Tra le tecniche di incapsulazione più utilizzate a livello industriale, lo Spray Dry occupa un posto di rilievo. Si tratta di una tecnologia affidabile, scalabile e versatile, capace di trasformare un ingrediente liquido in una polvere stabile, racchiudendo al suo interno principi attivi spesso delicati e sensibili.
Questa soluzione è largamente impiegata nei settori alimentare, nutraceutico, cosmetico, farmaceutico e chimico, grazie alla sua capacità di preservare e proteggere gli ingredienti, migliorandone la conservazione e la lavorabilità.

Vediamo più da vicino come funziona, quali vantaggi offre e qualche esempio concreto di applicazione.

Come funziona lo Spray Dry

Il principio alla base dello Spray Drying (essiccazione a spruzzo) è piuttosto semplice: si parte da una sospensione o soluzione liquida, la si frammenta in minuscole gocce tramite un atomizzatore, e queste gocce vengono immediatamente investite da un flusso di aria calda. L’acqua o il solvente evapora in frazioni di secondo, lasciando una particella solida che ingloba l’ingrediente attivo.
Il cuore del processo è la barriera protettiva creata dal materiale di incapsulazione (polimeri naturali, proteine, amidi modificati, gomme vegetali, ecc.), che avvolge e isola l’attivo.

Le fasi principali

1. Preparazione della miscela
   L’ingrediente da incapsulare viene disperso in una soluzione insieme a uno o più agenti di rivestimento scelti in base alle caratteristiche chimico-fisiche e alla destinazione d’uso.
2. Atomizzazione
   La miscela viene nebulizzata in gocce di dimensioni controllate tramite ugelli o dischi rotanti. La granulometria è un parametro cruciale: più piccola è la goccia, più veloce sarà l’essiccazione.
3. Essiccazione rapida
   Le gocce vengono investite da un flusso d’aria calda. L’evaporazione è istantanea e la temperatura al cuore della particella resta relativamente bassa, proteggendo l’attivo.
4. Raccolta della polvere
   Le particelle essiccate vengono separate dall’aria e raccolte in cicloni o filtri. Il prodotto finito è una polvere libera, stabile e facilmente dosabile.

I principali vantaggi dello Spray Dry

• Protezione dell’ingrediente
  Isola l’attivo da luce, ossigeno e umidità, preservandone le proprietà.
• Maggiore stabilità e durata
  La riduzione dell’acqua libera limita degradazioni e proliferazioni microbiche.
• Facilità di trasporto e stoccaggio
  Polveri leggere, compatte e meno sensibili alle variazioni ambientali.
• Precisione nel dosaggio
  Granulometria uniforme per un’integrazione più semplice nelle formulazioni.
• Versatilità
  Adatto a ingredienti idrosolubili e lipofili, molecole sensibili al calore, enzimi, probiotici, vitamine, aromi e oli essenziali.
• Scalabilità
  Dalla prova di laboratorio alla produzione industriale senza modificare i principi base del processo.

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Dove viene usato lo Spray Dry: esempi pratici

1. Settore alimentare
   • Aromi e fragranze: protezione dall’ossidazione e rilascio controllato.
   • Coloranti naturali: stabilizzazione di pigmenti sensibili alla luce.
   • Probiotici: miglioramento della sopravvivenza durante la conservazione e il transito gastrointestinale.
   • Oli ricchi in omega-3: protezione dall’irrancidimento.

Esempio: in una bevanda funzionale, lo Spray Dry consente di mantenere aroma e contenuto vitaminico fino al momento del consumo.

2. Nutraceutica
   • Estratti vegetali: mascheratura di sapori amari e miglioramento della stabilità.
   • Attivi lipofili: aumento della biodisponibilità.

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3. Cosmetica
   • Vitamine: stabilizzazione di composti liposolubili (A, E) nelle formulazioni.
   • Fragranze: rilascio prolungato in creme e lozioni.
   • Pigmenti: migliorata uniformità e durata del colore.

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4. Farmaceutica
   • Antibiotici e vaccini orali: protezione di molecole sensibili.
   • Probiotici gastroresistenti: rilascio mirato nell’intestino.

5. Chimica e agricoltura
   • Fertilizzanti a rilascio controllato: miglior efficienza e minore dispersione nell’ambiente.
   • Pesticidi naturali: protezione dagli agenti atmosferici.

Parametri critici da ottimizzare

• Tipo di agente di rivestimento: influenza protezione, solubilità e rilascio.
• Temperature di ingresso/uscita: da bilanciare per evitare degradazioni.
• Dimensione delle particelle: legata a solubilità e tempo di rilascio.
• Umidità residua: fondamentale per la stabilità.

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Spray Dry e sostenibilità

Questa tecnologia, se abbinata a materiali di rivestimento biodegradabili e a una gestione ottimizzata dei consumi energetici, può essere un alleato della produzione sostenibile. In progetti come quelli sviluppati da Sphera Encapsulation, l’attenzione è rivolta alla scelta di materie prime eco-compatibili e alla riduzione degli scarti, con l’obiettivo di un impatto ambientale minimo.

Conclusioni

Lo Spray Dry resta una delle tecnologie più affidabili e versatili per l’incapsulazione. La possibilità di proteggere ingredienti sensibili, prolungarne la conservazione e adattare il processo a esigenze specifiche lo rende indispensabile in numerosi settori.
Che si tratti di preservare un aroma naturale, un probiotico o un principio attivo cosmetico, l’essiccazione a spruzzo è in grado di offrire una soluzione efficiente, sostenibile e industrialmente scalabile.

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