微胶囊简介

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微胶囊整理

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微胶囊的性能一般指微胶囊的大小、包囊层厚度、囊心物的质量百分数、包囊膜的渗透性、表面电荷密度、微胶囊的形态等。影响微胶囊性能的因素有:

pH、离子强度、搅拌速度、温度、表面活性剂的种类及用量、包囊材料的性能、囊心物与包囊材料的比率、包囊材料与溶剂的比
2.微胶囊在纺织上的应用
• 染色 • 印花 • 功能性纺织品整理
•
印花效果
印花后真丝绸面料在不同温度下的颜色变化
• • • •
参考文献：《织物立体印花加工》张运生，印染，2008 《纺织品静电印花及其墨粉的研制》，朱碧平,屠天民，印染，2006 《热敏变色微胶囊的制备及对真丝绸的涂料印花》，张忠信，方浩雁，马廷方，余志成，高佩佩，研究与技术，2010 • 《微胶囊整理剂在纺织品后整理中的应用》，黄玲,邱白玉，毛纺科技，2006 • 《分散染料微胶囊多次转移印花效果初探》，罗艳，陈水林，张伦生，蒋龙娟，染料工业，2000
从图4可以看出,180℃时,30秒和50秒转印时间下胶囊化染料对织物转印10次后,织物的K/S值基本保持不变,但随着转印时间的延长,即由 30秒增至50秒后,胶囊每次释放的染料量增加,织物颜色变深,K/S值也相对增大。这就是说,可在较低温度下通过改变时间,较易达到稳定改变色深的多次转印效果。
转移印花
1.实验用原材料特定的蜜胺树脂,分散蓝E一4R,分散红3B,系统调节剂MS（制备微胶囊），100%聚醋织物。 2.多次转移印花 (1)转移印花色浆的配制及转印纸的制备色浆处方: 尿素29.8%；海藻酸钠糊40g;胶囊化染料xg;分散剂1g;加水合成50g 将上述调制好的色浆印制到80g/m2的牛皮纸上,自然晾干后在60℃烘箱中烘1小时,取出待用。 (2)转移印花将印制好不同胶囊染料使用浓度(1%、2%、4%)的转移印花纸以不同转印温度(180℃、 200℃、220℃)、不同转印时间(30s、50s),在转移印花机上对纯涤织物进行多次转印,转印10次。 (注:色浆的胶囊染料使用浓度为胶囊化染料中所含染料量占总色浆量的百分数) 3.K/S值测定将转印好的织物折叠成8层,放在测色仪上,即可直接读取数值。

微胶囊技术

微胶囊大小：大多采用显微镜法，一般要求观测625个微胶囊，分别
测定并计算其大小。
微胶囊化的方法
物理机械法
喷雾干燥法喷雾冷凝法和急冷法空气悬浮分离法其它（真空蒸发沉积法、静电结合法、多孔离心法）水相分离法（单、复、盐）凝聚法油相分离法变温相分离法囊心交换法挤压法、离心挤压法、旋转分离法锐孔法粉末床法熔化分散法复相乳液法界面聚合法原位聚合法分子包囊法辐射包囊法
剧烈的混合和摩擦作用将液体拉成细丝并很快断裂成球状小液滴，经干燥室完成干燥。
喷雾干燥法微胶囊造粒最重要的装置—干燥室
利用雾化器对初始溶液进行雾化是喷雾微胶囊过程的第一步，雾化形成的液滴需在干燥室与干燥介质接触进行蒸发和干燥，而后与干燥介质混在一起的微胶囊颗粒（或粉末）通过分离设备将它们分离收集。
微胶囊的作用
控制释放：利用微胶囊控制释放的特点可滞留一些挥发性化合物使其在最佳条件下释放。 ✓ 如酸味剂在加工初期与其它配料混合可能会使部分配料（如蛋白质变性）发生变化而影响产品的品质，微胶囊化后可控制释放； ✓ 饮料加工上防腐剂与酸味剂直接接触会失效，防腐剂微胶囊化后可增强对酸的忍耐性； ✓ 通过预先设计并选取适当的壁材，还可实现特殊的释放模式以达到某种特殊扥效果。如微胶囊化的低酸性杀菌是利用微胶囊缓释乙醇让定量乙醇在包装容器中形成一定的蒸气压，达到杀菌防腐的效果。降低食品添加剂的毒副作用，减轻对健康的危害：微胶囊前后乙酰水杨酸对小白鼠的半数致死量LD50分别为1750mg/kg和2823mg/kg，说明毒副作用大幅降低。隔离不相溶组分：将一些难以水溶的营养成分微胶囊后添加。
这种微胶囊化溶液中加入黏合剂再经喷雾干燥即可形成双壁微胶囊，其初始溶液称为囊浆型。

微胶囊

微胶囊和微胶囊技术微胶囊和微胶囊技术微胶囊（Microcapsule，简称MC）是指一些由天然或人工合成高分子材料研制成的具有聚合物壁壳的微型容器或包装物，其外形一般呈球型。

微胶囊的大小在几微米至几百微米范围内（直径一般为5-200μm），需要通过显微镜才能观察到。

微胶囊技术，是指将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中，使其只有在特定条件下才会以控制速率释放的技术。

其中，被包埋的物质称为囊芯物，包括香精香料、酸化剂、甜味剂、色素、脂类、维生素、矿物质、酶、微生物、气体以及其它各种饲料添加剂。

包埋囊芯物实现微囊胶化的物质称为囊材。

微胶囊制备技术起源于20世纪50年代，美国的NCR公司开创了微胶囊新技术的时代。

60年代，由于利用相分离技术将物质包裹于高分子材料中，制成了能定时释放药物的微胶囊，推动了微胶囊技术的发展。

近20年来，日本对微胶囊技术的大力开发和微胶囊的独特性能，更使微胶囊技术迅速发展。

微胶囊化方法已经在几个不同技术领域得到了发展，作为一项高新技术，已经成为各国学者竞相研究的热点。

微胶囊的大小一般为几微米至几毫米不等，形状多样，取决于原料与制备方法。

通过微胶囊技术，可以做到：◆降低囊芯物向外界的扩散速率，减缓囊芯物与外界（氧气、光、水份等）的反应，从而保护敏感成分，防止营养损失；◆便于囊芯物在饲料加工中的处理，比如实现囊芯物由液态向固态的转化；提高囊芯物与其它物料的混合性；提高其流动性等等；◆控制囊芯物的释放；◆掩盖囊芯物的异味；◆稀释囊芯物，即使用量很少的囊芯物也可在主料中均匀分散。

微胶囊的囊芯物与囊材被包覆的囊芯物可以是油溶性、水溶性或混合物，其状态可以是固体、液体或气体。

囊芯物与囊材的溶解性能必须是不同的，即水溶性囊芯物只能用油溶（疏水）性囊材包覆，而油溶性囊芯物只能用水溶性囊材；为实现微囊化，包囊膜的表面张力应小于囊芯物的表面张力且包裹材料不与囊芯物发生反应。

微囊的囊材是制备微囊的重要材料，囊材应当具备性质稳定；有合宜的释药速率；无毒无刺激性；可与药物配伍，不影响药理作用及含量测定；有一定的强度及可塑性，能完全包封囊芯；具有适当的粘度、渗透性、亲水性等。

微胶囊

喷雾冻凝与喷雾干燥的相同点和不同点
相同点：二者都是将心材分散与已液化的壁材中，利用喷雾法进行造粒并借助外界条件使胶囊化微粒壁膜固化。不同点： 1、壁材的液化方法不同：喷雾干燥法是将之溶解在某种溶剂中形成溶液，而喷雾冻凝法是通过加热手段使之呈现出熔融的液状体； 2、胶囊化微粒壁膜的固化手段不同：喷雾干燥法是利用加热手段溶解壁材的溶剂蒸发去除，从而使壁膜固化，而喷雾冻凝法是借助冷却或冷冻方法使熔融状的壁膜固定。
喷雾干燥法微胶囊造粒技术的优点和缺点
突出优点：突出优点： 1、适合于热敏性以及亲油性液体物料的微胶囊造粒；、适合于热敏性以及亲油性液体物料的微胶囊造粒； 2、工艺简单，易实现工业化流水线作业，生产能力打、、工艺简单，易实现工业化流水线作业，生产能力打、成本低；成本低； 3、干燥速率高、时间短、物料温度较低。、干燥速率高、时间短、物料温度较低。主要缺点：主要缺点： 1、包囊率较低、心材有可能粘附在微胶囊颗粒的表面、包囊率较低、从而影响产品的质量；从而影响产品的质量； 2、设备造价高、体积大、热效率低。、设备造价高、体积大、热效率低。
复凝聚法：当一种带正电荷的胶体水溶液与一种带负电荷的胶体水溶液混合时，由于电荷间的相互作用形成一种复合物，导致溶解度降低并产生相分离现象，结果从水溶液中凝聚析出形成了微胶囊，此法即称为复凝聚法微胶囊技术。分离出得两相分别为凝聚胶体相和稀释胶体相，凝聚胶体相即可用作微胶囊的壁膜。
油相分离法微胶囊造粒技术
工艺流程
喷雾干燥法的工艺流程如下所示：喷雾干燥法的工艺流程如下所示：囊材和囊心物质→混合均质、乳化→乳混合→均质囊材和囊心物质混合均质、乳化乳化液→在热空气中雾化和干燥脱水→微在热空气中雾化和干燥→脱水化液→在热空气中雾化和干燥→脱水→微胶囊产品喷雾干燥的过程主要包括4个部分个部分：喷雾干燥的过程主要包括个部分：预处理、乳化部分、均质部分、预处理、乳化部分、均质部分、喷雾干燥

微胶囊技术原理及其在食品工业中的应用

微胶囊技术原理及其在食品工业中的应用随着人们对食品品质和口感的要求越来越高，食品工业也在不断地寻求新的技术手段来提高产品的品质和口感。

微胶囊技术就是其中一种被广泛应用的技术，它可以将一些有益的成分包裹在微小的胶囊中，从而保护这些成分不受外界环境的影响，同时也可以改善产品的口感和质感。

本文将介绍微胶囊技术的原理及其在食品工业中的应用。

一、微胶囊技术的原理微胶囊技术是一种将液体、固体或气体包裹在微小的胶囊中的技术。

这些胶囊通常由一种或多种聚合物组成，如明胶、壳聚糖、聚乙烯醇等。

微胶囊的大小通常在1-1000微米之间，可以根据需要进行调整。

微胶囊技术的原理是将需要包裹的物质与聚合物混合，然后通过喷雾干燥、凝胶化、沉淀等方法将其包裹在微小的胶囊中。

这些胶囊可以保护物质不受外界环境的影响，如氧化、光照、温度等，从而延长其保质期。

此外，微胶囊还可以改善产品的口感和质感，如增加产品的口感、口感、口感等。

二、微胶囊技术在食品工业中的应用1. 食品添加剂微胶囊技术可以将一些有益的成分包裹在微小的胶囊中，如维生素、矿物质、香料、色素等，从而保护这些成分不受外界环境的影响，同时也可以改善产品的口感和质感。

例如，将香料包裹在微小的胶囊中，可以使其更加均匀地分布在食品中，从而增加产品的香味和口感。

2. 调味品微胶囊技术可以将调味品包裹在微小的胶囊中，如酱油、醋、酱料等，从而保护其不受外界环境的影响，同时也可以改善产品的口感和质感。

例如，将酱油包裹在微小的胶囊中，可以使其更加均匀地分布在食品中，从而增加产品的味道和口感。

3. 饮料微胶囊技术可以将一些有益的成分包裹在微小的胶囊中，如维生素、矿物质、香料、色素等，从而保护这些成分不受外界环境的影响，同时也可以改善产品的口感和质感。

例如，将维生素C包裹在微小的胶囊中，可以使其更加稳定，从而增加产品的营养价值。

4. 糖果微胶囊技术可以将一些有益的成分包裹在微小的胶囊中，如维生素、矿物质、香料、色素等，从而保护这些成分不受外界环境的影响，同时也可以改善产品的口感和质感。

微胶囊的制备技术及其应用进展

微胶囊最基本的形态为单核微胶囊和多核微胶囊。还有其他诸如多壁微胶囊、不规则微胶囊、微胶囊簇等。
二、微胶囊的制备技术
微胶囊的制备技术始于20 世纪30 年代，70年代中期得到了迅猛发展。微胶囊由芯材和壁材构成。芯材通常是需要包覆的物质，如有机溶剂、增塑剂、生物材料、食品、农用化学剂、泡涨剂、防锈剂等。壁材通常是由天然或者合成的高分子材料，用作壁材的物质应具有成膜性好和无色的特点。
3 物理法
物理法是借助专门的设备通过机械搅拌的方式首先将芯材和壁材混合均匀，细化造粒，最后使壁材凝聚固化在芯材表面而制备微胶囊。根据所用设备和造粒方式的不同，物理机械法制备微胶囊可采用空气悬浮法( Wurster 法) 、喷雾法、静电结合法、溶剂蒸发法、多孔分离法及真空镀膜法等。
3.1 空气悬浮法该法是用流化床的强气流将芯材颗粒悬浮于空气中，通过喷嘴将调成适当黏度的壁材溶液喷涂于微粒表面，再提高气流温度使壁材溶液中的溶剂挥发，从而使壁材析出而成囊。 3.2 喷雾法（包括喷雾干燥法和喷雾凝结法） 3.2.1 喷雾干燥法喷雾干燥法先将囊心物分散在囊材的溶液中，再喷入惰性热气流使液滴收缩成球形，进行干燥固化。 3.2.2 喷雾凝结法喷雾凝结法是将囊心物分散于熔融的囊材中，再喷于冷气流使之凝聚而成囊的方法。
反应物：两种活性单体（一种是水溶性的，另一种是油溶性的）溶剂：分散相（水相）和连续相（有机相) 反应场所：两种溶液的界面微胶囊化产品：甘油、水、药用润滑油、酶血红蛋白等。 1.2 原位聚合法
反应物：一种活性单体，引发剂（水溶性或油溶性的）溶剂：分散相（水相）和连续相（有机相) 反应场所：溶液的里面
7 微胶囊技术在新材料方面的应用
生物体本身对伤口的自动愈合功能随着仿生学的发展而日益受到广大科研工作者的重视，希望能将这一现象应用于航空航天、国防、电子等领域。微胶囊技术的发展为材料的自修复提供了更大的可能性。由于相变材料是一种可再生、清洁的能源吸收、存储材料，因此其在太阳能利用、废热回收、循环液添加剂、智能纺织品、电子元器件封装和新型建材等方而有着广阔的应用前景。将微胶囊技术应用于建筑材料中，可以使建筑物真正实现“冬暖夏凉”，而且不需要提供任何能源。其原理是在建筑材料中加入了可以蓄热调温的相变微胶囊。这种材料白天吸收外界热量，夜晚释放出来。目前，欧美已有多家公司生产这种用相变材料做成用于盛放室外通讯接线设备和电力变压设备的专用小屋。此类小屋在冬夏均可保持适宜的工作温度。

微胶囊配方组成芯壁材、质量评价指标、生产基本步骤

或凹陷变形，还使壁材变性
• 出风温度： 60-120 ℃ ，控制产品水分，T出风=塔内整体温度，恒定进风温度下，由供料量决定，在保证充分雾化下，供料速度快则T出风低
• 均质压力： 3bar-6bar，若过高，比表面积过大，比表面能大不利于乳状液稳定
• 均质温度： 40-70℃为宜 • 高压泵压力: 17.5bar-34.5bar • 进风室湿度: <80%，否则要除湿 • 芯壁材比: 越小，胶囊壁越厚，膜特性越好，孔洞和裂缝少。粘度大的壁
生产过程中的一些参数：
• 进料温度： T高，黏度低，雾化好，干燥快，降低水分，提高生产效率 • 进料速度： V增大，胶囊粒度大，松密度大，来不及干燥，水分高，粘壁 • 雾化效果：雾化粒径小，细粉多，跑粉现象严重,雾化粒径大，比表面积
（3/r）减小，干燥速率慢，粘塔 • 进风温度： 140-220 ℃ ，太高太低都粘壁，太高蒸发过度，膜易裂纹爆破，
即络合反应。螯合剂是多齿的配位剂。即一个配位剂可以与中心离子形成两个及
以上的配位键。常见的螯原子主要是N,O和S。铜、铁等重金属离子是促进氧化的催化剂，它们能缩短诱导期，提高过氧化物的分解速度，从而提高了自由基产生的速度。它们的存在会使抗氧化剂迅速发生氧
化而失去作用。
协同效应: 抗氧化剂之间乳化反应：物理超分子包合：疏水作用
1、温度20～25℃氧化即可发生美拉德反应。一般每相差10℃,反应速度相差3～ 5倍。30℃以上速度加快,高于80℃时,反应速度受温度和氧气影响小。 2、水分含量在10%～15%时,反应易发生,完全干燥的食品难以发生。 3、ｐＨ值当ｐＨ值在3以上时,反应随PH值增加而加快。
螯合反应：螯合金属，降低自动氧化速率
微胶囊的各种形态

微胶囊的概念

微胶囊的概念微胶囊是指一种具有聚合物壁壳和微型容器或包装物。

微胶囊造粒技术就是将固体、液体或气体包埋、封存在一种微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术。

微胶囊化：用涂层薄膜或壳材料敷涂微小的固体颗粒、液滴或气泡。

微胶囊直径：毫米级到微米级。

微囊是具有一定通透性的球状小囊泡,外层为半透膜,内部为液体内核。

近几年来,微囊技术被广泛应用于微生物、动植物细胞、酶和其他多种生物活性物质和化学药物的固定化方面。

常用的微囊为海藻酸/聚赖氨酸微囊。

由于制备技术比较复杂,成囊过程时间较长,对被包埋物质的生物活性有一定的影响,而且聚赖氨酸的价格比较昂贵,因而限制了这种微囊的使用。

制备微囊的基本材料通常具有蛋白质、脂类和糖等聚电解质。

壳聚糖是部分脱去乙酰度的甲壳素,后者具有优良的韧性和惰性,且亲水、无毒、多孔、均匀,同时甲壳素在自然界中含量也是十分丰富的。

鉴于此,本试验从甲壳素这种天然高分子功能团的特殊性,以及无毒、亲水性等优点出发,用浓碱脱乙酰化得到壳聚糖,然后用上述方法达到球形壳聚糖,并用适当的方法将酵母包埋在球形壳聚糖内,制备出性能较好的微胶囊,并探讨了壳聚糖成球条件、包埋酵母的最适条件,以及壳聚糖作为固定化物质载体的可行性。

编辑本段微胶囊的功能l 1）粉末化，将液体、气体等变成干燥的粉末l 2）降低挥发性，使一些容易挥发的物质变得难于挥发l 3）提高物质的稳定性（易氧化，易见光分解，易受温度或水分影响的物质）l 4）掩味l 5）隔离活性成分l 6）控制释放编辑本段微胶囊技术中常用的壁材类别可作壁材物质特点天然高分子材料明胶、阿拉伯胶、虫胶、紫胶、淀粉、糊精、蜡、松脂、海藻酸钠、玉米朊无毒，稳定，成膜性好半合成高分子材料缩甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素毒性小，粘度大，成盐后溶解度增加，但易水解，不耐高温，需临时配制全合成高分子材料聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯、聚醚、聚脲、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、聚硅氧烷成膜性好，化学稳定性好编辑本段微胶囊的制造方法和一般步骤制造方法物理法喷雾干燥法喷雾冷冻法空气悬浮法真空蒸发沉积法复凝聚法多空离心法物理化学法水相分离法油相分离法囊心交换法挤压法锐孔法粉末床法化学法界面聚合法原位聚合法分子包囊法辐射包囊法微胶囊化的一般过程a-内相在介质中的分散；b-加入成膜材料（壁材）；c-壁材的沉积；d-壁膜的固化SPG膜乳化法在微胶囊中的应用SPG膜乳化器主要用于制备尺寸均一的乳液、乳珠、微球、微胶囊等，可以制备W/O，O/W,W/O/W,O/W/O型不同乳液。

微胶囊技术

微胶囊技术微胶囊技术是一种常见的药物及化妆品封装技术。

它利用一种透明的聚合物外壳将药物或化妆品包裹在里面，形成微小的胶囊，可以保护药物或化妆品不受光、氧气、湿气等外界影响，延长其使用寿命和保持其活性。

微胶囊技术的原理是通过聚合物外壳的物理结构和性质，在微小的尺度下将药物或化妆品完全包裹起来。

这种被包裹的物质可以在外部环境的影响下，保持自身的结构和性质，从而更好地发挥其应有的功效。

微胶囊技术通常可以分为两种类型：化学微胶囊和物理微胶囊。

前者是通过化学反应将聚合物合成为微胶囊，后者是通过机械方法将药物或化妆品包裹在聚合物外壳里。

微胶囊技术的优点之一是能够延长药物或化妆品的使用寿命，因为被包裹的物质可以不受外界条件的影响而保持稳定。

另一个优点是使药物或化妆品更容易使用，因为微胶囊可以将其变成易于携带的粉末或液体形式，方便携带和使用。

微胶囊技术在药物制造中技术的重要性不言而喻。

对于不稳定的药物，微胶囊技术可以使其更加稳定，防止其因为存储条件不当而失效。

此外，微胶囊技术还可以控制药物的释放速度和位置，实现药物对病理状态的精准控制，从而提高药物治疗的效果。

在化妆品制造中，微胶囊技术可以延长化妆品的保质期和稳定性，改进其质地和性质，加强其整体效果，将化妆品更加贴近人类皮肤的需求。

除了医疗和美容领域，微胶囊技术还被广泛应用于食品、农药、涂料、油漆等领域中。

在食品中，微胶囊可以在烘焙过程或食品加工过程中起到防止香料蒸发及延长保质期的作用。

在农药中，微胶囊技术可以确保药物的稳定性和控制农药的释放速度，从而更好地提高农作物对病虫害的抵抗能力。

在涂料和油漆领域，微胶囊技术可以控制颜料的颜色和稳定性，使其更加耐久和持久。

然而，微胶囊技术也有一些限制。

首先，微胶囊的制造成本较高，需要使用先进的制造设备和技术，造成了产成品的价格偏高。

其次，微胶囊的尺度较小，制造过程中易受制造条件的影响而出现不均匀的情况，进而影响到微胶囊的效果。

微胶囊配方组成芯壁材、质量评价指标、生产基本步骤

微胶囊中的几个概念
微胶囊：（microcapsule）指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包物。其大小一般为5-200μm不等，形状多样，取决于原料与制备方法。微胶囊化：（microencapsulation）制备微胶囊的过程称为微胶囊化。微胶囊化技术：指将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中，使其延缓释放或只有在特定条件下才会以控制速率释放的技术。其中，被包埋的物质称为芯材（core、nucleus、fill），包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材（cell、shell、coat）。
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工艺流程：
料仓——真空混料机—— 泵 —— 混料罐 —— 泵
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—— 巴氏杀菌 —— 均质机暂存罐
——预热暂存罐 —————
高压泵
喷雾干燥塔 ———
振动流化床
金探
喷雾干燥塔分类
反应：
美拉德反应：非酶褐变，羰氨反应。生成醛、酮等还原性中间产物，具有抗氧化性
微胶囊的各种形态
微胶囊的构成
一、壁材：碳水化合物：变性淀粉、麦芽糊精（Maltdextrin）、
玉米糖浆（Corn syrup）、葡萄糖浆、环糊精、蔗糖、乳糖、茁霉多糖、纤维素蛋白质：乳清蛋白（WPC、WPI）、大豆蛋白（SPC、 SPI）酪蛋白酸钠（Sodium caseinate）、麦醇溶蛋白脂类：卵磷脂、单甘脂、硬脂酸甘油三酯、石蜡、蜂蜡二、芯材：敏感性成分：怕光热氧，易挥发，不易储藏，不易分散使用的成分，如：香料、酶、益生菌、PUFA等
微胶囊质量评价方法：
微胶囊形态：扫描电镜法SEM及TEM 微胶囊机械强度：破裂率、仪器微胶囊流动性：休止角法 θ<30：好;30<θ<45：较好;45<θ<60：一般; θ>60：差微囊化产率:MEY%芯材保留率微囊化效率：MEE%包埋效率微胶囊粒度分布：EM（负染、冰冻蚀刻）有效载量：应用价值的指标芯材保留率：耐储性指标水分活度：AW测试仪、康威氏扩散法分散系稳定性：分层法 Zeta电位：Zeta电位测定仪（马尔文）流变性：AR1000流变仪、NDJ旋转黏度

微胶囊技术

微胶囊技术简介与实例目录微胶囊技术简介与实例 (1)微胶囊技术概述 (1)微胶囊及微胶囊技术概述 (1)常规微胶囊的制备方法 (2)三类特殊结构微胶囊简介 (4)人工器官微胶囊 (5)微胶囊在纺织品和医药中的应用 (7)微胶囊技术概述本章旨在对微胶囊的基本概念进行介绍。

对其微胶囊的各种制备原理及做一个涵盖面较全、概括性强的简介。

最后，对三种结构特殊的微胶囊（人工器官微胶囊、脂质体胶囊、纳米粒）进行简介。

微胶囊及微胶囊技术概述微胶囊是利用天然或合成的高分子材料对固体、液体或气体进行包封的、粒径为5~1000um的中空微囊（特别的，纳米微胶囊的平均粒径为200~300nm）。

微胶囊一般由一层薄膜和囊芯物质组成。

组成薄膜的材料称为囊材，组成囊芯的材料称为芯材。

囊材可以是天然物（如蜂蜡、氢化植物油衍生物、壳聚糖、乳清蛋白、纤维素等），也可以是合成物（如聚酯、聚氨酯、聚赖氨酸、聚乙二醇等）。

芯材的种类更加多样，按物质的状态分类，可以是液体、固体、气体，甚至可以是固、液混合物。

理论上可以将需要被包覆和保护的各种微小物质封存在囊壳内部（如精油、芳香剂、抗菌药物、金属粒子、酶、活细胞等等）。

将芯材包封在囊材的过程，即制备微胶囊的过程称为微囊化。

微囊化技术的主要特点是：改变活性物质的理化性质（相态、溶解度等）；保护物质免受环境条件的影响；屏蔽味道、颜色和气味；降低物质的毒性；控制释放活性物质等。

经微胶囊化的芯材局域靶向性和控释性，可以根据需要在恰当的时间和恰当的位置以一定的速率对芯材进行释放。

如：经过微胶囊化的抗凝血药物，可生物降解的载药纳米粒借助导管给药系统，可将其输送到局部血管，并缓慢释放所携带的药物，可望有效防治血管再狭窄。

由于微胶囊技术的特点，带来了许多好处。

比如说，可以极大程度地保留了具有生物活性功能的物质；使液体转变为固体，便于加工；提高药物的生物利用率，减少药物用量，降低毒副作用等等。

常规微胶囊的制备方法现有的微胶囊制备方式分为三大类，即物理法、化学法、物理化学法。

微胶囊

冷冻喷雾最早用在固体食品添加剂的包埋，如硫酸亚铁、酸味剂、维生素、固体香精、敏感物料及不溶于一般溶剂中的特殊物料。液态物料转换成固态后，也能进行冷冻喷雾。加工后的产品外形像珍珠粒，可溶于水，但芯材只能在壁材的熔点下才能释放。由于能够通过调节壁材的熔点控制芯材的释放，这一技术适用于保护许多水溶性的物料，用此技术生产的香精应用于焙烤食品时，产品在烘烤受热时，香味才能挥发出来囊化的介质是水或液体石蜡、豆油之类油。把壁材溶液或芯材形成的乳化体系以微滴状态分散到上述介质中，然后通过加热、减压搅拌、溶剂萃取、冷却或冻结等方式使壁材溶液中的溶剂逐渐去除，壁材从溶液中析出并将囊芯包覆形成囊壁。
微胶囊的应用
如今，微胶囊技术已经在医学、药物、兽药、农药、染料、涂料、食品、日用化工品等诸多领域得到了广泛应用。应用微胶囊技术的目的主要有3点：
（一）化学法
化学法的优点在于可以有效地包覆疏水性物质或疏水性大单体，且原料多样，可以制备不同类型的微胶囊，主要包括细乳液聚合、悬浮聚合、原位聚合、界面聚合及乳液聚合等。
（1）界面聚合法

界面聚合发生在2种不同的聚合物溶液之间，将2种活性单体分别溶解在不同的溶剂中，将芯材物乳化或分散在一个有壁材的连续相中，然后在芯材物的表面是通过单体聚合反应而形成微胶囊。参加聚合反应的单体，一种是水溶性的，另一种是油溶性的，它们分别位于囊心液滴的内部和外部，并在囊心液滴的表面上反应形成聚合物薄膜。界面聚合法微胶囊化的产品很多，如甘油、水、药用润滑油、酶血红蛋白等。界面聚合法一般形成壁材结构的物质为：聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚脲等。其一般应用到记录材料、香料、农药、胶黏剂等领域。

（1）凝聚法凝聚法分单凝聚法、复凝聚法两种。

药用微型胶囊研究进展

药用微型胶囊研究进展1前言微型胶囊简称微囊, 就是将固体、液体或棍悬物的微小颗粒（称囊心物质）的周围包上一层薄膜（称包料）形成极为微小的胶囊, 其直径从零点几微米至5,000 微米[1]。

用于药物的微胶囊最初是外用，接着发展到口服及内部肌肉组织。

用于医药的微胶囊主要是缓释微胶囊，也就是将药物活性分子与高分子载体结合后投入到生物活性体内通过扩散和参透等方式，药物活性分子再以适当的浓度和持续时间释放出来，从而达到充分发挥药效的目的。

[2]微囊可以掩盖药物的不良气味及口味；提高药物的稳定性；减少药物对胃的刺激；固化液态药物，方便使用；减少复方药物的配伍变化；一些微囊还可将活细胞或生物活性物质包裹在内。

应用最多的是通过微囊化方法形成缓释制剂和靶向制剂。

副作用大的抗癌药和需要频繁给药且不可口服的生物制剂若制成微囊制剂可提高靶向性，减少副作用和给药次数。

2常用囊材微囊的囊材要有无毒无刺激、化学性质稳定、具有适宜的释药性、有一定的强度、有合格的粘度等特性。

常用的囊材主要有天然高分子囊材，如明胶、阿拉伯胶、琼脂、海藻酸及其盐、壳聚糖等；半合成高分子囊材，如羧甲基纤维素钠、醋酸纤维素碳酸酯、乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素；合成高分子囊材包括生物降解的聚碳酯、聚氨基酸、聚乳糖、丙交酯一乙交酯共聚物、聚乳酸一聚乙二醇嵌段共聚物，非生物降解的聚酰胺、硅橡胶等。

[3]2．1 天然高分子囊材天然高分子囊材包括明胶、阿拉伯胶、琼脂、海藻酸及其盐、壳聚糖等。

Dong等[4]以阿拉伯胶明胶为囊材，复凝聚法制备多核薄荷油微囊，许多工艺参数都会影响微囊的形成：包括囊心物和囊壁的比例，囊材的浓度，pH值，成囊时的搅拌速度，粒度分布，产率和载药量，当囊材的浓度或囊心物和囊壁的比例增加时，形态学上多核微囊则从球形转变成不规则形状且平均粒径增加。

最适的囊材浓度是l％，囊心物与囊材的比例为2：1。

多核球囊的平均粒径可以通过调节pH值和改变搅拌速度来达到。

微胶囊及其应用MICROCAPSULEANDITSAPPLICATION1微胶囊

2003-10-311王秀峰Xiufeng Wang2003年9月微胶囊及其应用MICRO CAPSULE AND ITSAPPLICATION1 微胶囊的概念微胶囊是一种用成膜材料把固体、液体或气体包裹形成的微小粒子。

微胶囊由囊芯和壁材构成。

2003-10-313囊心：包在微胶囊内部的物质（也称芯材、包容物、内核、封闭物）。

芯材囊芯可以是固体，也可能是液体或气体。

例如，有机溶剂、增塑剂、催化剂、黏合剂、泡胀剂、防锈剂、酸或碱、香料、药物、食品、染料、生物材料、农用化学剂等。

壁材：微胶囊外部由成膜材料形成的包覆膜（也称外膜、壳体、囊壁、包膜）。

壁材可选用多种无机或有机材料，尤其是有机高分子材料最为常用。

例如：蛋白质、植物胶、纤维素、缩聚物、共聚物、均聚物、疗效聚合物、蜡，等等。

也可以是无机非金属材料或金属材料。

2 微胶囊技术的历史微胶囊技术是一种用成膜材料把固体、液体或气体包覆形成微小粒子的技术。

微胶囊广泛存在于自然界中。

如：动植物细胞、孢子、种子、鱼仔、鸟卵等。

•有关微胶囊技术的研究大约开始于上个世纪30年代，当时美国人D.E.Wurster 用物理方法制备了微胶囊。

在40年代末，他首先采用空气悬浮法制得了微胶囊并成功地运用到药物方面。

2003-10-315人工制备的微胶囊最初商品化是50年代初美国NCR(National Cash Register)公司1954年上市的感压复写纸（也称无炭复写纸或化学纸）。

它是B.K.Green 通过明胶与阿拉伯树胶的凝聚作用而制得的，其中的隐色染料用微胶囊保护起来。

这种复写纸可储存达10年之久。

•50年代末到60年代，人们开始研究把合成高分子的聚合方法用于微胶囊的制备，其中以界面聚合反应的成功最引人注目。

•70年代微胶囊制备技术工艺日趋成熟，应用范围也逐渐扩大。

•80年代以来，微胶囊技术的研究取得更大的进展，不仅发表了许多微胶囊技术的新专利，而且开发出粒径在纳米尺度的纳胶囊。

微胶囊技术

③ 两种聚合反应的单体分别从两相内部向乳化液滴的界面移动，并迅速在相界面处发生反应生成聚合物，将囊心包覆形成微胶囊。
三、微胶囊化原理（微胶囊的制备方法）
1. 界面聚合法： 2）微胶囊大小的控制：决定于乳化液滴的大小，为得
到微小的微胶囊颗粒，必须在反应前加入适量乳化剂，并充分进行机械搅拌。
3）囊壁厚度的控制：可通过控制单体的浓度和接触的时间决定。
其控制释放的类型：可基于一种或几种机制，概括起来可分为两类：缓慢释放和瞬间释放。
1）缓释MCS：其壁材大多具有半透性，心材可通过溶解、渗透、扩散、生物降解等过程，不断缓慢的透过壁膜而释放到环境中。
2）瞬间释放（爆释）：通过各种物理、化学或生化（酶反应）等方法使囊壁破裂，使心材迅速释放到环境中。
4.微胶囊的命名：主要有3种方法
❖ “心材名称” + “微胶囊”，如维生素E微胶囊。
❖ “壁材名称（或其缩写）” + “微胶囊”，如明胶微胶囊，适于对壁材比心材了解更多的情况。
❖ “心材名称”+“壁材名称（或其缩写）”+“微胶囊”，如维生素E-明胶微胶囊，
二、微胶囊的功能
1. 改善物质的理化性质，如溶解性（疏水、亲水）、密度、颜色、外观等，及使气、液固态化。
❖ 缩聚反应：一般由一种多官能团单体或其低聚物自身缩合而成。
三、微胶囊化原理（微胶囊的制备方法）
3. 锐孔-凝固浴法：该方法不是以单体为原料通过聚合反应生成膜材
料，而一般是以可溶性高聚物为原料包覆囊心，再使其在凝固浴中固化成囊壁。该固化过程一般是化学反应（也可是物理过程）。
❖ 聚合反应开始时产生相对较低的预聚体，随聚合、交联反应的不断进行，预聚体的尺寸逐渐增大，沉积在心材物质表面，最终形成胶囊外壳。

微胶囊技术及其应用

01微胶囊技术1.1 微胶囊技术的概念微胶囊是由聚合材料外壳包裹内容物的一种包容物或包装物，其内部装载的物质称为芯材，外部包裹的物质称为壁材。

微胶囊技术是指由高分子的聚合材料作为壁材，使其在芯材表面形成连续的薄膜，隔绝内容物，从而形成微胶囊的一种新型技术。

微胶囊技术可以将固态、液态或气态的物质进行包覆，尽可能的保留芯材物质的色、香、味、营养及活性，如今已在食品、医药、日用品、化学材料等领域得到了广泛的研究与应用。

1.2 微胶囊技术的特点特殊的芯材物质在经过微胶囊化处理后，其颜色、形态、体积、质量、溶解性以及贮藏性等都会发生一定的变化，在特定的条件下，芯材物质会被缓慢释放从而发挥作用。

微胶囊产品的粒径一般在1 滋m~1 000 滋m之间。

微胶囊的形状各异，主要有不规则型、简单型、多芯型、多壁型、填质颗粒型等；按功能特性区分，包括缓释型、压敏型、热敏型、光敏型、膨胀型、pH值敏感型等。

1.3 芯材和壁材的选择芯材大多是单一的某种物质，也可以是几种物质的混合物，常用作芯材的物质可大致分为精油、色素、油脂、菌种、酶、活性物质、营养成分等几类，具体的芯材物质如表1所示。

表1 制备微胶囊常用的芯材分类一般来说，芯材只有从微胶囊的囊壁中释放出来才会发挥其功效，释放速率分为瞬间释放和缓慢释放两种，释放速率易受到壁材厚度、孔洞大小、反应方式等多种因素影响；芯材本身的溶解度、扩散系数也会对释放速率产生影响，一般芯材的释放过程遵循零级或一级释放速率方程。

在饮料工业的生产加工中，色素类、活性物质类和营养成分类的芯材选用较多，微胶囊化的芯材物质添加到饮料中，提升了饮料的品质和价值，丰富了饮料的口感与风味。

壁材的选择对微胶囊应用的效果具有很大影响，如渗透性、溶解性、流动性等。

所用壁材应符合国家标准中食品添加剂的要求，同时具有良好的成膜性、溶解性、乳化性、干燥性、相容性，且黏度低、无毒、无刺激、可降解、来源广、成本低，不与芯材发生化学反应。

第13章微胶囊

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
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。
第一步：互不相溶的三种化学相的调制：将心材分散在含有壁材聚合物的溶液中，聚合物的溶剂即是液体介质相，通过改变聚合物溶液的温度或添加沉淀剂或不相配伍的聚合物，促使壁材形成；
第二步：通过对液体介质中壁材（溶于液体中）和心材（不溶于液体中）进行有效物理混合控制，使液体壁材聚合物包裹沉积在心材颗粒上。
13.1 微胶囊造粒的基本概念及原理
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）
13-2
2、微胶囊造粒技术的分类

微胶囊技术与食品

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特点： 1、在低温条件下进行；
2、制得的产品货架期长。目前该工艺主要用于生产微胶囊化的香科及色素等。
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➢ 包结络合法这是一种利用β-环状糊精作为载体，在分子水平上进行
包结的微胶囊化技术。 β-环状物精分于是由7个葡萄糖分子以α-1，4糖苷键连
接成环状，分子呈圆柱形，表面是亲水区，内有一个中空的近似圆柱形的疏水区。
囊壁囊芯
微胶囊
油溶性囊心物需选水溶性包囊材料,水溶性囊心物则选油溶性包囊材料
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沸腾制粒干燥器
沸腾制粒方法是喷雾技术和流化技术综合运用的成果，使传统的混合、制粒、干燥过程在同一密闭容器中一次完成，故又称为 “一步制粒器”
FLCFLB型沸腾制粒干燥器常州优力干燥设备有限公司
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•空气由系统风机从过滤器、加热器入口吸入，经净化、加热后从制粒器下部筛网穿过，高速气流维持粉末物料悬浮，形成稳定的流化床 •粘结剂溶液经输液泵压送到喷枪，呈雾状喷射到干燥室中，使粉末凝聚成多孔状颗粒 •粒子形成后，按预定周期在干燥器中干燥，含湿空气经干燥器顶部防静电袋滤器脱除粉尘后排至室外
8、能使不相容成分均匀地混合 9、掩味
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二、微胶囊的制备
（一）微胶囊的壁材
壁材选择原则 1 囊心亲油，壁材亲水，反之亦然； 2 具有成膜性和粘着力。 3 与核心物质不起化学反应，具有较好的渗透性、吸湿性、溶解性和乳化性。 4 符合食品卫生要求。 5 材料易得、成本低廉。
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通常一种材料很难同时具备上述性能，因此在微胶囊技术中常常是采用几种壁材复合使用。
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溶剂脱水法
该法的工艺流程如下所示：囊材（阿拉伯胶）和囊心物质（调味香料）→混合→ 均质、乳化→乳化液→在乙醇中雾化和干燥→脱水→微胶囊产品主要特点：工艺过程在低温下进行；目前主要用于热敏性且易被氧化香料的粉末化生产。

4第3章微胶囊技术详解

举例：
凝聚剂： ①乙醇，丙酮，丙醇异丙醇之类的沉淀剂） ② 硫酸钠，硫酸铵之类的强亲水亲 ③ 酸碱之类pH值调节剂
（3）复凝聚法
两种带不同电荷胶体水溶液混合时会产生因受
电荷作用而成的复合物，这种复合因溶解度降低
而会产生相分离现象，从而可从水溶液中析出成微胶囊。
原理示意
（4）应用举例
第2步：极性液的微胶囊化
用(需胶囊化的)极性溶剂(乘壁尚有高渗透性)
对初始微胶囊中的非极性溶剂进行置换；
第3步：微胶囊壁处理成非渗透性
再用明胶的非溶剂(如乙醇,丙酮等)处理。
（三）挤压法与锐孔法
1.挤压法
原理
----心材壁材乳化液→挤压成丝→冷却固化→打断成粒→分离、水洗和干燥→成品。特点 ----基本上在低温下操作适合热不稳定性产品应用 ----香精香料,维生素C等100多种产品用此法生产
例2：
2.油相分离法心材为水溶性物质。
3.复相乳液法 W/O/W， O/W/O
W/O/W
（二）囊心交换法
1.基本原理
----用真正需要的心材替换先被包囊的心材
2.适用于
大多数水溶液，高极性液，低沸点液体,
结构与比例非常易变的混合型囊心物（如
柠檬油）
3.操作步骤
第1步：非极性溶剂预微胶囊化用复凝聚法，用明胶和阿拉伯胶作壁材；
（二）材
料
1．心材(囊心物质) ----微胶囊内部装载的物料
食品工业中心材举例：生物活活性物食用油脂酒类酶和微生物细胞甜味剂，酸味剂，防腐剂香精，精油色素 ……
2．壁材(包囊物质) ----外部包囊的壁膜物料
（1）组成有机和无机, 天然或合成的高分子材料（2）壁材的选材原则能与心材配伍但不发生化学反应；满足安全卫生要求；适当的渗透性、吸湿性、溶解性和稳定性等。