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Sprühtrocknung Übersicht
Bei der konventionellen Sprühtrocknung und dem elektrostatischen PolarDry®-Trocknungsverfahren werden Flüssigkeitströpfchen zerstäubt und in einen Strom von Trocknungsgas gesprüht, um ein trockenes, pulverförmiges Material zu erzeugen.
Bei der herkömmlichen Sprühtrocknung gibt es zwei verschiedene Phasen:
1. Während der Phase mit konstanter Geschwindigkeit ist der Großteil der auf den Tropfen übertragenen Wärme latent und wird für die Verdampfung des Lösungsmittels verwendet. Wenn mehr Lösungsmittel verdampft, bildet der feste Inhalt der äußeren Schicht des Tropfens eine feste Hülle, der Kern bleibt jedoch feucht.
2. Danach folgt die Phase der abnehmenden Trocknungsrate, in der die Temperatur erhöht wird, um das verbleibende Lösungsmittel vollständig zu verdampfen. Dies kann bei temperaturempfindlichen Wirkstoffen wie Mikroorganismen, Probiotika und Proteinen zu Problemen führen.
Beim PolarDry-Niedertemperatur-Trocknungsverfahren wird der elektrostatische Effekt genutzt, um die Tröpfchenkomponenten auf der Grundlage ihrer Polarität zu schichten. Wenn sich das Ausgangsmaterial in einem polaren Lösungsmittel befindet, werden die Feststoffe in das Innere des Tropfens und das Lösungsmittel nach außen getrieben. Dadurch wird die Bildung von Schalen verhindert und die Trocknungsphase mit fallender Rate entfällt, was eine schnelle und effiziente Trocknung bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht.
PolarDry Elektrostatische Sprühtrocknung und Mikroverkapselung
Bei der Mikroverkapselung weist jede Emulsionskomponente unterschiedliche Polaritäten auf. Wenn eine elektrostatische Ladung angelegt wird, haben ein stärker polarisiertes Lösungsmittel und ein Träger das größte elektrische Dipolmoment, während ein weniger polarer Wirkstoff einen kleineren Dipol hat. Die Lösungsmittelmoleküle stoßen sich gegenseitig und die Feststoffteilchen ab und zwingen das Lösungsmittel und den Träger, an die äußere Oberfläche des Tröpfchens zu wandern, während der Wirkstoff in der Mitte bleibt.
Das Treiben des Lösungsmittels an die äußere Oberfläche führt zu einer nahezu perfekten Verkapselung des Wirkstoffs ohne hohe Temperaturen, was Ihnen helfen kann, lebensfähigere und stabilere Produkte für Ihre Märkte zu entwickeln.
Herausforderungen bei der traditionellen Sprühtrocknung
Mit Ausnahme der elektrostatischen Verfahren hat sich die Sprühtrocknungstechnologie seit dem späten 19. Jahrhundert nicht wesentlich weiterentwickelt.
Bei der Verkapselung in einem herkömmlichen Sprühtrockner wird in der Regel eine Emulsion verwendet, die aus einem Lösungsmittel, einem Träger auf Stärkebasis und einem Wirkstoff wie einem Öl oder Vitamin besteht. Die Emulsion wird zerstäubt und ein Trocknungsgas mit einer Temperatur von 200 °C oder höher eingeleitet. Im Idealfall soll sich um den Wirkstoff eine schützende Schicht aus Trägermaterial bilden, die den Wirkstoff vor Oxidation schützt, und das Lösungsmittel austrocknen.
Leider kann die für die konventionelle Sprühtrocknung erforderliche starke Hitze das Endprodukt beeinträchtigen, insbesondere bei Arzneimitteln und Nahrungsergänzungsmitteln, die lebende Mikroorganismen, Pflanzenextrakte oder Wirkstoffe auf Proteinbasis enthalten. Darüber hinaus kann dieser weniger effiziente Ansatz dazu führen, dass der Wirkstoff im Inneren des Tröpfchens und auf der Oberfläche eingeschlossen wird, wodurch das Ziel der Mikroverkapselung verfehlt wird.
