EP1727616A1 - Technical process and plant for the production of coacervate capsules - Google Patents

Technical process and plant for the production of coacervate capsules

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Publication number
EP1727616A1
EP1727616A1 EP05728346A EP05728346A EP1727616A1 EP 1727616 A1 EP1727616 A1 EP 1727616A1 EP 05728346 A EP05728346 A EP 05728346A EP 05728346 A EP05728346 A EP 05728346A EP 1727616 A1 EP1727616 A1 EP 1727616A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coated
beads
drops
coating
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05728346A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Pommersheim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CAVIS MICROCAPS GmbH
Original Assignee
CAVIS MICROCAPS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CAVIS MICROCAPS GmbH filed Critical CAVIS MICROCAPS GmbH
Publication of EP1727616A1 publication Critical patent/EP1727616A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/06—Making microcapsules or microballoons by phase separation
    • B01J13/08—Simple coacervation, i.e. addition of highly hydrophilic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/20—After-treatment of capsule walls, e.g. hardening
    • B01J13/22—Coating

Definitions

  • the invention relates to a process and to the corresponding plant for the production of microcapsules on an industrial scale, for use in food technology, biotechnology, the chemical and / or pharmaceutical industry and medicine. These capsules are produced in a so-called coacervate process. You can use both lifeless additives such. B. solids, liquids, etc. also contain living cells or microorganisms such as bacteria.
  • additives for example, in food technology it happens that oxygen and / or moisture-sensitive substances are added to some products. If these additives are not protected from the usually oxygen-rich and / or moist ambient medium, they will be oxidized, which will significantly reduce the shelf life of the products.
  • Such additives can e.g. B. artificial flavors or solids such as iron, fillers, living bacteria, etc. To ensure that these additives meet the requirements by the end of the shelf life of the food, either the deadline is chosen to be relatively short or the substances are used in correspondingly higher doses.
  • Such additives can be active ingredients contained in cosmetics, for example, which only develop their effect when they come into contact with the skin, but it can also be aromas which are only released when the food is chewed.
  • enzymes or other substances they are generally admixed with a liquid, mostly water-soluble base substance, which is then dripped by suitable devices.
  • the droplets formed are cured and include the substance or cells dissolved or suspended in them. This can be done either by crosslinking in a precipitation bath or by changing physical parameters such as B. temperature.
  • the beads formed in this way can then be coated, which offers a number of further advantages with regard to the shelf life or permeability and stability of the beads.
  • the first step i.e.
  • the dropletization of the base substance is usually carried out with the aid of nozzle systems, making it very difficult to produce very small beads in this way.
  • the coacervate process is based on the following consideration:
  • the combination of at least two suitable biopolyrenes in solution can result in a phase separation due to a corresponding change in the reaction conditions. This separates a polymer-rich phase, the gel, from a low-polymer phase, the sol. This process is referred to as coacervation. If the polymers are polyelectrolytes of opposite charge, one speaks of complex coacervation.
  • a suitable polymer pair for this is, for example, gelatin / gum arabic. This is used to microencapsulate fragrances, dyes or oils.
  • the material to be encapsulated is emulsified as a hydrophobic phase in the solution of the polymers.
  • the coacervate that forms separates onto the oil droplets and forms the desired capsules the oil as the core. With a favorable choice of parameters, capsules with a diameter down to a few micrometers can be obtained.
  • microcapsules that are produced in a cozervate process.
  • the published patent application DE 196 44 343 AI describes a taste-neutral microcapsule with a diameter of a few ⁇ m, which is produced in an emulsion process and which can serve as a food or feed additive and as a transport system for pharmaceuticals.
  • oils or substances soluble in this oil are emulsified in a base material, for example alginate, and capsules are formed from them in a further emulsion process, which can then be used in the food or pharmaceutical industry.
  • These beads can, however, due to a lack of additional coating z. B. not be used in media containing citrate, since citrate would destroy the alginate shell of these capsules.
  • US Patent No. 5,035,844 describes a coacervate process for making pressure sensitive copy papers.
  • a combination of gelatin, carboxymethylcenulose and a second anionic polymer is used, such as. B. a polymethyl methyl ether / maleic anhydride copolymer.
  • the capsules are not suitable for the immobilization of sensitive materials or even living additives. No technical process for their production is described here either.
  • a coacervate method for producing a light and temperature stable capsule is shown in US Pat. No. 4,376,113.
  • gelatin gum arabic, ethyl hydroxyethyl cellulose are used.
  • the capsules are hardened with glutardialdehyde and can be dried. These capsules are also hardly suitable for immobilizing sensitive or living additives.
  • the patent does not cover the technical process for their manufacture.
  • the invention is based on the object of describing a method and the associated system, which makes it possible for the first time to produce coacervate capsules in large quantities, that is to say on an industrial scale, which are provided with an additional multi-layer membrane shell in the same process if required can.
  • the manufacturing process according to the invention is divided into two sections, the shaping and the coating.
  • the material to be encapsulated is suspended in a water-immiscible liquid, for example a fat or oil. Then in an emulsion process with the addition of substances such as water, gelatin, alginate, glycerin and a precipitation reagent e.g. Calcium chloride particles are produced that contain the material to be encapsulated inside.
  • a water-immiscible liquid for example a fat or oil.
  • the resulting gel particles are coated by immersing them in the respective coating solutions.
  • These are dilute aqueous solutions of polymers with anionic or cationic groups such as. B. chitosan, polyvinylpyrrolydone, polyethyleneimine, carbocymethylceilulose, alginate, polyacrylic acid, etc. the so-called polyelectronic on the capsule surface Form ivt complex layers.
  • this can be done by stirring with special agitators, so-called visco-jet stirrers, but the coating reagent can also be introduced tangentially into the reactor at high speed, so that, similar to a hydrocyclone, movement of the liquid is achieved which the capsules swirled.
  • you can wash in between with a suitable detergent.
  • the required coating or washing solutions are in storage tanks and can either be ready for use or as a concentrate.
  • the manufacturing process takes place at temperatures of 10 ° - 50 ° C and atmospheric pressure. For this reason, some of the vessels used in the process must have a temperature control option.
  • Fig. 1 shows a variant of a method and the associated plants for the industrial production of coacervate capsule n, which can then be provided with a multi-layer casing in the same process.
  • the design with two reactors is characterized by a higher productivity, since the coating of the beads can be carried out while the dropletization of the liquid continues the shaping.
  • Variants with one reactor are therefore less productive, but are simpler and less expensive to implement.
  • Fig. 1 The technical process shown in Fig. 1 is divided into two sections: The production of uncoated particles and the coating of these spherical chen. Depending on requirements, both the uncoated and the coated particles can be used and processed. The process is as follows:
  • the material to be encapsulated is dissolved, suspended or emulsified in a first step in the vessel EG in a water-immiscible liquid (for example an oil or a fat).
  • a water-immiscible liquid for example an oil or a fat.
  • EG must be equipped with a heating device or a heating jacket.
  • EG has an agitator that must be designed so that it can be used to generate solutions or suspensions as well as emulsions.
  • This solution is then conveyed via the valves V4, V5, and V7 by means of the pump P2 into the reactor FR.
  • the solution inside the reactor FR is kept at about 50 ° -60 ° C. with the heat exchanger WT1 and the jacket of the reactor or another temperature control device.
  • the EG is then pressurized with compressed air via the RV and BV valves.
  • the solution, suspension or emulsion enters the reactor FR as a water-immiscible phase.
  • the agitator R2 With the aid of the agitator R2, a new emulsion is produced therefrom in the reactor FR while maintaining a temperature of approximately 50 ° -60 ° C.
  • a Na-alginate solution of this new emulsion is then slowly metered in from the vessel A via the metering pump P1.
  • the mixture in reactor FR is cooled to approximately 10 ° -20 ° C. and a precipitation reagent, for example an aqueous calcium chloride solution, is added to the mixture in FR from vessel FB via valves V2, V5, V7 with the aid of pump P2 , This will precipitate and stabilize the particles created earlier. In this way, particles are obtained which, depending on the process parameter, can have diameters between a few ⁇ m up to approx. 1 mm.
  • the oil (or fat) is inside the particles etc.) containing the substance to be encapsulated.
  • the balls are coated on the outside with a Ca-alginate layer. In this way, they can then be coated like other Ca alginate particles if required.
  • the reactor FR can be filled with water via the valves e V5 and V7 via P2. This can be removed from FR either by opening valve KH1 or by pumping it off with P2 via V6 and V3.
  • the coating can take place.
  • this is done by rinsing the capsules alternately with a cationic and an anionic, dilute polymer solution. Wash steps are provided in between. The particles are exposed to the solutions for a few minutes each, which can be pumped back into the storage containers. It is important that the capsules are kept in a kind of fluidized bed during the entire process, so that the membrane can form all around. This can be done by means of special agitators and / or, as shown in the present explanations, by tangentially introducing the solutions at a relatively high speed, which should be several meters per second at the pipe outlet opening. The liquids can be tempered via the appropriate heat exchangers WT2.
  • a drying step can then be carried out, whereby the water is removed from the capsules. The selected drying process is largely determined by the material enclosed in the capsules.
  • the material made of FR is passed into the second reactor, BTR, by opening the valve KH1.
  • the particles are washed first.
  • the beads are decanted by opening the KH2 and VT valves.
  • BTR is conical to facilitate this decanting process.
  • the excess liquid can be pumped out via valve V25 and V9 by pump P4.
  • the DI water required for washing is pumped into the reactor BTR via the valves V8, V22 and V26 with the aid of the pump P3.
  • the wash water can are either decanted or pumped out as described above.
  • the first coating reagent, the polycation 1 by opening the valve Vll, V22, and V26 and pumped by pump P2 from the storage vessel PK1 in the coating reactor BTR. After reaching a corresponding level in BTR, the solution can be circulated in a circle by closing V22 and V23 and opening V24 and V26. The particles are kept in suspension in all processes by stirring with the R4 agitator. After the gel particles formed have spent a few minutes in the coating bath, the solution is pumped back to PK1 by closing V26 and opening V23 and V10. The beads are then washed by opening V8, V22 and V26 with di-water, which is pumped out again by opening V9, V25 using pump P4.
  • the reactor BR is then rinsed in an analog circuit with the detergent solution from the storage tank E, and then with the first polyanion from the container PA1, which is followed by 2-3 washing steps.
  • the reactor is then supplied from the PK2 vessel with the second polymerization solution, which is then pumped back again.
  • This process sequence is repeated in the same way with the appropriate reagents from the storage containers PA2 (second polyanion) or PAS (third polyanion) until the desired membrane is built up. Then the membrane capsules are flushed out of the reactor by opening the ball valve KH2 and the corresponding position of the valve VT.
  • the beads thus obtained can subsequently be fed to a drying step. Very good results were achieved with a fluidized bed air drying.
  • the entire system can be cleaned and disinfected with conventional cleaners by filling and pumping out the solutions accordingly.

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Abstract

The invention relates to a process and the corresponding plant for the production of microcapsules on an industrial scale, for application in foodstuffs technology, biotechnology, chemical and/or pharmaceutical industry and in medicine. Said capsules are produced by the so-called coacervate method. Said capsules may contain non-living ingredients, e.g. solids, liquids etc. and also living cells or microorganisms such as bacteria, for example.

Description

Technischer Prozess sowie Anlage zur Herstellung von Koazervatkapseln Technical process and plant for the production of coacervate capsules
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf einen Prozess und auf die entsprechende Anlage zur Herstellung von Mikrokapseln im großtechnischen Maßstab, für den Einsatz in der Lebensmitteltechnik, der Biotechnologie, der chemischen und/oder pharmazeutischen Industrie sowie der Medizin. Diese Kapseln werden in einem sogenannten Koazervat-Verfahren hergestellt. Sie können sowohl leblose Zusätze wie z. B. Feststoffe, Flüssigkeiten usw. enthalten aber auch lebende Zellen oder Mikroorganismen wie beispielsweise Bakterien.The invention relates to a process and to the corresponding plant for the production of microcapsules on an industrial scale, for use in food technology, biotechnology, the chemical and / or pharmaceutical industry and medicine. These capsules are produced in a so-called coacervate process. You can use both lifeless additives such. B. solids, liquids, etc. also contain living cells or microorganisms such as bacteria.
In der technologischen Praxis aber auch in der Medizin ist es häufig erforderlich, Feststoffe, oder Flüssigkeiten aber auch lebende Zusätze wie beispielsweise Bakterien zu immobilisieren. Dies kann aus rein wirtschaftlichen Gründen erfolgen, weil auf diese Weise teure Wirkstoffe wiedergewonnen werden können, es kann aber auch prozesstechnisch bedingt sein, weil man dadurch empfindliche Zusätze vor dem umgebenden Medium schützen kann.In technological practice, but also in medicine, it is often necessary to immobilize solids or liquids, but also living additives such as bacteria. This can be done for purely economic reasons because expensive active ingredients can be recovered in this way, but it can also be due to process technology because it can protect sensitive additives from the surrounding medium.
Beispielsweise kommt es in der Lebensmitteltechnik vor, dass einigen Produkten Sauerstoff- und/oder feuchtigkeitsempfindliche Stoffe zugesetzt werden. Wenn man diese Zusätze nicht vor dem in der Regel sauerstoffreichen und/ oder feuchten Umgebungsmedium schützt, werden sie oxydiert wodurch sich die Haltbarkeit der Produkte erheblich reduziert. Derartige Zusätze können z. B. künstliche Aromen oder auch Feststoffe wie Eisen, Füllstoffe, lebende Bakterien usw. sein. Um zu gewährleisten, dass diese Zusätze bis zum Ende der Haltbarkeitsfrist der Lebensmittel den Vorgaben entsprechen, wird entweder die Frist relativ kurz gewählt oder die Stoffe in entsprechend höheren Dosierungen eingesetzt.For example, in food technology it happens that oxygen and / or moisture-sensitive substances are added to some products. If these additives are not protected from the usually oxygen-rich and / or moist ambient medium, they will be oxidized, which will significantly reduce the shelf life of the products. Such additives can e.g. B. artificial flavors or solids such as iron, fillers, living bacteria, etc. To ensure that these additives meet the requirements by the end of the shelf life of the food, either the deadline is chosen to be relatively short or the substances are used in correspondingly higher doses.
In anderen Fällen ist es beispielsweise erforderlich Stoffe in Medien einzusetzen, mit denen sie reagieren, was zu deren Zerstörung führen würde. Daher ist es wünschenswert, diese Stoffe zeitversetzt, d. h. erst unmittelbar vor der Anwendung mit den Umgebungsmedien in Kontakt zu bringen um so ihre maxima- le Effizienz zu gewährleisten. Derartige Zusätze können beispielsweise in Kos- metika enthaltene Wirkstoffe sein, die ihre Wirkung erst bei Hautkontakt entfalten, es könne aber auch Aromen sein, die erst beim Zerkauen der Lebensmittel freigesetzt werden.In other cases, for example, it is necessary to use substances in media with which they react, which would lead to their destruction. It is therefore desirable to bring these substances into contact with the surrounding media with a time delay, ie only immediately before use, so that their maximum to ensure le efficiency. Such additives can be active ingredients contained in cosmetics, for example, which only develop their effect when they come into contact with the skin, but it can also be aromas which are only released when the food is chewed.
Um Zellen, Enzyme oder auch andere Substanzen verkapseln zu können werden sie in der Regel einer flüssigen, zumeist wasserlöslichen Grundsubstanz beigemischt, die dann durch geeignete Vorrichtungen vertropft wird. Die gebildeten Tropfen werden ausgehärtet und schließen den in ihnen gelösten oder suspendierten Stoff oder die Zellen mit ein. Dies kann entweder durch ein Vernetzten in einem Fällbad oder durch Änderung physikalischer Parameter wie z. B. Temperatur erfolgen. Die so gebildeten Kügelchen können anschließend beschichtet werden was eine Reihe weiterer Vorteile i n Bezug auf Lagerfähigkeit oder Permeabilität und Stabilität der Kügelchen bietet. Da jedoch der erste Schritt, d.h. das Vertropfen der Grundsubstanz normalerweise mit Hilfe von Düsensystemen erfolgt ist es sehr schwierig auf diesem Wege sehr kleine Kügelchen herzustellen.In order to be able to encapsulate cells, enzymes or other substances, they are generally admixed with a liquid, mostly water-soluble base substance, which is then dripped by suitable devices. The droplets formed are cured and include the substance or cells dissolved or suspended in them. This can be done either by crosslinking in a precipitation bath or by changing physical parameters such as B. temperature. The beads formed in this way can then be coated, which offers a number of further advantages with regard to the shelf life or permeability and stability of the beads. However, since the first step, i.e. The dropletization of the base substance is usually carried out with the aid of nozzle systems, making it very difficult to produce very small beads in this way.
Eine Alternative hierzu bieten Verfahren, die ohne Düsen auskommen. Hierzu zählt das sogenannte Koazervat-Verfahren. Nach dieser Methode erhält man sehr kleine Partikel ohne zusätzliche Membranhülle.An alternative to this is provided by processes that do not require nozzles. This includes the so-called coacervate process. This method gives very small particles without an additional membrane shell.
Dem Koazervat-Verfahren liegt folgende Überlegung zu Grunde: Durch die Kombination mindestens zweier geeigneter Biopolyrnere in Lösung kann es durch eine entsprechende Änderung der Reaktionsbedingungen zu einer Phasentrennung kommen. Dabei scheidet sich eine polymerreiche Phase, das Gel von einer polymerarmen Phase, dem Sol, ab. Dieser Vorgang wird als Koazer- vatbildung bezeichnet. Handelt es sich bei den Polymeren um Polyelektrolyte entgegengerichteter Ladung, spricht man von komplexer Koazervation.The coacervate process is based on the following consideration: The combination of at least two suitable biopolyrenes in solution can result in a phase separation due to a corresponding change in the reaction conditions. This separates a polymer-rich phase, the gel, from a low-polymer phase, the sol. This process is referred to as coacervation. If the polymers are polyelectrolytes of opposite charge, one speaks of complex coacervation.
Ein geeignetes Polymerpaar hierzu ist z.B. Gelatine/Gummi-Arabicum. Dieses wird eingesetzt, um Mikroverkapselungen von Duftstoffen, Farbstoffen oder Ölen vorzunehmen. Dazu wird das zu verkapselnde Material als hydrophobe Phase in der Lösung der Polymere emulgiert. Das sich bildende Koazervat scheidet sich auf den Öltröpfchen ab und bildet die gewünschten Kapseln mit dem Öl als Kern. Durch eine günstige Wahl der Parameter, können dadurch Kapseln im Durchmesser bis hinunter zu wenigen Mikrometern erhalten werden.A suitable polymer pair for this is, for example, gelatin / gum arabic. This is used to microencapsulate fragrances, dyes or oils. For this purpose, the material to be encapsulated is emulsified as a hydrophobic phase in the solution of the polymers. The coacervate that forms separates onto the oil droplets and forms the desired capsules the oil as the core. With a favorable choice of parameters, capsules with a diameter down to a few micrometers can be obtained.
Derzeit sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die diesen Vorgang nutzen. Auch gibt es mehrere kommerziell erhältliche Produkte, die nach einem solchen Verfahren hergestellt werden. Am bekanntesten i st diesbezüglich das Durchschreibpapier. Hier werden kleine, tintengefüllte Kügelchen in einem Ko- azervat-Prozess erzeugt, die dann auf eine Folie aufge bracht werden. Durch Druck auf die Folie zerplatzen eine Reihe dieser Kügelchen und setzen die Tinte frei.A number of methods are currently known which use this process. There are also several commercially available products that are made by such a process. The best known is the carbonless paper. Small, ink-filled spheres are produced here in a coacervate process, which are then applied to a film. When the film is pressed, a number of these balls burst and release the ink.
In der Fachliteratur gibt es zahlreiche Beispiele von Mi krokapseln die in einem Kozervat-Prozess hergestellt werden. So beschreibt beispielsweise die Offenle- gungsschrift DE 196 44 343 AI eine geschmacksneutra le Mikrokapsel mit einem Durchmesser von einigen μm, die in einem Emulsionsprozess hergestellt wird und die als Lebensmittel- oder Futterzusatz, sowi e als Transportsystem für Arzneimittel dienen kann. Hier werden Öle oder in diesem Öl lösliche Stoffe in einem Grundstoff beispielsweise Alginat emulgiert u nd daraus in einem weiteren Emulsionsprozess 0,5 - 20 μm große Kapseln geformt, die dann in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie eingesetzt werden können. Diese Kügelchen können aber aufgrund einer fehlenden zusätzlichen Beschichtung z. B. nicht in Citrat-haltigen Medien eingesetzt werden, da Citrat die Alginathülle dieser Kapseln zerstören würde. Auch ist hier kein technischer Prozess beschrieben, der eine großtechnische Herstellung der Kügelchen ermöglichen würde.In the specialist literature there are numerous examples of microcapsules that are produced in a cozervate process. For example, the published patent application DE 196 44 343 AI describes a taste-neutral microcapsule with a diameter of a few μm, which is produced in an emulsion process and which can serve as a food or feed additive and as a transport system for pharmaceuticals. Here oils or substances soluble in this oil are emulsified in a base material, for example alginate, and capsules are formed from them in a further emulsion process, which can then be used in the food or pharmaceutical industry. These beads can, however, due to a lack of additional coating z. B. not be used in media containing citrate, since citrate would destroy the alginate shell of these capsules. There is also no technical process described here that would enable large-scale production of the beads.
Die US Patentschrift Nr. 5,035,844 beschreibt eine Koazervat Prozess zur Herstellung druckempfindlicher Kopierpapiere. Hier wird eine Kombination aus Gelatine, Carboxymethylcenulose und ein zweites anionisches Polymer eingesetzt, wie z. B. ein Polymethylmethylether/Maleinanhydrid Kopolymer. Die Kapseln sind nicht für die Immobilisierung empfindlicher Materialien oder gar lebender Zusätze geeignet. Auch ist hier kein technischer Prozess zu deren Herstellung beschrieben. Eine Koazervat-Methode zur Herstellung einer Licht- und Temperatur-stabilen Kapsel ist in der US Patentschrift 4,376,113 dargestellt. Hierbei kommen Gelatine, Gummi Arabicum Ethyl-Hydroxyethylcellulose zum Einsatz. Die Kapseln werden mit Glutardialdehyd gehärtet und können getrocknet werden. Auch diese Kapseln eignen sich kaum zur Immobilisierung em pfindlicher oder lebender Zusätze. Auch ist der technische Prozess zu deren Herstellung nicht Gegenstand des Patents.US Patent No. 5,035,844 describes a coacervate process for making pressure sensitive copy papers. Here a combination of gelatin, carboxymethylcenulose and a second anionic polymer is used, such as. B. a polymethyl methyl ether / maleic anhydride copolymer. The capsules are not suitable for the immobilization of sensitive materials or even living additives. No technical process for their production is described here either. A coacervate method for producing a light and temperature stable capsule is shown in US Pat. No. 4,376,113. Here gelatin, gum arabic, ethyl hydroxyethyl cellulose are used. The capsules are hardened with glutardialdehyde and can be dried. These capsules are also hardly suitable for immobilizing sensitive or living additives. The patent does not cover the technical process for their manufacture.
Der Großteil diese Verfahren bedient sich toxischer Stoffe oder sind von den Bedingungen her für biotechnologische Erzeugnisse oder gar Lebensmittel völlig ungeeignet. Auch werden die Kapseln keiner zusätzlichen Beschichtung unterzogen und technische Prozesse die beschichtete Koazervat-Kapseln zum Gegenstand haben sind nicht bekannt.The majority of these processes use toxic substances or are completely unsuitable for biotechnological products or even for food. The capsules are also not subjected to any additional coating and technical processes involving coated coacervate capsules are not known.
Ausgehend von dieser Sachlage liegt der Erfindung d ie Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie die dazugehörige Anlage zu beschreiben, das es erstmals ermöglicht, Koazervat-Kapseln in großen Mengen, also großtechnisch herzustellen, die bei Bedarf im gleichen Prozess mit einer zusätzlich mehrlagiger Membranhülle versehen werden können.Based on this situation, the invention is based on the object of describing a method and the associated system, which makes it possible for the first time to produce coacervate capsules in large quantities, that is to say on an industrial scale, which are provided with an additional multi-layer membrane shell in the same process if required can.
Der erfindungsgemäße Herstellungsprozess gliedert sich in zwei Abschnitte, der Formgebung und der Beschichtung.The manufacturing process according to the invention is divided into two sections, the shaping and the coating.
Während der Formgebung wird das zu verkapselnde Material in einem mit Wasser nicht mischbaren flüssigem Stoff beispielsweise ein Fett oder Öl suspendiert. Danach werden in einem Emulsionsprozess unter Zugabe von Stoffen wie Wasser, Gelatine, Alginat, Glycerin und einem Fällreagenz z.B. Calciumchlorid Partikel hergestellt, die in ihrem Inneren das zu verkapselnde Material enthalten.During shaping, the material to be encapsulated is suspended in a water-immiscible liquid, for example a fat or oil. Then in an emulsion process with the addition of substances such as water, gelatin, alginate, glycerin and a precipitation reagent e.g. Calcium chloride particles are produced that contain the material to be encapsulated inside.
Die Beschichtung der so entstandenen Gelpartikel erfolgt durch deren Eintauchen in die jeweiligen Beschichtungslösungen. Dies sind verdünnte wässrige Lösungen von Polymeren mit anionischen bzw. kationischen Gruppen wie z. B. Chitosan, Polyvinylpyrrolydon, Polyethylenimin, Carbocymethylceilulose, Alginat, Polyacrylsäure usw. die auf der Kapseloberfläche sogenannte Polyelektro- Ivtkomplex-Schichten bilden. Durch wiederholtes Einta uchen der Partikel in diese Lösungen werden, wie in P 43 12 970.6 beschrieben, mehrere Lagen der Kapselhülle gebildet. Um während der Beschichtung ei n Verkleben der Kügelchen zu verhindern und somit eine optimale Membrana usbildung zu gewährleisten, müssen diese in Schwebe gehalten werden. Di es kann erfindungsgemäß durch Rühren mit speziellen Rührwerken, sogenannten Visco-Jet Rührern erfolgen, man kann aber auch die Beschichtungsreagenzein tangential, mit hoher Geschwindigkeit in den Reaktor einleiten, so dass ähnlich einem Hydrozy- klon eine Bewegung der Flüssigkeit erreicht wird, die die Kapseln verwirbelt. Zusätzlich kann zwischendurch mit einem geeigneten Detergenz gewaschen werden. Die erforderlichen Beschichtungs- bzw. Waschlösungen befinden sich in Vorratstanks und können entweder gebrauchsfertig oder als Konzentrat vorliegen.The resulting gel particles are coated by immersing them in the respective coating solutions. These are dilute aqueous solutions of polymers with anionic or cationic groups such as. B. chitosan, polyvinylpyrrolydone, polyethyleneimine, carbocymethylceilulose, alginate, polyacrylic acid, etc. the so-called polyelectronic on the capsule surface Form ivt complex layers. By repeatedly immersing the particles in these solutions, as described in P 43 12 970.6, several layers of the capsule shell are formed. In order to prevent the beads from sticking during coating and thus to ensure optimal membrane formation, they must be kept in suspension. According to the invention, this can be done by stirring with special agitators, so-called visco-jet stirrers, but the coating reagent can also be introduced tangentially into the reactor at high speed, so that, similar to a hydrocyclone, movement of the liquid is achieved which the capsules swirled. In addition, you can wash in between with a suitable detergent. The required coating or washing solutions are in storage tanks and can either be ready for use or as a concentrate.
Der Herstellungsprozess läuft bei Temperaturen von 10° - 50° C und atmosphärischem Druck ab. Aus diesem Grund müssen einige der Gefäße, die im Prozess eingesetzt, werden über eine Temperiermöglichkeit verfügen.The manufacturing process takes place at temperatures of 10 ° - 50 ° C and atmospheric pressure. For this reason, some of the vessels used in the process must have a temperature control option.
Fig. 1 zeigt eine Variante eines Verfahrens sowie der dazugehörenden Anlagen zur großtechnischen Herstellung von Koazervat-Kapsel n, die anschließend im gleichen Prozess mit einer mehrlagigen Hülle versehen werden können.Fig. 1 shows a variant of a method and the associated plants for the industrial production of coacervate capsule n, which can then be provided with a multi-layer casing in the same process.
Natürlich sind auch weitere Varianten denkbar, wie beispielsweise eine Anlage, die mit einem Reaktor anstelle der hier dargestellten zwei auskommt.Of course, other variants are also conceivable, such as, for example, a plant which manages with one reactor instead of the two shown here.
Die Ausführung mit zwei Reaktoren zeichnet sich durch eine höhere Produktivität aus, da die Beschichtung der Kügelchen durchgefü hrt werden kann, während die Vertropfung der Flüssigkeit also die Formgeb ung weiterläuft.The design with two reactors is characterized by a higher productivity, since the coating of the beads can be carried out while the dropletization of the liquid continues the shaping.
Varianten mit einem Reaktor haben demzufolge eine geringere Produktivität, sind jedoch einfacher und vom apparativen Aufwand h er günstiger auszuführen.Variants with one reactor are therefore less productive, but are simpler and less expensive to implement.
Der in Fig. 1 dargestellte technische Prozess gliedert sich in zwei Abschnitte: Die Herstellung unbeschichteter Partikel und die Beschichtung dieser Kugel- chen. Je nach Bedarf können sowohl die unbeschichteten als auch die beschichteten Partikel verwendet und weiterverarbeitet werden. Der Prozess gestaltet sich wie folgt:The technical process shown in Fig. 1 is divided into two sections: The production of uncoated particles and the coating of these spherical chen. Depending on requirements, both the uncoated and the coated particles can be used and processed. The process is as follows:
Das zu verkapselnde Material wird in einem ersten Schritt im Gefäß EG in eine mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit (beispielsweise ein Öl oder ein Fett) gelöst, suspendiert oder emulgiert. Verwendet man z. B. ein höher schmelzendes Fett, das erst erwärmt werden muss um flüssig zu werden, muss EG mit einer Heizvorrichtung oder einem Heizmantel ausgestattet werden. EG besitzt ein Rührwerk, das so konstruiert sein muss, dass damit sowohl Lösungen oder Suspensionen als auch Emulsionen erzeugt werden können.The material to be encapsulated is dissolved, suspended or emulsified in a first step in the vessel EG in a water-immiscible liquid (for example an oil or a fat). If you use e.g. B. a higher melting fat, which must first be heated to become liquid, EG must be equipped with a heating device or a heating jacket. EG has an agitator that must be designed so that it can be used to generate solutions or suspensions as well as emulsions.
Im Gefäß WG, das ebenfalls mit Heizvorrichtung und Rührwerk ausgestattet ist, wird eine Lösung bestehend aus Wasser, Gelatine und z.B. Glycerin bei einer Temperatur von ca. 50° - 60° C zubereitet. Diese Lösung wird anschließend über die Ventile V4, V5, und V7 mittels der Pum pe P2 in den Reaktor FR befördert. Die Lösung im Inneren des Reaktors FR wi rd mit dem Wärmetauscher WT1 und dem Mantel des Reaktors oder einer a nderen Temperiervorrichtung auf ca. 50° - 60° C gehalten.In the vessel WG, which is also equipped with a heater and stirrer, a solution consisting of water, gelatin and e.g. Glycerin prepared at a temperature of approx. 50 ° - 60 ° C. This solution is then conveyed via the valves V4, V5, and V7 by means of the pump P2 into the reactor FR. The solution inside the reactor FR is kept at about 50 ° -60 ° C. with the heat exchanger WT1 and the jacket of the reactor or another temperature control device.
Anschließend wird EG über die Ventile RV und BV mit Druckluft beaufschlagt. Durch Öffnen des Ventils V gelangt die Lösung, Suspension oder Emulsion als mit Wasser nicht mischbare Phase in den Reaktor FR. Mit Hilfe des Rührwerks R2 wird daraus im Reaktor FR eine neue Emulsion erzeugt unter Beibehaltung einer Temperatur von ca. 50° - 60° C. Über die Dosierpumpe Pl wird anschließend aus dem Gefäß A langsam eine Na-Alginatlösung dieser neuen Emulsion zudosiert.The EG is then pressurized with compressed air via the RV and BV valves. By opening valve V, the solution, suspension or emulsion enters the reactor FR as a water-immiscible phase. With the aid of the agitator R2, a new emulsion is produced therefrom in the reactor FR while maintaining a temperature of approximately 50 ° -60 ° C. A Na-alginate solution of this new emulsion is then slowly metered in from the vessel A via the metering pump P1.
In einem weiteren Schritt wird das Gemisch im Reaktor FR auf ca. 10° - 20° C abgekühlt und aus dem Gefäß FB über die Ventile V2, V5, V7 mit Hilfe der Pumpe P2 ein Fällreagenz beispielsweise eine wässrige Calciumchloridlösung dem in FR befindlichen Gemisch beigefügt. Dadurch werden die vorhin entstandenen Partikel gefällt und stabilisiert. Auf diese Weise erhält man Partikel die je nach Prozessparameter Durchmesser zwischen einigen μm bis hin zu ca. 1 mm haben können. Im Inneren der Partikel befindet sich das Öl (oder Fett usw.), das den zu erkapselnden Stoff enthält. Außen sind die Kügelchen mit einer Ca-Alginat-Schicht überzogen. Auf diese Weise können sie anschließend bei Bedarf wie andere Ca-Alginat Partikel auch beschichtet werden.In a further step, the mixture in reactor FR is cooled to approximately 10 ° -20 ° C. and a precipitation reagent, for example an aqueous calcium chloride solution, is added to the mixture in FR from vessel FB via valves V2, V5, V7 with the aid of pump P2 , This will precipitate and stabilize the particles created earlier. In this way, particles are obtained which, depending on the process parameter, can have diameters between a few μm up to approx. 1 mm. The oil (or fat) is inside the particles etc.) containing the substance to be encapsulated. The balls are coated on the outside with a Ca-alginate layer. In this way, they can then be coated like other Ca alginate particles if required.
Zum Spülen kann der Reaktor FR über die Ventil e V5 und V7 über P2 mit Wasser befüllt werden. Dieses kann entweder durch Öffnen des Ventils KH1 oder durch Abpumpen mittels P2 über V6 und V3 aus FR wieder entfernt werden.For flushing, the reactor FR can be filled with water via the valves e V5 and V7 via P2. This can be removed from FR either by opening valve KH1 or by pumping it off with P2 via V6 and V3.
Nachdem die Kügelchen ausgehärtet sind, kann demnach der zweite Verfahrensschritt, die Beschichtung erfolgen. Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung geschieht dies durch Umspülen der Kapseln abwechselnd mit einer kationischen und einer anionischen, verdünnten Polymerlösung. Dazwischen sind Waschschritte vorgesehen. Die Partikel werden jeweils einige Minuten den Lösungen ausgesetzt, die wieder in die Vorratsbehälter zurückgepumpt werden können. Wichtig ist, dass die Kapseln während des gesamten Vorgangs in einer Art Fließbett, also in Schwebe gehalten werden, so dass sich die Membran rundherum ausbilden kann. Dies kann mittels spezieller Rührwerke geschehen, und/oder wie in den vorliegenden Ausführungen eingezeichnet, durch tangen- tiales Einleiten der Lösungen mit relativ hoher Geschwindigkeit, die an der Rohraustrittsöffnung mehrere Meter pro Sekunde betragen soll. Über die entsprechenden Wärmetauscher WT2 können die Fl üssigkeiten temperiert werden. Nach beendeter Beschichtung werden die fertigen Membrankapseln gewaschen und aus dem Reaktionsgefäß ausgespült. Anschl ießend kann ein Trocknungsschritt erfolgen wodurch den Kapseln das Wasser entzogen wird. Das gewählte Trocknungsverfahren wird maßgeblich vom in den Kapseln eingeschlossenen Material bestimmt.After the beads have hardened, the second process step, the coating, can take place. According to the embodiment of the invention, this is done by rinsing the capsules alternately with a cationic and an anionic, dilute polymer solution. Wash steps are provided in between. The particles are exposed to the solutions for a few minutes each, which can be pumped back into the storage containers. It is important that the capsules are kept in a kind of fluidized bed during the entire process, so that the membrane can form all around. This can be done by means of special agitators and / or, as shown in the present explanations, by tangentially introducing the solutions at a relatively high speed, which should be several meters per second at the pipe outlet opening. The liquids can be tempered via the appropriate heat exchangers WT2. When the coating is complete, the finished membrane capsules are washed and rinsed out of the reaction vessel. A drying step can then be carried out, whereby the water is removed from the capsules. The selected drying process is largely determined by the material enclosed in the capsules.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführung wird das Material aus FR durch Öffnen des Ventils KH1 in den zweiten Reaktor, BTR geleitet. Hier werden die Partikel erst einmal gewaschen. Hierfür werden die Kügelchen durch Öffnen der Ventile KH2 und VT abdekantiert. BTR ist konisch ausgestaltet um diesen Dekantierprozess zu erleichtern. Alternativ kann die überschüssige Flüssigkeit über das Ventil V25 und V9 durch die Pumpe P4 abgepumpt werden. Das zum Waschen erforderliche Dl-Wasser wird über das Ventil V8, V22, und V26 mit Hilfe der Pumpe P3 in den Reaktor BTR gepumpt. Das Waschwasser kann da- nach wie vorhin beschrieben entweder abdekantiert oder abgepumpt werden. Das erste Beschichtungsreagenz, das Polykation 1 durch Öffnen des Ventils Vll, V22, und V26 und durch Pumpen über die Pumpe P2 aus dem Vorratsgefäß PK1 in den Beschichtungsreaktor BTR befördert. Nach Erreichen eines entsprechenden Füllstandes in BTR kann durch Schließen von V22 und V23 und Öffnen von V24 und V26 die Lösung im Kreis zirkuliert werden. Durch Rühren mit dem Rührwerk R4 werden die Partikel bei allen Vorgängen in Schwebe gehalten. Nachdem die gebildeten Gelpartikel einige Minuten im Beschichtungs- bad verbracht haben, wird die Lösung durch Schließen von V26 und Öffnen von V23 und V10 nach PK1 zurückgepumpt. Anschließend werden die Kügelchen durch Öffnen von V8, V22 und V26 mit Di-Wasser gewaschen, das durch Öffnen von V9, V25 mittels der Pumpe P4 wieder abgepumpt wird. Durch Schalten der entsprechenden Ventile wird danach in einem analogen Kreislauf der Reaktor BR mit der Detergenzlösung aus dem Vorratstank E gespült, und danach mit dem ersten Polyanion aus dem Behälter PA1, wonach 2-3 Waschschritte folgen. Anschließend wird der Reaktor aus dem Gefäß PK2 mit der zweiten po- lykationischen Lösung versorgt, die dann auch wider da hin zurückgepumpt wird. Dieser Prozessablauf wird so lange in gleicher Weise mit den entsprechenden Reagenzien aus den Vorratsbehältern PA2 (zweites Polyanion) bzw. PAS (drittes Polyanion) wiederholt bis die gewünschte Membran aufgebaut ist. Danach werden die Membrankapseln durch Öffnen des Kugelhahns KH2 und entsprechender Stellung der Ventils VT aus dem Reaktor gespült.In the embodiment shown in FIG. 1, the material made of FR is passed into the second reactor, BTR, by opening the valve KH1. Here the particles are washed first. For this purpose, the beads are decanted by opening the KH2 and VT valves. BTR is conical to facilitate this decanting process. Alternatively, the excess liquid can be pumped out via valve V25 and V9 by pump P4. The DI water required for washing is pumped into the reactor BTR via the valves V8, V22 and V26 with the aid of the pump P3. The wash water can are either decanted or pumped out as described above. The first coating reagent, the polycation 1 by opening the valve Vll, V22, and V26 and pumped by pump P2 from the storage vessel PK1 in the coating reactor BTR. After reaching a corresponding level in BTR, the solution can be circulated in a circle by closing V22 and V23 and opening V24 and V26. The particles are kept in suspension in all processes by stirring with the R4 agitator. After the gel particles formed have spent a few minutes in the coating bath, the solution is pumped back to PK1 by closing V26 and opening V23 and V10. The beads are then washed by opening V8, V22 and V26 with di-water, which is pumped out again by opening V9, V25 using pump P4. By switching the corresponding valves, the reactor BR is then rinsed in an analog circuit with the detergent solution from the storage tank E, and then with the first polyanion from the container PA1, which is followed by 2-3 washing steps. The reactor is then supplied from the PK2 vessel with the second polymerization solution, which is then pumped back again. This process sequence is repeated in the same way with the appropriate reagents from the storage containers PA2 (second polyanion) or PAS (third polyanion) until the desired membrane is built up. Then the membrane capsules are flushed out of the reactor by opening the ball valve KH2 and the corresponding position of the valve VT.
Die so erhaltenen Kügelchen können nachher einem Trockenschritt zugeführt werden. Sehr gute Ergebnisse wurden bei einer Wirbelschicht -Lufttrocknung erzielt.The beads thus obtained can subsequently be fed to a drying step. Very good results were achieved with a fluidized bed air drying.
Die gesamte Anlage kann mit herkömmlichen Reinigern durch entsprechendes Befüllen und Abpumpen der Lösungen gereinigt und desinfiziert werden. The entire system can be cleaned and disinfected with conventional cleaners by filling and pumping out the solutions accordingly.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren und Anlage zur Herstellung von Mikrokapseln zur Immobilisierung von chemischen Wirkstoffen, Proteinen, lebenden Zellen und/oder Mikroorganismen im großtechnischen Maßstab d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass das zu verkapselnde Material in einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit gelöst, suspendiert oder emulgiert wird und in dieser Form aus einem Mischbehälter in einen Reaktor befördert wird, wo daraus in einem Koazervat-Prozess Kugeln gebildet werden, die das Material einschließen und die ihrerseits anschließend im gleichen und/oder einem anderen Gefäß durch wiederholtes Umspülen mit entsprechenden Reagenzien, die aus unterschiedlichen Vorratsbehältern zugeführt werden, beschichtet werden können.1. Process and plant for the production of microcapsules for immobilizing chemical active substances, proteins, living cells and / or microorganisms on a large industrial scale, characterized in that the material to be encapsulated is dissolved, suspended or emulsified in a water-immiscible liquid and in this form is conveyed from a mixing container into a reactor, from which spheres are formed in a coacervate process, which enclose the material and which in turn are then in the same and / or another vessel by repeated rinsing with appropriate reagents, which are supplied from different storage containers can be coated.
2. Verfahren nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , dass es mehrere oder alle der folgenden Schritte umfasst, die auch mehrmals wiederholt werden können:2. The method according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et that it comprises several or all of the following steps, which can also be repeated several times:
- Lösen, Suspendieren oder Emulgieren des zu verkapselnden Materials in einem mit Wasser nicht mischbarem flüssigen Grundstoff- Dissolving, suspending or emulsifying the material to be encapsulated in a water-immiscible liquid base
- Befördern dieser Grundstoff Suspension, Emulsion oder Lösung in ein Reaktionsgefäß- Transport this base material suspension, emulsion or solution into a reaction vessel
- Emulgieren dieser Suspension, Emulsion oder Lösung bei erhöhter Temperatur in einem weiteren Flüssigkeitsgemisch das beispielsweise Gelatine, Wasser und Glycerin enthält- Emulsifying this suspension, emulsion or solution at elevated temperature in a further liquid mixture which contains, for example, gelatin, water and glycerol
- Zudosieren einer Umhüllungslösung beispielsweise Na-Alginat zu der neuen Emulsion- Adding a coating solution, for example Na alginate, to the new emulsion
- Absenken der Temperatur der neuen Gemisches- lowering the temperature of the new mixture
- Zudosieren eines Reagenzes beispielsweise Calciumchlorid, das die Umhüllungslösung (z. B. Alginat) fällt- Add a reagent, for example calcium chloride, which drops the coating solution (e.g. alginate)
- Fällen der Tropfen- Drops of drops
- Spülen und Suspendieren der durch Fällung entstandenen Kügelchen in einer Waschflüssigkeit- Rinse and suspend the precipitates in a washing liquid
- Umspülen der Kügelchen mit einer polykationischen Polymerlösung und Aus- bilden einer kationischen Ladung auf der Kugeloberfläche- Rinsing the beads with a polycationic polymer solution and removing form a cationic charge on the surface of the sphere
- Waschen der Kügelchen mit einer Waschflüssigkeit- Wash the beads with a washing liquid
- Waschen der Kügelchen mit einer Detergenzlösung- Wash the beads with a detergent solution
- Umspülen der Kügelchen mit einer polyanionischen Polymerlösung und Ausbilden einer anionischen Ladung auf der Kugeloberfläche- Rinsing the beads with a polyanionic polymer solution and forming an anionic charge on the surface of the ball
- Spülen und Suspendieren der durch Fällung entstandenen Kügelchen in einer Waschflüssigkeit- Rinse and suspend the precipitates in a washing liquid
- Abtrennen der Kügelchen aus dem umgebenden flüssigen Medium- Separate the beads from the surrounding liquid medium
- Trocknen der Kügelchen.- drying the beads.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et, dass der Grundstoff ein Fett oder ein Öl ist.3. The method according to claim 1 and 2 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et that the base material is a fat or an oil.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et , dass die zu verkapselndes Material/Grundstoff- Suspension, Emulsion oder Lösung durch ein mechanisches Hilfsmittel vorzugsweise eine Förderschnecke oder eine Pumpe in ein Reaktionsgefäß befördert wird.4. The method of claim 1 to 3 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et that the material / base suspension, emulsion or solution to be encapsulated is preferably conveyed into a reaction vessel by a mechanical screw or a pump.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et , dass die zu verkapselndes Material / Grundstoff- Suspension, Emulsion oder Lösung pneumatisch in ein Reaktionsgefäß befördert wird.5. The method according to claim 1 to 4 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et that the material / base material suspension, emulsion or solution to be encapsulated is pneumatically conveyed into a reaction vessel.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et, dass die Tropfen in der mit Wasser nicht mischbaren Phase das zu immobilisierende Material enthalten. 6. The method according to claim 1 to 5 dadurchge ke nnzeichn et that the drops in the water-immiscible phase contain the material to be immobilized.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et , dass die Tropfen durch Fällung mit Umhüllungsreagens überzogen werden.7. The method according to claim 1 to 6 d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et that the drops are coated by precipitation with coating reagent.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass dieses Umhüllungsreagens ein Alginat-Salz ist.8. The method of claim 1 to 7 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t that this coating reagent is an alginate salt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et, dass die umhüllten Tropfen in den Reaktionslösungen in Schwebe gehalten werden.9. The method according to claim 1 to 8 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et that the coated drops are kept in suspension in the reaction solutions.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, dass die umhüllten Tropfen in den Reaktionslösungen durch Rühren in Schwebe gehalten werden.10. The method according to claim 1 to 9 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t that the coated drops in the reaction solutions are kept in suspension by stirring.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die umhüllten Tropfen in den Reaktionslösungen durch die Fließgeschwindigkeit des umgebenden Mediums in Schwebe gehalten werden.11. The method according to claim 1 to 10 d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that the coated drops in the reaction solutions are kept in suspension by the flow rate of the surrounding medium.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11 d a d u rc h g e ke n n z e i c h n e t, dass die umhüllten Tropfen durch Umspülen mit geeigneten Polymerlösungen beschichtet werden.12. The method according to claim 1 to 11, so that the coated drops are coated by rinsing with suitable polymer solutions.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die umhüllten Tropfen während des Beschichtens in Schwebe gehalten werden. 13. The method according to claim 1 to 12, characterized in that the coated drops are kept in suspension during the coating.
14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, dass die umhüllten Tropfen während des Beschichtens durch Rühren in Schwebe gehalten werden.14. The method according to claim 1 to 13 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t that the coated drops are kept in suspension during coating by stirring.
15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, dass die umhüllten Tropfen während des Beschichtens durch die Fließgeschwindigkeit des umgebenden Mediums in Schwebe gehalten werden.15. The method according to claim 1 to 14 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t that the coated drops are kept in suspension during coating by the flow rate of the surrounding medium.
16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15 d a d u rc h g e ke n n z e i c h n e t, dass die beschichteten Kügelchen eine Hülle aufweisen, die den Kern und somit das verkapselte Material vollständig umschließt.16. The method according to claim 1 to 15, so that the coated beads have a shell that completely surrounds the core and thus the encapsulated material.
17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Hülle der beschichteten Kügelchen aus einer oder mehrerer radial angeordneten Schichten besteht.17. The method according to claim 1 to 16 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the shell of the coated beads consists of one or more radially arranged layers.
18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 17 d a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t, dass18. The method according to claim 1 to 17 d a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t that
Schichten der Hülle Bereiche unterschiedlicher Dichte sein können.Layers of the envelope can be areas of different density.
19. Verfahren nach Anspruch 1 bis 18 d a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beschichteten Kügelchen ungetrocknet, also feucht gelagert und verwendet werden können.19. The method of claim 1 to 18 d a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t that the coated beads undried, that is, stored and used moist.
20. Verfahren nach Anspruch 1 bis 19 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beschichteten Kügelchen gefriergetrocknet werden können. 20. The method according to claim 1 to 19, characterized in that the coated beads can be freeze-dried.
21. Verfahren nach Anspruch 1 bis 20 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass die beschichteten Kügelchen luftgetrocknet werden können.21. The method of claim 1 to 20 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t that the coated beads can be air dried.
22. Verfahren nach Anspruch 1 bis 21 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass zum Fällen und/oder Beschichten eingesetzten Lösungen entweder als Konzentrate oder gebrauchsfertig, in verdünnter Form verwendet werden.22. The method according to claim 1 to 21 d a d u r c h g e ke n n e e i c h n e t that solutions used for precipitation and / or coating are used either as concentrates or ready to use, in dilute form.
23. Anlage nach Anspruch 1, die nach einem Verfahren nach Anspruch 1 bis 22 arbeitet, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass sie mehrere der folgenden Hauptkomponenten aufweist:23. System according to claim 1, which operates according to a method according to claims 1 to 22, that it has several of the following main components:
- Misch-/Emulgierbehälter für den mit Wasser nicht mischbaren Grundstoff und das zu immobilisierende Material (EG)- Mixing / emulsifying container for the water-immiscible base material and the material to be immobilized (EG)
- Mischbehälter für die Reaktionslösungen (WG)- Mixing container for the reaction solutions (WG)
- Vorratsbehälter für das Fällreagens (FB)- Storage container for the precipitation reagent (FB)
- Vorratsbehälter für ein Umhüllungsreagens (A)- storage container for a coating reagent (A)
- Vorratsbehälter für eine Waschlösung vorzugsweise Detergenz (E)- Storage container for a washing solution, preferably detergent (E)
- Vorratsbehälter für die Beschichtungspolymere (PK1, PK2, PA1, PA2, PA3)- Storage container for the coating polymers (PK1, PK2, PA1, PA2, PA3)
- Reaktions- Emulgiergefäß für die Herstellung der Partikel (FR)- Reaction emulsifying vessel for the production of the particles (FR)
- Rektionsgefäß für die Beschichtung und Abtrennung der umhüllten Partikel (BTR)- reaction vessel for coating and separating the coated particles (BTR)
- Vorrichtung zum Trocknen der beschichteten Kügelchen- Device for drying the coated beads
- Wärmetauscher zum Temperieren der Reaktionsgefäße (WT1, WT2,)- Heat exchanger for tempering the reaction vessels (WT1, WT2,)
- Pumpen (Pl, P2, P3, P4) und Ventile (VI, V2,...) zum Befüllen und Entleeren der Reaktionsgefäße, sowie Kugelhähne (KH1, KH2, KH)- Pumps (Pl, P2, P3, P4) and valves (VI, V2, ...) for filling and emptying the reaction vessels, as well as ball valves (KH1, KH2, KH)
- Pneumatische Ventile und Komponenten- Pneumatic valves and components
- Heiz-/Kältethermostate.- Heating / cooling thermostats.
24. Anlage nach Anspruch 23 d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass sie gemäß Fig.1 arbeitet und/oder ihre Komponenten gemäß Fig.1 angeordnet und/oder miteinander verbunden sind. 24. The system as claimed in claim 23, that it operates according to FIG. 1 and / or its components are arranged according to FIG. 1 and / or are connected to one another.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007039772A1 (en) * 2007-08-22 2009-02-26 Cavis Microcaps Gmbh Microcapsule and process for its preparation
US9186640B2 (en) * 2007-08-28 2015-11-17 Pepsico, Inc. Delivery and controlled release of encapsulated lipophilic nutrients
GB0909909D0 (en) 2009-06-09 2009-07-22 Chrisal Nv Microcapsules containing microrgnisms

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2464093A1 (en) * 1979-08-30 1981-03-06 Roussel Uclaf PROCESS FOR THE PREPARATION OF SUSPENSIONS OR STABLE POWDERS OF STABLE MICROCAPSULES WITH VARIABLE POROSITY AND THE PRODUCTS OBTAINED THEREBY
GB8809648D0 (en) * 1988-04-23 1988-05-25 Wiggins Teape Group Ltd Production of microcapsules
AU6898001A (en) * 2000-04-28 2001-11-12 Rainer Pommersheim Method and facility for producing micromembrane capsules
US6544926B1 (en) * 2001-10-11 2003-04-08 Appleton Papers Inc. Microcapsules having improved printing and efficiency
JP4865225B2 (en) * 2002-08-14 2012-02-01 ジボダン・ネーデルランド・サービシーズ・ビー・ブイ Composition comprising encapsulated material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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