Tecnica farmaceutica - introduzione Spray dryer

Tecnologia innovativa per la produzione di polveri nanometriche

Lo spray-drying è una tecnologia innovativa per la produzione di polveri nanometriche, cioè polveri aventi particelle nella scala dei nanometri, nei settori chimico, farmaceutico e alimentare. Questo metodo di essiccazione consente di produrre delle fini polveri aventi una granulometria definita, partendo da soluzioni, dispersioni ed emulsioni. È ampiamente utilizzato nell'industria farmaceutica per ottenere alimenti in polvere, granuli o agglomerati partendo da prodotti liquidi (con almeno il 50% di solidi) come soluzioni ed emulsioni.

Processo di spray-drying

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 180°C). Il contatto tra l'aria e il prodotto atomizzato provoca l'evaporazione delle piccole gocce di acqua, formatesi durante 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.

Caratteristiche e vantaggi dello spray-dryer

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. 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) a un contenuto molto più basso.

Varietà di morfologie delle gocce

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.