微胶囊心材.PPT

化工原理(2)第13章 微胶囊造粒技术 13.1.1 微胶囊造粒的基本概念 1、微胶囊 微胶囊是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装物。 微胶囊造粒技术就是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶囊内成为固体微粒的技术。 微胶囊粒子大小在5—200 μm较好，实际可能达0.25—1000 μm， 微胶囊壁厚0.2—10μm 微胶囊内部装载的材料称为心材（或称囊心物质） 微胶囊外部包囊的壁膜称为壁材（或称包囊材料） 13.1 微胶囊造粒的基本概念及原理 微胶囊形状：球形、肾形、粒形、谷粒状、絮状、块状等 柠檬精油微胶囊电镜图（2013.3） 柠檬精油微胶囊电镜图（2013.3） 柠檬精油微胶囊电镜图（2013.3） 2、微胶囊心材（囊心物质） 心材可以是单一的固体、液体、或气体，也可是固固、液液、气液混合体等。 已使用和试图使用的心材有： 生物活性物质，如免疫球蛋白、活性多糖等 药用物质，如阿司匹林、维生素等 香味物质，如桔子香精、樱桃香精等 微量元素添加剂等 3、壁材（膜材、包囊材料、成膜材料） 常见的壁材是高分子的有机材料，包括天然和合成两大类。现使用壁材有： 植物胶类：阿拉伯胶、琼脂等 多糖类：黄原胶、阿拉伯半乳聚糖、壳聚糖等 淀粉类：玉米淀粉、马铃薯淀粉、改性淀粉等 纤维素类、蛋白质类、聚合物类、蜡与类脂类 4、微胶囊壁材的选择原则： 油溶性心材应采用水溶性壁材； 水溶性心材应采用油溶性壁材； 壁材不能与心材发生化学反应，物化性质稳定； 具备适当的渗透性、吸湿性、溶解性； 满足食品、医药卫生要求。 5、微胶囊的功能与局限 （1）改变物料的存在状态、物料的质量和体积； （2）隔离物料间的相互作用，保护敏感性物料； （3）掩盖不良风味、降低挥发性； （4）控制释放； （5）降低食品添加剂的毒理作用。 （6）微胶囊的局限：一是释放速度的控制能否满足要求； 二是释放后剩下的壁材可能带来一定的负面影响。 因此，其壁材选择很关键。 13.1.2 微胶囊造粒的步骤与分类 1、微胶囊造粒的步骤 实际上微胶囊造粒可看成是物质微粒（核心）的包衣过程。其过程可分为四步： （1）将心材分散入微胶囊化的介质中； （2）再将壁材放入该分散体系中； （3）通过某种方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周围； （4）进行某种物化处理，使微胶囊达到一定的机械强度。 13-2 2、微胶囊造粒技术的分类 按微胶囊造粒的原理不同，可将微胶囊造粒分为三类： （1）属物理方法的微胶囊造粒技术 如喷雾干燥法、喷雾凝动法、空气悬浮法、多空离心法等 （2）属物理化学方法的微胶囊造粒技术 如水相分离法、油相分离法、锐孔法、挤压法、熔化分散法等。 （3）属化学方法的微胶囊造粒技术 如界面聚合法、原位聚合法、分子包囊法、辐射包囊法等。 3、微胶囊的释放机理 （1）活性心材物质通过囊壁膜的扩散释放 心材通过囊壁膜上的微孔、裂缝或半透膜进行扩散而释放。 （2）用外力或内压使囊膜破裂释放出心材 在使用、加工时外力破坏，或心材膨胀使壁材破坏释放。 （3）用水、溶剂等的浸渍或加热等方法使微胶囊降解释放。 4、微胶囊产品的质量评定 针对不同的心材，选用不同的壁材和不同的方法，得到的微胶囊产品性能相差很大，因此微胶囊产品的质量评定很重要。 可从以下几方面评定： （1）容出速度：反映心材的释放速度，对药物方面，美国规定了一定的方法，其他，由于没有形成专项办法，可借助其它行业的相关办法测定。 （2）心材含量的测定 不同的产品可用不同的方法，如挥发油类产品，可用索氏提取法，其它，可用溶剂提取法、水提取法等。 （3）微胶囊尺寸大小的测定 可简单筛析，可用装有特殊装置的显微镜测定等。 13.2 物理法微胶囊造粒技术 1、喷雾干燥法 优点：适合于热敏物料的微胶囊；工艺简单，易实现工业 化生产，生产能力大，成本低。 缺点：包囊率低，心材有可能粘附在微胶囊颗粒的表面影响产品质量；设备造价高，能耗大。 喷雾干燥法是目前应用最广泛的微胶囊造粒技术。 原理： 将心材分散在已液化的壁材中混合均匀，并将此混合物经雾化器雾化成小液滴，此小液滴的基本要求是壁材必须将心材包裹住（即已形成湿微胶囊）。然后，在喷雾干燥室与热气体接触干燥，壁材固化形成微胶囊颗粒。 1、喷雾干燥法 初始溶液调制 调制心材和壁材组成的胶囊化溶液（初始溶液）十分重要，主要影响因素有：心材和壁材的比例，初始溶液的浓度，粘度和湿度等。 初始溶液有三种类型： （1）水溶液型 水溶液型初始溶液要求壁材能溶于水，心材为油溶性或固体，心材含量不超过50%，一般在初始溶液中低于20%。 （2）有机溶液型 壁材为非水溶性聚合物，心材可为亲水性材料或疏水性