Nanoemulsificación ultrasónica para microencapsulación antes del secado por atomización

• Para microencapsular principios activos mediante secado por pulverización, es necesario preparar una microemulsión o nanoemulsión estable de tamaño fino.
• La emulsificación ultrasónica es una técnica sencilla y fiable para producir microemulsiones y nanoemulsiones estables.
• Como tensioactivos alternativos, biopolímeros como la goma arábiga o el WPI pueden utilizarse en procesos de emulsificación por ultrasonidos como estabilizadores de grado alimentario.

encapsulación

Las emulsiones y su calidad desempeñan un papel importante en la eficacia y estabilidad de las micropartículas oleosas preparadas mediante procesos de encapsulación como el secado por pulverización. La estabilidad de la emulsión, la viscosidad, el tamaño de las gotas y la proporción aceite/agua son factores cruciales. Durante el proceso, que comienza con la preparación de la emulsión y termina con el secado por atomización, deben mantenerse todas esas propiedades físicas y químicas de la emulsión, para evitar un deterioro de las micropartículas. La calidad de la microencapsulación y la estabilidad de las emulsiones están estrechamente relacionadas e influyen significativamente en la calidad final de los productos en polvo. Por lo tanto, se requiere una técnica de emulsificación fiable. La emulsificación ultrasónica es una tecnología bien establecida, que se utiliza en diversas industrias de todo el mundo para producir macroemulsiones, nanoemulsiones y microemulsiones.

Nanoemulsiones ultrasónicas

Los ultrasonidos de alto rendimiento están muy consolidados en los procesos de emulsificación de la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética. La aplicación de ondas ultrasónicas intensas es un método eficaz para producir emulsiones con gotas de tamaño micrométrico o nanométrico. La emulsificación ultrasónica se basa en el principio de cavitación, en el que las ondas ultrasónicas de alta intensidad y sus chorros de líquido de alta velocidad cizallan las gotitas’ superficie, creando así pequeñas gotas y emulsiones estables.

Estabilizadores de emulsiones

Las emulsiones ultrasónicas pueden estabilizarse con agentes emulsionantes convencionales (por ejemplo, polisorbato, sorbitán, etc.), pero también con biopolímeros (por ejemplo, goma guar, goma arábiga, WPI, etc.). La industria ha reconocido el enorme potencial de los biopolímeros como estabilizadores de emulsiones. Especialmente en el caso de las emulsiones alimentarias, farmacéuticas y cosméticas, los biopolímeros permiten desarrollar productos con una “limpiar” etiqueta. Los biopolímeros y los complejos de biopolímeros están disponibles en grandes volúmenes y son de calidad alimentaria. Los complejos de biopolímeros (como los complejos polisacárido-proteína) son superiores a los biopolímeros, ya que ofrecen mejores propiedades que cada polímero por separado. Un biopolímero compuesto por una proteína y un polisacárido (= polímeros de hidratos de carbono complejos) ofrece las ventajas de cada molécula. La proteína aumenta la actividad superficial, de modo que se obtiene una mayor saturación de la capa superficial con una concentración significativamente menor. El polisacárido del complejo reduce la tensión interfacial y, por tanto, la energía necesaria para generar nuevas superficies. De este modo, los polisacáridos potencian la formación de pequeñas gotas. Un complejo de biopolímeros ofrece lo mejor de sus dos componentes y constituye, por tanto, un potente estabilizador.

Ultrasonicadores de alto rendimiento

Los procesadores ultrasónicos de alto rendimiento de Hielscher están instalados en todo el mundo para la preparación de macroemulsiones, nanoemulsiones y microemulsiones estables. Con una cartera de productos que va desde los pequeños procesadores de mano Dispositivos de ultrasonidos para laboratorio a sistemas ultrasónicos industriales de alta potencia para la producción comercial de grandes flujos de emulsiones en línea, Hielscher Ultrasonics le ofrece el ultrasonicador más adecuado para su proceso.
La potencia de entrada, la amplitud (desplazamiento en el sonotrodo), la temperatura y el caudal pueden ajustarse a los requisitos de su formulación. Nuestros procesadores ultrasónicos industriales pueden proporcionar amplitudes muy elevadas. Amplitudes de hasta 200µm pueden funcionar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7. Para amplitudes aún mayores, disponemos de sonotrodos ultrasónicos personalizados.
El control preciso de los parámetros de sonicación y el registro automático de datos en una tarjeta SD integrada garantizan una alta calidad de procesamiento y permiten la estandarización del proceso. Todos nuestros procesadores ultrasónicos están diseñados para funcionar 24 horas al día, 7 días a la semana, a plena carga. La robustez, el bajo mantenimiento y la facilidad de uso son otras ventajas de los ultrasonicadores de Hielscher, que los convierten en su caballo de batalla en la producción.
Accesorios como el exclusivo Hielscher MultiFaseCavitadorUn inserto de celda de flujo que inyecta la segunda fase a través de cánulas directamente en el punto caliente de cavitación (véase la imagen de la izquierda) ayuda a configurar un sistema óptimo de emulsificación ultrasónica.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: