Nanoemulsificação ultrassónica para microencapsulação antes da secagem por atomização

• Para microencapsular ingredientes ativos por secagem por atomização, é necessário preparar uma microemulsão ou nanoemulsão estável com gotículas de pequenas dimensões.
• A emulsificação ultrassónica é uma técnica simples e fiável para produzir microemulsões e nanoemulsões estáveis
• Como tensioativo alternativo, podem utilizar-se biopolímeros como a goma arábica ou o WPI nos processos de emulsificação ultrassónica, como estabilizadores de grau alimentar.

Encapsulação

As emulsões e a sua qualidade desempenham um papel significativo na eficiência e estabilidade das micropartículas oleosas preparadas por processos de encapsulação, como a secagem por atomização. A estabilidade da emulsão, a viscosidade, o tamanho das gotículas e a proporção óleo/água são fatores cruciais. Durante o processamento, que começa com a preparação da emulsão e termina com a secagem por atomização, todas estas propriedades físicas e químicas da emulsão devem ser mantidas para evitar a deterioração das micropartículas. A qualidade da microencapsulação e a estabilidade das emulsões estão estreitamente relacionadas e influenciam significativamente a qualidade dos produtos finais em pó. Por isso, é necessária uma técnica de emulsificação fiável. A emulsificação ultrassónica é uma tecnologia bem estabelecida, utilizada em várias indústrias em todo o mundo para produzir macroemulsões, nanoemulsões e microemulsões.

Nanoemulsões ultrassónicas

Os sonicadores de elevado desempenho estão bem estabelecidos nos processos de emulsificação das indústrias alimentar, farmacêutica e cosmética. A aplicação de ondas ultrassónicas intensas é um método eficiente para produzir emulsões com gotículas de dimensões micrométricas ou nanométricas. A emulsificação ultrassónica baseia-se no princípio da cavitação, em que as ondas ultrassónicas de elevada intensidade e os seus jatos de líquido de elevada velocidade submetem a superfície das gotículas a cisalhamento, criando assim pequenas gotículas e emulsões estáveis.

Estabilizadores de emulsões

As emulsões ultrassónicas podem ser estabilizadas utilizando agentes emulsionantes convencionais (por exemplo, polissorbato, sorbitano, etc.), mas também biopolímeros (por exemplo, goma guar, goma arábica, WPI, etc.). As indústrias reconheceram o enorme potencial dos biopolímeros como estabilizadores de emulsões. Especialmente nas emulsões alimentares, farmacêuticas e cosméticas, os biopolímeros permitem desenvolver produtos com um rótulo “limpo”. Os biopolímeros e os complexos de biopolímeros estão disponíveis em grandes quantidades e com qualidade de grau alimentar. Os complexos de biopolímeros (como os complexos polissacárido-proteína) são superiores aos biopolímeros, pois oferecem propriedades melhores do que as de cada polímero isoladamente. Um biopolímero composto por uma proteína e um polissacárido (= polímeros de hidratos de carbono complexos) oferece os benefícios de cada molécula. A proteína aumenta a atividade superficial, permitindo obter uma maior saturação da camada superficial a uma concentração significativamente mais baixa. O polissacárido presente no complexo reduz a tensão interfacial e, consequentemente, a energia necessária para gerar novas superfícies. Desta forma, os polissacáridos favorecem a formação de pequenas gotículas. Um complexo de biopolímeros oferece o melhor dos seus dois componentes, constituindo assim um estabilizador eficaz.

Sonicadores de elevado desempenho

Os processadores ultrassónicos de elevado desempenho da Hielscher estão instalados em todo o mundo para a preparação de macroemulsões, nanoemulsões e microemulsões estáveis. Com uma gama de produtos que vai desde pequenos dispositivos ultrassónicos de laboratório portáteis até sistemas ultrassónicos industriais de elevada potência para a produção comercial de grandes fluxos de emulsões em linha, a Hielscher Ultrasonics oferece-lhe o sonicador mais adequado ao seu processo.
A potência de entrada, a amplitude (deslocamento no sonotrodo), a temperatura e o caudal podem ser ajustados aos requisitos da sua formulação. Os nossos processadores ultrassónicos industriais podem fornecer amplitudes muito elevadas. É possível operar facilmente com amplitudes até 200µm de forma contínua, em funcionamento 24/7. Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultrassónicos personalizados.
O controlo preciso dos parâmetros de sonicação e o registo automático de dados num cartão SD integrado asseguram uma elevada qualidade de processamento e permitem a normalização do processo. Todos os nossos processadores ultrassónicos foram concebidos para funcionar 24/7 em plena carga. A robustez, a reduzida necessidade de manutenção e a facilidade de utilização são outras vantagens dos sonicadores da Hielscher, que os tornam equipamentos de trabalho essenciais na produção.
Acessórios da Hielscher, como o exclusivo MultiPhaseCavitator, um inserto para célula de fluxo que injeta a segunda fase através de cânulas diretamente na zona de maior intensidade da cavitação (ver imagem à esquerda), ajudam a configurar um sistema de emulsificação ultrassónica ideal.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade aproximada de processamento dos nossos sonicadores: