Le nostre tecnologie
Particle engineering · scala laboratorio e pilota
Quattro tecnologie per trasformare una formulazione liquida in particelle solide
APTSol applica spray drying, spray congealing, gelazione ionotropica e micronizzazione jet milling allo sviluppo di polveri e sistemi microparticellari a uso farmaceutico, nutraceutico, alimentare e cosmetico. Ogni tecnologia può essere sfruttata per raggiungere obiettivi diversi, tra cui migliorare la solubilità, garantire rilascio controllato o ridurre le dimensioni delle particelle.
Quale tecnologia è adatta al tuo progetto?
Rispondi a due domande sulla tua formulazione: il tool indica la tecnologia di partenza più coerente con le tue caratteristiche di processo. È un orientamento tecnico preliminare, non sostituisce una valutazione formulativa dedicata.
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Le 4 tecnologie a confronto
Parametri di processo, range dimensionale e applicazioni principali delle tecnologie disponibili nei laboratori APTSol.
| Tecnologia | Materiale di partenza | Range dimensionale | Solvente | Idoneità a termolabili | Funzione tipica |
|---|---|---|---|---|---|
| Spray drying | Soluzione, sospensione, emulsione | 5–150 µm | Acquoso o organico | Sì, con eccipienti protettivi | Essiccamento, microincapsulazione, amorfizzazione |
| Spray congealing | Miscela fusa (lipidica/polimerica) | 30–600 µm | Nessuno | Sì | Taste-masking, rilascio modificato |
| Gelazione ionotropica | Soluzione/sospensione/emulsione | 100–1000 µm (fino a 3–4 mm) | Acquoso, nessun solvente organico | Sì, molto elevata (no calore) | Microincapsulazione a freddo, rilascio controllato |
| Micronizzazione jet milling | Solido grezzo (API, eccipiente) | 1–10 µm | Nessuno (processo a secco) | Sì, nessuno stress termico significativo | Riduzione dimensionale, aumento solubilità/biodisponibilità |
spray drying / essiccamento a spruzzo
Spray drying
Lo spray drying trasforma rapidamente una preparazione liquida — soluzione, sospensione o emulsione olio in acqua — in una polvere secca. Il liquido viene atomizzato in una camera riscaldata: le goccioline nebulizzate incontrano un flusso di aria calda, il solvente evapora quasi istantaneamente e si formano particelle solide con forma e dimensione controllate.
È la tecnologia di microincapsulazione più versatile: si adatta a materiali molto diversi tra loro, è economicamente vantaggiosa e si integra facilmente con altri processi produttivi a valle. La possibilità di operare in contenimento (isolatore dedicato) riduce inoltre il rischio di contaminazione esterna e protegge l'operatore anche nel trattamento di principi attivi ad alta potenza.
Applicazioni principali
Domande frequenti sullo spray drying
Quali sono i principali vantaggi che offre lo spray drying rispetto ad altri metodi di essiccamento?
Lo spray drying è un processo rapido che lavora in continuo, garantendo riduzione dei tempi di produzione associata ad un’elevata efficienza e capacità produttiva. È un processo facilmente scalabile.
Quali sono i principali vantaggi che offre lo spray drying rispetto ad altre tecniche di microincapsulazione?
È versatile e si adatta al trattamento di diverse tipologie di materiali, permette di ottenere microparticelle di dimensioni uniformi con caratteristiche strutturali specifiche adatte a diverse applicazioni. Rispetto ad altre tecniche di microincapsulazione è vantaggioso dal punto di vista economico e può essere combinato piuttosto facilmente con altri processi produttivi. La possibilità di operare in contenimento riduce il rischio di contaminazioni esterne.
Quali caratteristiche deve avere una formulazione da trattare in spray drying?
Deve essere omogenea e stabile per tutta la durata del trattamento, deve avere viscosità adeguata a garantire una buona efficienza di atomizzazione e l’ottenimento di particelle della dimensione desiderata. Tutti i componenti della formulazione devono essere stabili alle condizioni di trattamento e il contenuto in solidi della formulazione deve essere idoneo a permettere l’ottenimento di un prodotto finale che abbia le caratteristiche desiderate.
Quali sono le dimensioni delle microparticelle che si possono ottenere mediante spray drying?
Le dimensioni variano in funzione della formulazione, delle condizioni di processo e della configurazione dell'apparecchiatura, generalmente tra 5 e 150 µm.Le dimensioni delle microparticelle variano a seconda della formulazione, delle condizioni di processo, della configurazione dell’apparecchiatura. Generalmente sono comprese tra i 5 e i 150 µm.
È possibile sottoporre a trattamento spray drying un composto attivo termolabile?
Sì. La formulazione deve essere adeguatamente progettata includendo eccipienti che possono proteggere la sostanza dallo stress termico a cui potrebbe essere sottoposta durante l’essiccamento, alla scelta del tipo di atomizzatore da utilizzare (alcuni di questi possono generare calore durante la fase di atomizzazione) e alla scelta dei parametri di processo.
È possibile sottoporre a trattamento spray drying una formulazione contenente farmaci altamente potenti garantendo sicurezza degli operatori e sicurezza ambientale?
Sì. La sicurezza ambientale e la sicurezza degli operatori vengono garantite lavorando in contenimento, ovvero con lo spray dryer in un isolatore appositamente progettato in modo che l’intero processo avvenga in un ambiente chiuso che impedisce la dispersione delle polveri prodotte all’esterno.
spray congealing / spray chilling / spray cooling
Spray congealing
Lo spray congealing — noto anche come spray chilling o spray cooling — produce microparticelle solide a partire da una miscela fusa, in genere uno o più principi attivi solubilizzati o sospesi in una matrice lipidica o polimerica. La miscela fusa viene atomizzata in una camera dove le goccioline solidificano rapidamente a contatto con un flusso di aria fredda.
Lo spray congealing non prevede l’uso di solventi e risulta adatto per il trattamento di composti sensibili all’umidità. Questa tecnica trova impiego in campo farmaceutico, nutraceutico, alimentare e cosmetico per la produzione di microparticelle solide a rilascio modificato, per garantire effetto taste-masking, o per migliorare la stabilità di composti attivi.
Applicazioni principali
Domande frequenti sullo spray congealing
Lo spray congealing è adatto a una sostanza attiva termosensibile?
Sì, a condizione che la temperatura di degradazione del composto non sia superata dalla temperatura a cui la formulazione deve essere mantenuta per essere processata. Selezionare eccipienti con temperatura di fusione inferiore a quella di degradazione del principio attivo rende possibile il trattamento.
Quali dimensioni di microparticelle si ottengono con lo spray congealing?
Dipendono dalla formulazione, dalla configurazione dell'apparecchiatura e dalle condizioni di processo; in generale si ottengono particelle in un range tra 30 e 600 µm.
Quali caratteristiche deve avere una formulazione per essere trattata in spray congealing?
Una formulazione adatta ad un processo di spray congealing deve essere stabile alla temperatura a cui deve essere mantenuta per garantire che si presenti allo stato fuso al momento dell’atomizzazione e deve avere viscosità adeguata a garantire efficienza di atomizzazione. Se contiene composti attivi insolubili nell’eccipiente fuso, le particelle di attivo sospese devono avere dimensioni inferiori a quelle desiderate per il prodotto finito.
Quali vantaggi offre lo spray congealing rispetto ad altre tecniche di microincapsulazione?
È un processo rapido, semplice e ad alte rese, che non richiede solventi — quindi sicuro, green ed economicamente vantaggioso — e produce particelle di forma regolare, superficie liscia e distribuzione granulometrica omogenea e ristretta.
Quali sono gli eccipienti più adatti da impiegare in una formulazione da trattare in spray congealing?
Gli eccipienti più adatti sono sicuramente i lipidi: hanno temperature di fusione non eccessivamente elevate (al di sotto dei 95 °C) che li rendono adatti ad essere impiegati come eccipienti strutturanti per microparticelle contenenti diverse tipologie di sostanze attive.
ionotropic gelation
Gelazione ionotropica
La gelazione ionotropica si basa sulla capacità di alcuni polimeri naturali (alginato, chitosano, pectine) di gelificare in presenza di ioni polivalenti, come il calcio (Ca²⁺) o il tripolifosfato (P₃O₁₀5-). La soluzione, sospensione o emulsione contenente il polimero e il principio attivo viene estrusa goccia a goccia, in una soluzione acquosa contenente gli ioni gelificanti. Il contatto delle gocce con il bagno gelificante induce l’istantanea reticolazione del polimero, e la trasformazione della goccia in microparticella gelificata. Questa tecnologia non prevede l’impiego di solventi organici o l’esposizione della formulazione al calore, è particolarmente adatta per il trattamento di formulazioni con composti attivi sensibili o termolabili. Trova largo impiego in ambito alimentare e cosmetico, ma ha grandi potenzialità anche per il settore farmaceutico e biotecnologico.
Applicazioni principali
Domande frequenti sulla gelazione ionotropica
Le microparticelle ottenute per gelazione ionotropica devono essere usate in forma gelificata?
Al termine del processo si presentano in forma gelificata e possono essere usate così come sono, oppure sottoposte a essiccamento per ottenere microparticelle solide, più stabili, più facilmente conservabili e maneggiabili.
Quali dimensioni si ottengono con la gelazione ionotropica?
Si ottengono sistemi microparticellari tra 100 e 1000 µm, ma anche sistemi multiunità di dimensioni maggiori, fino a 3–4 mm. La dimensione dipende dalla formulazione e dalle condizioni di processo adottate.
La gelazione ionotropica può incapsulare un principio attivo idrofilo?
Sì, la tecnica si adatta sia a composti idrofili che lipofili. Per i composti attivi che tendono a diffondere nel bagno gelificante durante la produzione, è necessario massimizzare l'efficienza di incapsulazione con uno sviluppo formulativo adeguato.
Quando preferire la gelazione ionotropica allo spray drying o allo spray congealing?
Quando il principio attivo non tollera né l'esposizione al calore né il contatto con solventi organici — per esempio proteine, enzimi, probiotici o cellule — la gelazione ionotropica è l'opzione più protettiva tra le quattro tecnologie, perché lavora a temperatura ambiente in ambiente acquoso.
jet milling / micronizzazione a getto d'aria
Micronizzazione jet milling
A differenza delle altre tre tecnologie, che costruiscono particelle a partire da un liquido o un fuso (approccio bottom-up), la micronizzazione jet milling è un processo top-down: riduce le dimensioni di un solido già esistente. Getti d'aria compressa ad altissima velocità generano urti e turbolenze tra le particelle, frammentandole per impatto e attrito reciproco, senza l'uso di mezzi meccanici o agenti chimici.
È la tecnica indicata quando l'obiettivo è una granulometria molto fine e riproducibile su materiali termolabili o fragili, perché l'assenza di parti meccaniche in movimento nella camera di macinazione riduce il rischio di surriscaldamento locale e di contaminazione da usura. È ampiamente utilizzata per migliorare la solubilità — e quindi la biodisponibilità — di principi attivi poco solubili, e per ottimizzare formulazioni a rapido assorbimento o destinate all'uso inalatorio.
Applicazioni principali
Domande frequenti sulla micronizzazione jet milling
Come si regolano le dimensioni delle particelle ottenute con il jet milling?
Dipendono dalle caratteristiche del materiale e dalle condizioni di processo: pressione dell'aria, velocità di alimentazione del materiale e durata del trattamento sono le variabili principali su cui si interviene.
Come si gestiscono le polveri fini generate durante la micronizzazione, in sicurezza?
Per garantire sicurezza degli operatori e sicurezza ambientale è possibile lavorare in contenimento, posizionando il jet mill all'interno di un isolatore appositamente progettato.
Quanto dura un processo di jet milling?
La durata dipende dal tipo e dalla quantità di materiale da trattare, dalle dimensioni desiderate per il prodotto finale, dal tipo e dimensione dell'apparecchiatura, e dalle condizioni operative adottate.
La micronizzazione jet milling è adatta a materiali termolabili?
Sì: è una delle applicazioni in cui il jet milling è particolarmente indicato, perché l'assenza di parti meccaniche a contatto prolungato limita la generazione di calore rispetto ad altre tecniche di macinazione, riducendo lo stress termico sul materiale.
Perché affidare lo sviluppo formulativo ad APTSol
Quattro tecnologie, un solo interlocutore
Spray drying, spray congealing, gelazione ionotropica e jet milling sono disponibili nello stesso laboratorio: si possono testare processi differenti senza coordinare fornitori diversi.
Apparecchiature italiane proprietarie
I modelli di spray dryer su scala laboratorio sono progettati e costruiti con tecnologia italiana, con software di controllo sviluppato internamente per facilitare R&D e scale-up.
Dal grammo al kg
Percorso completo da scala laboratorio a scala pilota (capacità evaporativa fino a 5 kg/h), con possibilità di lavorare in isolatore per principi attivi ad alta potenza.
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