Способ получения микрокапсул

1017333 СОЮЗ СОВЕТСКИХОО,ИИааеп 4РЕСПУБЛИК 19) 1 К 9/50 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ К ТОРСКОМУ СВИД РОсудАРственный КОмитет сссР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 21) 2851863/28-.1 322) 15.08.79(71)., Дзержинский филиал Всесоюзногонаучно-исследовательского и конструкторского института химическогомашиностроения и Всесоюзный научноисследовательский биотехнический институт(59) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИИКРОКАИСУЛ, включающий смешение ферментасо связующими веществами и распыление смеси в потоке воздуха, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологического процесса иповышения удельной активности целевого продукта , в качестве связуоцихвеществ используют продукты конденсации цетил-стеариловых спиртов сокисью этилена или полиэтиленгли"коль, перед смешением готовятрасплав связующего вещества и смешение фермента в полученном расплаве проводят при температуре на 5-40 Свыше температуры его затвердеванияпри соотношении связующего вещества и фермента (1:9)- (9:1), а распыление смеси осуществляют в потоке воздуха комнатной температуры.1017333 45С помощью Вентиля устанавливаютрасход пара, необходимый для поддержания температуры расплава оксанола70 С . Контроль температуры осуществ.50 ляют с помощью ртутного термометра,установленного на верхней съемнойкрышке плавителя в кармане, наполненном машинным маслом.После установления температуры 55 расплаВЗ Оксднола В плавителе 70включают электродвигатель лопастноймешалки. Затем берут 2000 г порсшкооЬразной щелочной протеиназы, загружают В плавитель при включенном электИзоЬретение относится к микрокапсулированию, в частности к технологии микрокапсулирования ферментов, находящих применение в микробиологической, пищевой, медицинской, химической и других отраслях промышленности.Известен способ микрокапсулирования порошков., например пигментов для копировальной Ьумаги, который осуществляется следующим образом: готовят раствор полимера, затем приготавливают эмульсию сажи в масле, которую диспергируют в раствор полимера, .При распылении дисперсии в горячем инертном газовом потоке растворитель испаряется из капель, а полимер оЬволакивает частицы материала ядра, образуя защитную оболочкуИзвестен также спосоЬ получения микрокапсул, который осуществляется следующим образом: готовят гомоген- . ный 0,120-ный раствор связующего вещества в растворителе. 8 полученном растворе диспергируют фермент, затем в эту смесь диспергируютспособные к разбуханию частицы, нерастворимые в этом растворителе, полученную дисперсию подвергают распылению на капли и высушиванию в,.потоке горячего воздуха с целью испарения растворителя, 8 качестве раствора связующего вещества используются растворы в ацетоне, метаноле или других органических растворителях материалов типа ангидридов этилен-малеиновых сополимеров, ангидридов винилметилэфирмалеиновых сополимеров и т,д. 8 качестве разЬухающего материала используются мелкие частицы твердого вещества, которое не реагирует со связующим веществом, они не рзстворимы В растворителе, но разЬухают и не разрушаютсяпри контакте с водой. Примерами являются кремний, глина, крахмал 2."1,Однако известный способ имеет сле. дующие недостатки; введение в состав получаемых микрокапсул разбухающих веществ приводит к уменьшениюпроцентного содержания фермента что снижает удельную биологическую активность получаемых микрокапсул, являющуюся основным показателем при их применении; введение в состав получаемых микрокапсул разбухающих ве-, ществ приводит также. к уменьшению процентного содержания вещества, играющего роль защитной оболочки частиц фермента что снижает срок сохранения ферментативной активности;применение низкоконцентрированныхрастворов (0,1-206) веществ материа 5 ла оЬолочки требует испарения растворителя сушкой в горячем газовомпотоке, что вЕдет к значительнымэнергетическим затратам, идущим нанагрев газа.Целью изобретения является упрощение технологического процесса и повыщение удельной активности целевогопродукта.Поставленная цель достигается 15 тем, что согласно способу получения микрокапсул, включающему смешение фермента со связующими веществами и распыление смеси в потоке воздуха, в качестве связующих веществ ис пользуют продукты конденсации цетил-стеариловых спиртов с окисью этилена или полизтиленгликоль, перед смешением готовят расплав связующего Вещества и смешение фермента в 25 полученном растворе проводят приотемпературе на 5-МО С выше температуры его затвердевания при соотношении связующего вещества и фермента(1:9)-(9:1), а распыление смеси осуЗ 0 ществляют в потоке воздуха комнатной температуры.Пример 1.2000 г оксанола ЦС, являющего.ся продуктом конденсации спиртов жирного Ряда Сгг.- СВ с окисью этиленаСН 4(СНСН 2 0) . Н, загружают в плавитель, представляющий собой стаЛьнойсосуд емкостью 10 л, снаЬженный паровой руЬашкой, сливным штуцером и ло пзстной мешалкой, пиВодимой Во Вращение электродвигателем, и расплавляют. ОЬогрев плавителя осуществляютс пояощью пара при температуре 110 Си давлении 0,6 атм.3 101родвигателе мешалки и перемешивают втечение 2 мин,С помощью электродвигателя приводят во вращение центробежный дисковыйраспылитель диаметром 80 мм, вращающийся с частотой 100 об/мин.На спивном штуцере плавителя открывают предварительно оттарированныйвентиль, предназначенный для регулирования подачи смеси и устанавливаютрасход смеси 20 кг/ч,Полученная гомогенная смесь расплава оксанола с порошкообразным ферментом по оЬогреваемой с помощью парового змеевика трубе самотеком подается на центробежный дисковый распылитель, установленный в верхней части аппарата колонного типа с двумяперфорированными решетками, под которое дпя создания кипящего слоя спомощью вентилятора подается воздухс температурой окружающей среды. Капли смеси, полученные распылением, отвердевают в воздушном потоке за счетперехода оксанола ЦСиз расплавав твердое состояние, готовый продуктчерез течку выгружают из нижней части колонного аппарата.В полученных микрокапсулах частицы фермента равномерно распределеныпо всему оЬьему микрокапсулы, но засчет сил поверхностного натяжениярасплава оксанола на поверхностимикрокапсулы при эатвердрвании расплава "образуют сплошную пленку, попностью изолирующую частицы ферментаот внешней среды.Полученные микрокапсулы имели правильную сферическую форму с гладкой глянцевой поверхностью.Характеристики полученных микрокапсул представлены в таЬл. 1,Таьлица 1 ХарактеристикаП р и м е р 3. Получение микрокапсул проводят в условиях по примеру 25 но в качестве вещества материала оболочки микрокапсул берут полиэтиленгликольв количестве 2400 г, а вкачестве фермента - щелочную протеинаэу в количестве 1600 г. За Характеристики полученных микрокапсул приведены в таЬл. 3.Таблица 3 Величина Характеристика Диаметр микрокапсул,"мм 0,8-2,0 Угол естественногооткоса, град40Активность,ед/гРастворимость,мин 3 Ц3300 2,1 Прочность,45кг/см2. 7533 4И р и м е р 2, Получение микрокапсул проводят в условиях по примеруно в качестве фермента используютпектиназу.Характеристики полученных микрокап.сул представлены в табл. 2.Диаметр микрокапсул, ммУгол естественногооткоса, град 0,-1,6 Активность,ед/г 40000 Растворимость,мин 2,Прочность,кг/см И р и м е р ч. Последовательностьопераций, а также используемое оЬору дование такие же, как в примереВ качестве вещества материала оболочки микрокапсул берут оксанол ЦСв количестве 1200 г, в качестве фермента - липазу в количестве 2800 г. Тем пература расплава оксанола составляет 80 С, Смешение расплава с порошкообраэным ферментом проводят в течение 1, мин.ТаЬлица 4а е Щщщещвеееще Величина ф Е ев э е е ее м в а е Характеристика В Диаметр микрокапсул,0,25-2,0 Угол естественногооткоса, град291,819 Растворимость, минПрочность, кгУсм Общий экономический эффект от предИ лагаемого способа составит 473000 руб. в год. 52006 Активность, вдlг Составитель В. БрусиловскаяТехред И.Тепер Корректор В. Бутяга Редактор С. Тимохина Заказ 3422/б Тираж 713ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изоЬретений и открытий113035, Москва, Ю, Раушская наб д, 4 й Подписное УФилиал ППП Чатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4. 10173Характеристики полученных микрокапгсул приведены в табл. 4. 33 4Использование предлагаемого спо-; соба микрокапсулирования позволяет сократить энергетические затраты, уп ростить технологию, повысить процентное содержание Фермента в единице готового продукта с 8,М до 504, тем самым уменьшить затраты на упаковку, транспортировку и хранение. Использование ферментов в виде микро- капсул позволяет увеличить срок сохранения Ферментативной активности.