ES2306624B1 - Procedimiento para el microencapsulado de materiales de cambio de fase mediante secado por pulverizacion. - Google Patents

Procedimiento para el microencapsulado de materiales de cambio de fase mediante secado por pulverizacion. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para el microencapsulado de materiales de cambio de fase mediante secado por pulverización.
Procedimiento para producir microcápsulas conteniendo materiales de cambio de fase (PCMs) mediante la técnica física de "secado por pulverización". Los PCMs serán microencapsulados utilizando disoluciones de éstos y de polímeros, más concretamente polietileno y etilvinilacetato (EVA) como copolímero, como agentes encapsulantes, en un disolvente adecuado y no acuoso.

Description

Procedimiento para el microencapsulado de materiales de cambio de fase mediante secado por pulverizacion.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de microcápsulas conteniendo materiales de cambio de fase (PCMs) mediante la técnica física de secado por pulverización ("spray-drying"). Además, se refiere a las microcápsulas obtenibles mediante dicho procedimiento y a sus aplicaciones como acumuladores de calor.
Estado de la técnica anterior
En la actualidad, se utilizan gran cantidad de sustancias microencapsuladas que cubren una gran gama de aplicaciones. Una de las más utilizadas es la capacidad de conferir propiedades termorreguladoras a los materiales en que son incorporadas. En concreto, en la industria textil y en la de calzado se utiliza el microencapsulado para mejorar las propiedades térmicas y el confort de equipamiento deportivo, uniformes militares, pijamas y otras prendas de vestir. También se utilizan en materiales de edificación, interiorismo de automóvil y muchos otros productos de consumo. Estas microcápsulas tienen en su interior materiales de cambio de fase (PCMs) que son los que producen el efecto termorregulador en los materiales en que son incorporados. El material PCM absorbe o libera calor en respuesta a los cambios de temperatura ambientales gracias a su calor latente de cambio de fase. Las paredes que encierran y recubren el PCM suelen ser de naturaleza poliméricas.
La microencapsulación puede llevarse a cabo por procesos químicos como la coacervación compleja, polimerización interfacial, polimerización en suspensión y extracción-evaporación del solvente o físicos como spray-drying, lecho fluidizado y proceso Wurster, extrusión y gelación fónica, etc.
En las solicitudes de patente W003/099427A1, US5456852A, US5916478A, W02007/040395A1, W02007/
107171A1 se han descrito métodos químicos para la incorporación de parafinas con polímeros. Estas patentes revindican diferentes procesos de polimerización interfacial y presentan diferencias en cuanto a la técnica de polimerización utilizada. Así, por ejemplo, en la solicitud de patente WO03/099427A1 se describe una técnica de polimerización interfacial, generando microcápsulas constituidas por un núcleo activo de PCM y dos carcasas. La carcasa interna se obtiene
por reacción entre el propilenglicol y el poliisocianato y la externa por reacción entre poliisocianatos y poliamidas.
Estos procesos presentan generación de residuos, de alta toxicidad, requieren tiempos de operación relativamente largos y además, exhiben dificultades para su implementación de forma continua, dificultando su aplicación a escala industrial.
En la patente US5709945A se describe la obtención de esferas sólidas de PCM recubiertas con polímeros. Inicialmente, se funde el PCM y se pulveriza sobre un disolvente a temperatura inferior al punto de fusión del PCM. El disolvente se evapora y finalmente, polímeros como acril-estireno, copolímero de cloruro de vinilideno, shellac, isobutileno, policarbonatos y amidas son disueltos en un disolvente apropiado y posteriormente pulverizados sobre las partículas sólidas de PCMs. Este proceso de encapsulación del PCM se realiza en un lecho fluidizado.
En la solicitud de patente EP1838802A2, se describe un método de incorporación de parafinas a polímeros mediante absorción. La parafina fundida se pone en contacto con gránulos o pellets de polímeros de baja polaridad como el polietileno de baja densidad o el metil-metacrilato y posteriormente, se lleva a filtrado para eliminar la parafina líquida no incorporada al polímero.
En la solicitud de patente US2004/0169299A1 se describe la obtención de macrocápsulas conteniendo microcápsulas de materiales de cambio de fase. Las macrocápsulas se obtienen dispersando las microcápsulas sobre un gel y adicionando la mezcla sobre una disolución que contenga un agente que entrecruce el gel, formando macrocápsulas constituidas por microcápsulas de PCM.
La técnica de secado por pulverización hasta el momento se ha empleado para la encapsulación de pesticidas por policondesación interfacial, seguido de spray drying en presencia de alcohol polivinílico PVA. En la patente ES2163891T3 se hace referencia a microcáspulas secadas por pulverización como paso intermedio de la síntesis, no como procedimiento para la formación de éstas microcáspulas.
Explicación de la invención
El proceso propuesto en la presente invención para la microencapsulación de PCMs es un método físico conocido como secado por pulverización (también conocido como "spray-drying"). Esta técnica consiste fundamentalmente en pulverizar una corriente líquida homogénea o en emulsión en el interior de una cámara, donde se pone en contacto con una corriente gaseosa, normalmente aire o nitrógeno como gas inerte, a la temperatura adecuada que permita la evaporación del disolvente y la obtención de un producto en forma de partículas sólidas.
La presente invención se basa en la utilización de polímeros termoplásticos, sin reacción durante el proceso de encapsulado, para la formación de la cubierta, unido a la utilización de una fase no acuosa como vehículo para la creación de las microcápsulas en oposición con los métodos acuosos utilizados en el estado de la técnica. La fase no acuosa se condensa y se reutiliza en el proceso.
Así, la presente invención proporciona un procedimiento de obtención de microcápsulas conteniendo materiales de cambio de fase mediante la técnica de "Spray-drying" de forma rápida y sencilla, ecológica, de gran flexibilidad y elevada eficacia, además de un fácil escalado industrial del mismo. Mediante el procedimiento de la presente invención apenas se generan residuos ya que es posible la recuperación y reutilización del disolvente y/o de los componentes no aprovechados en la formación de las microcápsulas.
El procedimiento de encapsulado de la presente invención mediante la utilización de esta técnica comprende los siguientes pasos:
1.
Pulverizar la disolución o emulsión alimento en pequeñas gotas mediante un atomizador.
2.
Poner en contacto la dispersión anterior con la corriente gaseosa a la temperatura necesaria para la evaporación total del disolvente. Las gotas secas, en ausencia de disolvente, se transforman en partículas sólidas.
3.
Separar las partículas sólidas arrastradas por la fase gaseosa mediante ciclones y/o filtros.
Opcionalmente se puede recuperar el disolvente de la corriente gaseosa mediante un sistema de condensadores, haciendo posible su posterior recirculación al proceso.
Adicionalmente, esta técnica requiere un paso previo de preparación de una disolución inicial, también llamada disolución alimento, que permita su posterior alimentación al equipo de "Spray drying". Este alimento estará constituido por el material a encapsular, el agente encapsulante y por un disolvente o medio dispersante que permita alcanzar una mezcla líquida homogénea.
Por tanto, un primer aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento de microencapsulado de materiales de cambio de fase (a partir de ahora procedimiento de la invención) que comprende los siguientes pasos:
a.
preparación de una disolución de:
i.
al menos un material activo de cambio de fase;
ii.
un agente encapsulante seleccionado de entre al menos un polímero o un polímero y un copolímero; y
iii.
un disolvente.
b.
pulverización de la disolución del paso (a);
c.
la dispersión obtenida en el paso (b) se pone en contacto con una corriente gaseosa, que evapora el disolvente y provoca el secado de las microcápsulas. Preferiblemente el gas de arrastre es nitrógeno y más preferiblemente solo existe una pequeña purga, el resto es comprimido y recirculado al equipo;
d.
separación de las microcápsulas formadas en el paso (c) de la corriente gaseosa, preferiblemente mediante ciclones y/o filtros.
Una realización preferida del procedimiento de la invención, además comprende el paso de:
e.
condensación del disolvente evaporado, obtenido en el paso (c), para su reutilización de nuevo en el procedimiento de la invención.
Preferiblemente el agente encapsulante es al menos un polímero del tipo del polietileno. Más preferiblemente el agente encapsulante es la combinación de un polímero y un copolímero. Más preferiblemente, este copolímero puede ser etilvinilacetato (EVA).
Por otro lado, más preferiblemente el polietileno utilizado podría ser tanto polietileno de alta densidad (PEAD), como polietileno de baja densidad (PEBD) o cualquiera de sus combinaciones.
Se entiende por "materiales activos de cambio de fase" en la presente invención, sustancias que requieren aporte de energía térmica para cambiar de fase, en particular pasar de estado sólido a estado líquido o viceversa; ese calor almacenado se puede aprovechar para ser cedido de nuevo al ambiente. Estos materiales son preferiblemente compuestos orgánicos, más preferiblemente de naturaleza hidrofóbica y se pueden seleccionar entre parafinas puras o mezclas de las mismas.
Las parafinas pueden ser naturales, sintéticas o cualquiera de sus combinaciones. Se consideran parafinas al grupo de alcanos que tienen 13 o más átomos de carbono, por ejemplo tridecano, tetradecano, hexadecano, pentadecano, octadecano, preferiblemente alcanos de entre 13 y 20 átomos de carbono. De esta forma, se pueden utilizar tanto parafinas puras como cualquier mezcla de las mismas y con puntos de fusión que pueden ir desde 4ºC hasta 45ºC.
Una realización preferida del procedimiento de la presente invención comprende el empleo de un aditivo en forma de nanofibras de carbono en la disolución alimento del paso (a) para favorecer la difusión térmica en el interior de las micropartículas obtenidas. Por tanto, mediante el uso de nanofibras de carbono se favorece el proceso de transmisión térmica desde el interior de la microcáspulas hacia el exterior y viceversa. Las nanofibras de carbono se adicionan a la disolución alimento mediante agitación vigorosa y se puede favorecer la dispersión mediante baño de ultrasonidos.
Una vez se seleccionan los componentes de las microcápsulas, es decir, el agente encapsulante y el propio material de cambio de fase, se selecciona el disolvente y las condiciones de operación adecuadas para la preparación de la disolución alimento.
Para poder seleccionar el disolvente adecuado para alcanzar la disolución de estos componentes, que preferiblemente es un disolvente orgánico, se debe tener en cuenta, entre otros parámetros, la naturaleza hidrófoba y apolar de los polímeros y del material de cambio de fase. Además, se tienen en cuenta los disolventes que sean de menor toxicidad.
De acuerdo con el parámetro de solubilidad (\delta) de los polímeros empleados y teniendo en cuenta que el punto de ebullición del disolvente debe ser menor que el de fusión del polímero o mezcla de los mismos, utilizados como carcasa, el disolvente se selecciona de entre la lista que comprende naftas desaromatizadas, el éter dietílico, el metil-ciclohexano, la di-isopropilcetona, el aguarrás (\alpha y \beta pineno), el ciclohexano, la metil-isobutil-cetona, el dipenteno, el tetracloruro de carbono, la piperidina, el xileno, el tolueno, el 1,2-dicloropropano, el acetato de etilo o los alcanos(C_{6}-C_{10}). Preferiblemente el disolvente es un alcano (C_{6}-C_{10}) o mezclas de los mismos, por ejemplo pero sin limitarse a hexano, heptano, octano o decano. Preferiblemente, el disolvente es heptano para carcasas constituidas de polietileno de baja densidad, con o sin etilvinilacetato, y para carcasas de polietileno de alta densidad, el disolvente preferiblemente es una mezcla de disolventes orgánicos con punto de ebullición cercano a los 140ºC.
La termodinámica de las disoluciones preparadas en el paso (a), del procedimiento de la invención, es menos favorable a temperatura ambiente. Por tanto, esta disolución ha de llevarse a cabo a alta temperatura, es decir, a temperatura superior a la temperatura ambiente, y en un sistema provisto de agitación, por ejemplo pero sin limitarse a un rango de entre 250 a 300 rpm. Dicha temperatura se selecciona en función del peso molecular del polímero a emplear.
Se realizaron ensayos para determinar la cantidad mínima requerida de disolvente para alcanzar la completa disolución de los polímeros, obteniéndose un alimento de viscosidad adecuada que facilite su posterior alimentación al equipo "spray- dryer".
Preferiblemente, en el paso (a) del procedimiento de la invención, la disolución alimento se calienta a temperaturas de entre 60 y 180ºC y con agitación vigorosa.
Por ejemplo, en una disolución que contiene un polietileno de baja densidad y EVA se requieren temperaturas en el rango de 65 a 95ºC, sin embargo, en una disolución de polietileno de alta densidad y EVA se requieren temperaturas superiores a los 100ºC.
En otra realización preferida del paso (a) del procedimiento de la invención, cuando se empleen disolventes como el heptano, octano, decano o disolventes derivados de mezclas de naftas desaromatizadas, las velocidades de agitación serán vigorosas para favorecer la disolución de los polímeros empleados.
La concentración de sólidos del alimento o de la disolución del paso (a) puede estar en el rango del 5 al 50% en peso, el caudal de entrada de la disolución alimento de 4 a 12 ml/min y la potencia de aspiración del compresor de 32 a 38 m^{3}/h en condiciones normales.
La temperatura de entrada del gas de secado a la cámara del paso (b) se puede fijar en aproximadamente 10ºC por encima de la temperatura de ebullición del disolvente y la relación entre el PCM y el agente encapsulante es preferiblemente de entre 1/1 a 2,5/1 en peso, más preferiblemente de 2/1 en peso para el caso del polietileno de baja densidad y EVA, y de 2,5/1 para el caso del polietileno de alta densidad y EVA.
La adición de un copolímero, por ejemplo EVA, a mezclas de parafina y polietileno, por ejemplo PEBD, aumenta la resistencia mecánica del material obtenido. Por tanto, la carcasa puede estar constituida por un polímero (PEBD o PEAD) o mezclas de los mismos con EVA. No obstante, la cantidad de EVA en la microcápsula no debe ser muy elevada (preferiblemente no superior al 33% en peso para el caso de mezclas con el PEBD) ya que favorecería la migración del material encapsulado, como por ejemplo la parafina.
Por tanto, la relación de EVA/PEBD preferiblemente está en el rango de 0/1 a 0,5/1 y la relación EVA/PEAD preferiblemente está entre 0/1 y 0,6/1. En todo el rango estudiado, se alcanzó un buen rendimiento en la encapsulación del material y pudo comprobarse que no hay migración de la parafina.
Los sólidos obtenidos en la cámara en el paso (c) y/o en el sistema de filtrado del equipo de spray-drying en el paso (d), son subproductos de síntesis que no han llegado a formar microcápsulas. Estos subproductos sólidos se pueden recuperar como materia prima.
Por tanto, en otra realización preferida, el procedimiento de la invención además comprende el paso de:
e'.
recuperación de los sólidos obtenidos en el paso (c) y/o paso (d) como materia prima que se puede reutilizar en el procedimiento de la invención.
Además, el material de cambio de fase no encapsulado, puede ser recuperado y utilizado en posteriores procedimientos de la invención.
Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a las microcápsulas obtenibles por el procedimiento de la invención.
Las características del producto final dependen principalmente de la concentración de sólidos en el alimento o disolución inicial. Con el procedimiento de la invención el contenido de PCM en la microcápsula puede ser superior a aproximadamente al 50% del peso total de la microcápsula.
Por otro lado, cuanto mayor es la relación de PCM/agente encapsulante, mayor es la capacidad termorreguladora de las microcáspulas obtenidas.
Un tercer aspecto de la presente invención se refiere al uso de las microcápsulas de la invención, como acumuladores de calor. Preferiblemente estas microcápsulas se usan como acumuladores de calor en el campo de la construcción.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.
Breve descripción de las figuras
Fig. 1.- Representa el resultado de la calorimetría diferencial de barrido (DSC) de la parafina (línea discontinua) y de las microcápsulas formadas por la parafina y los polímeros PEBD y EVA (línea continua).
Fig. 2.- Representa los resultados de la microscopía electrónica de barrido (SEM) de las microcápsulas de PEBD, EVA y parafina sin encapsular.
Fig. 3.- Representa el resultado de la calorimetría diferencial de barrido (DSC) de la parafina (línea discontinua) y de las microcápsulas formadas por la parafina y los polímeros PEAD y EVA (línea continua).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
A continuación se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que pone de manifiesto la especificidad y efectividad del procedimiento de la presente invención y de la microcápsulas obtenidas mediante dicho procedimiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 1 Microencapsulado de parafina con polietileno de baja densidad y etilvinilacetato
Los reactivos que se utilizaron fueron:
\sqbullet
Parafina, con un punto de fusión cercano a los 27ºC.
\sqbullet
Polietileno de baja densidad PEBD (ALCUDIA® PE-071). Dicho polietileno tiene una densidad de 919 g/cm^{3}.
\sqbullet
Copolímero etilvinilacetato EVA, (ALCUDIA® PA-539). Dicho polímero tiene una densidad de 937 g/cm^{3}.
\sqbullet
n-heptano con una pureza del 99% (PANREAC).
\sqbullet
Nitrógeno de al menos el 96% de pureza.
Los reactivos empleados y su cantidad se recogen en la Tabla 1.
TABLA 1 Materiales y cantidades utilizadas
1 
\vskip1.000000\baselineskip
Se pesaron las cantidades de disolvente, parafina, polímero y copolímero y se introdujeron en un recipiente cerrado herméticamente provisto de un sistema de control de la temperatura y con regulación de la agitación. Además, se disponía de una salida lateral a través de la cual se alimentaba la mezcla obtenida al equipo.
Se fijó la temperatura del controlador en 90ºC y se accionó el sistema de agitación, fijando la velocidad de agitación en 300 rpm. Condiciones que se mantuvieron durante todo el experimento.
En un recipiente similar, aunque sin agitación, se calentó disolvente puro. Este disolvente fue utilizado para el calentamiento inicial de la línea de alimentación del equipo de spray drying, que evita la solidificación del polímero y además, consigue la estabilización de las temperaturas de entrada y salida de la cámara de secado.
Una vez que el disolvente alcanzó los 90ºC se fijó la potencia de aspiración en el 100% y el caudal de nitrógeno en 0,5 Nm^{3}/h.
Se conectó el sistema de calefacción de la línea de alimentación, al igual que se puso en marcha el baño térmico de la zona de pulverización, evitando la formación de sólidos que puedan obstruir el atomizador.
Se fijó la temperatura de entrada del nitrógeno a la cámara de secado en 110ºC. Una vez alcanzada la temperatura del gas, se empezó la alimentación del disolvente puro.
Después de estabilizar el equipo y calentar la línea de alimentación, se accionó la bomba de alimentación, siempre y cuando la mezcla obtenida durante los pasos 1 y 2 estuvo completamente homogénea.
Finalizado el proceso de alimentación, se pasó nuevamente disolvente puro y posteriormente aire, para limpiar la línea de alimentación.
Se retiraron las microcápsulas obtenidas en el colector del equipo, y se pusieron sobre un papel adsorbente y llevadas a secado a 50ºC durante 2 horas, para conseguir la completa eliminación de la parafina no encapsulada.
Como resultado de este proceso se obtuvieron microcápsulas que fueron caracterizadas estudiando su calor latente de fusión mediante la técnica de calorimetría diferencial de barrido (DSC), su estabilidad térmica, morfología y distribución de tamaño de partículas mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y dispersión de luz láser de bajo ángulo (LALLS).
Así, en la Fig. 1, se muestra el calor absorbido por la parafina pura y por la microcápsula obtenida.
De los análisis del DSC se puede decir que el contenido de parafina en la microcápsula es cercano al 47% en
peso.
Los estudios de estabilidad térmica fueron realizados en estufa y consistieron en poner las microcápsulas sobre papel adsorbente a una temperatura constante de 50ºC durante 2 horas. Se compararon los resultados del DSC de las partículas antes y después del ensayo y se encontró que los análisis de DSC no presentaban cambios significativos.
Como puede observarse en la Fig. 2, el microscopio electrónico de barrido puede utilizarse para determinar la forma y la distribución del tamaño de partícula de las microcápsulas obtenidas mediante el procedimiento de la
invención.
Se pudo observar que la forma de estas partículas era bastante esférica y que el rango de tamaño que presentaban era estrecho, de entre 1 y 5 \mum.
\newpage
Ejemplo 2 Microencapsulado de parafina con polietileno de alta densidad y etilvinilacetato
Los reactivos que se utilizaron fueron:
\sqbullet
Parafina comercial, con un punto de fusión cercano a los 27ºC.
\sqbullet
Polietileno de alta densidad, PEAD, (ALCUDIA® 4810). Dicho polietileno tiene una densidad de 950 g/cm^{3}.
\sqbullet
Copolímero etilvinilacetato, EVA, (ALCUDIA® PA-539). Dicho polímero tiene una densidad de 937 g/cm^{3}.
\sqbullet
Disolvente Eurostar (fracción de nafta desaromatizada). Suministrado por Ind. Químicas Cuadrado S.A.
\sqbullet
Nitrógeno de al menos el 96% de pureza.
Los reactivos empleados y su cantidad se recogen en la Tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 2 Materiales y cantidades utilizadas
2 
\vskip1.000000\baselineskip
Se siguió el mismo procedimiento que en el Ejemplo 1, a excepción de la temperatura de preparación de la disolución alimento (150ºC) y la de temperatura de entrada del gas a la cámara (165ºC).
Los métodos de caracterización utilizados fueron descritos también anteriormente.
En la Fig. 3, se muestra el calor absorbido por la parafina pura y por la microcápsula obtenida. De los análisis del DSC se puede decir que el contenido de parafina en la microcápsula es cercano al 27% en peso.

Claims (15)

1. Procedimiento de microencapsulado de materiales de cambio de fase que comprende los siguientes pasos:
a.
preparación de una disolución de:
i.
al menos un material activo de cambio de fase.
ii.
un agente encapsulante que comprende un polímero o un polímero y un copolímero; y
iii.
un disolvente no acuoso.
b.
atomización de la disolución del paso (a);
c.
la dispersión obtenida en el paso (b) se pone en contacto con una corriente gaseosa;
d.
separación de las microcápsulas formadas en el paso (c) de la corriente gaseosa.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que además comprende el paso de:
e.
condensación del disolvente evaporado obtenido en el paso (c).
3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde el agente encapsulante es polietileno de alta densidad (PEAD), polietileno de baja densidad (PEBD) o cualquiera de sus combinaciones.
4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el copolímero utilizado como agente encapsulante es etilvinilacetato (EVA).
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el material activo de cambio de fase es un compuesto orgánico.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el material activo de cambio de fase es parafina.
7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde además se adiciona a la disolución del paso (a) nanofibras de carbono.
8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el disolvente se selecciona de la lista que comprende alcano (C_{6}-C_{10}), nafta desaromatizada, éter dietílico, metil-ciclohexano, di-isopropilcetona, \alpha-pineno, \beta-pineno, ciclohexano, metil-isobutil-cetona, dipenteno, tetraclouro de carbono, piperidina, xileno, tolueno, 1,2-dicloropropano o el acetato de etilo.
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde la preparación de la disolución se lleva a cabo a una temperatura de entre 60 y 180ºC y mediante agitación.
10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que además comprende el paso de:
e'.
recuperación de los sólidos obtenidos en el paso (c) y/o paso (d) como materia prima.
11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde el material de cambio de fase no encapsulado es recuperado como materia prima.
12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde la corriente gaseosa separada en el paso (d) se recircula de nuevo al sistema.
13.Microcápsulas obtenibles por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
14. Uso de las microcápsulas según la reivindicación 13, como acumuladores de calor.
15. Uso de las microcápsulas según la reivindicación 14, para la fabricación de materiales para construcción.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2395306B1 (es) * 2011-06-24 2013-12-17 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) PROCEDIMIENTO DE ENCAPSULACIÓN DE PCMs.
EP2727646A1 (en) 2012-11-05 2014-05-07 Flamco B.v. Capsule comprising phase change material, assembly, thermal buffer, and method
DE102014013354A1 (de) * 2014-09-08 2016-03-10 Rainer Busch Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von mikroverkapselten Paraffinpartikel durch ein elektrostatisches Rotationsdüsen-Absprühverfahren sowie die Verwendung dieses Verfahren. Die so verkapselten Paraffinpartikel können für
EP3733276B1 (en) * 2015-08-31 2021-11-24 Auckland UniServices Limited Method for low temperature microencapsulation of phase change materials
RO133093B1 (ro) 2017-08-30 2022-06-30 Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Metale Neferoase Şi Rare - Imnr Procedeu de micro-încapsulare a unor materiale anorganice pe bază de azotat de potasiu cu rol de material cu schimbare de fază cu aplicaţii în stocarea energiei termice

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3159585A (en) * 1961-04-12 1964-12-01 Nat Starch Chem Corp Method of encapsulating water insoluble oils and product thereof
JP3751028B2 (ja) 1992-02-28 2006-03-01 三菱製紙株式会社 蓄熱材用マイクロカプセル
KR970008262B1 (ko) 1993-10-12 1997-05-22 주식회사 엘지화학 구형 축열캡슐 및 그의 제조 방법
US5916478A (en) 1995-12-22 1999-06-29 Osaka Gas Co, Ltd Heat-accumulating microcapsule dispersion
DE19749731A1 (de) 1997-11-11 1999-05-12 Basf Ag Verwendung von Mikrokapseln als Latentwärmespeicher
US6253463B1 (en) * 1999-04-26 2001-07-03 Niro A/S Method of spray drying
DE10035302C2 (de) * 2000-07-18 2002-12-19 Deotexis Inc Mikrokapsel, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung derselben
WO2002026911A1 (en) 2000-09-27 2002-04-04 Microtek Laboratories, Inc. Macrocapsules containing microencapsulated phase change materials
US7037582B2 (en) 2002-05-28 2006-05-02 The Hong Kong Polytechnic University Method for encapsulating phase transitional paraffin compound that can undergo phase transition and microcapsule resulting therefrom
EP2261297A2 (en) 2004-12-09 2010-12-15 E. I. du Pont de Nemours and Company Phase Change Material (PCM) Compositions For Thermal Management
JP5537776B2 (ja) * 2005-03-04 2014-07-02 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア マイクロカプセル粉末
NL1030122C2 (nl) 2005-10-06 2007-04-10 Kobato Polytechnologie B V Polymeersamenstelling bevattende een warmteaccumulerend faseovergangsmateriaal, bereidingswijze daarvan en product waarin deze polymeersamenstelling is toegepast.
CN101437854B (zh) 2006-03-23 2012-02-01 卡斯蒂利亚-拉曼查大学 相变材料的微胶囊化方法、获得的微胶囊及其用途
DE102007034590A1 (de) * 2006-08-02 2008-02-07 Basf Ag Kautschukmischung enthaltend mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial
EP2158031B1 (en) * 2007-05-08 2011-08-03 Givaudan SA Wax encapsulation

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