Mikroverkapselung

Die Technik der Mikroverkapselung beinhaltet das Umgeben fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe in winzigen Portionen mit einer Hülle, wodurch sie immobilisiert werden. Dies stellt eine Form der Einschlussimmobilisierung dar und findet Anwendung in verschiedenen Bereichen wie Chemie, Biotechnologie, Pharmazie, Lebensmitteltechnologie, Kosmetik, Elektronik und Umwelttechnik. Mikroverkapselung beinhaltet das Einbetten mindestens einer Substanz (Wirkstoff) mithilfe mindestens einer zweiten (Hüllmaterial). Dies ermöglicht die Überwindung verschiedener Herausforderungen wie Löslichkeit, Reaktivität und Stabilität der Substanzen oder die Erzielung spezifischer Wirkungen wie kontrollierte Freisetzung oder einzigartige Eigenschaften.

Es gibt zwei Hauptarten der Mikroverkapselung: die Matrixverkapselung, bei der die Aktivkomponenten homogen mit einer Hüllkomponente vermischt werden, und die Kern-Hülle-Verkapselung, bei der die Aktivstoffe von einem Hüllmaterial umgeben sind. Diese Techniken bieten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, darunter die Umwandlung flüssiger Stoffe in Pulver, die Einkapselung leicht flüchtiger Substanzen, den Schutz von Stoffen vor Reaktionen mit Luft, Licht oder Flüssigkeiten, die kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen über einen bestimmten Zeitraum, die Fixierung von Giften, die Trennung reaktionsfreudiger Substanzen, die Verbesserung der Verträglichkeit von Medikamenten, die Verbesserung physikalischer Eigenschaften von Pulvern und die Veränderung elektrostatischer Eigenschaften von Stoffen.

Die erste industrielle Anwendung der Mikroverkapselung war ein Durchschreibepapier, das auf einem Patent der Firma NCR aus dem Jahr 1953 basierte und 1954 von Appleton in den USA eingeführt wurde. Heutzutage bieten verschiedene Unternehmen kommerzielle Mikroverkapselungsmethoden wie das Vertropfungsverfahren, das Emulsionsverfahren, das Sprühverfahren und andere an.

Das Vertropfungsverfahren beinhaltet das Erzeugen regelmäßiger Tropfen durch Anlegen einer Schwingung an einem dünnen Flüssigkeitsstrahl, der möglicherweise durch Hochspannung aufgeladen wird. Die Tropfen können dann durch Kühlung, Trocknung oder chemische Reaktionen bearbeitet werden. Bindemittel werden häufig eingesetzt, um die Tropfen zu verfestigen und zusätzliche Eigenschaften wie definierte Freisetzungsprofile oder Schutz vor Umwelteinflüssen zu verleihen.