Nano-emulsificazione ad ultrasuoni per la microincapsulazione prima dell'asciugatura a spruzzo

• Per microincapsulare i principi attivi mediante essiccazione spray, deve essere preparata una micro o nanoemulsione stabile e di piccole dimensioni.
• L'emulsificazione ad ultrasuoni è una tecnica facile e affidabile per produrre micro e nanoemulsioni stabili.
• Come tensioattivo alternativo, i biopolimeri come la gomma arabi o WPI possono essere utilizzati nei processi di emulsificazione ad ultrasuoni come stabilizzanti alimentari.

Incapsulamento

Le emulsioni e la qualità delle emulsioni giocano un ruolo significativo per quanto riguarda l'efficienza e la stabilità delle microparticelle oleose preparate mediante processi di incapsulamento come l'essiccazione a spruzzo. Stabilità dell'emulsione, viscosità, dimensione delle gocce e rapporto olio/acqua sono fattori cruciali. Durante la lavorazione, che inizia con la preparazione dell'emulsione e termina con l'essiccazione a spruzzo, devono essere mantenute tutte quelle proprietà fisiche e chimiche dell'emulsione, al fine di evitare un deterioramento delle microparticelle. La qualità della microincapsulazione e la stabilità delle emulsioni sono strettamente correlate e influenzano in modo significativo la qualità dei prodotti finali in polvere. Pertanto, è necessaria una tecnica di emulsificazione affidabile. L'emulsificazione ad ultrasuoni è una tecnologia consolidata, che viene utilizzata in varie industrie in tutto il mondo per produrre macro, nano e microemulsioni.

Nano-emulsioni ad ultrasuoni

Gli ultrasuoni ad alte prestazioni sono ben noti per i processi di emulsificazione nell'industria alimentare, farmaceutica e cosmetica. L'applicazione di intense onde ultrasoniche è un metodo efficace per produrre emulsioni con goccioline di dimensioni micron o nanometriche. L'emulsificazione ad ultrasuoni si basa sul principio della cavitazione, in cui le onde ultrasoniche ad alta intensità e i suoi getti liquidi ad alta velocità tagliano le goccioline.’ superficie, creando così piccole gocce ed emulsioni stabili.

Stabilizzanti per emulsione

Le emulsioni ad ultrasuoni possono essere stabilizzate con emulsionanti convenzionali (es. polisorbato, sorbitano, ecc.), ma anche con biopolimeri (es. gomma di guar, gomma arabica, WPI, ecc.). Le industrie hanno riconosciuto l'enorme potenziale dei biopolimeri come stabilizzatori di emulsione. Specialmente per le emulsioni alimentari, farmaceutiche e cosmetiche, i biopolimeri consentono lo sviluppo di prodotti con una “pulito” etichetta. I biopolimeri e i complessi di biopolimeri sono disponibili in grandi volumi e di qualità alimentare. I complessi di biopolimeri (come i complessi polisaccaride-proteine) sono superiori ai biopolimeri in quanto offrono proprietà migliori di ogni singolo polimero. Un biopolimero composto da una proteina e un polisaccaride (= polimeri di carboidrati complessi) offre i benefici di ogni molecola. La proteina aumenta l'attività superficiale in modo da ottenere una maggiore saturazione dello strato superficiale ad una concentrazione significativamente inferiore. Il polisaccaride nel complesso riduce la tensione interfacciale e quindi l'energia necessaria per generare nuove superfici. In questo modo, i polisaccaridi aumentano la formazione di piccole gocce. Un complesso di biopolimeri offre il meglio di entrambi i suoi componenti e costituisce quindi un forte stabilizzatore.

Ultrasuoni ad alte prestazioni

I processori ad ultrasuoni ad alte prestazioni di Hielscher sono installati in tutto il mondo per la preparazione di macro, nano e microemulsioni stabili. Con un portafoglio di prodotti che va dal piccolo palmare dispositivi ad ultrasuoni lab a sistemi ad ultrasuoni industriali ad alta potenza per la produzione commerciale di grandi flussi di emulsioni in linea, Hielscher Ultrasonics vi offre l'ultrasuoni più adatto al vostro processo.
La potenza assorbita, l'ampiezza (spostamento al sonotrodo), la temperatura e la portata possono essere adattate ai requisiti della vostra formulazione. I nostri processori ad ultrasuoni industriali sono in grado di fornire ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200µm possono essere facilmente gestite ininterrottamente in funzionamento 24/7. Per ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonotrodi ad ultrasuoni personalizzati.
Il controllo preciso dei parametri di sonicazione e la registrazione automatica dei dati su una scheda SD integrata garantiscono un'elevata qualità di elaborazione e consentono la standardizzazione del processo. Tutti i nostri processori ad ultrasuoni sono progettati per il funzionamento 24/7 a pieno carico. Robustezza, bassa manutenzione e facilità d'uso sono ulteriori vantaggi degli ultrasuoni Hielscher, che ne fanno il vostro cavallo di battaglia nella produzione.
Accessori come l'esclusivo Hielscher's unique MultiPhaseCavitatorun inserto di cella di flusso che inietta la seconda fase tramite cannule direttamente nel punto caldo cavitazionale (vedi foto a sinistra), aiuta a configurare un sistema ottimale di emulsificazione ad ultrasuoni.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni: