wie z. B. Carboxymethylcellulose, Cellulosesulfat oder Pectine, Alginate, aber auch synthetische Polymere wie Polyacryl- oder Polymethacrylsäuren usw. zu verwenden. Als Polykation kommen vor allem Naturstoffe wie Chitosan oder Gelatine, aber auch synthetische Polymere wie Polyethylenimin oder Polydiethyldiallylammoniumchlorid in Betracht.In cases in which the capsule extra Properties can be lent, the capsule core with a additional Be surrounded by a membrane. This membrane can be made of a polyelectrolyte complex, which can be applied in several layers exist. such Polyelectrolyte complexes are the result of the interaction of a polyanion and polycations formed. As polyanion are advantageously water-soluble cellulose derivatives such as Carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate or pectins, Alginates, but also synthetic polymers such as polyacrylic or polymethacrylic acids, etc. to use. As a polycation come mainly natural substances such as chitosan or gelatin, but also synthetic polymers such as polyethyleneimine or polydiethyldiallylammonium chloride.
Ausführungsbeispiel:Embodiment:
Eine
Kapsel, wie in der Erfindung beschrieben kann wie folgt hergestellt
werden:
In ca. 500 ml Wasser werden ca. 50 g Kieselerde und ca.
14 g Na-Alginat abschnittweise eingerührt. Zusätzlich wird ca. 150 g Parfümöl sowie
ggf. ca. 100 g Cyclodextrin. beigefügt, das vorher als Gemisch
zubereitet wurde.A capsule as described in the invention can be prepared as follows:
In about 500 ml of water, about 50 g of silica and about 14 g of sodium alginate are stirred in sections. In addition, about 150 g of perfume oil and possibly about 100 g of cyclodextrin. which was previously prepared as a mixture.
Diese
Suspension wird in ein ca. 1%-iges Fällbad aus CaCl2 getropft, wodurch
Gelpartikel entstehen. Diese Gelpartikel können bei Bedarf durch abwechselndes
Umspülen
mit einer verdünnten
Polykation und Polyanion Lösung,
wie in
Die so erhaltenen Kügelchen werden anschließend im Fließbett getrocknet und verpackt.The so obtained beads will be afterwards in a fluid bed dried and packed.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006058253A DE102006058253A1 (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Microcapsule, useful as accumulator for materials e.g. in industrial processes, comprises a capsule core, which contains a gelable matrix substance and filler, which forms a porous structure in which free-release material is present |
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DE102006058253A1 true DE102006058253A1 (en) | 2008-06-19 |
Family
ID=39399470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006058253A Withdrawn DE102006058253A1 (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Microcapsule, useful as accumulator for materials e.g. in industrial processes, comprises a capsule core, which contains a gelable matrix substance and filler, which forms a porous structure in which free-release material is present |
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DE (1) | DE102006058253A1 (en) |
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-
2006
- 2006-12-08 DE DE102006058253A patent/DE102006058253A1/en not_active Withdrawn
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