Verkapselungsverfahren

Verkapselung von Wirkstoffen und Aktivsubstanzen für die Dauerversiegelung und kontrollierte Freisetzung
 

Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC hat eine mit Patenten unterlegte Verkapselungsplattform auf Basis UV-härtender Schalensysteme installiert.

Die Verkapselung von Flüssigkeiten, d.h. die Portionierung und das Umgeben der Tropfen mit einer geeigneten Schale ist eine hohe Kunst. Hinter jedem verkapselten Produkt steckt ein großer individueller Entwicklungsaufwand. Insbesondere wässrige Lösungen, Suspensionen und Emulsionen stellen von jeher eine große Herausforderung dar. Als Lösungsansatz wurde ein robustes Vielzweck-Verkapselungsinstrument entwickelt, das nach dem Plug-and-produce-Prinzip mit einer Bibliothek unterschiedlicher Schalenmaterialien betrieben und mit geringem Umrüstaufwand an neue Verkapselungsaufgaben angepasst werden kann.

Das Verfahren basiert auf der schwingungsinduzierten Tropfenerzeugung mit Hilfe konzentrischer Düsen. Es adressiert bevorzugt den Bereich der sogenannten »Mikrokapseln« im Größenbereich von 0,3-5 mm. Die Härtung der Kapseln erfolgt im freien Fall bei hoher Strahlungsintensität und kürzester Belichtungszeit (typ. 5/100 Sekunden), woraus einerseits die geringe Belastung des Inhalts und andererseits die maximale Härtung der Schalenmaterialien resultiert. Konversionsraten von weit über 90 % drücken den Restmonomergehalt auf das Niveau der Nachweisgrenze und sorgen damit für eine neue Produktqualität.

Es steht eine Bibliothek verschiedener Schalensysteme einsatzbereit zur Verfügung, wobei Anleihen aus der Farben-, Lack,- und Tonerindustrie gemacht wurden, die in die Rubriken Vielzweck, Barriere und Freisetzung vorklassifiziert sind. Insbesondere ist ein Bestand sogenannter ethoxylierter Schalensysteme mit eingebauten Schwachstellen in Form von Polyethylenglykol-Einheiten vorhanden, die zur kontrollierten Wirkstofffreisetzung durch Quellung, osmotische Sprengung oder pH-induzierten Abbau genutzt werden können. Wasserdampf- und Aroma-Barrierematerialien sind ebenfalls verfügbar und in stetiger Verbesserung.