Tecnica farmaceutica - introduzione Spray dryer

La tecnologia S per la produzione di polveri nanometriche

Lo S è una tecnologia innovativa per la produzione di polveri nanometriche, cioè spray-drying, che permette di ottenere polveri con particelle nella scala dei nanometri. Questo metodo è ampiamente impiegato nei settori chimico, farmaceutico e alimentare.

Il processo di essiccazione consente di produrre polveri fini con una granulometria definita, partendo da soluzioni, dispersioni ed emulsioni. Queste soluzioni e emulsioni sono ampiamente utilizzate nell'industria farmaceutica per ottenere alimenti in polvere, granuli o agglomerati a partire da prodotti liquidi con almeno il 50% di solidi.

Il liquido viene pompato nella camera di nebulizzazione da un atomizzatore centrifugo che, ruotando ad elevata velocità, lo nebulizza e lo centrifuga verso le pareti della camera. La camera è internamente riscaldata da una corrente di aria calda, solitamente a 180°C. Il contatto tra l'aria e il prodotto atomizzato provoca l'evaporazione delle piccole gocce d'acqua formatesi durante il processo.

La nebulizzazione. Fondamentale per ottimizzare il processo è la temperatura dell'aria all'interno della camera. Il ridotto tempo di permanenza e la temperatura sulla superficie del prodotto all'interno della camera consentono di preservarne al meglio i componenti termosensibili.

N.B. Lo spray dryers è un vero "atomizzatore" in quanto il prodotto liquido (sia esso soluzione, dispersione o emulsione) viene "atomizzato", cioè ridotto in gocce così minute che, in seguito all'evaporazione rapida del solvente, permette di ottenere una polvere particolarmente fine e di granulometria uniforme allo scopo di aumentare la solubilità del prodotto. L'aria di essiccazione agisce su una superficie così estesa da permettere un'istantanea evaporazione della fase liquida con conseguente immediato abbassamento della temperatura dell'aria. Grazie a questo principio, nell'atomizzatore si possono trattare

prodotti termolabili senza perdita di attività. È importante che, durante tale processo, non si giunga ad annullare del tutto il contenuto d'acqua presente nella miscela poiché, così facendo, si ridurrebbe la possibilità di formatura della massa di polvere ottenuta. Di solito, si opera in modo che, alla fine del processo, si passi da un iniziale e più alto contenuto d'acqua (circa 33-37% in peso) ad un contenuto molto più basso.

IMPORTANTISSIMO!!! Le gocce che vengono prodotte possono avere un'ampia varietà di morfologie (porose, a guscio, a ciambella, piene ecc.). In Fig. 1 sono rappresentate le morfologie possibili sulla base dei diversi meccanismi di precipitazione. Si può notare come, inizialmente, la particella vada incontro ad una contrazione di volume dovuta all'evaporazione del solvente dalla superficie; poi a seconda delle condizioni operative e della concentrazione dei sali in soluzione, può