O tamanho da esfera é influenciado pelos seguintes parâmetros:

• Tamanho do bico - influência significativa
• Taxa de fluxo do líquido - influência moderada
• Frequência de vibração - influência moderada
• Propriedades físico-químicas da mistura de encapsulação - influência insignificante.

O parâmetro mais importante para a produção da esfera é o tamanho do bico. Normalmente o diâmetro final da esfera é aproximadamente duas vezes a abertura do bico.

O tamanho da cápsula é influenciado pelos seguintes parâmetros:

• Tamanho do bico do invólucro (externo) - influência significativa
• Tamanho do bico central (interno) – influência moderada
• Taxa de fluxo do líquido para o invólucro - influência moderada
• Taxa de fluxo do líquido para o material do núcleo - influência insignificante
• Frequência de vibração - influência moderada
• Propriedades físico-químicas da mistura de encapsulação - influência insignificante.

O parâmetro mais importante para a produção da cápsula é o tamanho do bico do invólucro. Normalmente o diâmetro final da cápsula é aproximadamente duas vezes a abertura do bico do invólucro. Isso influencia o tamanho do núcleo dentro do núcleo/invólucro das cápsulas.

• Tamanho do bico do invólucro (externo) - influência insignificante
• Tamanho do bico central (interno) – influência significativa
• Taxa de fluxo do líquido para o invólucro - influência insignificante
• Taxa de fluxo do líquido para o material do núcleo - influência significativa
• Frequência de vibração - influência moderada
• Propriedades físico-químicas da mistura de encapsulação - influência insignificante.

Os parâmetros mais importantes para o tamanho do núcleo nas cápsulas são o tamanho do bico central e a taxa de fluxo do material do núcleo. Normalmente, o diâmetro final do núcleo das cápsulas é de aproximadamente 1 a 2,5 vezes o tamanho da abertura do bico central com taxas de fluxo aumentadas que resultam em diâmetros maiores.

O aumento de escala é feito ao multiplicar o número de bicos na máquina. Ele é chamado de sistema de bicos múltiplos. Os parâmetros utilizados para o sistema de bico único devem ser aplicáveis ao sistema de bicos múltiplos. Dessa forma, não é necessário o desenvolvimento de um aumento de escala especial. Porém, o processo precisa funcionar e ser estável durante o uso do sistema de bico único antes de mudar para o sistema de bicos múltiplos: a Buchi oferece um sistema de bicos múltiplos que suporta a operação simultânea de 1 a 6 bicos pelo operador.

A frequência e as faixas de amplitude ideais para diferentes tamanhos de bico são apresentadas na tabela a seguir.  

• Diâmetro do bico: 1,0 mm          Faixa de frequência: 40 a 200 Hz          Faixa de amplitude: 6 a 9
• Diâmetro do bico: 750 mícrons   Faixa de frequência: 40 a 300 Hz          Faixa de amplitude: 5 a 9
• Diâmetro do bico: 500 mícrons   Faixa de frequência: 100 a 400 Hz        Faixa de amplitude: 2 a 5
• Diâmetro do bico: 400 mícrons   Faixa de frequência: 200 a 500 Hz        Faixa de amplitude: 1 a 4
• Diâmetro do bico: 300 mícrons   Faixa de frequência: 400 a 800 Hz        Faixa de amplitude: 1 a 3
• Diâmetro do bico: 200 mícrons   Faixa de frequência: 600 a 1200 Hz      Faixa de amplitude: 1 a 3
• Diâmetro do bico: 150 mícrons   Faixa de frequência: 800 a 1800 Hz      Faixa de amplitude: 1 a 4
• Diâmetro do bico: 80 mícrons     Faixa de frequência: 1300 a 3000 Hz    Faixa de amplitude: 4 a 4

A viscosidade da mistura de encapsulação tem os seguintes efeitos:

• Quanto maior a viscosidade, maior a velocidade mínima do jato
• Quanto maior a viscosidade, maior a taxa de fluxo de trabalho
• Quanto maior a viscosidade, menor a frequência ideal
• Quanto maior a viscosidade, maiores as esferas/cápsulas

• Polímeros naturais: Alginato de sódio, gelatina, carragena, ágar, agarose, chitosana, celulose, proteína de soro de leite, colágeno, pectina
• Polímeros sintéticos: Poliacrilamida, álcool polivinílico (PVA), poli(ácido lactico-co-glicólico) (PLGA), sulfato de celulose, poliDADMAC, poli-L-lisina, polietilenoglicol (PEG)
• Também é possível utilizar diversas ceras para produzir as cápsulas

O alginato é um polímero natural derivado da parede celular de diversas algas marinhas. Devido à sua origem natural, o tipo de alginato pode variar bastante quando oriundo de diferentes fornecedores. Tal composição diversificada pode exercer um efeito negativo na qualidade do material. O resultado pode ser a produção de partículas de baixa qualidade ou, em alguns casos, a impossibilidade de produção de esferas/cápsulas, afetando também a reprodutibilidade dos experimentos. Agora, a Buchi fornece um alginato de alta qualidade com uma composição consistente. Cada lote de alginato é pré-testado por cientistas na Buchi para garantir aos clientes a produção consistente de esferas/cápsulas de alta qualidade de forma reprodutível.

Nesse caso, o bico ou a esfera da unidade de produção está bloqueado com o polímero seco. Limpeza do bico: Consulte a seção de limpeza do bico

• Limpeza da esfera da unidade de produção: Se estiver usando um alginato, mergulhe a unidade em 0,1 M NaOH por 1 hora e, em seguida, bombeie o NaOH pela unidade usando uma bomba de seringa ou coloque a unidade em um banho de sonicação por 1 a 5 minutos para soltar o alginato. Para a gelatina, submerja em água quente (> 60 °C) e enxágue ou faça a sonicação como indicado acima.
• A sonicação ajudará a desbloquear a esfera na maioria dos materiais e a unidade deverá ser enxaguada com um líquido que possa dissolver o material bloqueador, por exemplo, para o PLGA, pode ser o diclorometano.
• O bloqueio do pré-filtro na unidade de produção também pode impedir o bombeamento do material do polímero pela esfera da unidade produtora, devendo ser trocado. Veja os vídeos no YouTube para mais detalhes.