저온 스프레이 드라이 (Low Temperature Spray Drying)
기존 스프레이 드라이 방식과 PolarDry® 공정 모두, 건조 가스로 액체 입자가 분무됩니다. 열은 건조 가스에서 액체로 전달되어 용매의 증발을 유도합니다. 모든 용매가 증발하면, 최종생성물은 건조된, 파우더 형태의 재질이 됩니다.
기존 분무 건조는 두 가지의 건조 단계가 있습니다: 일정한 속도로 건조하는 단계 및 감률 건조 단계입니다. 일정한 속도로 건조하는 방식에는 입자로 전달되는 열의 대부분이 잠복해 있다가 용매가 증발할 때 사용되어 집니다. 용매 증발은 주변 건조 가스 온도를 낮추지만, 입자 온도는 유지됩니다. 입자로부터 더 많은 용매가 증발할수록, 입자 외부의 고형분은 쉘을 형성하는 지점까지 증가합니다. 이때, 코어는 촉촉하지만 바깥은 단단한 입자가 형성되며, 건조 단계는 감률 건조 단계로 바뀌게 됩니다. 이 단계에선 열은 감열로 건조 가스로부터 열이 입자로 전달되게 됩니다. 입자의 온도는 높아지면서 입자의 코어로부터 남아있는 용매를 충분히 증발시킬 수 있도록 합니다.
PolarDry 공정에서, 정전기 효과는 물질의 극성에 기초하여 분무하는 동안 입자의 구성 성분을 계층화 하는데 사용됩니다. 극성 용매를 기반으로 한 공급 원료를 공급 원료를 사용한다면, 고체 물질은 입자의 내부로 이동하며, 용매는 외부로 이동하게 됩니다. 이는 쉘 형성을 방지하고, 감률 건조 단계를 생략할 수 있습니다. 건조 가스의 열 에너지는 잠열에 훨씬 더 많이 사용되며, 감열에 덜 사용되어 집니다. 이는 제품의 온도를 높이지 않고 더 빠르고 효과적인 건조를 가능하게 합니다.
정전식 스프레이 드라이 (Electrostatic Spray Drying)
미세캡슐화에서 각 에멀젼 성분은 다른 극성을 갖고 있습니다. 정전하가 작용되면, 에멀젼 내 가장 극성인 용매와 매개체는 가장 큰 전기쌍극자 모멘트를 갖게 됩니다. 덜 극성인 활성제는 더 작은 쌍극자를 갖게 됩니다. 용매 입자는 서로 밀어내는 성질을 갖게 됩니다. 이는 용매와 매개체를 입자의 외부 표면으로 이동하는 반면 활성제는 중앙에서 유지됩니다.
용매를 외부 표면으로 이동시키는 것은 이상적인 건조 상태이며, 고열로 인한 증발을 이용하지 않고 거의 완벽에 가까운 활성제의 캡슐화를 나타냅니다.
기존 스프레이 드라이 방식 (Traditional Spray Drying)
분무 건조 기술은 19세기 후반 대량 생산 스케일로 사용이 되어왔습니다. 그 당시 기술은 오늘날에도 거의 동일하게 사용되거나, 조금 발전한 단계입니다.
일반적으로, 기존 분무 건조기의 캡슐화는 용매 (물 혹은 용매), 매개체 (녹말) 과 코어/활성제 (오일 혹은 비타민) 세 가지 성분으로 구성된 유화액을 사용하고 있습니다. 분무 건조의 목적은 활성제 주변의 매개체를 형성하고, 고온의 건조 가스로 용매를 건조시키는 캡슐화입니다. 이상적으로, 매개체는 활성제 주위에 보호층으로 남아 산화를 방지합니다. 기본적으로 유화액은 노즐이나 회전식 분무기를 사용하여 분사되며, 가열된 건조 가스(200°C 혹은 이상)가 분무된 유화액에 사용됩니다.
기존 분무 건조의 몇 가지 주요 단점은 최종생성물의 품질을 저하시킬 수 있는 강한 열을 사용하는 것과 입자 내부와 표면 모두에 활성제가 고립되어 미세 캡슐화의 의미를 퇴색시키는 건조 입자가 생성될 수 있습니다.