Оборудование для микрокапсулирования

В биотенологической промышленности применяют микрокапсулирование ферментных препаратов путем покрытия частиц препарата оболочкой из неионогенных веществ. Принципиальная схема микрокапсулирования показана на рис. 9.9.

В качестве сырья используют ферментный препарат, оксанол ЦС-100 или полиэтиленгликоль (наполнитель), и двуокись титана, которая улучшает свойства ферментного препарата. Оксанал плавят в плавителе 3 и с температурой 70 ⁰С по обогреваемой трубе направляют в смеситель 7. В этот же смеситель одновременно питателями 4 и 5 дозированно подают ферментный препарат и пигмент. Смесь тщательно перемешивают и по обогреваемой трубе направляют в верхнюю часть башни 10. В башне смесь распыляется центробежным диском и под действием сил поверхностного натяжения происходит образование сферических капсул, Падая капсулы затвердевают. способствует этому противоточно подаваемый воздух. Кроме того поток воздуха в нижней части башни на установленной сетке способствует созданию псевдокипящего слоя и укрупнению частиц. Количество подаваемого воздуха достигает 80 м³ на 1 кг капсул. Образованные микрокапсулы выводят через боковой штуцер.

Установка для микрокапсулирования фирмы «Сабиц» разработана в Италии. В установку входят: дозаторы непрерывного действия для основных компонентов и добавок, плавитель для этоксилированного спирта, насос-дозатор для перекачки расплавленного спирта, гомогенизатор-смеситель, распылительная сушилка с комплектом форсунок и системой очистки воздуха, поршневой насос высокого давления, воздушный компрессор, система охлаждения воздуха, классификатор, фасовочный автомат и средства автоматизации и управления процессом.

Принципиальная схема такой установки показана на рис. 9.10. Узел приготовления состава композиции состоит из дозаторов непрерывного действия для сухих и жидких компонентов. Питателями компоненты смеси подаются в в шнековый конвейер, а из него в смеситель непрерывного действия. Там они тщательно перемешиваются до гомогенного состояния, полученную смесь очищают на самоочищающихся фильтрах и только после этого она направляется в распылительную сушилку.

Подготовленную смесь насосом высокого давления подают на форсунки, расположенные в верхней части сушильной башни. Система подачи воздуха в башню может быть прямоточной, противоточной или комбинированной. Зависит это от свойств высушиваемого продукта: плотности, влажности и желаемого размера капсул.

При сушке продукта и получении капсул со средней плотностью 0,08-0,15 г/л и содержанием влаги 3-8 % применяют прямоточную подачу горячего воздуха. Он нагнетается вентилятором в верхнюю часть башни и с помощью воздухораспределителя направляется вертикально сверху вниз, параллельно оси башни. В конусе башни с помощью особого устройства капсулы отделяются от воздуха. Воздух удаляется из башни через циклоны с помощью вытяжного вентилятора. В нижней части башни с помощью другого вентилятора создается разрежение, за счет чего происходит всасывание холодного воздуха для охлаждения капсул и отделения от них тонкого порошка и пыли, улавливаемых в системе циклонов.

Противоточную схему подачи воздуха используют в случаях, когда надо получить капсулы такого же размера, но плотностью от 0,15 до 0,45 г/л при влажности 6-15 %. В этом случае горячий воздух подают в нижний кольцевой распределительный короб башни навстречу частицам, распыляемым форсунками.

Комбинированную систему подачи воздуха применяют для получения капсул с содержанием влаги до 20 %, часть которой находится в кристаллизационном состоянии. Удерживают кристаллизационную влагу за счет ввода в продукт солей. При этом значительно сокращают подачу горячего воздуха в верхнюю часть башни, а подачу холодного воздуха в нижний кольцевой распределительный короб увеличивают. В этом случае распылительная башня как бы разделяется на верхнюю короткую зону, в которую подают горячий воздух прямоточно с продуктом, и нижнюю длинную зону, в которую подают холодный воздух противоточно. В верхней зоне происходят процесс расширения частиц продукта и образование капсул в виде шариков, Однако время пребывания частиц в этой зоне недостаточно для полного высушивания продукта. Оставшаяся влага в продукте кристаллизуется в нижней зоне при встрече с холодным воздухом.

Смешанный поток горячего и холодного воздуха направляется в средний кольцевой короб, из которого через систему циклонов и конечный вентилятор удаляется в атмосферу. Готовые капсулы в нижней части башни отделяются от пыли, которая отсасывается в циклоны и направляется в верхнюю часть башни.

Таким образом, в одной и той же сушильной установке при разной системе подачи воздуха можно осуществлять разные способы сушки и капсулирования ферментных препаратов, получая капсулы различных размера и влажности.

Циркуляция воздуха осуществляется с помощью трех вентиляторов. Два из них работают непрерывно: один подает воздух для нагрева, а второй, установленный после системы циклонов, обеспечивает необходимое давление или разрежение. Третий вентилятор обеспечивает подачу в башню холодного воздуха.

Установка полностью автоматизирована. имеет сигнализацию и блокировку двигателей при возникновении аварийной ситуации.