La dimensione delle beads dipende dai seguenti parametri:

• Dimensione dell’ugello – influsso rilevante
• Portata del liquido – influsso moderato
• Frequenza di vibrazione – influsso moderato
• Proprietà fisico-chimiche della miscela di incapsulamento – influsso scarso./li>

Il parametro più importante per la produzione di bead è la dimensione dell’ugello. In generale il diametro finale delle beads è circa il doppio dell’apertura dell’ugello.

La dimensione delle capsule dipende dai seguenti parametri:

• Dimensione ugello esterno – influsso rilevante
• Dimensione ugello interno – influsso moderato
• Portata del liquido per membrana esterna – influsso moderato
• Portata del liquido per nucleo interno – influsso scarso
• Frequenza di vibrazione – influsso moderato
• Proprietà fisico-chimiche della miscela di incapsulamento – influsso scarso

Il parametro più importante per la produzione di capsule è la dimensione dell’ugello per la formazione della membrana esterna. In generale il diametro finale delle capsule è circa il doppio dell’apertura dell’ugello per la formazione della membrana esterna.

• Dimensione ugello esterno – influsso scarso
• Dimensione ugello interno – influsso rilevante
• Portata del liquido per membrana esterna – influsso scarso
• Portata del liquido per nucleo interno – influsso rilevante
• Frequenza di vibrazione – influsso moderato
• Proprietà fisico-chimiche della miscela di incapsulamento – influsso scarso

Il parametro più importante per la dimensione del nucleo interno delle capsule è la dimensione dell’ugello per la formazione del nucleo e la relativa portata di materiale. In generale il diametro finale del nucleo all’interno delle capsule è di circa 1 – 2,5 volte la dimensione dell’apertura del relativo ugello; l’aumento della portata produce diametri maggiori.

L’aumento di scala si ottiene semplicemente moltiplicando il numero di ugelli sullo strumento, ottenendo il cosiddetto sistema a ugelli multipli. I parametri utilizzati per il sistema a ugello singolo dovrebbero essere applicati anche al sistema a ugelli multipli. Per questo motivo non sono necessari requisiti particolari per l’aumento di scala. Tuttavia, il processo deve funzionare correttamente ed essere stabile con l’utilizzo di un sistema a ugello singolo, prima che si possa passare a un sistema a ugelli multipli: BUCHI fornisce questo tipo di sistema a ugelli multipli, che permette all’operatore di utilizzare contemporaneamente da 1 a 6 ugelli.

La frequenza e l’intervallo di ampiezza ottimali per le diverse dimensioni dell’ugello sono riportate nella tabella seguente.

• Diametro dell’ugello: 1,0 mm Intervallo di frequenza: 40-200 Hz Intervallo di ampiezza: 6-9
• Diametro dell’ugello: 750 micron Intervallo di frequenza: 40-300 Hz Intervallo di ampiezza: 5-9
• Diametro dell'ugello: 500 micron Intervallo di frequenza: 100-400 Hz Intervallo di ampiezza: 2-5
• Diametro dell’ugello: 400 micron Intervallo di frequenza: 200-500 Hz Intervallo di ampiezza: 1–4
• Diametro dell’ugello: 300 micron Intervallo di frequenza: 400–800 Hz Intervallo di ampiezza: 1–3
• Diametro dell’ugello: 200 micron Intervallo di frequenza: 600–1200 Hz Intervallo di ampiezza: 1–3
• Diametro dell’ugello: 150 micron Intervallo di frequenza: 800–1800 Hz Intervallo di ampiezza: 1–4
• Diametro dell’ugello: 80 micron Intervallo di frequenza: 1300–3000 Hz Intervallo di ampiezza: 4–4

La viscosità della miscela di incapsulamento ha i seguenti effetti:

• Maggiore è la viscosità, maggiore è la velocità minima del getto
• Maggiore è la viscosità, maggiore è la portata operativa
• Maggiore è la viscosità, minore è la frequenza ottimale
• Maggiore è la viscosità, maggiori sono le dimensioni delle beads/capsule

• Polimeri naturali: alginato di sodio, gelatina, lambda-carragenina, agar, agarosio, chitosano, cellulosa, proteine del siero di latte, collagene, pectina
• Polimeri sintetici: Poliacrilammide, alcol polivinilico (PVA), poli(acido lattico-co-glicolico) (PLGA), solfato di cellulosa, poliDADMAC, poli-L-lisina, polietilenglicole (PEG)
• Per produrre le capsule si può utilizzare anche una serie di cere

L’alginato è un polimero naturale ottenuto dalla parete cellulare di diverse alghe marine. A causa della sua origine naturale, i vari tipi di alginati provenienti dai diversi fornitori possono presentare differenze estremamente marcate; questa variabilità nella composizione può avere un effetto negativo sulla qualità dell’alginato. La conseguenza può essere la produzione di particelle di scarsa qualità, mentre in alcuni casi non si riescono a produrre beads/capsule, e questo si riflette anche sulla riproducibilità degli esperimenti. BUCHI fornisce un alginato di alta qualità con una composizione costante. Ogni lotto di alginato viene sottoposto a verifiche preventive da parte degli esperti BUCHI, per garantire che i clienti possano produrre beads/capsule di alta qualità in modo costante e riproducibile.

In questo caso l’ugello o l’unità di produzione delle beads è bloccata da residui polimerici secchi. Pulizia dell’ugello: vedi capitolo sulla pulizia dell’ugello.

• Pulizia dell’unità di produzione delle beads: se è stato utilizzato un alginato, immergere l’unità in 0,1 M NaOH per 1 h, poi pompare NaOH attraverso l’unità utilizzando una pompa a siringa o posizionare l’unità in un bagno a ultrasuoni per 1 – 5 minuti per fare sciogliere l’alginato. In caso di gelatine, immergere in acqua calda (> 60 °C) ed effettuare il flussaggio o il bagno a ultrasuoni come sopra.
• Per la maggior parte dei materiali il bagno a ultrasuoni permette di staccare il blocco, poi l’unità dovrà essere flussata con un liquido che possa sciogliere il materiale in essa trattenuto; in caso di PGLA si può usare il diclorometano.
• Anche un blocco del pre-filtro nell’unità di produzione può impedire il pompaggio del materiale polimerico attraverso l’unità di produzione delle beads e dovrebbe essere sostituito. Vedi i video su YouTube per ulteriori dettagli.