Das steigende Gesundheitsbewusstsein der Konsumenten führt vor allem im Bereich der funktionellen und Wellness-Lebensmittel zu einer breiten Palette von mit verkapselten Inhaltsstoffen angereicherten Lebensmitteln oder Nahrungsergänzungsmitteln.

Unter Verkapselung versteht man alle Herstellungsverfahren zur vollständigen Umhüllung oder Einbettung von Flüssigkeitstropfen, festen Partikeln oder auch Gasen in eine feste Hüllsubstanz (Matrix).

Dabei ist eines der gängigen Verfahren, das im großtechnischen Produktionsmaßstab wirtschaftlich eingesetzt wird, die Extrusion. Hierfür bietet Coperion erstklassige Technologie für den gesamten Prozess – vom Zuführen, Wiegen und Chargieren von Inhaltsstoffen, Mischen und Extrudieren bis hin zum Dosieren und Fördern des Endprodukts.

Bei mikroverkapselten Aromen mischt sich das Kernmaterial nicht mit der Hüllsubstanz. Die verkapselten Tröpfchen  bewegen sich etwa zwischen 5 und 500 µm Durchmesser. Hauptgrund für die Verkapselung ist der Schutz des Kernmaterials bzw. der so genannten inneren Phase während des Shelf life und teilweise auch während der Verarbeitung vor schädlichen Einflüssen wie Licht, Sauerstoff und Feuchtigkeit. So kann das optimale Geschmackserlebnis zum Zeitpunkt des Verzehrs garantiert werden. Ein weiterer Vorteil der Verkapselung ist das verbesserte Handling: zu Granulaten verarbeitete Aromen bilden keine gefährlichen, entzündlichen Dämpfe und sind einfach zu dosieren.

Im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren, wie etwa der Sprühtrocknung, bietet die Extrusion mit dem Doppelschneckenextruder ZSK zahlreiche Vorteile. Die Extrusion von Aromen erfolgt als hochviskoses Medium. Ein aufwändiger, produktschädigender und unwirtschaftlicher Rücktrocknungsschritt entfällt. Darüber hinaus kann die Temperaturführung der Mikroverkapselung per Extrusion unabhängig von Verdampfungstemperaturen von Solvatationsmitteln (zumeist Wasser) erfolgen. Durch seine hervorragende Mischwirkung erzielt der ZSK-Doppelschneckenextruder eine hochdisperse Verteilung der aktiven Inhaltsstoffe. Die Zugabe der zu verkapselnden Substanz erfolgt im Normalfall nach Ausbildung/Strukturierung der hochviskosen Hüllmatrix. Darüber hinaus kann eine große Bandbreite an möglichen Wandmaterialien verarbeitet werden – von Maschinenseite gibt es nahezu keine Grenzen für die Wahl des Matrixmaterials.

Bei der Extrusion wird zunächst das pulvrige Basismaterial, zumeist ein Hydrokolloid oder eine geeignete Vormischung mit filmbildenden Eigenschaften über Einfach- sowie Doppelschneckendosierer von Coperion K-Tron dem Verfahrensteil des ZSK-Doppelschneckenextruders zudosiert. Je nach Bedarf wird  stromab über Differential-Dosierwaagen Wasser zugegeben, später das zu verkapselnde Produkt. Die Dosierer arbeiten auch bei kleinsten Produktmengen hochpräzise und sichern eine schonende Verarbeitung der Aromamischungen ohne Beeinträchtigung der Produktqualität. 

Im Verfahrensteil des ZSK-Extruders wird mittels Schmelzen, Plastifizieren, Lösen und – wenn langkettige Moleküle verwendet werden – Verkleisterung aus der pulverförmigen Vormischung zusammen mit Wasser eine hochviskose Matrix hergestellt. Zeitgleich wird das flüssige Aroma zugegeben, fein verteilt und in der Matrix emulgiert. Am Ende des Verfahrensteils wird die Mischung durch kleine Düsenlöcher gepresst und direkt an der Düsenplatte mit der zentrischen Granulierung ZGF geschnitten. Dank 3D-Anpassung der Granuliermesser und der Möglichkeit zur exakten Feineinstellung wird ein akkurater Schnitt ausgeführt. So entstehen mechanisch stabile Granulate in rund-ovaler Form mit einem Durchmesser von 0,6 mm und größer und einer Aromabeladung von über 10 %. Beste Ergebnisse nach hervorragender Produktentwicklung erreichen sogar bis zu 17% Aromabeladung.