[go: up one dir, main page]

RU2688154C1 - Device for producing nanocapsules of vitamins - Google Patents

Device for producing nanocapsules of vitamins Download PDF

Info

Publication number
RU2688154C1
RU2688154C1 RU2018108946A RU2018108946A RU2688154C1 RU 2688154 C1 RU2688154 C1 RU 2688154C1 RU 2018108946 A RU2018108946 A RU 2018108946A RU 2018108946 A RU2018108946 A RU 2018108946A RU 2688154 C1 RU2688154 C1 RU 2688154C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
housing
mixture
control unit
nanocapsules
Prior art date
Application number
RU2018108946A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Вениаминович Воробьев
Original Assignee
Дмитрий Вениаминович Воробьев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Вениаминович Воробьев filed Critical Дмитрий Вениаминович Воробьев
Priority to RU2018108946A priority Critical patent/RU2688154C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2688154C1 publication Critical patent/RU2688154C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0048Eye, e.g. artificial tears
    • A61K9/0051Ocular inserts, ocular implants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61JCONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
    • A61J3/00Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms
    • A61J3/07Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms into the form of capsules or similar small containers for oral use
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/045Hydroxy compounds, e.g. alcohols; Salts thereof, e.g. alcoholates
    • A61K31/07Retinol compounds, e.g. vitamin A
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/335Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/365Lactones
    • A61K31/375Ascorbic acid, i.e. vitamin C; Salts thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/59Compounds containing 9, 10- seco- cyclopenta[a]hydrophenanthrene ring systems
    • A61K31/5929,10-Secoergostane derivatives, e.g. ergocalciferol, i.e. vitamin D2
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to an apparatus for producing nanocapsules of vitamins. Proposed device comprises mix crushing and mixing device composed of electrohydraulic shock disperser. Heat exchanger is arranged between electric dispersant and filter to reduce temperature of obtained product prior to filtering. Electrohydropercussion dispersant comprises housing forming working chamber, inlet branch pipes, housing includes high-voltage electrodes, wherein first high-voltage electrode is installed in mixture of liquids, and the second one - in air volume, at that high-voltage electrodes are connected by high-voltage wires to high voltage source. High-voltage electrodes are connected to energy accumulator in the form of capacitors bank. A cavitation chamber is installed inside the housing, and the first high-voltage electrode is installed inside the cavitation chamber.
EFFECT: device provides for automated process of suspension preparation, increased efficiency of process, quality of obtained product and can be used for production of nanocapsules.
10 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области нанотехнологии, медицины и пищевой промышленности.The invention relates to the field of nanotechnology, medicine and food industry.

Ранее были известны способы получения микрокапсул.Previously known methods for producing microcapsules.

В пат.2173140, МПК A61K 009/50, A61K 009/127, Российская Федерация, опубликован 10.09.2001, предложен способ получения кремнийорганолипидных микрокапсул с использованием роторно-кавитационной установки, обладающей высокими сдвиговыми усилиями и мощными гидроакустическими явлениями звукового и ультразвукового диапазона для диспергирования.In patent No. 27313140, IPC A61K 009/50, A61K 009/127, Russian Federation, published 10.09.2001, a method is proposed for producing organosilicon micro lipid microcapsules using a rotary-cavitation unit with high shear forces and powerful sonar phenomena of the sound and ultrasonic range for dispersion .

Недостатком данного способа является применение специального оборудования - роторно-кавитационной установки, которая обладает ультразвуковым действием, что оказывает влияние на образование микрокапсул и при этом может вызывать побочные реакции в связи с тем, что ультразвук разрушающе действует на полимеры белковой природы, поэтому предложенный способ применим при работе с полимерами синтетического происхожденияThe disadvantage of this method is the use of special equipment - rotary-cavitation installation, which has an ultrasonic effect, which affects the formation of microcapsules and can cause side reactions due to the fact that ultrasound has a destructive effect on protein-type polymers, therefore, the proposed method is applicable to work with polymers of synthetic origin

В пат. 2359662, МПК A61K 009/56, A61J 003/07, B01J 013/02, A23L 001/00, опубликован 27.06.2009, Российская Федерация, предложен способ получения микрокапсул хлорида натрия с использованием распылительного охлаждения в распылительной градирне Niro при следующих условиях: температура воздуха на входе 10°С, температура воздуха на выходе 28°С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/мин. Микрокапсулы по изобретению обладают улучшенной стабильностью и обеспечивают регулируемое и/или пролонгированное высвобождение активного ингредиента.In pat. 2359662, IPC A61K 009/56, A61J 003/07, B01J 013/02, A23L 001/00, published on 06/27/2009, Russian Federation, proposed a method for producing sodium chloride microcapsules using spray cooling in a Niro spray cooling tower under the following conditions: temperature air inlet 10 ° C, the air temperature at the outlet 28 ° C, the speed of rotation of the spray drum 10,000 rpm / min. The microcapsules of the invention have improved stability and provide controlled and / or prolonged release of the active ingredient.

Недостатками предложенного способа являются длительность процесса и применение специального оборудования, комплекс определенных условий (температура воздуха на входе 10°С, температура воздуха на выходе 28°С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/мин).The disadvantages of the proposed method are the duration of the process and the use of special equipment, a set of certain conditions (inlet air temperature 10 ° C, air outlet temperature 28 ° C, the speed of rotation of the spray drum 10,000 rpm).

Известен способ, предложенный в пат. 2134967, МПК A01N 53/00, A01N 25/28, опубликован 27.08.1999, Российская Федерация (1999). В воде диспергируют раствор смеси природных липидов и пиретроидного инсектицида в весовом отношении 2-4:1 в органическом растворителе, что приводит к упрощению способа микрокапсулирования.The known method proposed in US Pat. 2134967, IPC A01N 53/00, A01N 25/28, published 08/27/1999, Russian Federation (1999). A solution of a mixture of natural lipids and a pyrethroid insecticide is dispersed in water in a 2-4: 1 weight ratio in an organic solvent, which leads to a simplification of the method of microencapsulation.

Недостатком метода является диспергирование в водной среде, что делает предложенный способ неприменимым для получения микрокапсул водорастворимых препаратов в водорастворимых полимерах.The disadvantage of the method is dispersion in an aqueous medium, which makes the proposed method not applicable to the production of microcapsules of water-soluble drugs in water-soluble polymers.

Известны способ и устройство для получения нанокаплул витаминов по патенту РФ на изобретение №2557900, МПК A61K 3/375, опубл. 27.07.2015 г., прототип способа и устройства.The known method and device for producing nanocaplula vitamins according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2557900, IPC A61K 3/375, publ. 07.27.2015, the prototype of the method and device.

Этот способ получения нанокапсул витаминов в альгинате натрия, характеризуется тем, что в качестве оболочки используется альгинат натрия, а в качестве ядра - витамин, при массовом соотношении ядро : оболочка 1:3, при этом витамин добавляют в суспензию альгината натрия в бензоле в присутствии препарата Е472 с при перемешивании, далее добавляют гексан, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре,This method of obtaining nanocapsules of vitamins in sodium alginate is characterized by the fact that sodium alginate is used as a shell, and vitamin is used as a core, the core: shell mass ratio is 1: 3, while the vitamin is added to a suspension of sodium alginate in benzene in the presence of the drug E472 with stirring, then add hexane, the resulting suspension is filtered and dried at room temperature,

Это устройство содержит средство дробление и перемешивания исходной смеси и фильтр.This device contains a means of crushing and mixing the initial mixture and filter.

Недостаток способа и устройства: низкая производительность процесса.The disadvantage of the method and device: poor process performance.

Техническая задача: упрощение и ускорение процесса получения нанокапсул, уменьшение потерь при получении нанокапсул (увеличение выхода по массе).Technical task: simplify and accelerate the process of obtaining nanocapsules, reducing losses in the preparation of nanocapsules (increase in mass yield).

Решение указанных задач достигнуто в способе получения нанокапсул витаминов в альгинате натрия, характеризующийся тем, что в качестве оболочки используется альгинат натрия, а в качестве ядра - витамин, при массовом соотношении ядро : оболочка 1:3, при этом витамин добавляют в суспензию альгината натрия в бензоле в присутствии препарата Е472с при перемешивании, далее добавляют гексан, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре, отличающееся тем, что перемешивание выполняют в устройстве содержащем электрогидроударный эмульгатор, а перед фильтрованием смесь охлаждают.The solution of these problems is achieved in the method of obtaining nanocapsules of vitamins in sodium alginate, characterized in that sodium alginate is used as a shell, and vitamin is used as a core, with a core: shell mass ratio of 1: 3, while the vitamin is added to sodium alginate suspension benzene in the presence of E472c with stirring, then hexane is added, the resulting suspension is filtered and dried at room temperature, characterized in that stirring is performed in a device containing an electro-hydraulic Ary emulsifier, and before filtering the mixture is cooled.

Решение указанных задач достигнуто в устройстве для получения нанокапсул витаминов, содержащем средство дробление и перемешивания исходной смеси и фильтр, тем, что средство дробления и перемешивания смеси выполнено в виде электрогидроударного диспергатора, а между электроударным диспергатором и фильтром установлен теплообменник для снижения температуры полученного продукта перед его филдьтрованием.The solution of these problems is achieved in a device for producing nanocapsules of vitamins, containing a means of crushing and mixing the initial mixture and a filter, in that the means of crushing and mixing the mixture are made in the form of an electrohydraulic impact disperser, and a heat exchanger is installed between the electrostatic disperser and filter to reduce the temperature of the resulting product. filtment

Электрогидроударнй диспергатор может содержать корпус, образующий рабочую камеру, частично заполненную смесью жидкостей с образование воздушного объема, по меньшей мере, один впускной и выпускной патрубки, и устройство перемешивания и эмульгирования, тем, что устройство перемешивания и эмульгирования выполнено в виде двух установленных внутри рабочей камеры высоковольтных электродов, причем первый высоковольтный электрод установлен в смеси жидкостей, а второй - в воздушном объеме, при этом высоковольтные электроды подсоединены высоковольтными проводами к источнику высокого напряжения.Electro-hydraulic dispersant may contain a housing that forms a working chamber, partially filled with a mixture of liquids with the formation of air volume, at least one inlet and outlet pipes, and a mixing and emulsifying device, in that the mixing and emulsifying device is designed as two installed inside the working chamber high-voltage electrodes, the first high-voltage electrode is installed in a mixture of liquids, and the second - in the air volume, while the high-voltage electrodes are connected high ovoltnymi wires to high voltage source.

Оба высоковольтных электрода могут быть соединены с батареей конденсаторов. Корпус может быть выполнен пластмассовым. Корпус может быть выполнен металлическим, а оба высоковольтных электрода изолированы от емкости, а корпус заземлен. Внутри корпуса может быть установлена кавитационная камера, а первый высоковольтный электрод установлен внутри кавитационной камеры. Кавитационная камера может быть выполнена в виде корпуса перфорированного отверстиями. Отверстия могут быть выполнены сужающимися. Отверстия могут быть выполнены расширяющимися. Отверстия могут быть выполнены в виде сопел Лаваля. К обеим высоковольтным электродам может быть подключена батарея конденсаторов. Электрогидроударный эмульгатор жидкостей может содержать блок управления и регулятор режима работы, соединенные электрическими связями. Электрогидроударный эмульгатор жидкостей может содержать блок управления и датчик температуры смеси жидкостей, соединенные электрическими связями. Электрогидроударный эмульгатор жидкостей может содержать блок управления и датчик уровня смеси жидкостей, соединенный электрической связью. Электрогидроударный эмульгатор жидкостей может содержать блок управления, а к входным патрубкам присоединены трубопроводы подачи жидкостей с насосами, содержащими приводы, которые соединены электрическими связями с блоком управления.Both high-voltage electrodes can be connected to a capacitor bank. The body can be made of plastic. The housing can be made of metal, and both high-voltage electrodes are isolated from the capacitor, and the housing is grounded. A cavitation chamber can be installed inside the housing, and the first high-voltage electrode can be installed inside the cavitation chamber. The cavitation chamber can be made in the form of a perforated casing. Holes can be made tapering. Holes can be made expanding. Holes can be made in the form of Laval nozzles. A capacitor bank can be connected to both high voltage electrodes. The electrohydraulic emulsifier for liquids may contain a control unit and an operating mode controller connected by electrical connections. The electrohydraulic emulsifier for liquids may contain a control unit and a temperature sensor for a mixture of liquids connected by electrical connections. The electrohydraulic emulsifier for liquids may contain a control unit and a sensor for the level of a mixture of liquids connected by electrical communication. The electrohydraulic emulsifier for liquids may contain a control unit, and the supply pipes for liquids with pumps containing actuators, which are electrically connected to the control unit, are connected to the inlet nozzles.

Устройство может содержать датчик температуры на выходе, установленный перед теплообменником и регулятор расхода охладителя, установленный на входе в змеевик при этом датчик температуры на выходе и регулятор расхода охладителя соединены электрическими связями с блоком управления.The device may contain an outlet temperature sensor installed in front of the heat exchanger and a coolant flow regulator mounted at the inlet to the coil while the outlet temperature sensor and the coolant flow regulator are electrically connected to the control unit.

В трубопроводах подачи жидкости могут быть установлены расходомеры, соединенные электрическими связями с блоком управления. К выходному патрубку может быть присоединен трубопровод слива, содержащий клапан слива. Клапан слива может быть выполнен управляемым и соединен с блоком управления. К трубопроводу слива может быть присоединен теплообменник-утилизатор. К трубопроводу слива может быть присоединен конвективный теплообменник.In the pipelines of the fluid supply can be installed flowmeters connected by electrical connections with the control unit. A drain pipe containing a drain valve can be connected to the outlet nozzle. The drain valve can be made controlled and connected to the control unit. A waste heat exchanger can be connected to the drain line. A convective heat exchanger can be connected to the drain line.

Отличительной особенностью предлагаемого метода является получение нанокапсул методом осаждения нерастворителем с использованием гексана в качестве осадителя, а также использование альгината натрия в качестве оболочки частиц и витамины - в качестве ядра.A distinctive feature of the proposed method is the production of nanocapsules by the non-solvent deposition method using hexane as a precipitant, and the use of sodium alginate as a shell of particles and vitamins as a core.

Результатом предлагаемого метода являются получение нанокапсул витаминов А, С, D, Е Q 10, а также и экстрактов элеутерококка и женьшеня.The result of the proposed method is to obtain nanocapsules of vitamins A, C, D, E Q 10 , as well as extracts of Eleutherococcus and Ginseng.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг. 1…8, где:The invention is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 8, where:

- на фиг. 1 приведена схема установки,- in fig. 1 shows the installation,

- на фиг. 2 приведен диспергатор с пластмассовым корпусом,- in fig. 2 shows a disperser with a plastic housing,

- на фиг. 3 приведен диспергатор с металлическим корпусом,- in fig. 3 shows a disperser with a metal body,

- на фиг. 4 приведена схема устройства с контролем по выходу.- in fig. 4 shows a diagram of the device with the control output.

- на фиг. 5 показана нанокапсула витамина,- in fig. 5 shows a vitamin nanocapsule,

- на фиг. 6 - приведена статистика распределения нанокапсул по диаметру для D 0=10 нм,- in fig. 6 shows the statistics of the distribution of nanocapsules by diameter for D 0 = 10 nm,

- на фиг. 7 - приведена статистика распределения нанокапсул по диаметру для нанокапсул с расчетным диаметром D 0=50 нм,- in fig. 7 shows the statistics of the distribution of nanocapsules by diameter for nanocapsules with a calculated diameter of D 0 = 50 nm,

- на фиг. 8 - приведена статистика распределения нанокапсул по диаметру для нанокапсул с расчетным диаметром D 0=100 нм,- in fig. 8 shows the statistics of the distribution of nanocapsules by diameter for nanocapsules with a calculated diameter of D 0 = 100 nm,

Условные обозначения, принятые в описании:Conventions used in the description:

1. дипергатор,1. dipergator

2. теплообменник,2. heat exchanger

3. фильтр,3. filter

4. корпус,4. housing

5. рабочая камера,5. working chamber

6. смесь,6. mixture

7. крышка 7,7. cover 7,

8. прокладка 8,8. gasket 8,

9. впускной патрубок,9. the inlet pipe

10. впускной патрубок,10. the inlet pipe

11. выпускной патрубок,11. the exhaust pipe

12. первый высоковольтный электрод,12. the first high-voltage electrode

13. второй высоковольтный электрод,13. the second high-voltage electrode

14. высоковольтный провод,14. high-voltage wire,

15. высоковольтный провод,15. high-voltage wire

16. накопитель энергии,16. energy storage

17. провода,17. wires

18. источник высокого напряжения,18. high voltage source

19. источник энергии.19. source of energy.

20. металлический обруч,20. metal hoop,

21. изолятор.21. insulator.

22. изолятор,22. insulator

23. кавитационная камера,23. cavitation chamber,

24. отверстия.24. holes.

25. заземление,25. grounding

26. выходной трубопровод,26. the output pipeline

27. соединительный трубопровод,27. connecting pipe

28. трубопровод слива,28. drain pipe,

29. емкость слива,29. the capacity of the drain,

30. трубопровод рециркуляции,30. pipeline recycling,

31. насос рециркуляции,31. recirculation pump,

32. привод насоса,32. pump drive,

33. первая емкость,33. first capacity

34. вторая емкость,34. second capacity

35. трубопровод подачи первой смеси,35. pipeline feed the first mixture

36. насос,36. pump,

37. привод,37. drive

38. расходомер,38. flow meter

39. клапан,39. valve

40. трубопровод подачи второй смеси,40. pipeline feed the second mixture,

41. насос,41. pump,

42. привод,42. drive

43. расходомер,43. flow meter

44. клапан,44. valve

45. блок управления,45. control unit

46. электрические связи,46. electrical communications,

47. датчик температуры смеси жидкостей,47. temperature sensor mixture of liquids

48. датчик уровня смеси жидкости,48. fluid level sensor,

49. зона электрического разряда,49. electric discharge zone

50. зона испарения жидкости,50. liquid evaporation zone,

51. змеевик,51. Serpentine

52. фильтрующий элемент,52. filter element

53. продукт,53. product

54. датчик температуры на выходе,54. outlet temperature sensor,

55. регулятор расхода охладителя,55. cooler flow regulator,

56. нанокаплула витамина,56. vitamin nanocapluse,

57. ядро,57. core

58. оболочка.58. shell.

Устройство для получения нанокапсул витаминов (фиг. 1) содержит дипергатор 1, соединенный с ним теплообменник 2, к выходу которого присоединен фильтр 3.A device for producing nanocapsules of vitamins (FIG. 1) contains a diper 1, a heat exchanger 2 connected to it, to the output of which a filter 3 is attached.

Диспергатор 1 содержит корпус 4, образующий рабочую камеру 5,частично заполненную смесью 6, крышку 7. Крышка 7 загерметизирована прокладкой 8. К корпусу 4 присоединены, по меньшей мере, два впускных патрубка 9 и 10 и выпускной патрубок 11. В состав диспергатора 1 входит устройство перемешивания и подготовки суспензии, которое выполнено в виде двух установленных внутри рабочей камеры высоковольтных электродов 12 и 13, причем первый высоковольтный электрод 12 установлен в смеси 6, а второй 13 - в воздушном объеме рабочей камеры 5, при этом высоковольтные электроды 12 и 13 подсоединены высоковольтными проводами 14 и 15 к накопителю энергии 16 (батарея конденсаторов), который проводами 17 соединен с источником высокого напряжения 18, соединенным в свою очередь, с источником энергии 19.Dispersant 1 includes a housing 4, forming a working chamber 5, partially filled with mixture 6, a cover 7. A cover 7 is sealed with a gasket 8. At least two inlet pipes 9 and 10 and an exhaust pipe 11 are attached to the housing 4. The dispersant 1 includes a device for mixing and preparing a suspension, which is made in the form of two high-voltage electrodes 12 and 13 installed inside the working chamber, the first high-voltage electrode 12 being installed in the mixture 6, and the second 13 in the air volume of the working chamber 5, while the high-voltage Electrode 12 and 13 are connected by high-voltage cables 14 and 15 to 16 energy accumulator (capacitor bank) which is connected by wires 17 to a high voltage source 18 connected in turn to a power source 19.

Корпус 4 может быть выполнен пластмассовым, а крышка 7 металлической (фиг. 1 и 2).Case 4 can be made of plastic, and the cover 7 metal (Fig. 1 and 2).

Концентрично корпусу 4 установлен, по меньшей мере, один кольцевой бандаж 20 для его усиления. Оба высоковольтных электрода 12 и 13 изолированы от емкости 1 изоляторами 21 и 22.Concentric to the housing 4 is installed at least one annular band 20 for its amplification. Both high-voltage electrodes 12 and 13 are isolated from the capacitor 1 by insulators 21 and 22.

Внутри корпуса 4 установлена кавитационная камера 23, перфорированная отверстиями 24.Inside the housing 4 mounted cavitation chamber 23, perforated holes 24.

Корпус 4 может быть выполнен металлическим (фиг. 3), в этом случае он должен быть заземлен заземлением 25.Case 4 may be made of metal (Fig. 3), in this case it must be grounded by grounding 25.

Для улучшения перемешивания применена кавитационная камера 23. В ней происходит измельчение твердых нерастворимых частиц витамина и оболочки до наномолекулярного уровня.A cavitation chamber 23 was applied to improve the mixing. In it, grinding of solid insoluble particles of vitamin and shell to the nanomolecular level takes place.

Первый высоковольтный электрод 12 может быть установлен внутри кавитационной камеры 23. Кавитационная камера 23 может быть выполнена в виде цилиндра с отверстиями 24.The first high-voltage electrode 12 can be installed inside the cavitation chamber 23. The cavitation chamber 23 can be made in the form of a cylinder with holes 24.

К выходному патрубку устройства присоединен выходной трубопровод 26, к которому присоединен вход теплообменника 2, к выходу которого присоединен присоединительный трубопровод 27, выход которого соединен с входом в фильтр 3, к выходу из фильтра 3 присоединен трубопровод слива 28.To the outlet of the device is connected to the outlet pipe 26, to which the inlet of the heat exchanger 2 is connected, to the outlet of which is connected a connecting pipe 27, the outlet of which is connected to the inlet of the filter 3, to the outlet of the filter 3 is connected a drain pipe 28.

Под трубопроводом слива 27 размещена емкость слива 29. В которой собирается смесь жидкостей, составляющих основу двух суспензий: суспензии витамина и суспензии оболочки.Under the drain pipe 27 is placed a drain capacity of 29. In which a mixture of liquids is collected that form the basis of two suspensions: vitamin suspensions and shell suspensions.

В емкость слива 29 введен вход трубопровода рециркуляции 30, содержащий насос рециркуляции 31 с приводом насоса 32.In the capacity of the drain 29 entered the input of the recirculation pipe 30, containing the recirculation pump 31 with the pump drive 32.

Устройство содержит две емкости: первую емкость 33 для суспензии витамина и вторую емкость 34 для суспензии оболочек.The device contains two tanks: the first tank 33 for the suspension of the vitamin and the second tank 34 for the suspension of the shells.

Первая емкость 33 трубопроводом подачи первой смеси 35 содержащим насос 36 с приводом 37, расходомером 38 и клапаном 39 соединен с первым входным патрубком 9.The first tank 33 pipeline supplying the first mixture 35 containing the pump 36 with the actuator 37, the flow meter 38 and the valve 39 is connected to the first inlet 9.

Вторая емкость трубопровод подачи второй смеси 40 содержащим насос 41 с приводом 42, расходомером 43 и клапаном 44 соединен со вторым входным патрубком 10.The second tank supply line of the second mixture 40 containing the pump 41 with the actuator 42, the flow meter 43 and the valve 44 is connected to the second inlet 10.

Трубопровод рециркуляции 30 соединен с первой и второй емкостями 33 и 34.The recirculation pipe 30 is connected to the first and second tanks 33 and 34.

Диспергатор 1 может быть оборудован блоком управления 45, соединенным электрическими связями 46 с источником высокого напряжения 18 для его включения, выключения и регулирования режима электрического разряда.Dispersant 1 can be equipped with a control unit 45 connected by electrical connections 46 with a high voltage source 18 for switching it on, off and adjusting the mode of electrical discharge.

Диспергатор 1 может содержать датчик температуры дисперсии 47, соединенный электрическими связями 46 с блоком управления 45. Диспергатор 1 может содержать датчик уровня смеси жидкости 48, соединенный электрической связью 46 с блоком управлении 45.Dispersant 1 may contain a temperature sensor dispersion 47, connected by electrical connections 46 with the control unit 45. Disperser 1 may contain a level sensor of the mixture of liquid 48, connected by electrical connection 46 with the control unit 45.

Диспергатор 1 может содержать датчик температуры на выходе (фиг. 2) соединенный электрической связью 46 с блоком управления 45 (фиг. 4). Кроме тогоDispersant 1 may contain an outlet temperature sensor (FIG. 2) connected by electrical connection 46 with a control unit 45 (FIG. 4). Besides

На фиг. 1 показаны зона электрического разряда 49 и зона интенсивного испарения жидкости 50.FIG. 1 shows the zone of electrical discharge 49 and the zone of intense evaporation of the liquid 50.

На фиг. 4 показана схема устройства с датчиком температуры на выходе 54 и регулятор расхода охладителя 55. Датчик температуры на выходе 54 установлен перед теплообменником 2 и регулятор расхода охладителя 55, установленный на входе в змеевик 51 при этом датчик температуры на выходе 54 и регулятор расхода охладителя 55 соединены электрическими связями 46 с блоком управления.FIG. 4 shows a diagram of a device with an outlet temperature sensor 54 and a cooler 55 flow controller. The outlet temperature sensor 54 is installed in front of the heat exchanger 2 and the cooler 55 flow controller installed at the inlet to the coil 51 while the outlet temperature sensor 54 and the cooler 55 flow controller are connected electrical connections 46 with the control unit.

На фиг. 5 показана нанокаплула витамина 56, которая содержит ядро 57 и оболочку 58.FIG. 5 shows a nanocaplula of vitamin 56, which contains the core 57 and the shell 58.

На фиг. 6 приведена статистика распределения нанокапсул 56 по диаметру для D0=10 нм, на фиг. 7 - статистика распределения нанокапсул 56 по диаметру для D0=50 нм, на фиг. 8 - статистика распределения нанокапсул 56 по диаметру для D0=100 нм.FIG. 6 shows the statistics of the distribution of nanocapsules 56 in diameter for D 0 = 10 nm; FIG. 7 shows the statistics of the distribution of nanocapsules 56 by diameter for D 0 = 50 nm; in FIG. 8 - statistics of the distribution of nanocapsules 56 by diameter for D 0 = 100 nm.

ПРИМЕР 1. Получение нанокапсул витамина А в альгинате натрия, соотношение ядро : оболочка 1:3 в установке-прототипе.EXAMPLE 1. Preparation of vitamin A nanocapsules in sodium alginate, core: shell ratio 1: 3 in the prototype unit.

100 мг витамина А добавляют в суспензию альгината натрия в бензоле, содержащий указанного 300 мг полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472с (сложный эфир глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты, причем лимонная кислота, как трехосновная, может быть этерифи-цирована другими глицеридами и как оксокислота - другими жирными кислотами. Свободные кислотные группы могут быть нейтрализованы натрием) при перемешивании 1300 об/сек. Далее приливают 2 мл гексана. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.100 mg of vitamin A is added to a suspension of sodium alginate in benzene containing the specified 300 mg of polymer in the presence of 0.01 g of E472c (an ester of glycerol with one or two edible fatty acid molecules and one or two citric acid molecules, and citric acid as tribasic, can be esterified by other glycerides and as oxoacid by other fatty acids. Free acid groups can be neutralized by sodium) with stirring at 1300 rev / sec. Next, pour 2 ml of hexane. The resulting suspension is filtered and dried at room temperature.

Получено 3 кг г порошка нанокапсул. Выход составил 99%. Время обработки 3 часа.Received 3 kg g of nanocapsules powder. The yield was 99%. Processing time is 3 hours.

ПРИМЕР 2. Получение нанокапсул витамина С в альгинате натрия, соотношение ядро : оболочка 1:3. Обработка выполнена в электрогидроударном диспергаторе, применено охлаждение в теплообменнике.EXAMPLE 2. Obtaining nanocapsules of vitamin C in sodium alginate, the ratio of core: shell 1: 3. The treatment was performed in an electrohydro-disperser, cooling was applied in a heat exchanger.

100 г витамина С добавляют в суспензию альгината натрия в бензоле, содержащий указанного 300 г полимера в присутствии 10 кгг препарата Е472 с при перемешивании 1300 об/сек. Далее приливают 2 л гексана. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.100 g of vitamin C is added to a suspension of sodium alginate in benzene, containing the indicated 300 g of polymer in the presence of 10 kg of E472 s with 1300 rev / sec. Next, pour 2 liters of hexane. The resulting suspension is filtered and dried at room temperature.

Получено 4 кг порошка нанокапсул. Выход составил 100%. Время обработки 2 часа.Received 4 kg of nanocapsules powder. The yield was 100%. Processing time 2 hours.

ПРИМЕР 3. Получение нанокапсул витамина D в альгинате натрия, соотношение ядро : оболочка 1:3. Обработка выполнена в электрогидроударном диспергаторе, применено охлаждение в теплообменнике.EXAMPLE 3. Preparation of vitamin D nanocapsules in sodium alginate, core: shell ratio 1: 3. The treatment was performed in an electrohydro-disperser, cooling was applied in a heat exchanger.

100 мг витамина D добавляют в суспензию альгината натрия в бензоле, содержащий указанного 300 г полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472 с при перемешивании 1300 об/сек. Далее приливают 2 л гексана. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.100 mg of vitamin D is added to a suspension of sodium alginate in benzene, containing the indicated 300 g of polymer in the presence of 0.01 g of the preparation E472 with 1300 rev / sec under agitation. Next, pour 2 liters of hexane. The resulting suspension is filtered and dried at room temperature.

Получено 4 кг порошка нанокапсул. Выход составил 100%. Время обработки - 1 час.Received 4 kg of nanocapsules powder. The yield was 100%. Processing time - 1 hour.

Работа с устройствомWork with the device

Перед проведением процесса приготовления дисперсии заправляют емкости 33 и 34 жидкостями смешенными с грубо размолотыми компонентами для полцчения витамина и оболочки.Before carrying out the process of preparing a dispersion, tanks 33 and 34 are filled with liquids mixed with coarsely ground components for obtaining vitamin and shell.

Потом включают насосы 31 и 41 и открывают клапана 39 и 44 и частично заполняют рабочую камеру 23. Контроль заполнения осуществляют при помощи датчика уровня смесей жидкости 47. Контроль за соотношение расходов смешиваемых жидкостей осуществляют при помощи расходомеров 38 и 43. При достижении заданного уровня насосы 36 и 41 выключают, а клапаны 39 и 44 закрывают.Then the pumps 31 and 41 are turned on and the valves 39 and 44 are opened and the working chamber 23 is partially filled. The filling is monitored with the help of the fluid mix level sensor 47. The flow ratio of the mixed liquids is monitored with the help of flow meters 38 and 43. When the set level is reached, the pumps 36 and 41 are turned off, and valves 39 and 44 are closed.

Потом включают источник высокого напряжения 18, по проводам 17 подзаряжают накопитель энергии 16 и по высоковольтным проводам 14 и 15 подают напряжении одновременно на оба высоковольтных электрода 12 и 13.Then turn on the high voltage source 18, the wires 17 recharge the energy store 16 and the high-voltage wires 14 and 15 serves the voltage simultaneously on both high-voltage electrodes 12 and 13.

Накопитель энергии 16 (батарея конденсаторов) накапливает электроэнергию и потом происходит разряд между высоковольтными электродами 12 и 13. В результате этого на основании электрогидродинамического эффекта Юткина около первого электрода 12 образуется зона электрического разряда 49 и зона испарения 59. (фиг. 1). Смесь жидкостей истекает из отверстий 24 кавитационной камеры 23 с очень высокой скоростью и интенсифицирую процесс перемешивания в рабочей камере 5. Процесс приготовления эмульсии происходит в течение нескольких секунд не зависимо от объема рабочей камеры 4. При этом затрачивается небольшое количество энергии. Это объясняется влияние двух физических эффектов: эффекта Юткина, вызывающую образование плазмы в зоне электрического разряда 44 и испарения жидкости в зоне испарения 44 в месте разряда и кавитации, распространение гидроудара с импульсом давления в сотни тыс.атм. во все стороны и явлением кавитации - в случае применения кавитационной камеры 23.Energy storage device 16 (capacitor bank) accumulates electricity and then a discharge occurs between high-voltage electrodes 12 and 13. As a result, on the basis of Yutkin's electrohydrodynamic effect, near the first electrode 12, an electrical discharge zone 49 and an evaporation zone 59 are formed (Fig. 1). The mixture of liquids flows out of the holes 24 of the cavitation chamber 23 at a very high speed and intensifies the mixing process in the working chamber 5. The process of preparing the emulsion occurs within a few seconds regardless of the volume of the working chamber 4. A small amount of energy is expended. This is due to the influence of two physical effects: the Yutkin effect, which causes the formation of plasma in the electric discharge zone 44 and the evaporation of liquid in the evaporation zone 44 at the place of discharge and cavitation, the propagation of a hydraulic shock with a pressure pulse of hundreds of thousand atm. in all directions and the phenomenon of cavitation - in the case of the use of cavitation chamber 23.

В результате в кавитационной камере 23 исходные компоненты твердых веществ образующих ядро витамином и оболочку измельчаются до наноразмерного уровня и соединяются между собой в виде сфер.As a result, in the cavitation chamber 23, the initial components of the solid substances forming the core of the vitamin and the shell are ground to a nanoscale level and interconnected in the form of spheres.

Полученная суспензия фильтруется на фильтрующем элементе 52 фильтра 2. Жидкость сливается в емкость слива 29 для возврата в цикл.The resulting suspension is filtered on the filter element 52 of the filter 2. The liquid is drained into the drain container 29 to return to the cycle.

Периодически, по мере накопления готового продукта 53, работу устройства прекращают, разбирают фильтр 3 и отделяют от его фильтрующего элемента 52 готовый продукт 53.Periodically, as the accumulation of the finished product 53, the operation of the device is stopped, the filter 3 is disassembled and the finished product 53 is separated from its filtering element 52.

Готовый продукт 53 высушивают при комнатной температуре и расфасовывают в упаковку.The finished product 53 is dried at room temperature and packaged.

Применение изобретения позволило:The use of the invention allowed:

1. Создать установку, обеспечивающую повышение ее производительности в 2… раза.1. Create an installation that provides an increase in its performance by 2 ... times.

2. Обеспечить стабильность качества нанокапсул.2. To ensure the stability of the quality of nanocapsules.

3. Увеличить КПД установки и уменьшить время изготовления суспензии.3. To increase the efficiency of the installation and reduce the time of manufacture of the suspension.

4. Снизить расход энергии.4. Reduce power consumption.

5. Обеспечить удобство в эксплуатации и безопасности работ за счет полной автоматизации процесса приготовления суспензии.5. To ensure ease of operation and safety of work due to the full automation of the process of preparing the suspension.

Claims (10)

1. Устройство для получения нанокапсул витаминов, содержащее средство дробления и перемешивания смеси, входные и выходной патрубки, отличающееся тем, что средство дробления и перемешивания смеси выполнено в виде электрогидроударного диспергатора, содержащего корпус, внутри которого находится рабочая камера, имеющая входные патрубки, к которым присоединены трубопроводы с насосами подачи жидкостей, внутри рабочей камеры установлены два высоковольтных электрода, при этом высоковольтные электроды подсоединены высоковольтными проводами к источнику высокого напряжения, оба высоковольтных электрода соединены с батареей конденсаторов, а между электроударным диспергатором и фильтром установлен теплообменник, устройство содержит блок управления, соединенный электрическими связями с источником высокого напряжения, приводы насосов соединены электрическими связями с блоком управления, устройство содержит датчик температуры смеси жидкостей, датчик уровня смеси жидкостей, в трубопроводах подачи жидкости установлены расходомеры, перед теплообменником установлен датчик температуры на выходе, при этом все датчики соединены электрическими связями с блоком управления, на входе в змеевик установлен регулятор расхода охладителя, на входе в теплообменник установлен регулятор расхода охладителя, при этом регулятор расхода охладителя соединен электрическими связями с блоком управления.1. A device for producing nanocapsules of vitamins, containing a means of crushing and mixing the mixture, inlet and outlet pipes, characterized in that the means of crushing and mixing the mixture is made in the form of an electrohydraulic impact dispersant, comprising a housing, inside which there is a working chamber having inlet pipes to which pipelines with pumps for supplying liquids are connected, two high-voltage electrodes are installed inside the working chamber, while high-voltage electrodes are connected by high-voltage wires to a high voltage source, both high-voltage electrodes are connected to a capacitor battery, and a heat exchanger is installed between the electrostatic disperser and filter, the device contains a control unit connected by electrical connections to a high-voltage source, the drives of the pumps are connected electrically to the control unit, the device contains a temperature sensor for the mixture of liquids , the level sensor of the mixture of liquids, flow meters are installed in the liquid supply pipelines, a sensor is installed in front of the heat exchanger output temperatures, with all sensors connected to the control unit by electrical connections, a coolant flow regulator is installed at the inlet to the coil, and a coolant flow regulator is installed at the inlet to the heat exchanger, while the coolant flow regulator is electrically connected to the control unit. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен пластмассовым.2. The device according to p. 1, characterized in that the casing is made of plastic. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен металлическим, а оба высоковольтных электрода изолированы от корпуса и корпус заземлен.3. The device according to claim 1, characterized in that the housing is made of metal, and both high-voltage electrodes are isolated from the housing and the housing is grounded. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутри корпуса установлена кавитационная камера, а первый высоковольтный электрод установлен внутри кавитационной камеры.4. The device according to claim 1, characterized in that a cavitation chamber is installed inside the case, and the first high-voltage electrode is installed inside the cavitation chamber. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что кавитационная камера выполнена в виде корпуса, перфорированного отверстиями.5. The device according to p. 4, characterized in that the cavitation chamber is made in the form of a housing, perforated holes. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что отверстия выполнены сужающимися.6. The device according to p. 5, characterized in that the holes are made tapering. 7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что отверстия выполнены расширяющимися.7. The device according to p. 5, characterized in that the holes are made expanding. 8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что отверстия выполнены в виде сопел Лаваля.8. The device according to p. 5, characterized in that the holes are made in the form of Laval nozzles. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что к выходному патрубку присоединен трубопровод слива, содержащий клапан слива.9. The device according to p. 1, characterized in that the outlet pipe is connected to the outlet pipe, containing a drain valve. 10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что клапан слива выполнен управляемым и соединен с блоком управления.10. The device according to p. 9, characterized in that the drain valve is made controlled and connected to the control unit.
RU2018108946A 2018-03-12 2018-03-12 Device for producing nanocapsules of vitamins RU2688154C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108946A RU2688154C1 (en) 2018-03-12 2018-03-12 Device for producing nanocapsules of vitamins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108946A RU2688154C1 (en) 2018-03-12 2018-03-12 Device for producing nanocapsules of vitamins

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688154C1 true RU2688154C1 (en) 2019-05-20

Family

ID=66578776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108946A RU2688154C1 (en) 2018-03-12 2018-03-12 Device for producing nanocapsules of vitamins

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688154C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3225252A (en) * 1963-11-13 1965-12-21 Gen Electric Electrohydraulic system and working fluids therefor
WO2004064544A1 (en) * 2003-01-22 2004-08-05 Durafizz, Llc Microencapsulation for sustained delivery of carbon dioxide
RU2557900C1 (en) * 2014-03-25 2015-07-27 Александр Александрович Кролевец Method of production of nanocapsules of vitamins

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3225252A (en) * 1963-11-13 1965-12-21 Gen Electric Electrohydraulic system and working fluids therefor
WO2004064544A1 (en) * 2003-01-22 2004-08-05 Durafizz, Llc Microencapsulation for sustained delivery of carbon dioxide
RU2557900C1 (en) * 2014-03-25 2015-07-27 Александр Александрович Кролевец Method of production of nanocapsules of vitamins

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AZEVEDO M.A. Alginate/chitosan nanoparticles for encapsulation and controlled release of vitamin B2 / International Journal of Biological Macromolecules, 2014, V.71, 141-146. *
AZEVEDO M.A. Alginate/chitosan nanoparticles for encapsulation and controlled release of vitamin B2 / International Journal of Biological Macromolecules, 2014, V.71, 141-146. ЮТКИН Л.А. Электрогидравлический эффект / изд. Машиностроение, Ленинград, 1986, с.205-208. HERRERO E.P. Development of a new technology for the production of microcapsules based in atomization processes / Chemical Engineering Journal, V.117, 2006, 137-142. *
HERRERO E.P. Development of a new technology for the production of microcapsules based in atomization processes / Chemical Engineering Journal, V.117, 2006, 137-142. *
ЮТКИН Л.А. Электрогидравлический эффект / изд. Машиностроение, Ленинград, 1986, с.205-208. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2703271C1 (en) Method for producing dry guarana extract nanocapsules
RU2678973C1 (en) Method for producing nanocapsules of dry extract of nettle
CN104248938A (en) Preparation equipment of pelletizing particles in aqueous medium
RU2697839C1 (en) Method of producing nanocapsules of a dry extract of propolis
RU2561680C1 (en) Method of encapsulation of dry extract of briar
RU2688154C1 (en) Device for producing nanocapsules of vitamins
RU2674660C1 (en) Method of obtaining nanocapsules of dry extract of eucalyptus in guar gum
RU2680805C1 (en) Method for preparing nanocapsules of devil's-club dry extract in guar gum
RU2556202C1 (en) Method of obtaining l-arginine nanocapsules in sodium alginate
RU2688153C1 (en) Method of producing l-methionine nanocapsules in sodium alginate
RU2657766C1 (en) Method for producing rosemary nanocapules in carrageenan
RU2552325C2 (en) Method for producing antioxidant microcapsules
RU2677248C1 (en) Method of obtaining nanocapsules of eucalyptus dry extract
RU2680808C1 (en) Method of obtaining dandelion dry extract nanocapsules
RU2691956C1 (en) Method of producing nanocapsules of vitamin pp (nicotinamide)
RU2703269C1 (en) Method of producing vitamin nanocapsules b4
RU2737635C1 (en) Method of producing eucalyptus dry extract nanocapsules
RU2680379C1 (en) Method for obtaining dry extract nanocapsules of birch leaves
RU2674013C1 (en) Method for produsing chia seed nanocapsules (salvia hispanica) in guar gum
RU2691396C1 (en) Method of producing nanocapsules of dry extract of burdock
RU2681842C1 (en) Method of producing nanocapules of dry wormwood extract
RU2674652C1 (en) Method of producing nanocapules of dry elecampane extract
RU2695666C1 (en) Method of producing nanocapsules of dry sage extract
RU2675802C1 (en) Method of producing nanocapsules of dry hedysarum extract
RU2691400C1 (en) Method for producing nanocapsules of dry extract of a red brush