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研究生:許綾娟
研究生(外文):Ling-Chuan Hsu
論文名稱:以靜電噴霧技術製備尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊
論文名稱(外文):Preparation of Eucalyptus Oils/ Calcium Alginate Microcapsules by Electrospray Technique
指導教授:鄧道興鄭國彬鄭國彬引用關係
口試委員:蘇清淵李貴琪
口試日期:2012-07-20
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:有機高分子研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:136
中文關鍵詞:微膠囊尤加利精油海藻酸鈣釋放率靜電噴霧
外文關鍵詞:MicrocapsuleEucalyptus OilCalcium AlginateThe Oil Release RateElectrospray
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  本研究主要係用尤加利精油為芯材、海藻酸鈉為殼材,利用微膠囊化之孔口法原理,以氯化鈣溶液中的鈣離子和海藻酸鈉膠體溶液進行固化反應,產生海藻酸鈣殼層並結合靜電噴霧技術之可以製備微米~奈米級液滴且液滴粒徑均一性高的特點,製備尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊。探討微膠囊的成形性、粒徑分布、包覆率及釋放率。
本實驗分為三大部分,分別為(I)靜電噴霧乳化液配置:利用乳化作用來提高精油與海藻酸鈉之間的安定性,並找出合適之O/W/SLS乳化液配置比例。由實驗結果可發現界面活性劑(SLS)的添加有助於乳化安定性的增加,將乳化液進行離心和溫度穩定性試驗分析後,得知最佳穩定性的乳化液比例O/W/SLS=1.00/1.00/4.00,此乳化液經離心20.00分鐘後無油水分離的現象;於室溫保存其乳化安定性為6天,若將乳化液放置低溫保存,乳化液安定性可達11天。
 (II)海藻酸鈣微膠囊製備:此部分實驗利用不同的靜電噴霧參數條件進行海藻酸鈣微膠囊的製備,探討靜電噴霧參數對微膠囊的成形性和粒徑分布之關係,並找出最佳化的靜電噴霧參數條件。由實驗結果發現最佳靜電噴霧條件:工作電壓為20.00 kV、T-C距離(針頭到收集板距離)為5.00 cm、進料速率為1.00 mL/hr.,此條件所得微膠囊之殼層成形性完整且平均粒徑為314.43 μm。
 (III)尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊製備:此部分實驗為尤加利精油的包覆率及釋放率之探討。由實驗結果分析可以得知,不同O/W/SLS乳化液比例對尤加利精油的包覆率僅造成微量影響,當界面活性劑添加量由0.20 mL提高到0.80 mL時,其精油包覆率從90.50%增加至93.57%。至於靜電噴霧參數(工作電壓)的改變造成微膠囊粒徑大小的明顯變化,但並不會影響尤加利精油的包覆率,工作電壓從0.00 kV~20.00 kV時,其精油平均包覆率多落在91.36%~91.75%。


  In this work, Eucalyptus Oil and Sodium Alginate are used as a core and wall membrane material for the production of Calcium Alginate encapsulated Eucalyptus Oil microcapsules, which has been done by the orifice method. It is possible to prepare the micron to nano-scale microcapsules and uniform particle size by combining the Electro spray technique with orifice method. This work investigates the formation and particle size distribution of microcapsules, the encapsulation efficiency of the Eucalyptus Oil, and the release behavior of the encapsulated Eucalyptus Oil.
  Here the experimental work is divided into three parts which are electrospray emulsion configuration, preparation of calcium alginate microcapsules and preparation of eucalyptus oils / calcium alginate microcapsules.
  (I) Electrospray emulsion configuration: From the experimental results, it can be found that the emulsification is improve the stability of the Eucalyptus Oil with the Sodium Alginate. The emulsion stability increases when the amount of surfactant (SLS) increases. From centrifugation stability test analysis and temperature stability test analysis, it has been predicted that the best stability of the emulsion ratio (O/W/SLS) is 1.00:1.00:4.00. The emulsion does not show the phenomenon of oil-water separator after 20.00 minutes centrifugation process. It can be preserved the emulsion stability at room temperature for 6 days, and emulsion stability up to 11 days is also possible at low-temperature.
  (II) Preparation of Calcium Alginate microcapsules: This part is discussing the electrospray parameters on the formability of the microcapsules and the relationship of particle size distribution, and also identifies the best electrospray parameter conditions for capsule production. From the results, the best electrospray conditions was found as follows: operating voltage is 20.00 kV, T-C distance (needle to the collector plate distance) is 5.00 cm, the feed rate is 1.00 mL/hr., This condition is produce the complete shell formation on microcapsule with the average particle sizes of 314.43 μm.
  (III) Preparation of Eucalyptus Oils / Calcium Alginate microcapsules: it explains the experimental procedure for measuring the encapsulation efficiency of Eucalyptus Oil and the release behavior of the encapsulated Eucalyptus Oil. From the experimental results, different emulsion proportion (O/W/SLS) of Eucalyptus Oil coating was caused by only micro effects. When the amount of surfactant (SLS) is increased from 0.20 mL to 0.80 mL , the encapsulation efficiency of Eucalyptus Oil is increase from 90.10 % to 93.90 %. The electrospray parameters (ex:operating voltage) change caused the significant changes in particle size of the microcapsules, but does not affect the coating of Eucalyptus Oil for the operating voltage 0.00 kV to 20.00 kV. Its average encapsulation efficiency falls 91.50 % to 91.70 %.


中文摘要 i
Abstract iii
誌謝 v
目錄 vi
表目錄 ix
圖目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 2
第二章 文獻回顧與理論 4
2.1精油 4
2.1.1 精油簡介 5
2.1.2 精油製造 7
2.1.3 精油使用方法 8
2.1.4 尤加利精油 9
2.2海藻酸鈉 10
2.2.1 海藻酸鈉簡介 10
2.2.2 海藻酸鈉的交聯理論 12
2.3微膠囊 13
2.3.1 微膠囊簡介 13
2.3.2 微膠囊製備方法 14
2.3.3 孔口法(Orifice Method) 15
2.3.4 包覆原理 15
2.4乳化 17
2.4.1 乳化液簡介 17
2.4.2 乳化劑 18
2.4.3 乳化液製備方法 20
2.5靜電噴霧現象與理論 21
2.5.1 靜電噴霧現象簡介 21
2.5.2 靜電噴霧原理與裝置 23
2.5.3 靜電噴霧反應型態 24
2.5.3.1 滴落模態(Dripping Mode) 25
2.5.3.2 脈衝模態(Pulsating Mode) 25
2.5.3.3 錐噴流模態(Cone-Jet Mode) 26
2.5.3.4 多噴流模態(Multi-Jet Mode) 27
2.5.4 靜電噴霧液滴破碎理論 28
2.5.5 影響靜電噴霧的因素 30
2.6微膠囊之控制釋放 31
2.6.1 控制釋放類型 31
2.6.2 影響控制釋放的因素 34
2.6.3 釋放動力學 35
第三章 實驗 38
3.1實驗材料與藥品 38
3.2實驗設備與儀器 39
3.3實驗流程 40
3.3.1 靜電噴霧乳化液製備 42
3.3.1.1 靜電噴霧乳化液製備方法 42
3.3.1.2 靜電噴霧乳化液性質分析 42
3.3.2 靜電噴霧微膠囊之製備方法 44
3.3.2.1 海藻酸鈣微膠囊製備方法 44
3.3.2.2 尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊製備方法 46
3.3.3 微膠囊外觀型態分析 47
3.3.3.1 微膠囊之光學顯微鏡拍攝 47
3.3.3.2 微膠囊之掃描式電子顯微鏡拍攝 47
3.3.4 微膠囊粒徑測定 48
3.3.5 微膠囊化學性質分析 48
3.3.6 微膠囊熱性質分析 48
3.3.7 尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊包覆率測定 48
3.3.8 尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊釋放率測定 49
第四章 結果與討論 50
4.1不同O/W/SLS之乳化液安定性配比 50
4.1.1 乳化液之液胞表面分析 50
4.1.2 乳化液之粒徑分析 52
4.1.3 乳化液之黏度分析 55
4.1.4 乳化液之安定性分析 62
4.2靜電噴霧參數對微膠囊粒徑分布之探討 65
4.2.1 收集板種類對微膠囊粒徑分布之探討 65
4.2.2 電壓對微膠囊粒徑分布之探討 70
4.2.3 收集距離對微膠囊粒徑分布之探討 72
4.2.4 進料速率對微膠囊粒徑分布之探討 74
4.2.5 氯化鈣溶液濃度對微膠囊粒徑分布之探討 76
4.2.6 靜電噴霧參數對微膠囊殼層之影響 81
4.2.7 靜電噴霧製備海藻酸鈣微膠囊之最適化參數條件 94
4.3尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊之包覆性探討 96
4.3.1 尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊之包覆性 96
4.3.2 不同O/W/SLS比例對包覆率的影響 98
4.3.3 不同粒徑之微膠囊對包覆率的影響 101
4.4尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊之釋放率 103
4.4.1 不同O/W/SLS比例對釋放率的影響 103
4.4.2 不同粒徑之微膠囊對釋放率的影響 112
4.5環境溫度對尤加利精油/海藻酸鈣微膠囊之釋放率的影響 118
第五章 結論 128
參考文獻 129
附錄A 尤加利精油產品性質 133
符號公式彙整 134


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