噴霧乾燥前のマイクロカプセル化のための超音波ナノ乳化

• 噴霧乾燥によって有効成分をマイクロカプセル化するには、微細で安定したマイクロエマルションまたはナノエマルションを調製する必要があります。
• 超音波乳化は、安定したマイクロエマルションおよびナノエマルションを生成するための簡便で信頼性の高い技術です
• 超音波乳化プロセスでは、代替の界面活性剤として、アラビアガムやWPIなどの生体高分子を食品グレードの安定剤として使用できます。

カプセル化

エマルションとその品質は、噴霧乾燥などのカプセル化プロセスによって調製される油性微粒子の製造効率と安定性に重要な役割を果たします。エマルションの安定性、粘度、液滴径、油／水比は重要な要因です。エマルションの調製から始まり噴霧乾燥で終わる処理の間、微粒子の劣化を防ぐために、エマルションのこれらすべての物理的・化学的特性を維持する必要があります。マイクロカプセル化の品質とエマルションの安定性は密接に関連しており、最終的な粉末製品の品質に大きく影響します。そのため、信頼性の高い乳化技術が必要です。超音波乳化は確立された技術であり、マクロエマルション、ナノエマルション、マイクロエマルションを生成するために、世界中のさまざまな産業で使用されています。

超音波によるナノエマルション

高性能超音波装置は、食品、医薬品、化粧品産業の乳化プロセスで広く定着しています。強力な超音波の照射は、マイクロメートルサイズまたはナノサイズの液滴を持つエマルションを生成する効率的な方法です。超音波乳化はキャビテーションの原理に基づいており、高強度の超音波とそれによって生じる高速の液体ジェットが液滴表面にせん断を加え、小さな液滴と安定したエマルションを形成します。

エマルション安定剤

超音波で生成したエマルションは、従来の乳化剤（ポリソルベート、ソルビタンなど）だけでなく、生体高分子（グアーガム、アラビアガム、WPIなど）を使用して安定化することもできます。産業界では、エマルション安定剤としての生体高分子の大きな可能性が認識されています。特に食品、医薬品、化粧品のエマルションでは、生体高分子によって「クリーン」なラベル表示の製品を開発できます。生体高分子および生体高分子複合体は、食品グレードの品質で大量に入手できます。生体高分子複合体（多糖類とタンパク質の複合体など）は、それぞれの高分子単独よりも優れた特性を示すため、生体高分子よりも優れています。タンパク質と多糖類（＝複合糖質高分子）から構成される生体高分子は、それぞれの分子の利点を備えています。タンパク質は表面活性を高めるため、大幅に低い濃度で、より高い表面層の飽和度が得られます。複合体中の多糖類は界面張力を低下させ、それによって新たな表面を形成するために必要なエネルギーを低減します。このように、多糖類は小さな液滴の形成を促進します。生体高分子複合体は両方の構成成分の最良の特性を備えているため、強力な安定剤となります。

高性能超音波装置

Hielscherの高性能超音波プロセッサーは、安定したマクロエマルション、ナノエマルション、マイクロエマルションの調製のために世界中で導入されています。製品ラインナップは、小型ハンドヘルド型の 実験室用超音波装置 から 高出力の産業用超音波システム までを網羅し、後者は大量のエマルションをインラインで商業生産するためのものです。Hielscher Ultrasonicsは、お客様のプロセスに最適な超音波装置を提供します。
投入電力、振幅（ソノトロードの変位）、温度、流量は、お客様の配合の要件に合わせて調整できます。当社の産業用超音波プロセッサーは、非常に高い振幅を実現できます。最大200µmの振幅で、24時間・週7日の連続運転を容易に行えます。さらに高い振幅に対応するために、特注の超音波ソノトロードも用意されています。
超音波処理パラメータの精密な制御と、内蔵SDカードへの自動データ記録により、高い処理品質を確保し、プロセスの標準化を可能にします。当社のすべての超音波プロセッサーは、全負荷で24時間・週7日運転するように設計されています。堅牢性、メンテナンスの少なさ、使いやすさもHielscherの超音波装置の利点であり、生産現場の主力装置として活躍します。
Hielscher独自の MultiphaseCavitatorは、カニューレを介して第二相をキャビテーションのホットスポットに直接注入するフローセル用インサートです（左の画像を参照）。このようなアクセサリーは、最適な超音波乳化システムの構築に役立ちます。
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力の目安を示しています。