In situ encapsulation of liquids by means of crystallization

Abstract

Die in situ Verkapselung repräsentiert, aufgrund seiner wenigen Prozessschritte, ein effektives und wirtschaftliches Verfahren zur Verkapselung verschiedener Flüssigkeitsvolumen. Es kombiniert die wohlbekannten Techniken Pastillierung und Kristallisation zu einem neuen Verkapselungsprozess. Die resultierenden Produkte bestehen aus einer kristallinen Hülle und einem flüssigen Kern, wobei die Größe, Form und Flüssigkeitsvolumen variieren können. Der Proof of Concept wurde anhand von drei flüssiggefüllten Xylitol-Kapseln erbracht. Die unterschiedlichen Einflüsse verschiedener Additive und Lösungsmittel wurde untersucht und eingeordnet. Die produzierten Kapseln wurden hinsichtlich ihrer Stabilität, Reinheit und Schichtdicke der kristallinen Hülle bewertet. Diese Ergebnisse führen zu einer allgemeinen Handlungsvorschrift und einem detailliertem Entscheidungsbaum für die Anwendung der in situ Verkapselung und zeigen die Anwendbarkeit dieses neuen Verkapselungsverfahrens.

The in situ encapsulation represents, due to its few process steps, an effective and economic procedure for the inclusion of different volumes of liquids. It combines the well-known techniques of pastillation and crystallization to a new encapsulation process. The resulting products consist of a crystalline shell and a liquid core whereas the size and shape of the capsules as well as the volume of the included liquid can vary. The proof of concept was given on three examples of liquid-filled xylitol capsules. The influence of different additives and solvents on the thermodynamic and kinetic properties of a xylitol solution were investigated and classified. The produced capsules were evaluated regarding their stability, purity and layer thickness of the crystalline shell. These results lead to a general guideline and a detailed decision tree for the application of the in situ encapsulation and show the feasibility of this new encapsulation technique.