بهینه‌سازی پارامترهای دستگاه‌ ریزپوشاننده با مکانیسم نازل ارتعاشی برای ساخت میکروکپسول‌های آلژینات

تکنیک‌های ریزپوشانی برای کاربردهای مختلفی مانند زیست‌فناوری، پزشکی، دارویی، لوازم آرایشی و صنایع غذایی توسعه یافته است. برخی از این تکنیک‌ها شامل فرایند‌های پیچیده و مواد شیمیایی غیر ایمن است که ممکن است برای ریزپوشانی سلول‌ها و مواد فعال بیولوژیکی مناسب نباشد. روش‌های اکستروژن پایه یک تکنیک ساده و در عین حال کارامد برای تولید میکروکپسول‌ها در مقیاس بالا می‌باشند. در این پژوهش با بهره گیری از یک مکانیسم جدید نازل ارتعاشی افقی، سعی شده است که قطرات در حال تولید در نوک نازل شکسته شود تا قطرات و متعاقبا میکروکپسول‌های کوچک­تری به دست آید. برای این منظور از یک ویبراتور افقی که در بازه 5-3 ولت عملکرد دارد استفاده شد و توسط این روش میکروکپسول‌های آلژینات تولید شدند. جهت دست‌یابی به نحوه تاثیرگذاری عوامل موثر بر اندازه ذرات، شکل آن‌ها و بهینه‌سازی پارامترهای ست‌آپ طراحی شده، با استفاده از نرم افزار minitab طراحی آزمایشی صورت گرفت. قطر کوچک‌تر نازل، دبی جریان و ویسکوزیته کمتر محلول به کاهش قطر ذرات کمک می‌کند. نتایج نشان داد که ستاپ طراحی شده قادر به تولید میکروکپسول‌هایی با اندازه‌های تقریبا 720-480 میکرومتر و شکلی کروی و یکنواخت می‌باشد که با تنظیم پارامترهای ذکر شده می توان به ابعاد مورد نظر رسید.

optimizing the parameters of microencapsulation device with vibrational nozzle for fabricating alginate microgels

microencapsulation techniques have been developed for various applications such as biotechnology, medicine, pharmaceutics, cosmetics, and food industries. some of these techniques involve complex processes and unsafe chemicals that may not be suitable for microencapsulating cells and biologically active substances. basic extrusion methods are a simple and efficient technique for the large-scale production of microcapsules. in this study, by utilizing a novel horizontal vibrating nozzle mechanism, it has been tried to break the droplets produced at the nozzle s tip to obtain smaller droplets and microcapsules. for this purpose, a horizontal vibrator that operates in the range of 3-5 volts was used, and alginate microcapsules were produced by this method. an experimental design was carried out using minitab software to find out how the influential factors affect the size and shape of the particles and optimize the parameters of the designed set-up. the smaller diameter of the nozzle, the lower flow rate, and the lower viscosity of the solution help reduce the particles diameter. the results showed that the designed setup is able to produce microcapsules with sizes of approximately 480-720 micrometers and a spherical and uniform shape, which can reach the desired dimensions by adjusting the parameters mentioned.