PT89021B - Processo para microencapsulacao de substancias solidas de baixo ponto de fusao - Google Patents

Description

DESCRIClO

A presente invenção refere-se a um processo para microencapsulação de substâncias sólidas de baixo ponto de fusão, o qual apresenta consideráveis vantagens práticas e técnicas .

A microencapsulação consiste em cobrir partículas simples de uma substância com uma membrana, polimérica. É possível utilizar uma, diversidade de técnicas de micro encapsulação conhecidas pelos especialistas na matéria.

Entre as técnicas preferida,s encontram-se as descritas na Patente dos Bsta.dos Unidos n⁹ 2800457 e n- 3341466; na Patente do Reino Unido 11⁹ 1117173 e nas Patentes do Oanada n⁹ 882632 e n⁹ 835949 as quais se baseiam em produção em fase líquida e separação das fases conduzindo à microencapsulação de líquidos na forma de gotas ou de sólidos na forma, de cristais

ou de grânulos.

Sob o ponto de vista técnico, as condições mais fa voráveis são aquelas em que as partículas que se pretende cobrii possuem configurações homogéneas, idealmente esféricas, por outras palavras, quando & superfície total que se pretende cobrir for tão pequena quanto possível. Estas condições obtêm-se por exemplo quando a substância, que se pretende micro encapsular é um líquido que possa ser dividido em gotículas uniformes.

Assim, a presente invenção consiste na fusão e transformação em líquidos de todas as substâncias que sejam sólidas ou semi-sólidas à temperatura ambiente e que possuem um ponto de fusão que seja inferior ou da temperatura de ebulição da água.

A abordagem tecnológica correntemente adoptada para reduzir a superfície total das substâncias que se pretende microencapsular e para reduzir o intervalo granulométrico é a da selecção mecânica das partículas por crivagem.

Como é evidente, as fracções com menor granulometria e as de maior granulometria são eliminadas.

Esta operação de crivagem nem sempre é exequível, exigindo equipamento especial e um tipo adequado de compartimen to, particularmente devido ao risco de explosão no caso de pós finos. Além disso, também é difícil encontrar uma utilização pa ra a parte do produto que não seja utilizável para microencapsu lação, o que exige novo processamento e, como consequência óbvia, origina perdas de produto e custos acrescidos.

processo alternativo de granulação a húmido e a seco por compactaça,o também nao elimina, a necessidade de uma selecção final dos grânulos no sentido de se obter a fracção granulométrica ma,is adequada, devendo as fracções inadequadas,

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as quais por vezes são as mais numerosas, ser submetidas a novo processamento o que origina custos muito elevados.

As operações de trituração e de granulação consomen muito tempo, é necessário equipamento especial e é necessário reciclar os cristais ou os grânulos que sejam muito pequenos ou muito grandes.

A vantagem da presente invenção consiste em evitar as laboriosas e dispendiosas operações anteriormente descritas uma vez que a superfície total das partículas é reduzida fundin do as gotículas esféricas do produto que se pretende microencajo sular. Adicionalmente utiliza-se uma quantidade de membrana menor e as microcápsulas sao muito mais homogéneas.

intervalo granulométrico pretendido pode obter-se facilmente variando a velocidade de agitação e a geometria dos agitadores durante o processo de microencapsulação.

Finalmente, sao minimizados quaisquer problemas de agregação os quais são comuns na microencapsulação de partículas finas e minimizam-se também os problemas de cobertura não uniforme que são frequentes na microencapsulação de cristais aciculares.

A presente invenção permite também a microencapsulação de substâncias que possuam uma massa sólida ou semi-sólida uniforme à temperatura ambiente, tal como por exemplo diversas gorduras animais e/ou vegetais ou ceras e que consequentemente, não possam ser encapsuladas com as tecnologias tradicionais. De facto, estas gorduras devem ser reduzidas a partículas sólidas o que é difícil e frequentemente impossível. Estas limi taçães impostas pelas tecnologias conhecidas de hoje podem ser ultrapassadas recorrendo a, um processo de fusão rápido e simples .

processo da presente invenção desenvolve-se num reactor equipado com uma camisa de aquecimento e consiste nas operações seguintes:

- o polímero que originará a formação da membrana é dissolvido no reactor em água desionizada ou destilada, é agi tado e aquecido até uma temperatura compreendida entre 35° e 65°G.

Gomo exemplo nao limitativo utilizam-se como membranas os polímeros seguintes: gelatina, gelatina succínica, go_ ma arábica, albumina, álcool polivínilico, hidroxi- propil-celu lose, hidroxi-propil-metil-celulose, carboxi-metil-celulose, acetato de celulose, ftalato de hidroxi-propil-celulose, acetato de etileno-vinilo, copolímeros de anidro maleico e etileno ou éter metil-vinílico, goma laca.

A membrana também pode ser constituída por mistura de dois ou mais destes polímeros.

- A substância que se pretende microencapsular é fundida noutro reactor equipado com uma camisa de aquecimento. Depois de liquefeita verte-se no reactor que contém a solução da membrana. Todas as substâncias solidas ou semi-solidas à tem peratura ambiente, que não sejam miscíveis com água e que possuam um .ponto de fusão ou um ponto de sinterização inferior ao da temperature. de ebulição da água, são adequadas. A última con dição não é necessariamente exigida uma vez que, na realidade, o ponto de fusão da substância que se pretende microencapsular pode ser superior a 100°C, na medida em que a quantidade de ma,terial fundido não seja suficientemente grande para levar à ebulição a água à qual se adiciona.

Gomo exemplo não limitativo refere-se: dimenidrinato, ibuprofen, ester ibuprofen-guaiacólico, gem-fibrozil, etofibrato, manteiga de cacau, estearato de palmirato de glicerilo, ácido benzoílico hidrotrõpico, cera de abelhas, óleo de rícino hidrogenado e em geral gorduras e óleos vegetais hidrogçj nados, álcoois gordos com pesos moleculares elevados (por exemplo ácidos gordos com pesos moleculares elevados (por exemplo ^e ®^s^^eres úe ácidos gordos com pesos moleculares elevados.

Depois agita-se a velocidade do agitador e/ou a viscosidade da solução para proporcionar gotículas com as dimen soes pretendidas. As dimensões podem variar entre 1 e 4000 micra, mas normalmente estão compreendidas no intervalo entre 40 e 1000 micra.

- Seguidamente deposita-se a membrana em torno das gotículas originando a separação de fase ou a produção em fase líquida do polímero por meio de; variações da temperatura (normalmente fazendo-a decrescer); adição de um sal, de um não solvente do polímero que constitui a membrana, de outro polímero : incompatível com 0 polímero em solução; interacção polímero/polímero, obtida, normalmente fazendo variar o pH da solução.

Oomo é evidente, 0 polímero ou os polímeros que constituem a membrana e a substância ou substâncias que se adicionam para originar a separação das fases devera ser compatíveis com a substância, que se pretende micro encapsular e por con seguinte não devem reagir com ela.

A membrana é depositada na forma líquida em torno das gotículas da substância que se pretende microencapsular quando 0 polímero é adsorvido pelas gotículas. A adsorção é uma condição essencial se se pretender obter uma cobertura contínua e eficaz.

- A membrana solidifica e endurece por exemplo através de uma redução adicional da temperatura, por dessolvatação ou por desidratação, por ligações recticulares.

- 5 - G-eralmente, faz-se a separação final das microcápsulas do veículo em que ocorreu a micro encapsulação, por exemplo por centrifugação ou filtração, e a seguir procede-se à secagem por exemplo no vácuo, ou sob um fluxo de ar ou em leito fluidificado.

Ilustra-se seguidamente a invenção com alguns exem pios não limitativos de substancias que foram encapsuladas depois de fundidas.

Exemplo 1 funde-se 200 g de gem-fibrozil (ácido 5-(2,5-dimetil-fenoxi)-2,3-dimetil-pentanóico, p.f. 61-63°O) num recipiente apropriado sobre uma placa de aquecimento. Seguidamente elevasse a temperatura para 7θ°θ para se obter uma baixa, viscosida de.

Noutro recipiente dota.do com pratos de lavagem dis solveu-se 20 g de gelatina aquecida a 55°0 em 430 ml de água de sionizada ou destilada.

Adicionou-se 30 ml de uma, solução aquosa de polifosfato de sódio a 5Ú e corrigiu-se o pH para um valor entre 3 e 5 por meio de ácido acético ou com hidrato de sódio diluído.

Agitou-se a solução para proporcionar um movimento turbulento. A temperatura foi mantida constante ao nível de 55°

C.

Adicionou-se rapidamente a substancia fundida e fez-se variar a agitação de modo a obter gotículas com um diâme tro inferior a 20G micra.

ϊ-íantendo a agitação procedeu-se ao arrefecimento lento do conteúdo para ume, temperatura de 15°θ· Neste ponto ocorre a produção em fase líquida, isto é, a gelatina deposita-se em torno das gotícuias da substância fundida.

Seguidamente aumenta-se a temperatura para valores próximos de 25°g, adiciona-se 16 ml de uma solução aquosa de glutaraldeído a 25% e mantem-se a agitação durante 18 horas para permitir que a membrana que cobre as partículas de gem-fibro. zil endureça permanentemente.

Seguidamente adiciona-se 16 g de gel de sílica e mantem-se a agitação durante 15 minutos para, garantir que não haja agitação das microcápsulas durante a fase de secagem.

Procede-se à filtração das microcápsulas e à secagem num compartimento sob um fluxo de ar ou em leito fluidifica do até a humidade ser inferior a 3% θ a seguir criva,-se utilizando uma malha de 420 micra.

Exemplo 2 i?unde-se gradualmente 280 g de ester ibuprofen-guaiacólico (p.f. 3õ,5-37°G) num recipiente adequado sobre uma placa de aquecimento e a seguir eleva-se a temperatura para 55°C para se obter uma viscosidade baixa.

noutro recipiente dotado com dois pratos de lavagem colocam-se 180 g de uma solução aquosa de gelatina a 11%, 130 g de uma solução aquosa de goma, arábica, a 11% e 88 g de água desionizada ou destilada, aquecido a uma temperatura de 50° 0. Gorrige-se o pH para, um valor entre 3 e 5 com ácido acético ou cora hidrato de sódio diluído.

A seguir agita-se a, solução de modo a, obter-se um movimento turbulento. Mantem-se a temperatura constante em torno de 50°G.

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Adiciona-se rapidamente a substância fundida e faz -se variar a agitação para se obterem gotícuías com um diâmetro inferior a 400 micra.

mantendo a agitação procede-se ao arrefecimento da solução a ume, temperatura próximo de 15°0, de modo que se forme um depósito de gelatina e de goma arábica em torno das gotículas de substância fundida.

Interrompe-se a agitação e permite-se a decantação das microcápsulas durante 10 minutos aproximadamente. Remove-se a fracção líquida e fas-se a lavagem duas vezes com água.

Oom as micro cápsulas faz-se uma, suspensão novamente em água desionizada, adiciona-se 56 g de gel de sílica e agi ta-se a suspensão durante 15 minutos para evitar s, agregação das microcápsulas durante a secagem.

Irocede-se à filtração das microcápsulas e â secagem num compartimento sob um fluxo de ar ou em leito fluidifica do até a humidade ser inferior a 3%. Depois faz-se a crivagem utilizando uma malha, de 500 micra.

Exemplo 3

Oolocam-se 200 g de manteiga de cacau (p.f. 3θ-55° C!) num recipiente adequado e faz-se a fusão gradual sobre uma placa de aquecimento e a seguir eleva-se a temperatura até 50°0 para se obter uma viscosidade baixa.

noutro recipiente dotado com um ou vários pratos de lavagem colocam-se 200 g de uma solução aquosa, de gelatina succínica a 10%, 30 g de uma solução aquosa de polifosfato de sódio a 5% e 400 g de água, desionizada ou destilada, aquecidos a uma temperatura de 50°C. Oorrige-se o pH para um valor entre 3 e 5 com ácido acético ou com hidrato de sódio diluído.

A seguir agita-se a solução de modo a obter-se um movimento turbulento. í-lantem-se a temperatura constante em torno de 50°C.

Adiciona-se rapidamente a substância fundida e faz -se variação a agitação para se obterem gotículas com um diâmetro inferior a 500 micra.

Mantendo a agitação arrefece-se a solução lentamen te para uma temperatura próximo de 15°0 de modo a que se deposi te gelatina succínica em torno das gotículas da substância fundida.

Aumenta-se a temperatura para 25°G e adicionam-se 40 g de fosfato de sódio anidro. Agita-se a solução durante 10 minutos até a gelatina succínica depositada sobre as gotículas de produto estar completamente desidratada.

Depois adicionam-se 20 g de gel de sílica e agita-se a solução durante 15 minutos.

Seguidamente procede-se à filtração das microcápsu las e à secagem num compartimento sob um fluxo de ar ou em leito fluidificado e a seguir criva-se utilizando uma malha de 600 micra.

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES

   - 1- Processo para, micro encapsulação de substâncias sólidas de baixo ponto de fusão caracterizado por se fundir urna substância polimérica que forma uma, membrana e fundir separadamente ou sinterizar a substância sólida a encapsular; quando a referida substância está, liquefeita, verte-la na solução da substância formadora de membrana, depositar a membrana em torno das gotículas da substância, semi-sólida ou sólida liquefeita, provocando a coacervação ou separação nas fases de substância formadora de membrana, por meio de adsorção de substância forma dora de membrana sobre as gotículas da substância a encapsular, solidificar e endurecer a membrana, separar do veículo de micro, encapsulação e secar as microcápsulas obtidas deste modo.

   - 2s Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a separação nas fases ou coacervação de substância, pc limerica. que forma, a membrana ser obtida, por meio de variações de temperatura, s, adição de um sal, de um não solvente da referida substância formadora de membrana, de outro polimero que é incompatível com o polímero em solução, ou interacção entre polímero e polímero, obtido em adição por variação do pH da solução, tendo as substâncias eventualmente adicionadas para, provocar a, separação na,s fases, de ser compa,tíveis com as substâncias a microencapsular.

   Processo de acordo com a reivindicação rizado por ge obter a solidificação e endurecimento por abaixamento da, temperatura, por des-solvataçao,

   1, cara,cteda membrana ou desidratação ou reticulaçao.

   - 10 Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se efectuar a separação das microcápsulas do veículo por centrifugação ou filtração.

   Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se secarem as microcápsulas numa câmara sob vácuo ou sob um fluxo de ar ou num leito fluidificado.

   - 6s Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a substância que constitui a membrana ser escolhida de uma ou mais das substâncias seguintes:

   gelatina, gelatina, succinilada, goma arábica, copolimeros de anidrido maleico e éter de metil-vinilo ou etileno, carboxi-metil-celulose, albumina, álcool polivinílieo, acetato de celulose, ftalato de hidroxi-propil-celulose, vinilacetato de etileno, goma laca, as quais devem ser sempre compatíveis com a substancia a encapsular, não reagindo com ela.

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   Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as microcápsulas terem dimensões compreendidas entre 1 a 4000 micra, de preferência entre 4-0 e 1000 micra.

   Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a substância microencapsulada ser gemfibrazilo.

   11 - 9- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a substância microencapsulada ser ester de isibuprofen-guaiacol.

   A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi apresentado na Itália em 26 de novembro de 1987, sob o n° 22754 A/87.