Enkapsülatör Cihaz Sistemi Tasarımı ve Kapsül Üretim Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, manyetik alan prensibi kullanarak enkapsülatör cihaz sistemi tasarlanmış ve iyonik jelasyon yöntemine göre kapsül üretimi gerçekleştirilmiştir. Yanıt Yüzey Metodu/Merkezi Kompozit Tasarımı kullanılarak deney tasarımı gerçekleştirilmiştir. Aljinat konsantrasyonu (%1-3 w/v), nozul çapı (0,514-0,838 mm), frekans (500-1000 Hz), mesafe (40-60 mm) ve akış hızı (1,0-8,0 mL/dk) bağımsız değişkenler olarak kullanılmıştır. Öz materyal olarak yaygın kullanılan bir fenolik bileşik olan gallik asit kullanılmıştır. Üretilen kapsüllerin enkapsülasyon etkinliği, üretim verimi, yükleme kapasitesi, partikül çapı, en boy oranı, dairesellik, küresellik, polidispersite indeksi, yayılma, D10, D50 ve D90 değeri gibi özellikleri bağımlı değişkenler (yanıtlar) olarak incelenmiştir. Her bir bağımlı değişken için varyans analizi gerçekleştirilmiştir. Model p-değeri, uyumsuzluk p-değeri, R2 ve düzeltilmiş R2 değerlerine göre en uygun model seçilmiştir. Enkapsülasyon etkinliği üzerine aljinat konsantrasyonu, frekans, mesafe ve aljinat konsantrasyonu/mesafe etkileşiminin etkili olduğu tespit edilmiştir. Aljinat konsantrasyonun artması ile enkapsülasyon etkinliği değerinin arttığı gözlenmiştir. Enkapsülasyon etkinliği değerinin 750 Hz frekans değerlerinde partikül çapının düşmesine bağlı olarak düştüğü belirlenmiştir. Partikül çapı ile enkapsülasyon etkinliği değerleri arasında yüksek korelasyon bulunmuştur (R=0,94). Partikül şekli üzerine akış hızı harici parametrelerin (aljinat konsantrasyonu, nozul çapı, frekans ve mesafe) daha fazla etkili olduğu tespit edilmiştir. Aljinat konsantrasyonun artmasıyla küresellik değerinin arttığı bulunmuştur. Aljinat konsantrasyonunun %3?ün (w/v) üzerine çıkması durumunda ise küreselliğin azalacağı öngörülmektedir. Boyut dağılımı üzerine aljinat konsantrasyonu, nozul çapı ve frekans parametrelerinin etkili olduğu tespit edilmiştir. Frekansın 750 Hz civarında olduğu durumlarda boyut dağılımı değerlerinde artış görülmüştür. Bu çalışma ile manyetik sistemin iyonik jelasyon enkapsülasyonunda kullanımı çalışılmış ve bazı parametrelerin kapsül özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Tasarımı yapılan manyetik sistem ile küçük boyutlu ve yüksek üretim kapasiteli kapsül üretimi gerçekleştirilebilmektedir.