[发明专利]一种电喷雾电离耦合超声波雾化的干燥装置及其用于制备微胶囊的方法

说明书

本发明公开了一种电喷雾电离耦合超声波雾化的干燥装置及其用于制备微胶囊的方法，将壁材料液输入到超声波雾化容器，超声波雾化容器内的超声波雾化器对壁材料液进行雾化后形成壁材雾滴进入气体混合器；同时，芯材材料在高压电场作用下进行电喷雾电离形成芯材雾滴，芯材雾滴通过热氮气形成荷电颗粒并经由负极高压电极板的孔隙进入气体混合器；壁材和芯材在喷雾干燥仓进行包埋，空气通过过滤器后经过加热器加热后输入喷雾干燥仓，对包埋的颗粒热风干燥，经过气固分离器分离各级颗粒，收集器收集微胶囊及大分子颗粒，抽湿风机与颗粒收集器收集纳米胶囊及小分子颗粒，实现在电喷雾电离、超声波雾化和喷雾干燥协同下实现不稳定营养素高效、节能、绿色及优质的微胶囊制备。

技术领域

本发明属于微胶囊制备技术领域，尤其涉及一种电喷雾电离耦合超声波雾化的干燥装置及其用于制备微胶囊的方法。

背景技术

目前市场上的营养素及相关产品以口服摄入为主，存在贮藏时间短、生物利用率低、胃肠道稳定性差及易降解等缺陷。喷雾干燥法制备微胶囊是解决这一难题的主要手段之一，相较于其它包埋方法，它具有操作成本低、生产能力高、工艺简单的优点，但也存在包封率低、胶囊粒径大、产品均匀性差等缺陷。因此，发明与创造新型的微胶囊包埋技术势在必行。近年来，电喷雾电离及超声波雾化干燥技术迅猛发展。电喷雾电离法制备的微胶囊粒径较均匀、分散性好、生产成本较低并且过程便于控制。超声波雾化法制备微胶囊可以一次成型，产品耐热性及抗氧化性较好。因此，以上两种独立的技术手段在制备营养素微胶囊上均展现出一定的潜力。

目前有以角鲨烯为芯材，银杏糊化淀粉、β-环糊精、瓜尔豆胶等多糖为壁材，混合均质后，采用超声波雾化喷雾干燥技术进行微胶囊包埋。能够制备包埋率高、耐热、耐氧的角鲨烯微胶囊。但是，该方法需要添加一定量的吐温80及环糊精以形成稳定的乳化液，降低了胶囊的载药量、增加了胶囊的生产成本及生产周期。此外，该专利适用于脂溶性营养素，对于水溶性营养素，该专利并不能用于制备高品质的微胶囊产品。

还有以益生菌悬液或微孔淀粉吸附益生菌为芯材，以氯化钙为固化液，通过与一定浓度的海藻酸钠和明胶均质混合后，以静电喷雾的形式喷入氯化钙酸钠溶液中形成微胶囊。该方法制备的微胶囊粒径均匀、成囊性能好且贮藏时间长。但是，该专利用于制备微胶囊时产量较低，静电喷雾的推进速率仅为50-70mm/h，不适用于食品营养素的工业化生产。另外，该专利所得微胶囊的平均粒径为130μm,比表面积较大，不利于产品的体内吸收。

现有技术中采用喷雾干燥法，通过优化芯材与壁材物化参数、添加强化剂等辅助成分、颗粒包衣等工艺改进方式制备微胶囊。所得胶囊粒径为3-25μm、壳衣厚度小于1μm、产品收率较高。但是，该方法没有脱离喷雾干燥法制备微胶囊的限制，仍然保留了喷雾干燥法的大部分缺陷。

发明内容

本发明根据现有技术的不足与缺陷，提出了一种电喷雾电离耦合超声波雾化的干燥装置及其用于制备微胶囊的方法，目的在于实现在电喷雾电离、超声波雾化和喷雾干燥协同条件下实现不稳定营养素高效、节能、绿色及优质的微胶囊制备。

本发明采用的技术方案如下：

一种电喷雾电离耦合超声波雾化的干燥装置，包括超声波雾化系统、电喷雾电离系统、供热系统、喷雾干燥系统、出料分离系统和控制柜；

所述超声波雾化系统包括壁材供液泵，所述壁材供液泵输入端通过管道连接壁材料液的储存容器，输出端通过管道连接超声波雾化容器，所述超声波雾化容器内的底部设有超声波雾化器，所述超声波雾化容器置于容器内，所述容器内壁与超声波雾化容器外壁之间填充有冷却介质；所述容器的侧壁连接制冷机组，通过制冷机组对冷却介质进而对超声波雾化容器实现冷却；所述超声波雾化容器的外壁通过管道连接雾化风机，所述超声波雾化容器的顶部通过管道连接喷雾干燥系统；