Ispitivanje mogućnosti za dobijanje matriksa (nosača) za inkapsulaciju upotrebom voska (carnauba wax)

1. CILJ RADA
Osnovni cilj ovog rada je dobijanje sfernih čestica karnauba voska, što uniformnijeg prečnika, koje bi se mogle upotrebiti kao nosači za inkapsulaciju aroma. Korišćena je metoda očvršćavanja rastopa, uz metodu emulzifikacije.
U ovom radu je bilo neophodno utvrditi koji parametri utiču na karakteristike dobijenih čestica karnauba voska, i na koji način, što je utvrdjeno eksperimentalnim putem. Zatim je eksperimentalnim putem, izvršena optimizacija tih parametara, u cilju dobijanja čestica pravilnog oblika sfere, što uniformnijih veličina. Još jedan od ciljeva je bio utvrditi da li, i u kojoj meri, dodavanje emulgatora odgovarajuće HLB vrednosti utiče na karakteristike dobijenih čestica, i eventualno povećava uspeh eksperimenata. Čestice su frakcionisane i fotografisane pod optičkim mikroskopom, da bi se stekao jasan uvid u veličinu dobijenih čestica. Uzorci čestica su poslati na analizu u dve inostrane laboratorije, gde je metodom rasipanja svetlosti odredjena raspodela prečnika čestica. Na kraju, ispitana je i morfologija čestica SEM metodom.

Osnovne karakteristike dobijenih čestica karnauba voska su: prečnik čestice, oblik, poroznost površine (prisustvo pukotina kroz koje aktivna materija, u ovom slučaju aroma, može da difunduje), i unutrašnja struktura čestice (da li su čestice šuplje iznutra, pa bi se inkapsulacijom arome dobile mononuklearne kapsule, ili su čestice ispunjene iznutra, sa pukotinama u koje bi se mogla smestiti aroma).

Osnovni parametri koji utiču na karakteristike dobijenih čestica karnauba voska su:
– brzina mešanja (broj obrtaja mešalice)
– vreme (mešanja)
– dimenzije suda za mešanje
– temperatura sistema
– masena koncentracija voska u emulziji
– temperatura i zapremina vode za hladjenje
– koncentracija emulgatora

2. TEORIJSKI DEO
2.1 VOSKOVI

Pod voskovima se podrazumevaju lipidi koji su izgrađeni od jednovalentnih viših masnih alkohola i jednobaznih viših masnih kiselina. U nekim voskovima su prisutne i dvobazne kiseline. Prirodni voskovi predstavljaju smeše koje sadrže estre viših masnih alkohola sa višim masnim kiselinama, a pored njih i slobodne alkohole, kiseline, parafinske ugljovodonike. Voskovi mogu biti prirodni i veštački. Prema poreklu voskovi se dele na:
• biljne;
• životinjske;
• mineralne;
• voskove dobijene iz derivata nafte;
• sintetičke.
Biljni voskovi se nalaze na površini plodova, listova i sličnih delova i to najčešće u tankom sloju. Kod nekih palmi se mogu javiti u sloju debljine 3-5 mm što omogućava direktno dobijanje voska. U tehničkom smislu najvažniji biljni voskovi su karnauba vosak i vosak palme.
Najpoznatiji voskovi životinjskog porekla su pčelinji vosak i lanolin. Od mineralnih voskova, poznat je tzv. montan vosak, koji se dobija ekstrakcijom iz mrkog uglja. Najčešće se voskovi sreću u obliku tvrdih, elastičnih materijala, ali postoje voskovi koji su na sobnoj temperaturi krti. Samo mali broj voskova se javlja u tečnom stanju na sobnoj temperaturi. Voskovi su hidrofobni i u dovoljno debelom sloju su nepropusni za vodu. Tvrdi voskovi su teško rastvorljivi u lipofilnim rastvaračima – rastvaraju se samo uz zagrevanje, dok su tečni voskovi lako rastvorljivi u običnim lipofilnim rastvaračima. U sastav čvrstih voskova ulaze uglavnom viši masni alkoholi i više masne kiseline, tako da zahvaljujući ovakvom sastavu voskovi predstavljaju hemijski inertne materijale koji retko oksidišu. Imaju više tačke topljenja od polimera. Od zasićenih masnih kiselina u voskovima se pojavljuju palmitinska i cerotinska kiselina (smeša kiselina C24, C26 i C28). Osim njih, pojavljuju se i ostale zasićene masne kiseline sa parnim brojem C-atoma do C36. Od običnih masnih alkohola (linearani monohidroksilni alkoholi) koji se javljaju u voskovima, najčešće se sreću cetil C16 i ceril C26 alkohol, mada se mogu naći i alkohol C8-C30. Nezasićeni alkoholi i sekundarni alkoholi tipa RCH(OH)CH3 se retko javljaju (Vollhardt i sar.1994.). Prisutni su i razgranati zasićeni primarni alkoholi kao i aciklični alkoholi od kojih je najpoznatiji holesterol, a javljaju se i stigmasterol, ergosterol, lanosterol i drugi.

UPOTREBA
Voskovi se upotrebljavaju u izradi medicinskih i kozmetičkih preparata. Najveći tehnički značaj imaju u proizvodnji boja, lakova, sredstva za poliranje, pasta za podove i sl. Koriste se u i tekstilnoj, kožarskoj industriji kao i industriji hartije (Petrović i sar.2005.).