La microencapsulación es una tecnología clave para la personalización de producto y su mejora funcional. Para superar las limitaciones de estos procesos, el proyecto AMICESII ha explorado los procesos avanzados de microencapsulación a escala industrial. En este artículo exponemos los avances y resultados.
La microencapsulación permite a la industria generar nuevos alimentos y bebidas, medicamentos o cosméticos con propiedades avanzadas. Consiste en la generación de partículas en las que una sustancia o principio activo se encuentra recubierta por otra sustancia protectora de naturaleza distinta. Se utiliza fundamentalmente con fines de protección y cuando se requiere de la liberación controlada de una sustancia en tiempo y lugar.
El proyecto AMICESII, una línea de I+D propia con el apoyo de IVACE y en la que colaboran Korot, Sesderma, Biopartner y Epsa, ha introducido mejoras respecto a sistemas más convencionales de microencapsulación, relacionadas con:
- Diseño: Habitualmente, los equipos utilizados son adaptaciones de equipos con fines más genéricos, como procesos de secado por atomización. Focalizar el diseño en un tipo de proceso concreto, permite optimizar el proceso y mejorar los rendimientos. También se han planteado mejoras a la hora de preparar las formulaciones de las materias primas.
- Equipamiento: Por ejemplo, los equipos empleados para encapsulación por atomización habitualmente son adaptaciones de equipos de secado, sobre los que se pueden introducir mejoras sobre la uniformidad de la calefacción, reducción de obstrucciones etc. El objetivo último de AMICES es promover el desarrollo de productos novedosos, con propiedades y funcionalidades avanzadas más eficaces, seguras y saludables, así como abaratar los costes de procesos industriales. Sus aplicaciones pueden extenderse a la industria de la alimentación y bebidas, cosmética y farmacia.
Limitaciones superadas en los procesos de microencapsulación
El proyecto AMICES II ha desarrollado procesos avanzados de microencapsulación, solucionando de este modo las limitaciones actuales de los procesos convencionales para el cambio de escala. También ha estudiado experimentalmente los requerimientos necesarios a escala industrial para definir el equipamiento, los materiales y las condiciones de proceso necesarias y hacer más accesible así su industrialización.
Se han superado algunas de las limitaciones de procesos de microencapsualción para dar el salto de escala a procesos industriales: tipos de materiales, calidad del producto final, tamaños de partícula, desarrollo de procesos y definición de equipamiento.
Concretamente se han abordado las técnicas y temáticas siguientes:
- Avance en el desarrollo y diseño de equipamiento industrial para procesos de microencapsulación mediante técnicas de:
- Microencapsulación por atomización en medio acuoso
- Microencapsulación mediante enfriamiento por atomización
- Microencapsulación de microorganismos viables por atomización
- Microencapsulación por atomización con disolventes orgánicos en circuito cerrado.
- Microencapsulación con técnicas basadas en fluidos supercríticos.
- Avance en los conocimientos necesarios para desarrollar y diseñar equipamiento industrial específico para producción de aglomerados de microencapsulados (lecho fluido), y encapsulados a escala submicrónica (técnicas de encapsulación mediante emulsiones).
- Técnicas de evaluación de la eficacia de encapsulados para aplicaciones cosméticas.
- Encuadre legal del uso de nanoencapsulados.
Los procesos de microencapsulación basados en atomización, como son el enfriamiento por atomización o el secado por atomización con disolventes orgánicos, están basados en tecnologías que son adaptables a escala industrial debido a su relativo bajo coste y su sencillez de control. No obstante, se mantiene en muchos casos las dificultades para llevarlos a cabo a nivel industrial para determinadas aplicaciones o determinados procesos concretos. Muchas de estas cuestiones son de carácter técnico: uso de materiales de recubrimiento en fundido, necesidad de trabajar en atmósferas inertes o a temperaturas por debajo de la temperatura ambiente…
En relación con los procesos en los que intervienen los fluidos supercríticos, el proyecto AmicesII ha trabajado en el diseño de equipamientos para avanzar en su traslado a escala industrial.
Por otro lado, cuando se trata de tecnologías que impliquen la obtención de cápsulas a escala nanométrica, existen limitaciones de uso por el desconocimiento de la toxicidad o peligrosidad que pueden ir asociadas a las mismas. De ahí que se ha incluido el estudio del encuadre legal de este tipo de partículas para fijar el marco de actuación posible en las empresas, evaluar y decidir sobre el tipo de encapsulados a aplicar, las alegaciones permitidas y el tipo de etiquetado necesario.
Además, el proyecto AMICES II ha abordado también el desarrollo de metodologías de evaluación de la eficacia y del efecto biológico de estas partículas submicrónicas sobre el organismo, con el objetivo de valorar su efecto, su toxicidad y seleccionar las dosis correctas de administración.
Soluciones que aporta el proyecto AMICES en materia de microencapsulación para la industria alimentaria y farmacéutica
Con todo lo desarrollado en el proyecto AMICES II, hoy podemos ofrecer a las empresas equipos más específicos para la producción de microencapsulados a escala industrial; ofrecer entre sus productos unos microencapsulados con ventajas significativas respecto a otros microencapsulados, como los recubrimientos lipídicos, empleo de disolventes orgánicos, etc., generando productos avanzados que en muchos casos estaban lejos de su implantación industrial.
¿Qué aporta al consumidor los avances en microencapsulación?
Gracias a estas investigaciones el consumidor podrá disponer de productos con unas propiedades avanzadas respecto a los que y existen en el mercado. Algunos ejemplos son:
- Principios activos o ingredientes funcionales sensibles protegidos respecto a temperatura, protegidos frente al pH, que se liberan en el intestino.
- Productos que se liberan en el horneado.
- Productos procedentes de extracciones hidroalcohólicas sensibles frente a la temperatura.
- Productos y aditivos naturales protegidos para mantener su eficacia.
- Productos de aplicación tópica con una penetración mejorada y, por lo tanto, más eficaces…
El proyecto Amices II aporta a la industria tecnología que le va a permitir desarrollar productos más personalizados, más saludables y más sanos. Los resultados se pueden implementar directamente en la industria contando con una empresa de construcción de equipamiento de estos equipos de microencapsulación avanzada, cuando la escala de producción requerida sea similar a la desarrollada en este proyecto.
AINIA, soluciones integrales en microencapsulación
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