FR2964017A1 - Procede de fabrication d'une serie de capsules de taille submillimetrique - Google Patents

Abstract

Ce procédé comprend le convoyage séparé d'une première solution (36) liquide contenant le premier produit et d'une deuxième solution (40) liquide contenant un polyélectrolyte liquide. Il comprend la formation d'une série de gouttes (78), chaque goutte (78) comprenant un noyau central (80) formé de première solution (36) et une pellicule périphérique (82) formée de deuxième solution. Le procédé comprend l'immersion de chaque goutte (78) dans une solution gélifiante (70) contenant un réactif propre à réagir avec le polyélectrolyte de la pellicule (82) pour former l'enveloppe gélifiée. La formation de ladite série de gouttes (78) comprend une étape de formation d'un jet liquide (33) à la sortie de la double enveloppe (32), et une étape de fragmentation du jet liquide (33) en gouttes.

Description

1 Procédé de fabrication d'une série de capsules de taille submillimétrique

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une série de capsules, chaque capsule comprenant un coeur liquide contenant au moins un premier produit et une enveloppe gélifiée encapsulant totalement le coeur, le procédé comprenant les étapes suivantes : - convoyage séparé dans une double enveloppe d'une première solution liquide contenant le premier produit et d'une deuxième solution liquide contenant un polyélectrolyte liquide propre à gélifier ; - formation d'une série de gouttes, chaque goutte comprenant un noyau central formé de première solution et une pellicule périphérique formée de deuxième solution et recouvrant totalement le noyau central ; - chute de chaque goutte dans un volume gazeux à la sortie de la double enveloppe ; - immersion de chaque goutte dans une solution gélifiante contenant un réactif propre à réagir avec le produit électrolyte de la pellicule pour le faire passer d'un état liquide à un état gélifié et former l'enveloppe gélifiée, le noyau central formant le coeur liquide ; - récupération des capsules formées. De telles capsules, qui comportent un coeur liquide encapsulé par une enveloppe gélifiée sensiblement solide, présentent des applications dans de nombreux domaines techniques. Ainsi, dans l'industrie alimentaire, ces capsules sont utilisées pour contenir des additifs variés qui permettent d'améliorer les propriétés d'un produit alimentaire, tels que son goût, ou sa durée de conservation. Dans l'industrie pharmaceutique ou dans l'industrie cosmétique, les capsules précitées sont notamment remplies de produits biologiquement ou cosmétiquement actifs. Elles sont utilisées notamment pour protéger leur contenu et contrôler le relargage du produit qu'elles contiennent. De telles capsules sont aussi utilisées dans des applications en biochimie pour immobiliser des cellules dans des bioréacteurs ou comme cellules artificielles dans des implants. Dans toutes ces applications, les enveloppes des capsules sont généralement formées d'un matériau biocompatible avec le corps humain. A cet effet, il est connu de former l'enveloppe avec des polymères tels que des polysaccharides, qui sont biocompatibles, biodégradables et dans la plupart des cas non toxiques. Ces polymères peuvent avantageusement passer d'un état liquide en solution à un état notablement plus visqueux pour former un gel assurant une rétention mécanique du liquide contenu dans la capsule.

Parmi ces polysaccharides, les alginates sont utilisés en particulier pour créer des structures coeur-enveloppe dans lesquelles le coeur est liquide. On connaît du document FR 2 939 012 Al un procédé de fabrication de capsules du type précité, selon lequel une première solution destinée à former le coeur et une deuxième solution qui se dépose autour du coeur, sont coextrudées pour former une goutte. La deuxième solution contient un polyélectrolyte liquide propre à gélifier, ainsi qu'un agent tensioactif, destiné à améliorer la formation des gouttes. Cependant, la taille minimale des gouttes qui peuvent être obtenues par un tel procédé est limitée, et il s'avère très difficile de former des gouttes de taille submillimétrique. En effet, les capsules sont issues de gouttes formées à l'extrémité de la double enveloppe, selon un régime goutte à goutte. Dans ce régime, la taille des gouttes, donc des capsules, est pilotée par la gravité et la tension de surface, de telle sorte qu'il est très difficile de former des capsules de taille submillimétrique, même en réduisant le rayon de l'extrémité de la double enveloppe. Un but de l'invention est donc d'obtenir un procédé de fabrication d'une série de capsules de taille submillimétrique contrôlée. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce que l'étape de formation de ladite série de gouttes comprend une étape de formation d'un jet liquide à la sortie de la double enveloppe, et une étape de fragmentation du jet liquide en gouttes. Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - l'étape de formation de ladite série de gouttes comprend l'application d'une perturbation harmonique à au moins une desdites première et deuxième solutions ; - l'application d'une perturbation harmonique comprend la génération par un élément vibrant d'une modulation harmonique de la vitesse d'au moins une desdites première et deuxième solutions dans la double enveloppe ; - l'application d'une perturbation harmonique comprend la génération d'une modulation harmonique de la pression du gaz entourant ledit jet ; - l'application d'une perturbation harmonique comprend l'application d'un champ électrique oscillant à la surface dudit jet ; - lesdites capsules ont un rayon inférieur au millimètre, avantageusement inférieur à 0,1 mm; - l'étape de fragmentation dudit jet liquide en gouttes comprend l'application d'un champ électrique supérieur à 1 kV le long dudit jet et la fragmentation dudit jet en gouttes ; - la vitesse U d'écoulement dudit jet liquide à la sortie de la double enveloppe est telle que : PV2R 1 , où p est la masse volumique moyenne desdites première et Y deuxième solutions, R le rayon du jet et y sa tension de surface ; - la deuxième solution contient au moins un tensioactif avant son contact avec la première solution ; et - la solution gélifiante contient au moins un tensioactif. L'invention a également pour objet une série de capsules susceptibles d'être obtenues par un procédé selon l'invention, chaque capsule comprenant un coeur liquide contenant au moins un premier produit, et une enveloppe gélifiée encapsulant totalement le coeur liquide à sa périphérie, l'enveloppe gélifiée étant propre à retenir le coeur liquide lorsque la capsule est plongée dans un gaz, l'enveloppe gélifiée comprenant au moins un polyélectrolyte gélifié, caractérisée en ce que lesdites capsules ont un rayon inférieur à 0,5 mm.

L'invention sera mieux comprise à la lecture qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique en coupe suivant un plan vertical médian d'un premier dispositif de fabrication de capsules selon l'invention, lors de la fabrication d'une série de capsules selon l'invention ; - la Figure 2 est une vue à plus grande échelle, en coupe suivant un plan vertical médian d'une capsule selon l'invention fabriquée par le procédé représenté sur la Figure 1; - la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 1 d'un détail d'un deuxième dispositif de fabrication de capsules selon l'invention - la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 1 d'un détail d'un troisième dispositif de fabrication de capsules selon l'invention ; - la Figure 5 est une vue analogue à la Figure 1 d'un détail d'un quatrième dispositif de fabrication de capsules selon l'invention - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 1 d'un détail d'un cinquième dispositif de fabrication de capsules selon l'invention - la Figure 7 est une vue analogue à la Figure 1 d'un détail d'un sixième dispositif de fabrication de capsules selon l'invention ; Une première série de capsules 10 fabriquées par un procédé selon l'invention est représentée sur la Figure 1. En référence à la Figure 2, chaque capsule 10 comprend un coeur liquide 12 et une enveloppe extérieure gélifiée 14 entourant la totalité de la surface extérieure du coeur 12 pour retenir le coeur liquide 12. Dans cet exemple, chaque capsule 10 est de forme sphérique et présente avantageusement un diamètre extérieur inférieur à 1 mm et compris notamment entre 0,05 mm et 0,5 mm.

Le coeur liquide 12 contient au moins un premier produit choisi avantageusement parmi un produit biologiquement actif, un produit cosmétique, ou un produit comestible propre à être consommé. Lorsque le premier produit est un produit biologiquement actif, il est choisi avantageusement parmi les anticoagulants, les anti-thrombogéniques, les agents anti- mitotiques, les agents anti-prolifération, antiadhésion, anti-migration, les promoteurs d'adhésion cellulaire, les facteurs de croissance, les molécules antiparasitaires, les anti-inflammatoires, les angiogéniques, les inhibiteurs de l'angiogenèse, les vitamines, les hormones, les protéines, les antifongiques, les molécules antimicrobiennes, les antiseptiques ou les antibiotiques.

En variante, le coeur liquide 12 contient des agents réactifs tels que des protéines ou des réactifs destinés à former un bioréacteur, ou à former des cellules artificielles pour des implants. Un produit cosmétique pouvant être contenu dans le coeur est par exemple cité dans la Directive 93/35/CEE du Conseil datée du 14 juin 1993. Ce produit est par exemple une crème, une émulsion, une lotion, un gel et une huile pour la peau (mains, visage, pieds, etc.), un fond de teint (liquide, pâte) une préparation pour bains et douches (sels, mousses, huiles, gels, etc.), un produit de soins capillaires (teintures capillaires et décolorants), un produit de nettoyage (lotions, poudres, shampoings), un produit d'entretien pour la chevelure (lotions, crèmes, huiles), un produit de coiffage (lotions, laques, brillantines), un produit pour le rasage (savons, mousses, lotions, etc.), un produit destiné à être appliqué sur les lèvres, un produit solaire, un produit de bronzage sans soleil, un produit permettant de blanchir la peau, un produit antirides. Les produits comestibles propres à être consommés par un être humain ou par un animal sont avantageusement des purées de légumes ou de fruits telles que la purée de mangue, de la purée de poire, de la purée de coco, de la crème d'oignons, de poireaux, de carottes, ou d'autres préparations pouvant mélanger plusieurs fruits ou légumes. En variante, il s'agit d'huiles telles qu'une huile alimentaire, du type huile d'olive, huile de soja, huile de grains de raisin, huile de tournesol, ou toute autre huile extraite des végétaux. Le coeur 12 se présente avantageusement sous la forme d'un premier produit liquide pur, d'une solution du ou de chaque premier produit dans un solvant liquide, d'une dispersion telle qu'une émulsion ou une suspension du ou de chaque premier produit dans un liquide. La viscosité du coeur liquide 12 est inférieure à 2000 mPa.s. Le coeur liquide 12 est à base d'une phase majoritairement aqueuse ou au contraire d'une phase majoritairement huileuse. L'enveloppe gélifiée 14 des capsules 10 selon l'invention comprend un gel contenant de l'eau et au moins un polyélectrolyte réactif aux ions multivalents. Selon un mode avantageux de mise en oeuvre de l'invention, l'enveloppe 14 contient en outre un agent tensioactif résultant de son procédé de fabrication, comme on va le décrire en détail plus bas. Par « polyélectrolyte réactif aux ions polyvalents », on entend, au sens de la présente invention un polyélectrolyte susceptible de passer d'un état liquide dans une solution aqueuse à un état gélifié sous l'effet d'un contact avec une solution gélifiante contenant des ions multivalents tels que des ions d'un métal alcalino-terreux choisis par exemple parmi les ions calcium, les ions baryum, les ions magnésium.

Dans l'état liquide, les chaînes individuelles de polyélectrolyte sont sensiblement libres de s'écouler les unes par rapport aux autres. Une solution aqueuse de 2% en masse de polyélectrolyte présente alors un comportement purement visqueux aux gradients de cisaillement caractéristiques du procédé de mise en forme. La viscosité de cette solution à cisaillement nul est entre 50 mPa.s et 10000 mPa.s avantageusement entre 3000 mPa.s et 7000 mPa.s. Les chaînes individuelles de polyélectrolyte dans l'état liquide présentent avantageusement une masse molaire supérieure à 65000 g/moles. Dans l'état gélifié, les chaînes individuelles de polyélectrolyte forment, avec les ions multivalents, un réseau tridimensionnel cohérent qui retient le coeur liquide et empêche son écoulement. Les chaînes individuelles sont retenues les unes par rapport aux autres et ne peuvent pas s'écouler librement les unes par rapport aux autres. Dans cet état, la viscosité du gel formé est infinie. De plus le gel a un seuil de contrainte à l'écoulement. Ce seuil de contrainte est supérieur à 0,05 Pa. Le gel possède également un module d'élasticité non-nul et supérieur à 35 kPa.

Le gel tridimensionnel de polyélectrolyte contenu dans l'enveloppe 14 emprisonne de l'eau et l'agent tensioactif. La teneur massique du polyélectrolyte dans l'enveloppe 12 est par exemple comprise entre 0,5 % et 5 %. Le polyélectrolyte est de préférence un polymère biocompatible inoffensif pour le corps humain. Il est par exemple produit biologiquement. Avantageusement, il est choisi parmi les polysaccharides, polyélectrolytes de synthèse à base d'acrylates (polyacrylate de sodium, de lithium, de potassium ou d'ammonium, ou polyacrylamide), de polyélectrolytes de synthèse à base de sulfonates (poly(styrène sulfonate) de sodium, par exemple). Plus particulièrement, le polyélectrolyte est choisi parmi un alginate d'alcalino-terreux, tel qu'un alginate de sodium ou un alginate de potassium, une gellane ou une pectine. Les alginates sont produits à partir d'algues brunes appelées « laminaires », désignées par le terme anglais « sea weed ». De tels alginates présentent avantageusement une teneur en a-L-guluronate supérieure à environ 50%, de préférence supérieure à 55%, voire supérieure à 60%. L'agent tensioactif est avantageusement un tensioactif anionique, un tensioactif nonionique, un tensioactif cationique ou un mélange de ceux-ci. La masse moléculaire de l'agent tensioactif est comprise entre 150 g/mol et 10000 g/mol, avantageusement entre 250 g/mol et 1500 g/mol.

Dans le cas où le tensioactif est un tensioactif anionique, il est par exemple choisi parmi un alkylsulfate, un alkyle sulfonate, un alkylarylsulfonate, un alkylphosphate alcalin, un dialkylsulfosuccinate, un sel d'alcalino-terreux d'acides gras saturés ou non. Ces tensioactifs présentent avantageusement au moins une chaîne hydrocarbonée hydrophobe présentant un nombre de carbones supérieur à 5, voire 10 et au moins un groupement anionique hydrophile, tel qu'un sulfate, un sulfonate ou un carboxylate lié à une extrémité de la chaîne hydrophobe. Dans le cas où le tensioactif est un tensioactif cationique, il est par exemple choisi parmi un sel d'halogénure d'alkylpyridium ou d'alkylammonium comme le chlorure ou le bromure de n-éthyldodecylammonium, le chlorure ou le bromure de cétylammonium (CTAB). Ces tensioactifs présentent avantageusement au moins une chaîne hydrocarbonée hydrophobe présentant un nombre de carbones supérieur à 5, voire 10 et au moins un groupement cationique hydrophile, tel qu'un cation d'ammonium quaternaire. Dans le cas où le tensioactif est un tensioactif nonionique, il est par exemple choisi parmi des dérivés polyoxyéthylénés et/ou polyoxypropylénés des alcools gras, des acides gras, ou des alkylphénols, des arylphénols, ou parmi des alkyls glucosides, des polysorbates, des cocamides.

La teneur massique en agent tensioactif dans l'enveloppe est supérieure à 0,001% et est avantageusement supérieure à 0,1 %. Dans cet exemple, l'enveloppe 14 est constituée exclusivement de polyélectrolyte, d'agent tensioactif, et d'eau. La somme des teneurs massiques en polyélectrolyte, en agent tensioactif, et en eau est alors égale à 100%. Le procédé de fabrication des capsules 10 selon l'invention est mis en oeuvre dans un dispositif de fabrication 30 selon l'invention, représenté sur la figure 1. Le dispositif de fabrication 30 comprend notamment une double enveloppe 32 pour coextruder un jet liquide 33, formant par fragmentation une série de gouttes destinées à former des capsules 10, des moyens 34 d'amenée dans la double enveloppe 32 d'une première solution 36 destinée à former le coeur liquide 12, et des moyens 38 d'amenée dans la double enveloppe 32 d'une deuxième solution 40 destinée à former l'enveloppe gélifiée 14. Le dispositif 30 comprend en outre un bain 41A de gélification disposé sous la double enveloppe 32, et séparé de celle-ci par un volume gazeux, et un bain 41B de rinçage et de stockage. De manière connue, la double enveloppe 32 comprend un tube intérieur 42 délimitant une chambre centrale 44 de circulation de la première solution 36, et un tube extérieur 46 délimitant, avec le tube intérieur 42, une chambre annulaire 48 de circulation de la deuxième solution 40. Le tube intérieur 42 et le tube extérieur 46 s'étendent coaxialement le long d'un axe vertical A-A'. Ils débouchent à leur extrémité inférieure par une ouverture 50 de formation du jet liquide 33. Chaque tube 42, 46 présente une section transversale convergente vers le bas au voisinage de l'ouverture 50. Cette réduction de la section transversale des tubes 42, 46 a notamment pour effet de diminuer la contraction du rayon du jet liquide 33, c'est-à-dire la diminution du rayon du jet par rapport au rayon de l'ouverture 50. En effet, la taille d'un jet en sortie d'un orifice circulaire percé dans une plaque mince est habituellement de l'ordre de 0,6 fois le rayon de l'orifice, cette contraction étant due à une contraction des lignes de courant des liquides dans le réservoir liquide avant l'orifice. La réduction de la section transversale des tubes 42, 46 permet de contrôler le rayon du jet. Notamment, si cette réduction est lente, selon un profil de type hyperbolique, les lignes de courant se retrouvent parallèles au niveau de l'ouverture 50 et le rayon du jet 33 est proche de celui de l'ouverture 50. Si cette réduction a un profil conique, le rayon du jet dépend de l'angle au sommet de ce cône.

L'extrémité inférieure du tube intérieur 42 présente avantageusement un rayon interne R, inférieur à 0,15 mm et sensiblement compris entre 0,02 mm et 0,2 mm. L'épaisseur de la paroi du tube intérieur 42 est inférieure à environ 0,05 mm, avantageusement inférieure à 0,02 mm.

L'extrémité inférieure du tube extérieur 46 présente un rayon interne R2 supérieur au tube intérieur 42. Si les extrémités inférieures des tubes extérieur 46 et intérieur 42 se situent dans un même plan horizontal, l'extrémité inférieure du tube extérieur 46 présente un rayon interne R2 supérieur au tube intérieur 42 d'au moins 0,1 mm, ou avantageusement d'au moins 0,05 mm, en fonction de l'épaisseur de la paroi du tube intérieur 42, de telle sorte que la chambre annulaire 48 présente au niveau de l'ouverture 50 une ouverture suffisamment large pour le passage de la deuxième solution 40. Avantageusement, comme représenté sur la figure 1, l'extrémité inférieure du tube intérieur 42 se situe à l'intérieur même du tube extérieur 46, ce qui permet d'élargir le passage entre les deux tubes 42 et 46. Dans ce cas, l'épaisseur de la paroi du tube intérieur 42 ou le rayon interne R, de ce tube 42 peuvent être plus élevés que les valeurs indiquées précédemment. Par ailleurs, le rayon maximal de l'extrémité inférieure du tube extérieur 46 est inférieur à 0,3 mm. Avantageusement, la surface de cette extrémité est une surface hydrophobe.

Les moyens 34 d'amenée de la première solution 36 comprennent une première pompe 52 de distribution de la première solution 36, raccordée hydrauliquement en aval à la chambre centrale 44 par une première conduite 54 de convoyage. La première pompe 52 est avantageusement une pompe seringue propre à commander un débit d'injection Q1 donné de la première solution 36 dans la chambre centrale. Les moyens d'amenée 38 de la deuxième solution 40 comprennent une deuxième pompe 55 de distribution de la deuxième solution 40, raccordée en aval à la chambre annulaire 48 par l'intermédiaire d'une deuxième conduite 58 de convoyage. La deuxième pompe 55 est avantageusement une pompe seringue propre à commander le débit d'injection Q2 de deuxième solution 40 dans la chambre annulaire 48, ce débit Q2 étant compris entre 0,005 fois et 0,2 fois le débit Q1 commandé par la première pompe 52. Selon l'invention, les débits Q1 et Q2 sont choisis de telle sorte que lorsque la première et la deuxième solution 36 et 40 atteignent l'ouverture 50, leur force d'inertie soit supérieure à la force capillaire qui tendrait à maintenir les liquides constituant ces solutions 36 et 40 attachés à l'extrémité inférieure des tubes 42, 46, en formant une

9 goutte. Dans ces conditions, les solutions 36 et 40 émergent de l'ouverture 50 en formant un jet continu 33 de liquide, de forme sensiblement cylindrique, dont le centre 56 est constitué de la première solution 36 et la périphérie 57 contient la deuxième solution 40. Pour une double enveloppe dont l'ouverture 50 présente un rayon inférieur à 0,3 mm, la transition entre le régime goutte à goutte et le régime jet apparaît lorsque les solutions 36 et 40 présentent à la sortie de la double enveloppe 32 un nombre de Weber supérieur ou égal à 1, c'est-à-dire lorsque : We = pU2R2 >_ 1 Y où p désigne la masse volumique du liquide considéré, U sa vitesse moyenne d'écoulement au niveau de l'ouverture 50 et y la tension de surface. Le débit Q1 de la première solution 36 doit être suffisamment élevé pour que le nombre de Weber du jet soit supérieur à 1, mais doit être contrôlé pour que le nombre de Weber du gaz en contact avec le jet soit très inférieur à 1, avantageusement inférieur à 10-2, de manière à ce qu'il n'y ait pas d'interaction entre ce gaz et le jet.

Le débit Q1 de la première solution 36 est ainsi compris entre 10 ml/h et 1000 ml/h, de préférence dans la gamme comprise entre 20 ml/h et 500 ml/h. Le débit Q2 de la deuxième solution 40 est compris entre 0,05 ml/h et 500 ml/h, de préférence dans la gamme comprise entre 0,1 ml/h et 100 ml/h. Par ailleurs, l'écoulement des première et deuxième solutions 36, 40, à l'intérieur des premier et deuxième tubes 42, 46 est laminaire. Leur nombre de Reynolds dans ces tubes est ainsi inférieur à 2000. Le nombre de Reynolds est définit comme suit : Re = RU V où R désigne le rayon du tube, U la vitesse d'écoulement de la solution considérée et v sa viscosité cinématique.

La première solution 36 est formée par le ou chaque premier produit liquide pur, une solution du ou de chaque premier produit dans un solvant liquide, une dispersion telle qu'une émulsion ou une suspension du ou de chaque premier produit dans un liquide tel que décrit plus haut. La deuxième solution 40 contient le polyélectrolyte liquide propre à gélifier destiné à former l'enveloppe liquide 12, de l'eau et en outre, selon l'invention, au moins un agent tensioactif permettant la réalisation des capsules 10. Le polyélectrolyte a été décrit en détail plus haut et ne sera pas redécrit. Il est totalement dissous dans l'eau formant la deuxième solution.

La teneur massique du polyélectrolyte dans la deuxième solution est supérieure à la teneur massique du polyélectrolyte dans l'enveloppe 14. Dans la deuxième solution 40, cette teneur massique est supérieure à 0,1% et est par exemple comprise entre 0,1% et 5% en poids de la deuxième solution.

Le ou chaque agent tensioactif a été décrit plus haut. La teneur massique en tensioactif est comprise entre 0,01% et 1% en masse de la masse totale de la deuxième solution 40. Si la composition du coeur liquide 12 est majoritairement aqueuse, la concentration en agent tensioactif dans la deuxième solution est avantageusement comprise entre 0,01% et 0,5% en masse. Si la composition du coeur liquide 12 est majoritairement huileuse, la concentration en agent tensioactif est comprise entre 0,1% et 0,5% en masse. Avantageusement, la concentration en masse de tensioactif est d'environ 0,03% pour un coeur liquide 12 aqueux et est d'environ 0,15% pour un corps liquide 12 huileux. La deuxième solution est préparée par dissolution de l'agent tensioactif dans la quantité d'eau nécessaire pour former la deuxième solution. Puis, le polyélectrolyte est ajouté à la solution de tensioactif dans l'eau et est mélangé à l'aide d'un barreau magnétique pendant un temps donné, par exemple au moins 24 heures, à température ambiante. Le bain 41A contient une solution gélifiante 70. Cette solution 70 est par exemple une solution aqueuse d'un réactif de type Xnl, où X est avantageusement un ion halogénure tel qu'un ion chlorure, un ion bromure, un ion iodure ou un ion fluorure, et I est avantageusement un cation multivalent d'un alcalino-terreux tel que le calcium, le magnésium, ou le baryum, et n et m sont supérieurs ou égaux à 1. Les ions multivalents présents dans la solution gélifiante 70 ainsi formée sont propres à réagir avec le polyélectrolyte pour former des liaisons entre les différentes chaînes de polyélectrolyte présentes dans la deuxième solution, lorsque la deuxième solution entre en contact avec la solution gélifiante 70. Dans le cas où le polyélectrolyte est un alginate de sodium (NaAlg), et où le réactif et le chlorure de calcium, la réaction qui se produit est la suivante : 2NaAlg + Ca Cl2 -* Ca(Alg)2 y + 2NaCI La concentration en réactif dans la solution de gélification est avantageusement comprise entre 5 % et 20 % en masse. Le bain 41A est disposé en dessous et à l'écart de l'ouverture 50, de sorte que les gouttes 78 formées par fragmentation du jet 33 tombent spontanément par gravité à travers un volume d'air dans la solution gélifiante 70 où elles sont immergées.

Le bain de rinçage 41 B comprend une solution de rinçage et de stockage constituée essentiellement d'eau. Un premier procédé de formation de capsules 10 selon l'invention va maintenant être décrit.

Ce procédé comprend une étape de formation d'un jet liquide 33, par co-extrusion dans le dispositif 32, puis une étape de formation d'une goutte 78, par fragmentation du jet 33, et comprenant un noyau 80 de première solution et une pellicule externe 82 de deuxième solution. Le procédé comprend ensuite une étape de trempage de la goutte 78 dans le bain de gélification 41A, suivie d'une étape de rinçage/stockage dans le bain de rinçage 41B. Initialement, la première solution 36 et la deuxième solution 40 sont préparées comme décrit plus haut avec les charges pondérales en polyélectrolyte et en tensioactif décrites plus haut. Elles sont ensuite introduites respectivement dans les pompes, 52, 55 qui sont raccordées à la double enveloppe 32 respectivement par la première conduite 54 et par la deuxième conduite 58. Puis, la première pompe 52 est activée pour convoyer un flux continu de première solution 36 à travers la chambre centrale 44 avec un débit calibré Q1 compris avantageusement entre 20 ml par heure et 500 ml par heure, comme on l'a vu plus haut.

La deuxième pompe 55 est activée pour convoyer simultanément un flux continu de deuxième solution 40 à travers l'espace annulaire 48 à un débit Q2 commandé par exemple entre 0,005 fois et 0,2 fois le débit Q1 de la première solution 36. Le réglage relatif et indépendant des débits Q1 et Q2 permet de commander l'épaisseur de l'enveloppe 14 indépendamment du diamètre extérieur de la capsule 10.

En réduisant significativement le débit Q2, il est par ailleurs possible d'obtenir des capsules 10 avec une enveloppe gélifiée 14 de très faible épaisseur, notamment inférieure à 0.5% du diamètre de la capsule 10, grâce à la présence de l'agent tensioactif dans la deuxième solution 40. Au niveau de l'ouverture 50, un jet liquide 33 se forme. Ce jet liquide 33 est un écoulement continu et cohérent de liquide, donc la longueur est supérieure à 4 à 5 fois le rayon des gouttes formées sous l'ouverture. Le jet 33 forme un écoulement laminaire, dont le nombre de Reynolds est inférieur à 2000. Comme décrit précédemment, ce jet 33 comprend un jet central 56, constitué de la première solution 36, et entouré par une pellicule périphérique 57 de fluide constitué de la deuxième solution 40. Il forme ainsi une masse continue de liquide entourée exclusivement par du gaz. La section du jet 33 est sensiblement cylindrique, et son rayon est compris entre 0.8 fois et 1 fois le rayon de l'ouverture 50. La tension de surface du jet 33 amplifie des modulations à sa surface, dont l'origine est liée aux fluctuations thermiques, et provoque la fragmentation du jet, en formant une goutte 78 sensiblement sphérique. Cette fragmentation se produit dans un volume gazeux compris entre l'ouverture 50 et le bain 41A, et à une distance L de l'ouverture 50 comprise entre 2 fois et 20 fois la valeur du rayon du jet 33. On définit la longueur d'onde a, de l'instabilité capillaire comme la longueur d'onde de ces oscillations. La longueur d'onde a,gg, de l'instabilité capillaire est comprise entre 8 fois et 30 fois le rayon du jet 33, avantageusement 9 fois le rayon de ce jet, en fonction de la viscosité des solutions, donc de l'épaisseur de la pellicule périphérique 57. Ainsi, le rayon Rg de la goutte formée 78 est compris entre 1.8 fois et 2.8 fois le rayon du jet 33, et avantageusement égal à 1,9 fois le rayon du jet 33, soit 1,9 fois le rayon interne R2 de l'extrémité inférieure du tube extérieur 46.

La goutte 78 comprend un noyau 80 constitué exclusivement de la première solution 36 et une pellicule fine 82 de la deuxième solution, entourant totalement la surface extérieure du noyau 80. Dans la pellicule 82, le polyélectrolyte est maintenu dans son état liquide comme dans la deuxième solution.

Puis, la goutte 78 tombe dans le bain de gélification 41A. La pellicule 82 est alors au contact de la solution gélifiante. Au contact des ions multivalents provenant du réactif gélifiant, les chaînes individuelles de polyélectrolyte présentes dans la pellicule 82 se raccordent les unes aux autres pour former un réseau réticulé qui emprisonne de l'eau et au moins partiellement de l'agent tensioactif contenu dans la deuxième solution. Une enveloppe gélifiée 14, propre à retenir le coeur liquide 12 de première solution liquide est ainsi formée. Cette enveloppe 14 présente une tenue mécanique propre, c'est-à-dire qu'elle est capable d'entourer totalement le coeur liquide 12 et de retenir le liquide présent dans ce coeur 12 pour l'empêcher de diffuser à travers l'enveloppe 14, notamment lorsque la capsule 10 est disposée dans un gaz tel que l'air ambiant. Puis, une autre goutte 78 se forme alors à l'extrémité inférieure du jet 33 et les étapes du procédé sont alors identiques à celles décrites précédemment. Une fois les capsules 10 formées, elles sont transférées dans la solution de rinçage 72 en vue de leur stockage. Les capsules 10 ainsi formées stockent donc de manière étanche des composés divers comme des produits biologiquement actifs, des protéines, des produits cosmétiques, ou des produits comestibles destinés à être consommés par un être humain ou un animal. La présence de tensioactif dans la deuxième solution 40 favorise significativement la formation des capsules 10 en empêchant notamment la pellicule 82 de subir une séparation de phase préjudiciable lors de son trempage dans la solution de gélification 70. On notera que la présence d'au moins un tensioactif, notamment au-delà de la concentration micellaire critique dans la deuxième solution 40, permet de réduire significativement l'épaisseur de l'enveloppe gélifiée 14 pour une hauteur de chute donnée ou d'augmenter la hauteur de chute, pour une épaisseur d'enveloppe gélifiée 14 donnée.

Par exemple, pour une concentration en tensioactif dans la deuxième solution 40 égale ou supérieure à la concentration micellaire critique, l'épaisseur de l'enveloppe gélifiée peut être inférieure à 50 microns, voire inférieure à 30 microns pour une hauteur de chute inférieure à 200 mm. Si le tensioactif est du Sodium Dodecyl Sulfate, sa concentration dans la deuxième solution 40 est avantageusement comprise entre 1 mM et 15mM, avec une concentration micellaire critique sensiblement égale à 8mM. Il est en outre avantageux d'ajouter une quantité faible d'un des tensioactifs cités plus haut, par exemple du CTAB, dans le bain 70, par exemple à une concentration inférieure à 10-3 mol/I, avantageusement inférieure à 10-4 mol/I, avantageusement inférieure à 2 x 10-5 mol/I Par ailleurs, lorsque le coeur 12 est huileux, l'épaisseur de l'enveloppe 14 peut être réduite à une valeur inférieure à 50 microns, voire 10 microns, voire encore 5 microns, notamment pour une viscosité de la première solution 36 inférieure à 100 mPa.s, avantageusement inférieure à 50 mPa.s. Cette viscosité est par exemple comprise entre 0,5 mPa.s et 100 mPa.s, notamment entre 0,6 mPa.s et 50 mPa.s. Lors de l'utilisation des capsules 10, l'enveloppe 12 est rompue par cisaillement, ou par écrasement mécanique, ou par chélation des ions multivalents, à l'aide d'un sel adapté tel que I'EDTA, dans le cas où on utilise des ions calcium pour former le gel de l'enveloppe. Cette rupture permet de récupérer le premier produit présent dans le coeur 12. Dans une variante d'utilisation, les capsules récupérées sont plongées dans un liquide pour gonfler, puis éclater par contrôle de la pression osmotique à travers l'enveloppe gélifiée. L'ouverture de l'enveloppe 14 libère alors le coeur liquide 12. Ceci s'applique notamment à des capsules 10 contenant un sirop.

Pour faire gonfler la capsule 10, un polymère tel qu'un polyéthylène glycol de masse moléculaire supérieure à 5 000 g/mol est ajouté au coeur. En variante, la pression osmotique est contrôlée pour rétracter les capsules 10 et faire diminuer leur diamètre. Il est alors possible de sécher ou de lyophiliser les capsules 10. Dans une variante, des particules magnétiques peuvent être ajoutées dans la première solution 36 ou/et dans la deuxième solution 40, pour modifier la manipulation des oeufs. En variante encore, des paillettes sont ajoutées dans la première solution 36 et/ou dans la deuxième solution 40 pour engendrer un effet optique sur les capsules 10. Comme précédemment décrit, la fragmentation du jet 33 produit des gouttes 78 dont le rayon est de l'ordre de 1,9 fois le rayon du jet. La taille des gouttelettes obtenues peut être contrôlée en soumettant au moins l'une des solutions 36, 40 ou le jet 33 à une perturbation harmonique de fréquence f convenablement choisie.

Une première variante de dispositif de fabrication 30 de capsules 10 est illustrée par la Figure 3. A la différence du dispositif représenté sur la Figure 1, ce dispositif comprend un élément vibrant 90, par exemple un vibreur piézoélectrique, disposé sur la deuxième conduite 58 de convoyage. Cet élément vibrant 90, relié à un générateur 91 de courant alternatif est apte à générer une modulation harmonique de la vitesse d'écoulement de la deuxième solution 40. Le procédé de fabrication de capsule 10 utilisant le dispositif 30 selon la Figure 3 diffère du procédé mis en oeuvre avec le dispositif 30 de la Figure 1 en ce que l'homogénéité de la taille des gouttes 78 est contrôlée au moyen de l'élément vibrant 90. La fréquence f de la modulation harmonique générée par l'élément vibrant 90 est avantageusement proche de la fréquence correspondant à la fréquence optimale ~opt de l'instabilité capillaire, soit : ou U;et est la vitesse moyenne d'écoulement du jet, et donc des deux solutions en sortie d'injecteur.

La modulation de la vitesse d'écoulement de la deuxième solution 40, amplifiée par l'instabilité capillaire du jet 33, permet d'obtenir des gouttes telles que l'écart-type de la taille de ces gouttes, par rapport à la valeur moyenne de cette taille, est inférieur à 5%. Une deuxième variante de dispositif de fabrication 30 de capsules 10 est illustrée par la Figure 4. Ce dispositif 30 comprend un module électrique 94, apte à produire un champ électrique oscillant à la surface du jet 33. Le module 94 comprend ainsi un 2opt

15 générateur 96 et deux électrodes 98 et 100, disposées le long du jet 33, de part et d'autre de ce jet, chacune de ces électrodes étant reliée à une borne du générateur 96. Lors de la fabrication des capsules 10 au moyen du dispositif illustré sur la figure 5, le générateur 96 crée aux bornes des électrodes 98 et 100 une tension alternative de fréquence f choisie, générant ainsi un champ électrique oscillant entre ces électrodes. Ce champ électrique exerce une contrainte électrique à la surface du jet 33, ce qui permet de contrôler la fragmentation du jet 33, donc la taille des gouttes 78 formées. La fréquence f est de préférence proche de la fréquence correspondant à la fréquence optimale ,op, de l'instabilité capillaire, soit : f = U jet 2opt De plus, l'application d'un champ électrique à la surface du jet 33 a pour effet de charger ce jet en surface. Les gouttes 78 formées par fragmentation du jet 33 sont ainsi également chargées en surface. Ainsi, lorsque les gouttes 78 tombent dans le bain 41A de gélification, elles se repoussent mutuellement, ce qui permet d'éviter une agglomération des capsules à la surface du bain 41A, agglomération qui serait susceptible de gêner la formation des capsules suivantes. Une troisième variante de dispositif de fabrication 30 de capsules 10 est illustrée par la Figure 5. A la différence du dispositif représenté sur la Figure 1, ce dispositif comprend un élément apte à générer une modulation harmonique de la pression de l'air, par exemple un haut parleur 102, disposé le long du jet 33, relié à un générateur 104 de courant alternatif. Lors de la fabrication des capsules 10 au moyen du dispositif illustré sur la figure 4, le haut parleur 102 émet des ondes sonores harmoniques à une fréquence f telle que : Uj f et 2opt où U;et est la vitesse d'écoulement du jet 33. Ces ondes sonores génèrent alors une modulation harmonique de la pression de l'air le long du jet 33. Cette modulation harmonique permet également d'obtenir des gouttes, donc des capsules, de tailles uniformes.

Selon une variante représentée sur la Figure 6, la fragmentation du jet est assistée par la circulation d'un courant gazeux autour du jet 33. A la différence du dispositif représenté sur la Figure 1, ce dispositif comprend, autour de la double enveloppe 32, une enveloppe externe 106 d'injection de gaz s'étendant annulairement autour et à l'écart du tube extérieur 46.

L'enveloppe externe 106 débouche axialement autour de l'ouverture 50. Elle est raccordée à une source de gaz sous pression pour créer, autour du jet 33, un flux de gaz dirigé vers le bas. Le débit de ce flux de gaz peut être réglé pour contrôler la taille des gouttes 78 formées à la sortie de la double enveloppe 32. Le procédé de fabrication de capsule 10 utilisant le dispositif 30 selon la Figure 6 diffère du procédé mis en oeuvre avec le dispositif 30 de la Figure 1 en ce que la taille des gouttes 78 peut être contrôlée en réglant le flux de gaz. De plus, le flux de gaz disperse latéralement les gouttes 78 avant leur impact dans le bain 41A de gélification, et évite ainsi une agglomération de capsules 10 à la surface du bain 41A. Les dispositifs décrits en référence aux Figures 1 et 3 à 6, ainsi que les procédés de fabrication correspondants, permettent ainsi de former de manière simple des gouttes, donc des capsules, de taille submillimétrique contrôlée. En effet, puisque la taille des gouttes formées ne dépend plus du rapport entre la force de gravité et la tension de surface appliquées sur le liquide, mais du rayon du jet formé, donc du rayon interne R2 de l'extrémité inférieure du tube extérieur 46, il est possible de choisir facilement la taille des gouttes, et de former des gouttes de rayon inférieur au millimètre, en ajustant ce rayon R2. La figure 7 illustre une variante du dispositif 30 de fabrication, permettant la formation de capsules dont le rayon est de l'ordre du micromètre.

Ce dispositif comprend, outre les éléments représentés sur la Figure 1, un générateur haute tension 110, une première et une deuxième électrodes 112 et 114, respectivement reliées aux bornes négative et positive du générateur. Le générateur haute tension 104 est apte à délivrer une tension continue de plusieurs kilovolts, avantageusement comprise entre 3 kV et 5 kV.

La première électrode 112 est en contact avec l'extrémité inférieure du tube extérieur 46, et entoure celui-ci. La deuxième électrode 114, de forme sensiblement circulaire, est placée sous la double enveloppe 32, en vis-à-vis de l'ouverture 50. Lors de la fabrication des capsules 10 au moyen du dispositif illustré sur la figure 7, le générateur haute tension 110 crée un champ électrique fort entre les électrodes 112 et 114, de l'ordre de plusieurs kilovolts. Ce champ électrique génère une électronébulisation du jet 33, c'est-à-dire la formation d'un cône dynamique 116 ou cône de Taylor et la fragmentation de ce cône en gouttes 78 dont le rayon est de l'ordre du micromètre. Des exemples de compositions de première solution et de deuxième solution ayant été utilisées pour former avec succès des capsules 10 selon l'invention sont décrites dans le tableau 1 ci-dessous, dans lequel tous les pourcentages sont des

17 pourcentages massiques. Le solvant de la deuxième solution est de l'eau. Le PEG est un polyéthylène glycol dont la masse molaire est donne aussi dans le tableau. Le SDS est du sodium dodécyl sulfate (tensioactif anionique), le CTAB est du Bromure de Cetyl Trimethylammonium (tensioactif cationique), le Tween 20 est du monolaurate de sorbitane polyoxyéthyléné (tensioactif non ionique) et le Tween 80 est du sorbitane mono-oléate polyoxyéthylène (tensioactif non ionique). Composition première solution pour le Composition deuxième solution pour coeur l'enveloppe AVEC SDS Eau milliQ 2% alginate de sodium, 0.03% SDS Eau + 0.5% PEG20000 g/mol 1.5% alginate de sodium, 0.03% SDS Eau + 0.5% PEG20000 g/mol 2% alginate de sodium, 0.03% SDS Eau + 0.5% PEG20000 g/mol 3% alginate de sodium, 0.03% SDS Eau + 1% PEG 20000 g/mol 2% alginate de sodium, 0.03% SDS Eau + 2% PEG 20000 g/mol 2% alginate de sodium, 0.03% SDS Eau + 4% PEG 20000 g/mol 2% alginate de sodium, 0.03% SDS Eau + 0.5% PEG 35000 g/mol 2% alginate de sodium, 0.03% SDS Eau + 15% PEG 35000 g/mol 2% alginate de sodium, 0.03% SDS Eau + 20% PEG 35000 g/mol 2% alginate de sodium, 0.03% SDS Purée de mangue 2% alginate de sodium, 0.03% SDS 80% purée de mangue+20% sirop à 15% sucre Purée de poire 2% alginate de sodium, 0.03% SDS 80% purée de poire + 20% sirop à 15% sucre Solution de poudre de cacao 2% alginate de sodium, 0.03% SDS 10% de poudre de cacao+90% sirop à 30% sucre Huile d'olive 2% alginate de sodium, 0.15% SDS Huile d'olive + 2% basilic mixé 2% alginate de sodium, 0.15% SDS Huile de soja 2% alginate de sodium, 0.15% SDS Huile de pépin de raisin 2% alginate de sodium, 0.15% SDS Huile de pépin de raisin 0.5% alginate de sodium, 0.15% SDS Hexadecane 2% alginate de sodium, 0.15% SDS AVEC CTAB Eau milliQ 2% alginate de sodium, 0.02% CTAB Un exemple de mode opératoire pour la préparation des capsules est le suivant : Formation de la deuxième solution : Composition pour des capsules avant un coeur aqueux en utilisant un tensioactif anionique : On prépare 20 g d'alginate de sodium, 1 000 g d'eau et 0,3 g de SDS. Le SDS et l'alginate de sodium sont ensuite ajoutés dans la solution. La solution est mélangée pendant au moins 24 heures pour s'assurer que l'alginate est complètement dissous et que la solution est homogène.

Composition pour des capsules avec un coeur huileux en utilisant un tensioactif anionique : On prépare 20 g d'alginate de sodium, 1 000 g d'eau, et 1,5 g de SDS. Le SDS est dissous dans l'eau et l'alginate de sodium est ensuite ajouté. La solution est mélangée pendant au moins 24 heures pour s'assurer que l'alginate est complètement dissous et que la solution est homogène. Composition pour des capsules avec un coeur aqueux en utilisant un tensioactif cationique : On prépare 20 g d'alginate de sodium, 1 000 g d'eau et 0,36 g de CTAB. Le CTAB est dissous dans l'eau et l'alginate de sodium est ensuite ajouté. La solution est mélangée pendant au moins 24 heures pour s'assurer que l'alginate est totalement dissous et que la solution est homogène. Composition pour des capsules présentant un coeur huileux en utilisant un tensioactif cationique : On prépare 20 g d'alginate de sodium, 1 000 g d'eau et 1,8 g de CTAB. Le CTAB est dissous dans l'eau et l'alginate de sodium est ensuite ajouté. La solution est mélangée pendant au moins 24 heures pour s'assurer que l'alginate est totalement dissous et que la solution est homogène. Préparation de la première solution La solution du coeur peut être soit aqueuse, soit huileuse. Elle peut contenir une ou plusieurs phases. Eau milliQ 2% alginate de sodium, 0.03% CTAB AVEC TWEEN Eau MilliQ 2% alginate de sodium, 50mM Tween 20 Eau MilliQ 2% alginate de sodium, 53mM Tween 80 Bain de solution gélifiante saline Ce bain peut être préparé à base de 200 g de chlorure de calcium dissous dans 1 000 g d'eau. Le pourcentage massique de calcium dans ce bain peut être diminué jusqu'à environ 1%. En variante, ce bain peut être préparé à base de 50 g de pentahydrate de lactate de calcium dissous dans 1 000 g d'eau. Dans une variante, les capsules 10 préparées par le procédé selon l'invention ne présentent pas de quantité détectable d'agent tensioactif de la deuxième solution. Des exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention vont maintenant être décrits.

Les exemples comprennent la formation d'une première solution 36 présentant pour former un coeur 12 aqueux ou huileux tel que décrit plus haut et d'une deuxième solution 40 comprenant un alginate en solution aqueuse à 2% en masse, et comprenant un tensioactif anionique formé par du sodium dodécylsulfate. La concentration en sodium dodécylsulfate dans la deuxième solution est variable.

La concentration micellaire critique du sodium dodécylsulfate est égale à 8mM. Les débits relatifs de la première solution et de la deuxième solution sont réglés pour former des gouttes 78 de masse M supérieure à 20 mg. La taille des gouttes dépend formées dépend du rayon du jet 33, donc du rayon interne R2 de l'extrémité inférieure du tube extérieur 46.

Des exemples de paramètres expérimentaux sont décrits dans le tableau ci-dessous. Ce tableau récapitule, pour trois tailles différentes du rayon interne R2 de l'extrémité inférieure du tube extérieur 46 (exemples 1, 2 et 3), la vitesse d'écoulement minimale U, des solutions 36, 40 requise pour la formation d'un jet, le débit Qm correspondant, la longueur d'onde optimale a,gg, de l'instabilité capillaire conduisant à la fragmentation du jet 33, la fréquence f de la perturbation harmonique appliquée correspondante, et le rayon Rg des gouttes obtenues. Les paramètres expérimentaux du contre-exemple correspondent à une configuration utilisée par les procédés selon l'état de la technique, et pour laquelle le nombre de Weber des liquides est inférieur à 1. Exemple 1 2 3 Contre exemple Nature du coeur aqueux aqueux aqueux aqueux [SDS] dans solution 40 (mM) 10 10 10 10 Tension de surface (mN/m) 35 35 35 35 Rayon R2 (mm) 0,05 0,10 0,20 0,10 U, (m/s) 0,84 0,59 0,42 0,4 Q, (mL/h) 24 67 189 45 Nombre de Weber 1 1 1 0,45 %I,opt (mm) 0,45 0,9 1,8 - f(Hz) 1870 660 230 - Rayon goutte Rg (mm) 0,09 0,19 0,38 0,8 Comme on peut le voir, l'augmentation du nombre de Weber, obtenue par augmentation du débit des solutions dans la double enveloppe, permet d'obtenir des capsules de tailles inférieures aux tailles obtenues lorsque ce nombre de Weber est inférieur à 1, c'est-à-dire lorsque les gouttes se forment directement à l'extrémité inférieure de la double enveloppe, sans qu'un jet soit formé. Le passage du régime « goutte à goutte » au régime « jet » permet ainsi de diminuer de manière significative la taille des capsules formées pour un rayon R2 donné. Le procédé de formation des capsules 10 tel qu'il est décrit en référence aux figures 3 à 6 permet d'obtenir des capsules de taille uniforme. Ceci permet de les utiliser comme unité de dosage dans le domaine cosmétique, dermatologique ou dans la parapharmacie. Ainsi, il est possible de prévoir un traitement cosmétique dans lequel on dose un nombre de capsules à appliquer sur la peau ou à ingérer.

Le nombre de capsules à utiliser, la fréquence d'application de ces capsules ou d'ingestion de ces capsules et la durée du traitement peuvent varier en fonction des caractéristiques de la personne qui subit le traitement. Dans ce même domaine technique, les capsules 10 peuvent être utilisées avec un coeur 12 qui comprend une crème hydratante pour la peau, des traitements capillaires divers, du gloss pour les lèvres. Ainsi, il est possible d'éclater une capsule 10 contenant du gloss entre les lèvres d'un utilisateur, le gloss se répartissant en frottant les lèvres l'une contre l'autre. Dans ce type d'application, des paillettes peuvent être ajoutées dans le coeur 12 ou dans l'enveloppe 14 de la capsule pour obtenir des effets optiques comme une brillance, des reflets, une irradiance. Les capsules 10 selon l'invention peuvent également être utilisées dans le domaine agroalimentaire pour obtenir des perles de saveur. Ainsi, les capsules formées contenant un produit alimentaire peuvent être utilisées par exemple pour former un caviar synthétique.

Dans l'agroalimentaire, les capsules 10 peuvent être utilisées aussi comme des bombes de douceur en étant ajoutées à des boissons. Les capsules qui contiennent par exemple un polymère ou un autre produit permettant de les faire gonfler ou dégonfler par pression osmotique permet de larguer un produit contenu dans le coeur 12 dans la boisson ou dans un plat liquide. Ainsi, par gonflement ou dégonflement de la capsule, il est possible de la faire exploser pour libérer le produit contenu dans le coeur 12.

Les capsules 10 selon l'invention peuvent également être utilisées dans le domaine biotechnologique en tant que réservoir pour la croissance de cellules, pour réaliser des tests biologiques de détection de maladie. Il est ainsi possible d'utiliser des capsules 10 selon l'invention pour faciliter le criblage dans différentes conditions d'environnement.

En outre, l'ajout de particules magnétiques dans l'enveloppe 14 permet d'immobiliser des cellules dans le coeur 12 de la capsule 12 pour former un bioréacteur.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1.- Procédé de fabrication d'une série de capsules (10), chaque capsule (10) comprenant un coeur liquide (12) contenant au moins un premier produit et une enveloppe gélifiée (14) encapsulant totalement le coeur (12), le procédé comprenant les étapes suivantes : - convoyage séparé dans une double enveloppe (32) d'une première solution liquide (36) contenant le premier produit et d'une deuxième solution liquide (40) contenant un polyélectrolyte liquide propre à gélifier ; - formation d'une série de gouttes (78), chaque goutte (78) comprenant un noyau central (80) formé de première solution (36) et une pellicule périphérique (82) formée de deuxième solution (40) et recouvrant totalement le noyau central (80); - chute de chaque goutte (78) dans un volume gazeux à la sortie de la double enveloppe (32); - immersion de chaque goutte (78) dans une solution gélifiante (70) contenant un réactif propre à réagir avec le produit électrolyte de la pellicule (82) pour le faire passer d'un état liquide à un état gélifié et former l'enveloppe gélifiée (14), le noyau central (80) formant le coeur liquide (12); - récupération des capsules (10) formées ; caractérisé en ce que l'étape de formation de ladite série de gouttes (78) comprend une étape de formation d'un jet liquide (33) à la sortie de la double enveloppe (32), et une étape de fragmentation du jet liquide (33) en gouttes.

   2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de formation de ladite série de gouttes (78) comprend l'application d'une perturbation harmonique à au moins une desdites première (36) et deuxième (40) solutions.

   3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce l'application d'une perturbation harmonique comprend la génération par un élément vibrant (90) d'une modulation harmonique de la vitesse d'au moins une desdites première (36) et deuxième (40) solutions dans la double enveloppe (32).

   4.- Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'application d'une perturbation harmonique comprend la génération d'une modulation harmonique de la pression du gaz entourant ledit jet (33).

   5.- Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'application d'une perturbation harmonique comprend l'application d'un champ électrique oscillant à la surface dudit jet (33).

   6.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que lesdites capsules ont un rayon inférieur au millimètre, avantageusement inférieur à 0,1 mm.

   7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en que l'étape de fragmentation dudit jet liquide (33) en gouttes comprend l'application d'un champ électrique supérieur à 1 kV le long dudit jet (33) et la fragmentation dudit jet (33) en gouttes.

   8.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que la vitesse U d'écoulement dudit jet liquide (33) à la sortie de la double enveloppe (32) est pU2 R telle que : 1, où p est la masse volumique moyenne desdites première (36) et Y deuxième (40) solutions, R le rayon du jet (33) et ysa tension de surface.

   9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième solution (40) contient au moins un tensioactif avant son contact avec la première solution (36).

   10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution gélifiante (70) contient au moins un tensioactif.

   11.- Série de capsules (10) susceptibles d'être obtenues par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, chaque capsule (10) comprenant un coeur liquide (12) contenant au moins un premier produit, et une enveloppe gélifiée (14) encapsulant totalement le coeur liquide (12) à sa périphérie, l'enveloppe gélifiée (14) étant propre à retenir le coeur liquide (12) lorsque la capsule (10) est plongée dans un gaz, l'enveloppe gélifiée (14) comprenant au moins un polyélectrolyte gélifié, caractérisée en ce que lesdites capsules (10) ont un rayon inférieur à 0,5 mm. 25 30