DE10205872A1

DE10205872A1 - Microcapsules useful for immobilizing solids, liquids and/or gases for use in the food, pharmaceutical or chemical industry comprise two mutually immiscible substances forming a phase interface within the capsule and/or in the capsule wall

Info

Publication number: DE10205872A1
Application number: DE10205872A
Authority: DE
Inventors: Rainer Pommersheim
Original assignee: Individual
Current assignee: Cavis Microcaps 55129 Mainz De GmbH
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2003-03-27

Abstract

Microcapsules comprise two mutually immiscible substances forming a phase interface within the capsule and/or in the capsule wall.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrokapsel insbesondere zur Immobilisierung von Feststoffen, Flüssigkeiten und/oder Gasen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wobei auch lebende Zellen oder Mikroorganismen Feststoffe im Sinne der Erfindung sein können. The invention relates in particular to a microcapsule for the immobilization of solids, liquids and / or Gases according to the preamble of claim 1, also living cells or microorganisms solids in the sense of Can be invention.

In der technologischen Praxis, aber auch in der Medizin ist es häufig erforderlich, Feststoffe, aber auch Flüssigkeiten und/oder Gase zu immobilisieren. Dies kann aus rein wirtschaftlichen Gründen erfolgen, weil auf diese Weise teure Wirkstoffe wiedergewonnen werden können, es kann aber auch prozeßtechnisch bedingt sein, weil man dadurch empfindliche Zusätze vor dem umgebenden Medium schützen kann. It is in technological practice, but also in medicine often required, solids, but also liquids and / or immobilize gases. This can be done purely economic reasons because expensive in this way Active ingredients can be recovered, but it can also be due to process technology, because it makes sensitive Can protect additives from the surrounding medium.

Beispielsweise kommt es in der Lebensmitteltechnik vor, dass einigen Produkten sauerstoff- und/oder feuchtigkeitsempfindliche Stoffe zugesetzt werden. Wenn man diese Zusätze nicht vor dem in der Regel sauerstoffreichen und/oder feuchten Umgebungsmedium schützt, werden sie oxidiert, wodurch sich die Haltbarkeit der Produkte erheblich reduziert. Derartige Zusätze können z. B. künstliche Aromen oder auch Feststoffe wie Eisen, Füllstoffe, Mikroorganismen usw. sein. Um zu gewährleisten, dass diese Zusätze bis zum Ende der Haltbarkeitsfrist der Lebensmittel den Vorgaben entsprechen, wird entweder die Frist relativ kurz gewählt oder die Stoffe in entsprechend höheren Dosierungen eingesetzt. For example, in food technology it happens that some products oxygen and / or moisture-sensitive substances can be added. If you don't add these before the usually oxygen-rich and / or moist Protects the surrounding medium, they are oxidized, causing the Shelf life of the products significantly reduced. such Additives can e.g. B. artificial flavors or solids such as Iron, fillers, microorganisms, etc. In order to ensure that these additions expire by the end of their shelf life If the food meets the requirements, either the Deadline chosen relatively short or the substances in accordingly higher doses used.

In anderen Fällen ist es beispielsweise erforderlich Stoffe in Medien einzusetzen, mit denen sie reagieren, was zu deren Zerstörung führen würde. Daher ist es wünschenswert, diese Stoffe zeitversetzt, d. h. erst unmittelbar vor der Anwendung mit den Umgebungsmedien in Kontakt zu bringen um so ihre maximale Effizienz zu gewährleisten. Derartige Zusätze können beispielsweise in Kosmetika enthaltene Wirkstoffe sein, die ihre Wirkung erst bei Hautkontakt entfalten, es könne aber auch Aromen sein, die erst beim Zerkauen der Lebensmittel freigesetzt werden. In other cases, for example, it is required substances in Using media with which they react, what to their Destruction. Therefore, it is desirable to use these substances delayed, d. H. only immediately before using the Bring the surrounding media into contact in order to achieve their maximum To ensure efficiency. Such additives can For example, be active ingredients contained in cosmetics their effects only develop on skin contact, but it can also be flavors that only appear when the food is chewed to be released.

In der Fachliteratur werden an mehreren Stellen Mikrokapseln beschrieben, die der Immobilisierung verschiedenster Zusätze dienen. So beschreibt beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 196 44 343 A1 eine geschmacksneutrale Mikrokapsel mit einem Durchmesser von einigen µm, die in einem Emulsionsprozeß hergestellt wird und die als Lebensmittel- oder Futterzusatz, sowie als Transportsystem für Arzneimittel dienen kann. Hier werden Öle oder in diesem Öl lösliche Stoffe in einem Grundstoff beispielsweise Alginat emulgiert und daraus in einem weiteren Emulsionsprozess 0,5-20 µm große Kapseln geformt, die dann in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie eingesetzt werden können. Diese Kügelchen eigen sich aber nicht zur Immobilisierung größerer Feststoffpartikel, wie z. B. Granulaten auch können sie z. B. nicht in Citrat haltigen Medien eingesetzt werden, da Citrat die Alginathülle dieser Kapseln zerstören würde. Microcapsules are used in several places in the specialist literature described the immobilization of various additives serve. For example, the published specification describes DE 196 44 343 A1 describes a taste-neutral microcapsule with a Diameter of a few microns in an emulsion process is produced and used as a food or feed additive, and can serve as a transport system for pharmaceuticals. Here oils or substances soluble in this oil become one Base material, for example, emulsifies alginate and from it in one further emulsion process molded 0.5-20 µm capsules, which are then used in the food or pharmaceutical industry can be. However, these beads are not suitable Immobilization of larger solid particles, such as. B. Granules also you can e.g. B. not in media containing citrate be used because citrate the alginate shell of these capsules would destroy.

In der US 4,389,419 wird ein ähnliches Verfahren zur Verkapselung von Ölen und öllöslichen Substanzen beschrieben. Ähnlich dem o. g. Schutzrecht wird hier eine Emulsion des Öls mit einem Grundstoff (Alginat) in einem ersten Schritt erzeugt. Allerdings werden in diesem Fall dem Alginat noch einige Füllstoffe beigemengt und die Kapseln durch Extrudieren durch eine Düse und Fällen in einem Fällbad geformt und nicht durch einen weiteren Emulsionsschritt. Diese Kapseln sind größer als die im ersten Zitat beschriebenen, sie können aber auch nicht in Citrat haltigen Medien eingesetzt werden. Auch wird ein Teil des verkapselten Öls bei höherer mechanischer Beanspruchung aus der Kapsel ausbluten ähnlich einem ölgetränkten Schwamm. In US 4,389,419 a similar method for Encapsulation of oils and oil-soluble substances described. Similar to the above. An emulsion of the oil becomes an industrial property right with a base material (alginate) in a first step generated. However, in this case the alginate is still some fillers added and the capsules by extrusion shaped by a nozzle and falls in a precipitation bath and not through a further emulsion step. These capsules are larger than those described in the first quote, but they can also not be used in media containing citrate. Also becomes part of the encapsulated oil at higher mechanical Bleed stress from the capsule similar to one oil-soaked sponge.

Eine Klasse für sich sind sogenannte Membran - Kapseln. F. Lim und A. Sun beschreiben in der Zeitschrift "Science Band 210", Seiten 908-910, Jahrgang 1980 eine Kapsel mit einer semipermeablen Membran zur Immobilisierung von lebenden Zellen bei der der Kapselkern aus einer einzigen Schicht eines Ply-l- Lysin/Alginatkompexes umgeben ist. Bei diesen Kapseln wird eine Austreten der Zellen aus dem Kapselkern verhindert. Diese Membrankapsel eignet sich wegen ihrer relativ geringen mechanischen Stabilität nicht zum Einsatz in technischen Prozessen. Auch könne darin keine Moleküle von der Größe eines Enzyms oder kleiner eingeschlossen werden, da die Membran dafür durchlässig ist. So-called membrane capsules are in a class of their own. F. Lim and A. Sun in Science Volume 210, Pages 908-910, year 1980 a capsule with a semipermeable membrane for immobilization of living cells that the capsule core from a single layer of a ply-l Lysine / alginate complexes is surrounded. With these capsules prevents the cells from escaping from the capsule core. This Membrane capsule is suitable because of its relatively small mechanical stability not for use in technical processes. Nor can it contain molecules the size of an enzyme or smaller, because the membrane for it is permeable.

In der DE 43 12 970.6 A1 wird eine Membrankapsel beschrieben, die auch zur Immobilisierung von Enzymen und Proteinen geeignet ist. Hier ist der Kern, der das Immobilisat enthält mit einer mehrlagigen Hülle umgeben, wobei jede dieser Lagen der gesamten Hülle eine gewisse Eigenschaft verleiht. Über die vorteilhafte Wahl der Hüllenpolymere kann die Durchlässigkeit der Membran so verringert werden, dass die Enzyme in der Kapsel bleiben, währen die viel kleineren Substrate und Produkte die Membran passieren können. Diese Kapseln sind allerdings für die Immobilisierung kleiner Moleküle gänzlich ungeeignet, da diese von der Membran nicht zurückgehalten werden können. DE 43 12 970.6 A1 describes a membrane capsule, which are also used to immobilize enzymes and proteins suitable is. Here is the core that contains the immobilisate surrounded with a multi-layer shell, each of these layers gives the entire shell a certain property. About the The permeability of the shell polymers can be advantageous the membrane so that the enzymes in the Capsule remain, while the much smaller substrates and Products that can pass through the membrane. These capsules are however, for the immobilization of small molecules entirely unsuitable as it is not retained by the membrane can be.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Kapsel anzugeben, die für kleine Moleküle undurchlässig ist, die in einer großen Anzahl von Medien eingesetzt werden kann und die auch zum Einsatz in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie geeignet ist sowie auch auf einfache Weise getrocknet und gelagert werden kann. It is therefore an object of the invention to provide a capsule which is impermeable to small molecules that are large in a Number of media can be used and also for Use in the food and pharmaceutical industries is suitable as well as being easily dried and stored can.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegenstand nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen. The object of the invention is achieved with a Subject matter of claim 1, the subclaims at least practical refinements and developments include.

Die erfindungsgemäße Kapsel besitzt in ihrem Inneren und/oder in ihrer Hülle eine Barriere für kleine Moleküle wie z. B. Sauerstoff und andere Gase. Gleichzeitig ist ihre mechanische Festigkeit so einstellbar, dass sie in technischen Prozessen eingesetzt und/oder durch einfache mechanische Einwirkungen (Auftragen auf die Haut) zerstört werden kann. Die Kapsel ist in einer Vielzahl von Medien verwendbar, kontaminiert diese nicht durch Ausbluten und kann gleichzeitig ohne Einbußen in ihrer Funktion, getrocknet werden. The capsule according to the invention has inside and / or in its shell a barrier for small molecules such as B. Oxygen and other gases. At the same time, their mechanical Strength adjustable so that it can be used in technical processes used and / or by simple mechanical influences (Application to the skin) can be destroyed. The capsule is Can be used in a variety of media and contaminates them not by bleeding and at the same time without loss in their function, are dried.

Erfindungsgemäß wird eine Kapsel bereitgestellt, in deren Inneren und/oder Membran aus dem Zusammenspiel zweier nichtmischbarer Flüssigkeiten, von denen die eine beispielsweise Wasser oder eine wäßrige Lösung ist, eine Barriere für kleine Moleküle aufgebaut wird. Die andere Flüssigkeit kann z. B. ein Öl sein oder eine andere z. B. mit Wasser nicht mischbare Substanz, wie z. B. ein Kohlenwassserstoff, ein Kohlenwasserstoffgemisch und/oder Lösungen verschiedener Stoffe in Kohlenwasserstoffen. According to the invention, a capsule is provided in the Inner and / or membrane from the interaction of two immiscible liquids, one of which, for example Water or an aqueous solution is a barrier to small ones Molecules is built up. The other liquid can e.g. B. a Be oil or another z. B. immiscible with water Substance, such as B. a hydrocarbon Hydrocarbon mixture and / or solutions of different substances in Hydrocarbons.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht demnach darin, ein Zweiphasensystem im Inneren und/oder auf der Kapseloberfläche der Kapseln zu erzeugen, wobei der immobilisierte Stoff entweder nur in der einen Phase oder in keiner der beiden Phasen löslich ist, wobei die Phase in der er unlöslich ist, ihn immer vollständig umschließt. The main idea of the invention is therefore a Two-phase system inside and / or on the capsule surface of the capsules to produce the immobilized substance either only in one phase or in neither of the two Phases is soluble, the phase in which it is insoluble, always completely surrounds him.

Auf diese Weise können sowohl Feststoffe als auch Flüssigkeiten und/oder Gase, aber auch lebende Zellen, z. B. Bakterienkulturen verkapselt werden, wobei der zu immobilisierende Stoff vorteilhaft in der z. B. mit Wasser nicht mischbaren Phase enthalten ist. Dies kann in Form einer Suspension im Falle eines Feststoffes oder einer Emulsion oder Lösung im Falle einer Flüssigkeit oder eines Gases sein. This way both solids as well Liquids and / or gases, but also living cells, e.g. B. Bacterial cultures are encapsulated, with the too immobilizing substance advantageous in the z. B. not with water miscible phase is included. This can take the form of a Suspension in the case of a solid or an emulsion or Solution in the case of a liquid or a gas.

Diese Kapsel ist demnach wie folgt aufgebaut: Der Kapselkern besteht aus einer Grundsubstanz, aus der eine Matrix gebildet wird, in die der zu immobilisierende Stoff umgeben von einer mit der Matrixsubstanz nichtmischbaren Flüssigkeit eingebettet ist. Diese Grundsubstanz muß ein Stoff sein, der vertropft und/oder emulgiert werden kann, aus dem mittels einer Fällung durch Ioneneinwirkung oder einen Temperaturgradienten vorzugsweise kugelförmige Partikel geformt werden können. Solche Substanzen können z. B. Na-Alginat aber auch Agarose oder Sephadex aber auch Paraffine oder Keramiken usw. sein. This capsule is therefore constructed as follows: The capsule core consists of a basic substance from which a matrix is formed into which the substance to be immobilized is surrounded by a embedded with the matrix substance immiscible liquid is. This basic substance must be a substance that drips and / or can be emulsified from which by means of a precipitation through the action of ions or a temperature gradient preferably spherical particles can be formed. Such substances can e.g. B. Na alginate but also agarose or Sephadex but also paraffins or ceramics etc.

Wenn die mit der Matrixsubstanz nicht mischbare Flüssigkeit, die den immobilisierten Stoff umgibt, ein niederviskoses Öl oder ein flüchtiger Kohlenwasserstoff ist oder in allen anderen Fällen, bei denen eine bestimmte mechanische Stabilität der Kapsel eingestellt werden soll, ist es vorteilhaft, den Kapselkern mit einer zusätzlichen Membran zu umgeben. Diese Membran kann aus einem Polyelektrolytkomplex, der in mehreren Lagen aufbringbar ist, bestehen. Derartige Polyelektrolytkomplexe werden gebildet aus dem Zusammenwirken eines Polyanion und Polykations. Als Polyanion sind vorteilhaft wasserlösliche Zellulosederivate wie z. B. Carboxymethylcellulose, Cellulosesulfat oder auch Pectine, Alginate aber auch synthetische Polymere wie Polyacryl- oder Polymethacrylsäuren usw. zu verwenden. Als Polykation kommen vor allem Naturstoffe wie Chitosan, Gelatine usw., aber auch synthetische Polymere wie Polyethylenimin oder Polydiethyldiallylammoniumchlorid in Betracht. If the liquid immiscible with the matrix substance, that surrounds the immobilized substance, a low-viscosity oil or is a volatile hydrocarbon or in all other cases where a certain mechanical Stability of the capsule should be set, it is advantageous to surround the capsule core with an additional membrane. This membrane can be made of a polyelectrolyte complex, which in several layers can be applied. such Polyelectrolyte complexes are formed from the interaction of one Polyanion and polycations. As a polyanion are advantageous water-soluble cellulose derivatives such as B. Carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate or pectins, alginates as well synthetic polymers such as polyacrylic or polymethacrylic acids etc. to use. Above all, natural substances come as polycations such as chitosan, gelatin, etc., but also synthetic polymers such as polyethyleneimine or polydiethyldiallylammonium chloride in Consideration.

Eine Membran auf der Kapseloberfläche kann aber auch durch Trocknen erzeugt werden. Dies kann auf zwei Arten geschehen: Entweder man trocknet die Kapseln unvollständig mit beispielsweise relativ heißer Luft, wobei eine Kruste auf deren Oberfläche entsteht, oder man bläst mit der Trocknungsluft andere Substanzen in den Trockner ein. Diese vorzugsweise festen oder flüssige Stoffe setzen sich auf der Kapseloberfläche fest und bilden so eine Membran. Man spricht hier von Coaten. Sollen die Kapseln im Lebensmittel- oder Pharmabereich eingesetzt werden, können diese Beschichtungssubstanzen entweder Zucker, Milchpulver, Mehl, Schellack, Alginat oder eine andere für den jeweiligen Bereich zugelassene Substanz sein. Für den chemischen Bereich können dafür auch andere vorzugsweise filmbildende Verbindungen wie z. B. Nitrocellulosederivate oder Polyvinylacetate usw. verwendet werden. A membrane on the capsule surface can also pass through Drying can be generated. This can be done in two ways: Either you dry the capsules incompletely for example, relatively hot air, with a crust on it Surface arises, or you blow with the drying air other substances in the dryer. This preferably solid or liquid substances settle on the Capsule surface firmly and thus form a membrane. One speaks here of Coating. Should the capsules in the food or pharmaceutical sector these coating substances can be used either sugar, milk powder, flour, shellac, alginate or another substance approved for the respective area his. Others can do this for the chemical sector preferably film-forming compounds such. B. Nitrocellulose derivatives or polyvinyl acetates etc. can be used.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Ansatz ist es, das Zweiphasensystem und somit die Barriere nicht im Kapselkern sondern in der Kapselmembran aufzubauen. Auch in diesem Fall besteht der Kapselkern aus einer Substanz, die vertropft werden kann und aus der mittels einer Fällung durch Ioneneinwirkung oder einen Temperaturgradienten vorzugsweise kugelförmige Partikel geformt werden können. Der zu immobilisierende Stoff wird allerdings direkt in dieser Matrixsubstanz gelöst oder suspendiert. Solche Substanzen können wie auch im ersten Fall z. B. Na-Alginat aber auch Agarose oder Sephadex aber auch Paraffine oder Keramiken usw. sein. Another approach according to the invention is that Two-phase system and thus the barrier not in the capsule core but in build up the capsule membrane. In this case, too Capsule core made of a substance that can be dripped and from which by means of precipitation by the action of ions or a Temperature gradients preferably spherical particles can be shaped. The substance to be immobilized becomes however directly dissolved in this matrix substance or suspended. Such substances can, as in the first case z. B. Na alginate but also agarose or Sephadex Paraffins or ceramics, etc.

Die Membran, die den Kapselkern vollständig umschließt, kann entweder wie oben bereits beschrieben durch Fällung von Polyelektrolyten auf der Kapseloberfläche erzeugt werden oder durch nachträgliches Coaten auf den Kapselkern aufgebracht werden. Im Unterschied zur o. g. Kapsel muß hier allerdings in jedem Fall eine Schicht vorhanden sein, die mit der darunterliegenden und/oder darüberliegenden nicht mischbar ist, also eine Phasengrenze in der Membran entsteht. Eine solche Schicht kann beispielsweise durch Öle oder Fette oder auch niedermolekulare oder makromolekulare Kohlenwasserstoffe erzeugt werden. Damit diese Schicht mit den darunter und darüberliegenden Schichten verankert werden kann, ist es vorteilhaft, dass die Substanz polare Gruppen enthält. The membrane that completely surrounds the capsule core can either as described above by precipitation of Polyelectrolytes are generated on the capsule surface or applied to the capsule core by subsequent coating become. In contrast to the above Capsule must be in here in any case, there must be a layer with the below and / or above is not miscible, that is there is a phase boundary in the membrane. Such a layer can for example by oils or fats or low molecular or macromolecular hydrocarbons be generated. So that this layer with the underneath and overlying layers can be anchored, it is advantageous that the substance contains polar groups.

In manchen Fällen kann es auch von Vorteil sein, eine Kapsel durch eine Kombination der beiden o. g. Ansätze herzustellen. Eine derartige Kapsel hätte demnach ihre Diffusionsbarriere nicht nur im Kern sondern auch in der Kapselmembran wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird. In some cases, a capsule may also be beneficial by a combination of the two above. To produce approaches. Such a capsule would therefore have its diffusion barrier not only in the core but also in the capsule membrane reliability is increased.

Für bestimmte Anwendungen, wie z. B. bei Kosmetika ist es erforderlich, die mechanische Stabilität, also die Belastung, bei der die Kapsel zerstört und den eingeschlossene Wirkstoff freigibt, gezielt einzustellen. Dies kann einerseits durch eine gezielte Auswahl der Polymere und Schichtenanzahl der Hülle erfolgen, andererseits kann aber auch in manchen Fällen zusätzlich in einem weiteren Verfahrensschritt die Matrix des Kapselkerns nach der Beschichtung wieder durch Rückverflüssigung zerstört werden. Die gesamte mechanische Stabilität wird in diesem Fall der Kapsel nur noch von der Kapselhülle verliehen. Dies kann beispielsweise so erfolgen, indem man als Matrixmaterial Na-Alginat wählt, dass durch eine Fällung in der Lösung eines mehrwertigen Metallions geliert. Diese Gelierung kann nach der Beschichtung rückgängig gemacht werden, indem man die Kapsel einer Na-Citratlösung aussetzt. For certain applications, such as B. in cosmetics it is required mechanical stability, i.e. the load, where the capsule is destroyed and the trapped active ingredient releases to target. This can be done on the one hand a targeted selection of the polymers and number of layers of Envelope, but on the other hand can also in some cases additionally the matrix of the Capsule core after coating Re-liquefaction. The overall mechanical stability in this case the capsule is only removed from the capsule shell awarded. This can be done, for example, by using as Matrix material Na alginate chooses that by precipitation in the solution of a polyvalent metal ion gelled. This Gelling can be reversed after coating by exposing the capsule to a sodium citrate solution.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. The invention is based on a Embodiment will be explained in more detail.

Ein Verfahren zur Herstellung der Mikrokapsel beispielsweise für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie, die metallisches Eisen vor einer Oxydation in feuchtem Medium schützen soll verläuft in der Weise, dass Eisenpulver erst einmal in einer kleinen Menge Speiseöl beispielsweise Olivenöl suspendiert wird. Diese Eisen/Öl-Suspension wird anschließend in einer relativ großen Menge Na-Alginatlösung emulgiert. Diese Emulsion kann in einem weiteren Schritt über eine geeignete Vorrichtung in ein Fällbad getropft werden, das ein mehrwertiges Metallion enthält, wodurch relativ große Partikel entstehen. Die Emulsion kann aber auch direkt durch Zugabe einer Lösung eines mehrwertigen Metallions stabilisiert und/oder gefällt werden, wobei Partikel im µm-Bereich entstehen. A method of making the microcapsule, for example for use in the food industry, the metallic Protect iron from oxidation in a moist medium runs in such a way that iron powder in one small amount of cooking oil, for example olive oil suspended becomes. This iron / oil suspension is then in a emulsified relatively large amount of Na alginate solution. This In a further step, the emulsion can be made using a suitable Device dripped into a coagulation bath, the one contains polyvalent metal ion, creating relatively large particles arise. The emulsion can also be added directly stabilized a solution of a polyvalent metal ion and / or are precipitated, particles in the µm range arise.

Auf diese Weise entsteht eine Alginatmatrix, die das von Öl umgebene Eisen umschließt. Da das Öl mit dem wässrigen Alginat nicht mischbar ist, entsteht gleichzeitig eine Diffusionsbarriere um jedes Eisenpartikel. Mischt man dem Fällbad zusätzlich noch eine kleine Menge eines Polyelektrolyten zu, entsteht zeitgleich mit dem Ausfällen eine dünne Membran, die ein Ausbluten von überschüssigem Öl aus der Kapsel verhindert. Durch wiederholtes Aussetzten dieser Kapsel unterschiedlich geladenen Polyelektrolytlösungen kann eine Membran aufgebaut werden, die der Kapsel eine der Anwendung entsprechende mechanische Festigkeit verleiht. Bei sehr kleinen Kapseldurchmessern, die unter beispielsweise 100 µm liegen, ist es vorteilhaft, dass dieses Aussetzen in Form einer Wirbelschicht erfolgt. Hierfür werden die Kapseln in einem geeigneten Gefäß von den Beschichtungslösungen mit einer Geschwindigkeit umspült, die groß genug ist, die Kügelchen nicht nur zu verwirbeln sondern sie auch in Schwebe zu halten. In this way, an alginate matrix is created, which is that of oil surrounding iron. Since the oil with the aqueous alginate is not miscible, a Diffusion barrier around every iron particle. If you mix it Falling bath additionally a small amount of one Polyelectrolytes, a thin layer forms simultaneously with the precipitation Membrane, which is a bleeding of excess oil from the Capsule prevented. By repeatedly releasing this capsule differently charged polyelectrolyte solutions can Membrane are built up using the capsule one of the gives appropriate mechanical strength. At very small capsule diameters, for example under 100 microns it is advantageous that this exposure in the form a fluidized bed takes place. For this, the capsules are in a suitable container of the coating solutions with a Speed that is large enough to wash the beads not only to swirl but also to keep them in suspension.

Obwohl in einigen Fällen die Kapsel auch ohne Hülle eingesetzt werden kann, ist eine zusätzliche Hülle vorteilhaft. Eine derartige Hülle kann aus Polyelektrolytkomplexen bestehen, sie kann aber auch durch Coaten aufgebracht werden. Auch ist es vorteilhaft, eine Kombination der beiden Hüllen also einer komplexierten und einer gecoateten zu verwenden. Although in some cases the capsule is also used without a sleeve an additional cover is advantageous. A such a shell can consist of polyelectrolyte complexes, they can also be applied by coating. It is too advantageous, a combination of the two shells so one complexed and a coated to use.

Erfindungsgemäß kann das Coaten in der Art erfolgen, dass bei einer Wirbelschichttrocknung der Kapseln nachdem diese einen Teil ihre Feuchtigkeit verloren haben, ein Feststoff in Pulverform in die Trockenkolonne eingeblasen wird, der an den Kapseln anhaftet und diese umhüllt. Ein derartiger Feststoff kann beispielsweise Milchpulver sein. Setzt man die Trocknung bis zu einer kleiner Restfeuchte der Kapseln fort, erhält man auf diese Weise um jede Kapsel eine Kruste aus getrocknetem Feststoff, beispielsweise Milch. Die Kapseln, die auf diese Weise gebildet sind, haben eine weiße Farbe und können über Monate ohne jegliche Oxydation des darin enthaltenen Eisen auch bei relativ feuchter Umgebung gelagert werden. According to the invention, the coating can be carried out in such a way that a fluidized bed drying of the capsules after this one Part of their moisture has lost a solid in it Powder form is blown into the drying column, which to the Capsules attached and enveloped. Such a solid can be milk powder, for example. If you put the drying until a small residual moisture in the capsules is obtained this way a crust of dried around each capsule Solid, for example milk. The capsules on this Formed are white in color and can be over Months without any oxidation of the iron it contains can also be stored in a relatively humid environment.

Das Zweiphasensystem im Inneren der Kapsel kann wie nachstehend beschrieben realisiert werden. Zur Tropfenerzeugung wird eine Düse verwendet, die in ihrem Inneren zwei konzentrisch angeordnete Kapillaren besitzt. Diese Kapillaren befinden sich in einem Zylinder, in den Luft eingeblasen wird, die die äußere Kapillare konzentrisch umspült und so einen sauberen Tropfenabriss verursacht. The two-phase system inside the capsule can be like described below can be realized. For drop generation a nozzle is used that has two inside has concentrically arranged capillaries. These capillaries are in a cylinder into which air is blown, which concentrically washed around the outer capillary and thus one clean tear-off caused.

Um z. B. ein Enzym zu verkapseln, das unter isoosmopolaren Bedingungen in einem flüssigen Waschmittelkonzentrat eingesetzt werden kann, wird folgendermaßen vorgegangen. Es werden zunächst mehrere Lösungen zubereitet. Lösung A besteht aus dem Waschmittelkonzentrat, dem Enzym und dem Fällreagens, z. B. CaCl₂, BaCl₂ und eventuell Polykation oder Polyanion, in jedem Fall jedoch ein polymeres Gegenion zur Grundsubstanz. Die Grundsubstanz umfasst z. B. eine Na-Alginat, Sephadex, Agarose und so weiter Lösung. Das Fällbad besteht aus z. B. CaCl₂, BaCl₂ und eventuell Polykation oder Polyanion, in jedem Fall jedoch ein polymeres Gegenion zur Grundsubstanz. To z. B. to encapsulate an enzyme that can be used under isoosmopolar conditions in a liquid detergent concentrate, the procedure is as follows. First, several solutions are prepared. Solution A consists of the detergent concentrate, the enzyme and the precipitation reagent, e.g. B. CaCl ₂ , BaCl ₂ and possibly polycation or polyanion, but in any case a polymeric counterion to the basic substance. The basic substance includes e.g. B. a Na alginate, Sephadex, agarose and so on solution. The precipitation bath consists of z. B. CaCl ₂ , BaCl ₂ and possibly polycation or polyanion, but in any case a polymeric counterion to the basic substance.

Für die Verkapselung wird dann die Lösung A durch die innerste Kapillare der Düse gepresst, die Grundsubstanz durch die äußere. Der konzentrische Luftstrom erzeugt Tropfen, die im Inneren Lösung A enthalten und von der Grundsubstanz umgeben sind. Diese Tropfen werden durch Eintropfen ins Fällbad geliert. Anschließend können die Gelpartikel wie beschrieben beschichtet werden. Solution A is then encapsulated by the innermost one for the encapsulation Capillary of the nozzle, the basic substance through the outer. The concentric air flow creates drops that are in the Contain inner solution A and be surrounded by the basic substance are. These drops are dropped into the precipitation bath gelled. Then the gel particles can be as described be coated.

Um eine höhere Stabilität in agressiven Medien zu erreichen, besteht die Möglichkeit, die aufgebrachten Schichten in einem weiteren Schritt chemisch quer zu vernetzen, wofür sich beispielsweise Carbondiimide eignen. To achieve higher stability in aggressive media, there is the possibility of applying the applied layers in one next step to cross-link chemically, what for for example, carbon diimides.

Die Kapseln werden im Waschmittelkonzentrat, das zur Herstellung der Lösung A verwendet wurde, gelagert und platzen bei Verdünnung des Konzentrats, wobei das Enzym freigesetzt wird. Auf diese Weise können mehrere, verschiedene Enzyme in Flüssigwaschmittel gleichzeitig eingesetzt werden, was nach dem bisherigen Stand der Technik nicht ohne weiteres möglich ist. The capsules are in the detergent concentrate Preparation of solution A was used, stored and burst upon dilution of the concentrate, releasing the enzyme becomes. In this way, several different enzymes can be used Liquid detergent can be used at the same time, according to the prior art is not easily possible is.

Das Zweiphasensystem kann aber auch durch einen Emulsionsprozeß erzeugt werden. Zu diesem Zweck wird der zu immobilisierende Stoff oder Organismus in einem Öl o. Ä. suspendiert (Komponente A). Gleichzeitig wird eine wässrige Grundstofflösung hergestellt, die ein Polyanion (z. B. Na- Alginat), und/oder ein Polykation (z. B. Gelatine, Chitosan usw.) enthält, in der auch Salze verschiedener Säuren (z. B. Citratem, Acetate usw.) gelöst sind oder gelöst sein können (Komponente B). Danach wird aus A und B beispielsweise durch Rühren eine Emulsion erzeugt. Verändert man bei dieser Emulsion schrittweise den pH-Wert, beispielsweise durch Zutropfen von Säuren, bilden sich Partikel, die von einer alginathaltigen Membran umgeben sind und in ihrem Inneren die Öl-Suspension enthalten. Diese Partikel können nach dem Aushärten abgesiebt und/oder auf die vorhin beschriebene Art beschichtet werden. However, the two-phase system can also be Emulsion process are generated. For this purpose, the immobilizing substance or organism in an oil or the like suspended (component A). At the same time it becomes watery Basic solution that contains a polyanion (e.g. Na- Alginate), and / or a polycation (e.g. gelatin, chitosan etc.), which also contains salts of various acids (e.g. Citrates, acetates, etc.) are dissolved or can be dissolved (Component B). Then A and B become, for example Stirring creates an emulsion. If you change this Emulsion gradually the pH, for example by Drops of acid, particles form from one are surrounded by alginate-containing membrane and the inside Oil suspension included. These particles can after Hardened sieved and / or in the manner described above be coated.

Claims

1. microcapsule in particular for immobilizing organic or inorganic solids, liquids and / or gases for use in food technology, pharmacy and / or chemistry with a preferably spherical core containing the substance to be immobilized and preferably a shell surrounding it, characterized in that A phase boundary is formed in the interior of the capsule and / or in the capsule shell from two preferably liquid substances which are immiscible with one another.

2. microcapsule according to claim 1, characterized in that one of the immiscible substances forming the capsule core a matrix forms the second substance inside is distributed, the substance to be immobilized from the second substance inside the matrix completely is enclosed.

3. microcapsule according to claim 2, characterized in that the substance to be immobilized inside the matrix and / or the wrapper is embedded.

4. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that the capsule core of a completely enclosing, is preferably surrounded by multi-layer casing.

5. microcapsule according to claim 4, characterized in that the sleeve surrounding the core has at least one layer contains that with the neighboring underlying and / or above is separated by a phase boundary, whereby this layer is impermeable to low molecular weight substances is.

6. microcapsule according to claim 4 or 5, characterized in that the envelope contains at least one layer which is in contact with the neighboring underlying and / or overlying covalent and / or is electrostatically connected.

7. microcapsule according to claim 4 to 6, characterized in that at least one layer of the envelope by drying the Capsule surface is formed.

8. Microcapsule according to one of claims 4 to 6, characterized in that at least one layer of the shell by coating the Capsule core is formed with a solid.

9. Microcapsule according to one of claims 4 to 6, characterized in that at least one layer of the shell by a membrane-forming Liquid is formed on the capsule core.

10. Microcapsule according to one of claims 4 to 9, characterized in that at least one layer of the shell both by complex formation and is also formed by coating.

11. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that the substance that forms the core matrix is a droplet and / or emulsifiable substance, from which by means of a Precipitation by ion action or over a Temperature gradients are preferably spherical particles.

12. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that the substance surrounding the immobilizing substance is an oil or another liquid immiscible with the matrix substance is.

13. Microcapsule according to claim 12, characterized in that the substance is a hydrocarbon or a Is hydrocarbon mixture.

14. Microcapsule according to one of claims 2 to 13, characterized in that the substance to be immobilized with the second one inside the capsule located substance, namely those who with the Matrix substance forms a phase boundary, a suspension forms.

15. Microcapsule according to one of claims 2 to 13, characterized in that the substance to be immobilized with the second one inside the capsule located substance, namely those who with the Matrix substance forms a phase boundary, a liquid / liquid Emulsion enters.

16. Microcapsule according to one of claims 2 to 13, characterized in that the substance to be immobilized with the second one inside the capsule located substance, namely those who with the Matrix substance forms a phase boundary, a gas liquid Emulsion enters.

17. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope membrane is tight for low-molecular substances.

18. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that the capsule core is tight for low-molecular substances.

19. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that at least one phase in the capsule core contains a solid.

20. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that at least one phase in the capsule core contains a liquid.

21. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that at least one phase in the capsule core contains a gas.

22. The microcapsule according to claim 1, characterized in that one of the immiscible substances forming the capsule core is completely enveloped by the second.

23. Microcapsule according to one of claims 1 to 22, characterized in that coating the capsules in a fluidized bed or Fluid bed process takes place.

24. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that when drying on the capsule surface a membrane or Crust forms.

25. Microcapsule according to one of claims 1 to 24, characterized in that when drying in a fluidized bed or fluidized bed process a solid is additionally blown into the column, so that a membrane is formed on the capsule surface.

26. Microcapsule according to one of the preceding claims, characterized in that at least one phase of cells living in the capsule nucleus and / or Microorganisms and / or one or more additives contains.