Способ получения желатиновых микрокапсул

(п) 44546 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСлав Советских Социалистических Республик(51) М. Кл. В ОЦ 13/02 ри Государственныи комите Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытийДата опубликования описания 03,06.7 2) Авторы изобрете П. А. Ребиндер, Г, Н, вец, Е. П, Каширина, Институт физической ормановская, В, ф, Абросенкова, И. Н. Влода, С. Вилесова, М, С. Босенко и В. А. Беляева имии АН СССР и Государственный институтприкладной химии 71) Заявител СОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛАТИНОВЫХ МИКРОКАПС 4) Изобретение относится к технике микрокапсулирования жидкостей - превращения их в массу капель, каждая из которых заключена в сферическую твердую оболочку, Такие микрокапсулы широко используются в различных областях народного хозяйства для хранения летучих, горючих, реакционноспособных веществ, которые в нужный момент могут быть извлечены из капсул путем механического или химического разрушения оболочек.Известен способ получения желатиновых микрокапсул, заключающийся в эмульгировании не смешивающихся с водой жидкостей в водном растворе желатина с последующим добавлением к непрерывно перемешиваемой эмульсии веществ, снижающих растворимость желатина. Выделяющиеся при этом капли концентрированного раствора желатича, сталкиваясь с каплями капсулируемой жидкости, растекаются по их поверхности и образуют непрерывные жидкие оболочки, отверждаемые охлаждением и фиксируемые затем обработкой водным раствором формальде гида.Реализация этого способа требует тщательного соблюдения оптимальных условий проведения процесса (температуры, концентрации растворов желатина, рН среды и, в особенности, количества добавляемых веществ,снижающих растворимость желатина), Необходимо использовать особые, высококачественные сорта желатина и эмпирически подбирать условия успешного осуществления мик рокапсулирования для каждой партии. Особенно трудно каждый раз устанавливать оптимальное количество добавок, снижающих растворимость желатина, так как в мутной эмульсии, уже содержащей не смешивающу- О юся с водой капсулируемую жидкость, трудно обнаружить возникновение капель концентрированного раствора желатина, 11 едостаток добавки, как и избыток ее делает капсулирование невозможным илн снижает каче 5 ство микрокапсул.Недостатком этого способа является такженевысокая стабильность микрокапсул, обработанных лишь одним формальдегидом. Чтобы капсулы не склеивались друг с другом или О с соприкасающимися с ними поверхностями,используют особые приемы их высушпвания - распылительную, сублимационную сушку. Однако и они не могут предотвратить агрегации готовых микрокапсул при их слу чайном увлажнении.С целью упрощения процесса по предлагаемому способу в раствор желатина в воде сначала вводят добавки, снижающие его растворимость, а затем вливают капсулнруемую 0 жидкость.С целью повышения стабильности капсул последние целесообразно дополнительно обрабатывать водным раствором таннидов.Предлагаемый способ осуществляется в семь стадий.На первой стадии получают эмульсию, состоящую из капель концентрированного водного раствора желатина, диспергированных в разбавленном водном растворе, постепенным введением в стабильный водный раствор желатина добавок, снижающих его растворимость, Для того чтобы выделяющиеся капли концентрированного раствора обладали достаточной текучестью, добавки вводят при повышенной температуре (40 - 50 С) и перемешивании. В качестве добавок можно использовать концентрированные растворы солей, например водные растворы сульфатов натрия, аммония, магния.Контролировать выделение капель концентрированного раствора желатина можно по нарастанию мутности, Превращение исходной прозрачной жидкости в мутную эмульсию удается зафиксировать очень четко с помощью известных приборов для измерения мутности или визуально. Обнаружить (и испарить) недостаток или избыток добавки, снижающей растворимость белка, при этом нетрудно.На второй стадии процесса капсулируемую (не смешивающуюся в водой) жидкость вводят (лучше вливают тонкой струей) в непрерывно перемешиваемую эмульсию концентрированного раствора желатина, полученную на первой стадии. Не смешивающаяся с водой жидкость вначале диспергируется, дробится на капли. Образуется трехфазная дисперсная система, состоящая из капель капсулируемой жидкости, капель концентрированного раствора желатина и дисперсионной среды - разбавленного водного раствора белка, содержащего также добавки, снижающие его растворимость,При перемешивании капли капсулируемой жидкости сталкиваются с каплями концентрированного раствора желатина, смачиваются этим раствором (при определенном соотношении между поверхностными натяжениями на границе раздела фаз) и, наконец, окружаются непрерывным слоем концентрированного раствора желатина.Третья стадия - отверждение жидких оболочек - осуществляется путем быстрого охлаждения дисперсии от 40 - 50 до 5 - 10 С.Четвертая стадия - стабилизация микро- капсул - сводится к обработке полученных микрокапсул водным раствором формальдеида. После этого микрокапсулы становятся достаточно устойчивыми в водной среде (при комнатной температуре), но все еще склонны к образованию агрегатов после промывки и высушивання. 51 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 4На пятой стадии предлагаемого способа осуществляют дополнительную поверхностную стабилизацию капсул путем обработки их водным раствором таннидов, например таннина. После дополнительной стабилизации раствором таннидов капсулы приобретают устойчивость к высушиванию. Обработка таннидом, кроме того, облегчает отделение капсул от частиц желатина, не использованных для создания оболочки.Шестая стадия - промывка - осуществляется обычными приемами (декантацией, разбавлением водой, фильтрацией).Седьмая стадия - сушка - не вызывает особых затруднений и может осуществляться любым известным способом; небольшие партии микрокапсул можно сушить, например, расстилая их тонким слоем на листах фильтровальной бумаги.Полученные капсулы образуют легко пересыпающийся порошок, содержащий 85 - 95 вес. /о закапсулированной жидкости.Пример 1. К раствору 3,75 г желатина в 75 см воды при 50 С, при постоянном перемешивании механической мешалкой прикапывают 90 - 95 см 20 О/о-ного водного раствора сульфата натрия до появления интенсивной неисчезающей мутности. К полученной эмульсии концентрированного раствора желатина при продолжающемся перемешивании приливают 50 смз толуола. После перемешивания в течение 30 - 60 мин при 45 С вокруг капель толуола формируются непрерывные жидкие оболочки из концентрированного раствора желатина. Полученная суспензия микрокапсул быстро охлаждается до 5 - 10 С. Затем перемешивание при этой температуре продолжают еще 1 час, после чего к суспензии добавляют 50 смз 37%-ного водного раствора формальдегида (формалина). Через 30 мин перемешивание прекращают, капсулы оставляют в формалине на 10 - 15 час при комнатной температуре, Отстоявшийся слой микрокапсул отделяют от жидкости и добавляют к нему при перемешивании 50 смз насыщенного водного раствора таннина. При стоянии в покое в течение 1 час стабилизация капсул заканчивается. Таннин взаимодействует также с желатином, не принявшим участие в формировании капсул. Образовавшийся осадок легко отделяется от суспензии капсул декантацией (слой капсул всплывает, осадок желатина оказывается на дне). Капсулы многократно промывают водой на фильтре, а затем высушивают на листе фильтровальной бумаги.П р и м е р 2. К раствору 1,88 г желатина в 38 смз воды при 50 С, при постоянном перемешивании механической мешалкой добавляют по каплям 45 - 48 смз насыщенного подного раствора сульфата магния (до интенсивного помутнения раствора и образования эмульсии концентрированного раствора желатина).445461 Предмет изобретения Составитель Л. МаеваТекред А. Дроздова Редактор 3. Горбунова Ь;орректор Л. Денисова За: аз 1 Р 258 Изд Уе 537 Тир д. 6 о 1 Подписное 11 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж.З 5, Раушская наб., д. 45Типография, пр. Сапунова, 2 Затем, продолжая перемешивание, приливают 5 смз бензина. Примерно через 1 час прп 45 С вокруг капель бензина формируются жидкие оболочки, отверждающиеся при охлаждении до 5 - 10 С. Еще через 1 час добавляют 25 сма 37%-ного водного раствора формальдегида и через 30 мин перемешивание прекращают. По истечении 3 час к отстоявшемуся слою микрокапсул (отделенному от жидкости) добавляют при пер емешив ании 25 сма насыщенного водного раствора таннина и через 30 мин осадок желатина отделяют декантацией, микрокапсулы промывают водой и высушивают на листе фильтровальной бумаги. Из полученного порошка сухого бензина горючее можно легко отпрессовать,1. Способ получения желатиновых микрокапсул путем перемешивания капсулируемой 5 жидкости, водного раствора желатина и добавок, снижающих растворимость желатина, с последующим охлаждением и стабилизацией формальдегидом, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, в раствор 10 желатина в воде сначала вводят добавки,снижающие его растворимость, а затем вливают капсулируемую жидкость.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что, с целью повышения стабильности капсул, 15 последние дополнительно обрабатывают водным раствором таннпдов.