TR2021012899A2 - Mikroenkapsülasyon yöntemlerinde partikül boyutunun küçültülmesinde kullanılan frekansı ayarlanabilir manyetik titreşim haiz damlatma düzeneği - Google Patents

Abstract

Buluş özellikle, manyetik alanı oluşturmak üzere, enjeksiyon uçlarının (12) konumlandırıldığı bağlantı halkası (13), enjeksiyon uçlarının (12) manyetik titreşimini sağlamak üzere, birbiriyle karşılıklı olacak şekilde enjeksiyon uçlarına (12) irtibatlandırılan titreştirici mıknatıs (121) ve bağlantı halkasının (13) merkezine konumlandırılan ana şaftın (14) ucunda konumlu hareketli mıknatısı (141), bahsedilen hareketli mıknatısı (141) döndürmek üzere, ana şafta (14) irtibatlı devir kontrollü tahrik elemanı (15) içeren damlatma düzeneği (10) ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME Mikroenkapsülasyon yöntemlerinde partikül boyutunun küçültülmesinde kullanilan frekansi ayarlanabilir manyetik titresim haiz damlatma düzenegi Teknik Alan Bulus, mikroenkapsülasyon yöntemlerinde partikül boyutunu küçültülmek üzere kullanilan frekansi ayarlanabilir manyetik titresim haiz damlatma düzenegi ile ilgilidir. Bulus özellikle, manyetik alani olusturmak üzere, enjeksiyon uçlarinin konumlandirildigi baglanti halkasi, enjeksiyon uçlarinin manyetik titresimini saglamak üzere, birbiriyle karsilikli olacak sekilde enjeksiyon uçlarina irtibatlandirilan titrestirici miknatis ve baglanti halkasinin merkezine konumlandirilan ana saftin ucunda konumlu hareketli miknatisi, bahsedilen hareketli miknatisi döndürmek üzere, ana safta irtibatli devir kontrollü tahrik elemani içeren damlatma düzenegi ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Günümüzde farmokoloji, kimya, kozmetik, gida ve boya gibi farkli sektörde kullanilan mikroenkapsülasyon teknolojisi, aktif bir maddenin çevresinin bir veya daha fazla kaplama maddesi ile sarilip kaplanmasini saglayarak kaplanan maddeyi çevre kosullarindan korumakta ve stabilitesini saglamaktadir. Mikrokapsülasyon yöntem ile elde edilen mikrokapsüller, küresel formda ve genellikle birkaç mikrondan birkaç milimetreye kadar degisen çaplara sahiptir. Mikrokapsül içerisinde yer alan madde veya karisim çekirdek, iç faz veya dolgu olarak ifade edilirken dis kisimda yer alan duvar ise kabuk, kaplama, duvar materyali veya membran olarak isimlendirilmektedir. Günümüzde enkapsülasyonu isleminde birçok farkli yöntem kullanilmakta olup, sprey- kurutma ve ekstrüzyon emülsiyon damlacik boyutunun küçültülmesi amaciyla en sik tercih edilen yöntemlerdir. Damlacik boyutunun, emülsiyonlarin stabilitesi, optik özellikleri, reolojisi ve duyusal özellikleri üzerinde önemli bir etkisi vardir (McCIements, 1999). Kaplama materyalinin enkapsülasyon etkinligi, emülsiyon damlacik boyutunun azalmasiyla artmaktadir. Emülsiyon damlacik boyutunun küçük olmasinin diger bir avantaji ise yüksek stabilite saglamasidir. Emülsiyon damlacik boyutu, sonuç enkapsüle toz ürünün karakteristik özelliklerini de ayrica etkilemektedir. Mevcut teknikte emülsiyon damlacik boyutunun küçültülmesi amaciyla siklikla tercih edilen püskürtmeli kurutucu yöntemde düsük verim elde edilmektedir. Bunun en önemli sebebi ise, püskürtme esnasinda damlaciklarin birbiri ile karismasidir. Ekstrüzyon yönteminde ise genellikle makrokapsüller elde edilmekte ve mikro boyutlara inilememektedir. Kurutma ve dondurarak kurutma yöntemleri sonrasinda yapilan boyut küçültme islemleri ise hem matrikse zarar vermekte hem de uniform (es boyutlu) partikül elde edilmesini zorlastirmaktadir. Ayni amaca ulasmak için kullanilan bir diger yöntem olan ultrason yöntemi, yüksek viskozitelerde uygulanamamakta ve maliyetlerin yükselmesine sebep olmaktadir. Bahsedilen olumsuzluklari bertaraf etmek üzere, kapsül parametreleri üzerinde hassas kontrol saglayan ve üretilen mikrokapsüllerin boyutu üzerinde dogru ve güvenilir kontrol saglayan mikrokapsülleme yöntemleri gelistirilmistir. Ancak bahsedilen bu yöntemler gerek islem adimlarinin çoklugu gerekse yüksek maliyet yaratmasi sebebiyle dezavantajlar olusturmaktadir. Amerikan patent basvurusuna rastlanilmistir. Basvuruya konu bulus, sivi substrat kapsülleme ve daha özel olarak, ultrasonik atomizasyon kullanilarak substratin bir polimer kabuk ile mikro-kapsüllenmesi için bir aparat ve yöntem ile ilgilidir. Bahsedilen yöntemde, çekirdek ve kabuk malzemelerin emülsiyonlari, sivilari veya ince filmleri atomize edilmekte ve olusan mikrokapsüller, polimer kabugu iyilestirilmesi için ayrica ultraviyole isiga veya ek olarak kizil ötesi isiga maruz birakilmaktadir. Söz konusu yöntem birden fazla islem adimi içermekte olup, her bir adim mikrokapsül elde etme maliyetini arttirmaktadir. EP1702675B1 numarali Avrupa patent basvurusu, mikrokapsüllerle ve emülsiyonun yerinde ve arayüzey polimerizasyonu yoluyla kesintisiz mikroenkapsülasyon su içinde yag içinde su mikroenkapsülasyon prosesi ile ilgilidir. Yag damlalari dogal kökenli polimerlesebilen bir madde ile kapsüllenmektedir. Bu mikrokapsüller kuru toz, Iiyofilize, kendi kendine emülsiyonlasabilen toz, jel, krem ve herhangi bir sivi form olarak kullanilmak üzere püskürtmeli kurutma prosesleri için uygundur. Bulusun karakterize edici özelligi prosesin kesintisiz çalkalama altinda gerçeklestirilmesidir. Söz konusu basvuruda, emülsiyon ve parçacik büyüklügü azaltma Islemi indirgenmis basinç altinda, Inert gaz varliginda kesintisiz çalkalama ile saglanmaktadir. Dolayisiyla, mikrokapsülasyon isleminin maliyeti artmistir. Sonuç olarak yukarida bahsedilen olumsuzluklardan ve eksikliklerden dolayi, ilgili teknik alanda bir yenilik yapma ihtiyaci ortaya çikmistir. Bulusun Amaci Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren, mikroenkapsülasyon yöntemlerinde partikül boyutunun küçültülmesinde kullanilan frekansi ayarlanabilir manyetik titresim haiz damlatma düzenegi ile ilgilidir. Bulusun ana amaci, partikül boyutlarini küçültmek üzere, frekansi ayarlanabilir manyetik titresimler kullanarak mevcutta bilinen yöntemlere göre maliyeti düsük bir mikroenkapsülasyon yöntemi ortaya koymaktir. Bulusun amaci, öz ve duvar materyal matriksinin enjeksiyon ucundan aktarilmasi esnasinda frekansi ayarlanabilir manyetik titresimlerle partikül boyutunu küçülmektir. Bulusun amaci, mikroenkapsülasyon kapasitesini arttiran, homojen boyut dagilimi saglayan bir damlatma düzenegi ortaya koymaktir. Bulusun amaci, ekstrüder hacminin degistirilebilir, kullanilacak uç sayisinin arttirilabilir olmasi sayesinde büyük ölçekli üretimlere olanak saglamaktir. Bulusun amaci, öz materyal besleme hizinin arttirilabilir olmasi sayesinde üretim kapasitesini arttirmaktir. Yukarida anlatilan amaçlarin yerine getirilmesi için bulus, mikroenkapsülasyon yöntemlerinde kullanilmak üzere gelistirilen, öz ve duvar materyal matriksinin konumlandirildigi ekstrüder kabi, öz ve duvar materyal matriksinin katilastirici çözelti içerisine damlaciklar seklinde aktaran en az bir enjeksiyon ucu ve katilastirici çözelti içeren hazne içeren damlatma düzenegi olup, özelligi; partikül boyutlarini küçültmek ve homojen boyut dagilimi saglamak 0 manyetik alani olusturmak üzere, bahsedilen enjeksiyon uçlarinin konumlandirildigi baglanti halkasi, o enjeksiyon uçlarinin manyetik titresimini saglamak üzere, birbiriyle karsilikli olacak sekilde enjeksiyon uçlarina irtibatlandirilan titrestirici miknatis ve baglanti halkasinin merkezine konumlandirilan ana saftin ucunda konumlu hareketli miknatisi, - bahsedilen hareketli miknatisi döndürmek üzere, ana safta irtibatli devir kontrollü tahrik elemani, ihtiva etmektedir. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Anlasilmasina Yardimci Olacak Sekiller Sekil-1: Bulusa konu damlatma düzeneginin genel görünümdür. Sekil-2: Damlatma düzenegine ait enjeksiyon uçlarinin detay görünümüdür. Çizimlerin mutlaka ölçeklendirilmesi gerekmemektedir ve mevcut bulusu anlamak için gerekli olmayan detaylar ihmal edilmis olabilmektedir. Bundan baska, en azindan büyük ölçüde özdes olan veya en azindan büyük ölçüde özdes islevleri olan elemanlar, ayni numara ile gösterilmektedir. Parça Referanslarinin Açiklamasi . Damlatma düzenegi 11. Ekstrüder kabi 111. Baglanti elemani 12. Enjeksiyon ucu 121. Titrestirici miknatis 13. Baglanti halkasi 14. Ana saft 141. Hareketli miknatis . Devir kontrollü tahrik elemani 16. Enjektör pompa 17. Hazne 18. Karistirici Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, mikroenkapsülasyon yöntemlerinde partikül boyutunun küçültülmesinde kullanilan frekansi ayarlanabilir manyetik titresim haiz damlatma düzenegi (10), sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir. Sekil-1'de genel görünümü verilen damlatma düzenegi (10) ana yapisi itibariyle, öz ve duvar materyal matriksinin konumlandirildigi ekstrüder kabi (11), öz ve duvar materyal matriksinin katilastirici çözelti içerisine damlaciklar seklinde aktaran en az bir enjeksiyon ucu (12), manyetik alani olusturmak üzere, bahsedilen enjeksiyon uçlarinin (12) konumlandirildigi baglanti halkasi (13), enjeksiyon uçlarinin (12) manyetik titresimini saglamak üzere, birbiriyle karsilikli olacak sekilde enjeksiyon uçlarina (12) irtibatlandirilan titrestirici miknatis (121) ve baglanti halkasinin (13) merkezine konumlandirilan ana saftin (14) ucunda konumlu hareketli miknatis (141), bahsedilen hareketli miknatisi (141) döndürmek üzere, ana safta (14) irtibatli devir kontrollü tahrik elemani (15) içermektedir. Ana saft (14) ve dolayisiyla hareketli miknatis (141) A yönünde veya tersi yönde dönebilmektedir. Bilindigi üzere miknatislar çevrelerinde manyetik alan olusturan malzemeler olup, kuzey ve güney olarak adlandirilan iki kutba sahiptir. Miknatisin çevresinde olusturdugu manyetik alanin yönü kuzey kutbunda disa dogru, güney kutbunda ise içe dogrudur. Birbirine yaklastirilan iki miknatisin ayni kutuplari birbirini iterken farkli kutuplari birbirini çekmektedir. Bulusa konu damlatma düzeneginde (10), karsilikli konumlandirilan titrestirici miknatislar (121) ile hareketli miknatisin (141) çevrelerinde olusturdugu manyetik alandan yararlanilmaktadir. Tahrik elemanindan (15) aldigi tahrik ile saat yönünde dönen ana saft (14), ucunda konumlu hareketli miknatisin (141) da ayni yönde dönmesini saglamaktadir. Bahsedilen bu dönme hareketi süresince hareketli miknatisin (141) sirayla kuzey kutbu ve güney kutbu enjeksiyon uçlarinda (12) konumlu olan titresim miknatisinin (121) kendisine bakan kutbu ile karsilasmaktadir. Bu karsilasmalar esnasinda her iki miknatisin (121, 141) ayni kutuplari karsilikli geldiginde igne uçlarinin (12) disa dogru (X yönünde), zit kutuplari karsilikli geldiginde ise igne uçlarinin (12) içe dogru (Y yönünde) hareket etmesi saglanmaktadir. Ana saft (14) ucunda konumlu hareketli miknatisin (141) dönme hizi ile igne uçlarinin (12) X-Y yönünde hareketlerinin hizi/titresim hizi dogru orantilidir. Ana saftin (14) dönme hizi, irtibatli oldugu devir kontrollü tahrik elemani (15) vasitasiyla saglanmaktadir. Enjeksiyon uçlarinin (12) titresim hizi arttikça, öz ve duvar materyal matriksinin, enjeksiyon uçlarindan (12) katilastirici çözelti içeren hazneye (17) aktarilmasi esnasinda, partikül boyutlari küçültülmekte ve homojen boyut dagilimi saglanabilmektedir. Böylelikle mikroenkapsülasyonda istenilen boyutta partiküller elde edilebilmektedir. Sekil-?de damlatma düzenegine (10) ait enjeksiyon uçlarinin (12) detay görünümü verilmektedir. Bulusa konu damlatma düzeneginde (10), enjektör pompasinin (16) tahriki ile, ekstrüder kabi (11) içerisinde yer alan öz ve duvar materyal matriksi baglanti elemani (111) vasitasiyla enjeksiyon uçlarina (12) iletilmekte olup, bahsedilen baglanti elemani (111) hortum, ekstrüder kabi (11) ise enjeksiyondur. Bulusun tercih edilen yapilanmasinda, öz ve duvar materyal matriksini ekstrüder kabindan (11) enjeksiyon uçlarina (12) beslenme sekli, kesikli olabilecegi gibi bir rezervuardan farkli tipteki pompalarin (peristaltiki kompresör, santrifüj, piston. siringa pompa vs.) kullanimiyla sürekli hale de getirilebilmektedir. Ayrica, bahsedilen besleme sistemi tek bir pompadan saglanabilecegi gibi beslemeler, enjeksiyon uçlarina (12) farkli pompalar ilave edilerek de gerçeklestirilebilmektedir. Bu beslemeler ayni tipte olabilecegi gibi farkli öz ve duvar materyalleri içerigine de sahip olabilmektedir. Bulusun tercih edilen yapilanmasinda, öz materyal besleme hizi arttirilabilir özellikte olup, bu sayede üretim kapasitesi arttirilabilmektedir. Mikrokapsüllerin olustugu hazne (17) içerisindeki katilastirici çözelti, mikroenkapsülasyon islemi süresince bir karistirici (18) vasitasiyla karistirilmakta olup, bahsedilen karistirici (18) manyetik karistiricidir. Haznenin (17) büyüklügü ve enjeksiyon ucunun (12) sayisi, elde edilmek istenilen mikroenkapsül miktarina göre ayarlanabilir özelliktedir. Hazne (17) içerisinde olusan mikrokapsüller, son asamada süzülerek kurutulmaktadir. TR TR TR