MGM, CON SEDE A VERONA

MGM, con sede a Verona, annovera tra le sue tecniche di lavorazione il procedimento della microincapsulazione, che consiste  nel rivestire minute goccioline di liquidi o bollicine gassose o piccole quantità di solidi con una sottile pellicola, di solito costituita da polimeri naturali o sintetici, in modo da formare microcapsule.

Si tratta di una metodologia utilizzata in diversi ambiti, tra cui, quello industriale e sotto-categorie correlate ad esso.

SFTRUTTIAMO LE CAPACITÀ DELLA PIEZOLETTRICITÀ

Sftruttiamo le capacità della piezolettricità, il quale è un fenomento naturale riscontrabile in alcune sostanze allo stato cristallino, come il biossido di Silicio (SI02), conosciuto comunemente come quarzo. Le tecniche più aggiornate al fine di generare vibrazioni si riferiscono a oscillazioni meccaniche cone frequenze oltre i 18.000 Hz, si basano sull’impiego di particolari ceramiche piezolettriche come il Titano e lo Zirconato di Piombo o una loro miscela.

Attraverso una tensione elettrica alternata a due facce di un chip pizoelettrico di ceramica, si può ottenere una contrazione e un’espansione del materiale in fase di con la tensione elettrica applicata. Mediante una struttura metallica che catturi un dispositivo pizoelettrico, è possibile ottenere un trasduttore il quale alimentato da un generatore proprio, converte l’energia elettrica in energia meccanica sotto forma di oscillazioni ad alta frequenza. Il trasduttore è collegato a un elemento denominato Booster che agisce come un amplificatore dell’ampiezza di vibrazione.

Il booster è sua volta collegato a un Sonostrodo che trasmette energia sul quale vogliamo lavorare. La presenza di trasduttore-booster-sonotrodo rappresenta il gruppo vibrante e sono costruiti meccanicamente con materiali ad alto coefficiente elastico, resistenti a sforzi intensi, con ampiezze tra 25 e 60 µ. Grazie all’uso di leghe speciali in alluminio e tetano, strumentazioni del genere divengono un mezzo ideale di trasmissione di energia in vibrazioni. Il trasduttore, quindi, è un elemento che genera delle vibrazioni meccaniche con determinate frequenze e ampiezze, le quali trovano utilizzo in un’estesa gamma di applicazioni industriali.

LA NEBULIZZAZIONE

La nebulizzazione consiste nel versare una goccia di liquido su una piastrina di materiale piezoceramico, generando un’accelerazione del liquido maggiore alla forza di coesione del liquido stesso e, conseguentemente, provocando la nebulizzazione in micro bollicine. Si viene a creare, quindi, un processo di ebolizione a freddo. Grazie a questo fenomeno, si sono realizzate numerose applicazioni quali i nebulizzatori ad ultrasuoni, impiegati in campo medico per l’aerosolterapia. Le frequenze necessarie per ricavare questo tipo di nebulizzazioni sono abbastanza alte, di circa 1-2 Mhz. Con le frequenze minori, invece, si ottengono goccioline più grosse di diametro di qualche centinaio di µm, determinanti per la realizzazione del fenomeno di microincapsulazione.

Spray congealing si verifica quando il materiale di copertura è composto di un prodotto con un punto di fusione basso in corrispondenza del quale il principio attivo da proteggere viene disperso. Attraverso l’atomizzazione della miscela così ottenuta e attendendo che le microsfere di ritornare allo stato solido, si possono ricavare dei granuli di principio attivo completamente avvolti dal materiale a basso punto di fusione. Il prodotto finale è il risultato di un insieme di microsfere aventi una forma geometrica perfetta ad alta scorrevolezza.

Lo spray Drying si ha, invece, nel caso in cui la miscela di copertura sia rappresentata da una soluzione liquida nella quale il principio attivo viene disperso.In questo specifico caso, le microgocce ottenute devono essere essicate con apparecchiature speciali.

RIGUARDO AL FUNZIONAMENTO DEL PROCEDIMENTO

Riguardo al funzionamento del procedimento, l’unità di microincapsulazione è composta da un generatore di potenza di 20KHz che guida il gruppo vibrante costituito da trasduttore, booster e sonostrodo. Un supporto di acciaio inossidabile temprato viene applicato sulla parte terminale del sonotrodo, collegato ad esso in corrispondenza del punto nodale in modo da interferire il meno possibile con la vibrazione meccanica derivante dal sonotrodo stesso.

Per la microincapsulazione, vengono utilizzati dei basso fondenti di cere, i quali presentano punti di fusione tra i 45°C e i 75÷80°C, rendendo necessario, quindi, determinare e mantenere queste temperature sia per la parte terminale del sonotrodo e sia riguardo tutta la parte destinata a convogliare il liquido. Tutto ciò si ottiene attraverso un dispositivo a doppia parete in cui viene fatto circolare un liquido di riscaldamento, solitamente acqua, dove la parete interna funge da convogliatore per il basso fondente da nebulizzare.

La parte terminale del convogliatore è realizzata in modo tale che risulti intercambiabile, in quanto la fenditura di passaggio del liquido da nebulizzare deve risultare proporzionale alla densità e alla viscosità del del liquido stesso perché la sua dimensione influenza il diametro medio delle goccioline ottenute, mediamente compreso tra 100 e 300 µ. In seguito, si è notato che, facendo passare le particelle in un ambiente freddo ottenute dalla nebulizzazione (mediante gas di Azoto liquido), avviene uno scambio termico facilitato, in quanto il materiale nebulizzato presenta, sotto l’azione del gas, una superficie particolarmente estesa. Questo determina un aumento notevole della velocità di scambio.

IL LIQUIDO DI RISCALDAMENTO IMPIEGATO

Il liquido di riscaldamento impiegato nel caso di prodotti basso-fondenti si riversa nella camera esterna del serbatorio e viene fatto circolare da una pompa. Ciò evita che il materiale basso-fondente venga a contatto con punti freddi e tenda a solidificarsi. All’interno della camera, è presente un sistema di raccolta del prodotto. Internamente, vicino alle pareti, vengono montati degli ugelli che immettono il gas di azoto nella camera stessa. Attraverso dispositivi di controllo esterni, si può impostare e regolare sia la temperatura del liquido di riscaldamento e sia la temperatura interna della camera. Siccome le microgocce solidificate si presentano con una forma perfettamente sferica, si ottiene una polvere perfettamente particolarmente scorrevole, peculiarità che ne facilita la raccolta. In base al materiale raccolto, lo sviluppo del processo continua attraverso tre fasi:

  • nel caso di processo di Spray Congealing, che usano supporti con punto di fusione basso, il prodotto raccolto sul fondo della cella ed emesso fuori automaticamente, risulta essere pronto per l’uso finale;
  • nel caso di Spray Drying, il prodotto raccolto in una cella può essere trasmesso a una unità disidratanete (liofilizzatore), il quale permette la sublimazione a bassa temperature e, in caso, il recupero di solventi. Agire con il freddo in un’atmosfera controllata determina una condizione molto favorevole se si impiegano principi attivi termolabili.
  • il terzo procedimento consiste nel trattamento di prodotti liquidi o solidi da micro-incapsulare in matrici composte da materiali grassi con punto di fusione variabile, che, una volta ricoperti il prodotto, lo rendono solido a temperatura ambiente.

Tecnologie del genere sono estremamente interessanti sia in campo farmaceutico e sia in quello alimentare e fitofarmacologico. Si possono, infatti, proteggere sia principi attivi di farmaci e rendere utilizzabili materiali con elevata tossività. In merito ai prodotti alimentari, invece, l’azione di congelamento o solidificazione viene eseguita in gas inerte in modo talmente rapido, tale da conservare le proprietà organolettiche del prodotto, e le microsfere ottenute sono estremamente piccole.

+ ULTRASUONI

SFTRUTTIAMO LE CAPACITÀ DELLA PIEZOLETTRICITÀ

Sftruttiamo le capacità della piezolettricità, il quale è un fenomento naturale riscontrabile in alcune sostanze allo stato cristallino, come il biossido di Silicio (SI02), conosciuto comunemente come quarzo. Le tecniche più aggiornate al fine di generare vibrazioni si riferiscono a oscillazioni meccaniche cone frequenze oltre i 18.000 Hz, si basano sull’impiego di particolari ceramiche piezolettriche come il Titano e lo Zirconato di Piombo o una loro miscela.

Attraverso una tensione elettrica alternata a due facce di un chip pizoelettrico di ceramica, si può ottenere una contrazione e un’espansione del materiale in fase di con la tensione elettrica applicata. Mediante una struttura metallica che catturi un dispositivo pizoelettrico, è possibile ottenere un trasduttore il quale alimentato da un generatore proprio, converte l’energia elettrica in energia meccanica sotto forma di oscillazioni ad alta frequenza. Il trasduttore è collegato a un elemento denominato Booster che agisce come un amplificatore dell’ampiezza di vibrazione.

Il booster è sua volta collegato a un Sonostrodo che trasmette energia sul quale vogliamo lavorare. La presenza di trasduttore-booster-sonotrodo rappresenta il gruppo vibrante e sono costruiti meccanicamente con materiali ad alto coefficiente elastico, resistenti a sforzi intensi, con ampiezze tra 25 e 60 µ. Grazie all’uso di leghe speciali in alluminio e tetano, strumentazioni del genere divengono un mezzo ideale di trasmissione di energia in vibrazioni. Il trasduttore, quindi, è un elemento che genera delle vibrazioni meccaniche con determinate frequenze e ampiezze, le quali trovano utilizzo in un’estesa gamma di applicazioni industriali.

+ NEBULIZZAZIONE

LA NEBULIZZAZIONE

La nebulizzazione consiste nel versare una goccia di liquido su una piastrina di materiale piezoceramico, generando un’accelerazione del liquido maggiore alla forza di coesione del liquido stesso e, conseguentemente, provocando la nebulizzazione in micro bollicine. Si viene a creare, quindi, un processo di ebolizione a freddo. Grazie a questo fenomeno, si sono realizzate numerose applicazioni quali i nebulizzatori ad ultrasuoni, impiegati in campo medico per l’aerosolterapia. Le frequenze necessarie per ricavare questo tipo di nebulizzazioni sono abbastanza alte, di circa 1-2 Mhz. Con le frequenze minori, invece, si ottengono goccioline più grosse di diametro di qualche centinaio di µm, determinanti per la realizzazione del fenomeno di microincapsulazione.

Spray congealing si verifica quando il materiale di copertura è composto di un prodotto con un punto di fusione basso in corrispondenza del quale il principio attivo da proteggere viene disperso. Attraverso l’atomizzazione della miscela così ottenuta e attendendo che le microsfere di ritornare allo stato solido, si possono ricavare dei granuli di principio attivo completamente avvolti dal materiale a basso punto di fusione. Il prodotto finale è il risultato di un insieme di microsfere aventi una forma geometrica perfetta ad alta scorrevolezza.

Lo spray Drying si ha, invece, nel caso in cui la miscela di copertura sia rappresentata da una soluzione liquida nella quale il principio attivo viene disperso.In questo specifico caso, le microgocce ottenute devono essere essicate con apparecchiature speciali.

+ FUNZIONAMENTO

RIGUARDO AL FUNZIONAMENTO DEL PROCEDIMENTO

Riguardo al funzionamento del procedimento, l’unità di microincapsulazione è composta da un generatore di potenza di 20KHz che guida il gruppo vibrante costituito da trasduttore, booster e sonostrodo. Un supporto di acciaio inossidabile temprato viene applicato sulla parte terminale del sonotrodo, collegato ad esso in corrispondenza del punto nodale in modo da interferire il meno possibile con la vibrazione meccanica derivante dal sonotrodo stesso.

Per la microincapsulazione, vengono utilizzati dei basso fondenti di cere, i quali presentano punti di fusione tra i 45°C e i 75÷80°C, rendendo necessario, quindi, determinare e mantenere queste temperature sia per la parte terminale del sonotrodo e sia riguardo tutta la parte destinata a convogliare il liquido. Tutto ciò si ottiene attraverso un dispositivo a doppia parete in cui viene fatto circolare un liquido di riscaldamento, solitamente acqua, dove la parete interna funge da convogliatore per il basso fondente da nebulizzare.

La parte terminale del convogliatore è realizzata in modo tale che risulti intercambiabile, in quanto la fenditura di passaggio del liquido da nebulizzare deve risultare proporzionale alla densità e alla viscosità del del liquido stesso perché la sua dimensione influenza il diametro medio delle goccioline ottenute, mediamente compreso tra 100 e 300 µ. In seguito, si è notato che, facendo passare le particelle in un ambiente freddo ottenute dalla nebulizzazione (mediante gas di Azoto liquido), avviene uno scambio termico facilitato, in quanto il materiale nebulizzato presenta, sotto l’azione del gas, una superficie particolarmente estesa. Questo determina un aumento notevole della velocità di scambio.

+ FASE FINALE

IL LIQUIDO DI RISCALDAMENTO IMPIEGATO

Il liquido di riscaldamento impiegato nel caso di prodotti basso-fondenti si riversa nella camera esterna del serbatorio e viene fatto circolare da una pompa. Ciò evita che il materiale basso-fondente venga a contatto con punti freddi e tenda a solidificarsi. All’interno della camera, è presente un sistema di raccolta del prodotto. Internamente, vicino alle pareti, vengono montati degli ugelli che immettono il gas di azoto nella camera stessa. Attraverso dispositivi di controllo esterni, si può impostare e regolare sia la temperatura del liquido di riscaldamento e sia la temperatura interna della camera. Siccome le microgocce solidificate si presentano con una forma perfettamente sferica, si ottiene una polvere perfettamente particolarmente scorrevole, peculiarità che ne facilita la raccolta. In base al materiale raccolto, lo sviluppo del processo continua attraverso tre fasi:

  • nel caso di processo di Spray Congealing, che usano supporti con punto di fusione basso, il prodotto raccolto sul fondo della cella ed emesso fuori automaticamente, risulta essere pronto per l’uso finale;
  • nel caso di Spray Drying, il prodotto raccolto in una cella può essere trasmesso a una unità disidratanete (liofilizzatore), il quale permette la sublimazione a bassa temperature e, in caso, il recupero di solventi. Agire con il freddo in un’atmosfera controllata determina una condizione molto favorevole se si impiegano principi attivi termolabili.
  • il terzo procedimento consiste nel trattamento di prodotti liquidi o solidi da micro-incapsulare in matrici composte da materiali grassi con punto di fusione variabile, che, una volta ricoperti il prodotto, lo rendono solido a temperatura ambiente.

Tecnologie del genere sono estremamente interessanti sia in campo farmaceutico e sia in quello alimentare e fitofarmacologico. Si possono, infatti, proteggere sia principi attivi di farmaci e rendere utilizzabili materiali con elevata tossività. In merito ai prodotti alimentari, invece, l’azione di congelamento o solidificazione viene eseguita in gas inerte in modo talmente rapido, tale da conservare le proprietà organolettiche del prodotto, e le microsfere ottenute sono estremamente piccole.