Micro- et Nanoencapsulation

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Micro- et Nanoencapsulation JM. Devoisselle Institut Charles Gerhardt et Institut Carnot CED2

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Micro- et Nanoencapsulation. JM. Devoisselle Institut Charles Gerhardt et Institut Carnot CED2. Techniques permettant d’emprisonner des liquides ou des solides dans une enveloppe qui les isole du milieu dans le but de les protéger ou de maîtriser leur libération. - PowerPoint PPT Presentation

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• Techniques permettant d’emprisonner des liquides ou des solides dans une enveloppe qui les isole du milieu dans le but de les protéger ou de maîtriser leur libération.

• Obtention de particules :- microparticules (de l’ordre de 1 μm à 1000 µm)- nanoparticules (de l’ordre du nm à 100e de nm)

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Pourquoi encapsuler ?• Masquage du goût, des odeurs

• Conversion huiles ou liquides en solide (manutention)

• Protection du PA encapsulé (humidité, chaleur, lumière, oxydation)

• Retarde la volatilisation

• Séparation de matériaux incompatibles

• de l’écoulement des poudres

• Manipulation facilitée des PA toxiques

• Aide la dispersion dans l’eau de composés insolubles

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• Protection de l’environnement

• Diminution de la toxicité de l’actif

• Libération contrôlée (ou prolongée) de l’actif

• Ciblage / notion de « vecteurs »

Elaboration d’un cahier des charges

Prise en considération des aspects règlementaires et industriels

Etude au cas par cas

Page 5: Micro- et Nanoencapsulation

Innovation dans la formulation

Pression réglementaire :leachingrésidus sol et planteexposition utilisateurécotoxicologie

Amélioration produit :diminution de la doseMeilleure flexibilité d’utilisationApplicabilité améliorée

Accès à de nouveaux marchés

Intervention dans le processus de recherche optimisation de formulation

formulations innovantesvers la multifonctionnalité

Page 8: Micro- et Nanoencapsulation

Comment fabriquer?Trois grandes classes de procédés :

- les procédés physico-chimiques basés sur des variations de solubilité des agents d’enrobage sous l’effet de variations de conditions physiques (température, pH, changement d’état…)

- les procédés mécaniques comme l’extrusion ou la formation de gouttes…,

- les procédés chimiques au cours desquels se déroulent de manière simultanée la synthèse de la membrane (ou de la matrice) et l’encapsulation de la matière active.

Page 9: Micro- et Nanoencapsulation

Comment fabriquer?Incorporation de l’actif

État liquide (Solution, biphasique) État solide

Liquide dans l’air

prillingnébulisation

Liquide dans liquide

émulsionmicroémulsion

Dispersion

Enrobage/agglomération

Lit d’air fluidisé

Stabilisationsolidification gélification

séchage polymérisation

coacervation solidificationévaporation

coalescence

Chimie Physicochimie Physique

Page 12: Micro- et Nanoencapsulation

PA solubilisé ou micronisé

Matériaumatrice solubilisé

Phase continue

Phase continueou agents supll.

P, T°(évaporation)

Incorporation du PA

Formation duSystème dispersé

Éliminationdu solvant

Récupération des microsphères

Page 13: Micro- et Nanoencapsulation

Polycondensation interfaciale- procédé chimique d’encapsulation - consiste à faire réagir deux monomères, l’un dans la phase dispersée, l’autre dans la phase dispersante, afin d’obtenir une membrane de polymère à la surface des gouttelettes formées.

Page 14: Micro- et Nanoencapsulation

Libération contrôlée

Libération déclenchée d’un P.A. Libération contrôlée d’un P.A.

Contraintesphysiques

Contraintes biologiques

Contraintes chimiques

Dissolution dégradation Diffusion passive

T°, pression Enzymes Dissolution Volume libreporosité

Rem : notion de burst

Page 17: Micro- et Nanoencapsulation

Bénéficier d’une structure locale dédiée au partenariatRecherche académique – industrie :

LA VALORISATION AU SEIN DE CED2C’est plus de 80 partenaires industriels dont la moitié de PME - 4200 K€ de recherche en partenariat dont 2400 K€ en contrats directs - plus de 180 personnes à temps plein et plus de 130 doctorants et post-doctorants - une chaîne de compétence complète dans le domaine de la chimie – un plateau technique de caractérisation possédant 12 nacelles de haute performance – 375 publications de niveau international en 2012 et 59 thèses engagées – 53 contrats ANR, PCRD et FUI en cours en 2012.

Le cœur de l’activité de recherche des équipes de CED2 concerne l’élaboration maîtrisée, la caractérisation et l’étude du comportement de molécules et de matériaux de fonctions pour l’énergie, la «chimie verte»,la préservation/valorisation des ressources, la protection de l’environnement et la santé.

INSTITUT CARNOT CED2 «CHIMIE, ENVIRONNEMENT ET DÉVELOPPEMENT DURABLE»