BR112019010644A2 - secagem acelerada de cápsulas macias em um ambiente controlado - Google Patents

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drying
temperature
capsules
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Abstract

um método de secagem de cápsulas moles incluindo as etapas de: a) alimentar um fluxo de ar às referidas cápsulas moles a uma velocidade do ar através das cápsulas moles de cerca de 0,15 m/s a cerca de 13 m/s; b) aumentar, ao longo do tempo, uma temperatura de secagem à qual as referidas cápsulas moles são expostas, assegurando simultaneamente que a temperatura de secagem permaneça abaixo de uma temperatura de fusão de um invólucro da cápsula das cápsulas moles; c) expor as referidas cápsulas moles a uma umidade relativa inicial de cerca de 49% de rh a cerca de 79% de rh; d) diminuir a umidade relativa à qual as cápsulas moles são expostas à medida que as cápsulas secam até que uma umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles atinja a umidade relativa desejada; e e) expor as cápsulas moles da etapa d) a uma temperatura de 20-25°c. também é descrito um sistema de secagem para realizar o método.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: SECAGEM ACELERADA DE CÁPSULAS MACIAS EM UM AMBIENTE CONTROLADO FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
1. Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um método e um sistema de secagem que acelera o tempo de secagem de cápsulas moles em um ambiente controlado.
2. Descrição da Tecnologia Relacionada [002] Em um processo tipico de encapsulação de softgel, as cápsulas são transportadas, secas em tambor, empilhadas em bandejas, e colocadas em um túnel de secagem ou sala de secagem em condições de baixa umidade e em temperatura ambiente até as cápsulas atingirem uma determinada especificação, tal como perda de peso, dureza, umidade relativa de equilíbrio ou umidade de enchimento. Dependendo da formulação da cápsula de softgel, o tempo de secagem varia tipicamente de 2 a 10 dias. Além disso, podem ocorrer defeitos, tais como a aderência ou o vazamento de cápsulas, se as cápsulas não forem removidas em maneira oportuna.
[003] A secagem de softgel tem sido feita a baixos niveis de umidade para uma ampla faixa de produtos, e as condições de secagem não são necessariamente baseadas na especificação final do produto particular. Essa abordagem resulta em secagem ineficiente e tem o potencial de secar as cápsulas, resultando em fragilidade excessiva e
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2/58 subsequente quebra da cápsula. Adicionalmente, o uso de baixos niveis de umidade também pode fazer com que a parte externa do material do gel seque mais rápido do que as partes internas, o que leva a um material de invólucro mais duro, e cria tensões internas na cápsula. Essas tensões internas podem reduzir a robustez total do produto final. Como tal, é necessária uma redução nos defeitos e no tempo de ciclo de secagem para a secagem de cápsulas de softgel.
[004] A Patente U.S. n° 8.621.764 descreve um sistema e um processo de fabricação e secagem de cápsulas de gelatina. O sistema e o processo de secagem incluem uma estrutura de secagem que é dividida em três zonas. Cada zona inclui seu próprio manipulador de ar que é capaz de aquecer ou resfriar o ar provido à sua respectiva zona. Uma única unidade de HVAC é conectada a todos os manipuladores de ar. Uma série de secadores em tambor se estendem através da estrutura da primeira zona para a terceira zona. Cada zona é mantida em diferentes condições de umidade e temperatura. A temperatura de cada uma das zonas é controlada usando o aquecedor e máquinas frigoríficas dentro das unidades de manipulação de ar, e a umidade é variada com base nas alterações de temperatura. A segunda zona é a mais quente, com a temperatura mais alta nesta zona sendo 87°F (30,5°C) . A primeira zona é mantida na umidade relativa mais alta de todas as zonas, com a umidade relativa máxima nessa zona sendo de 23%. Embora a descrição
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3/58 indique que é conseguida uma grande redução no tempo de secagem, muito dessa redução pode ser atribuida a uma redução no teor de água da gelatina de partida.
[005] Sabe-se que o aumento da temperatura diminuirá o tempo de secagem de uma cápsula de softgel. No entanto, tentativas anteriores de aumentar a temperatura acima das temperaturas padrão resultaram em defeitos inaceitáveis nas cápsulas resultantes. Os defeitos são criados quando o softgel resfria a partir da temperatura mais alta. Durante o processo de resfriamento, as áreas dentro do gel em que a água foi removida podem ser de tamanhos diferentes e podem se contrair em extensões diferentes, resultando em rebaixos ou entalhes na superfície da cápsula.
[006] Assim, um sistema e um método que reduzem o tempo de secagem de cápsulas de softgel são necessários, que produz cápsulas com o mesmo número, ou de preferência menos defeitos que os processos de secagem mais longos conhecidos na técnica.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [007] Em uma primeira forma de realização, a invenção refere-se a um método de secagem de cápsulas moles. O método inclui etapas de:
a) alimentar um fluxo de ar às referidas cápsulas moles a uma velocidade do ar através das cápsulas moles de cerca de 0,15 m/s a cerca de 13 m/s;
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b) aumentar, ao longo do tempo, uma temperatura de secagem à qual as referidas cápsulas moles são expostas, assegurando simultaneamente que a temperatura de secagem permaneça abaixo de uma temperatura de fusão de um invólucro da cápsula das cápsulas moles;
c) expor as referidas cápsulas moles a uma umidade relativa inicial de cerca de 49% de RH a cerca de 79% de RH;
d) diminuir a umidade relativa à qual as cápsulas moles são expostas à medida que as cápsulas secam até que uma umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles atinja uma umidade relativa desejada; e
e) expor as cápsulas moles da etapa d) a uma temperatura de 20-25°C.
[008] Em algumas formas de realização, o método pode incluir ainda uma etapa de:
diminuir a velocidade do fluxo de ar ao qual as cápsulas moles são expostas, à medida que as cápsulas moles secam.
[009] Em cada uma das formas de realização anteriores, a umidade relativa pode ser controlada de modo que um diferencial entre a umidade relativa à qual as cápsulas moles são expostas e a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles seja mantido entre cerca de 15% de dRH e cerca de 35 % de dRH.
[0010] Em cada uma das formas de realização
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5/58 anteriores, as cápsulas moles podem ser lipofílicas. Nas formas de realização anteriores, quando as cápsulas moles são lipofílicas, a umidade relativa inicial pode ser de cerca de 4 9% de RH a cerca de 7 9% de RH. Nas formas de realização anteriores, quando as cápsulas moles são
lipofílicas, a umidade relativa mais baixa a qual as
cápsulas moles estão expostas pode RH a cerca de 24% de RH. ser de cerca de 10% de
[0011] Em cada uma das formas de realização
anteriores, as cápsulas moles podem ser hidrofílicas. Em
cada uma das formas de realização anteriores, em que as
cápsulas moles são hidrofílicas, a umidade relativa inicial pode ser de cerca de 4 9% de RH a cerca de 7 9% de RH e uma umidade relativa mais baixa a que as cápsulas moles são expostas pode ser de cerca de 23% de RH a cerca de 57% de RH.
[0012] Em outra forma de realização, a invenção refere-se a um sistema de secagem para secagem de cápsulas moles. O sistema de secagem pode incluir: pelo menos um secador;
uma unidade em comunicação fluida com o secador para proporcionar uma corrente de ar ao secador;
um umidificador configurado para aumentar a umidade
relativa dentro do secador; e
um aquecedor configurado para poder aumentar a
temperatura do ar no secador.
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6/58 [0013] O sistema de secagem anterior pode incluir uma ventoinha de recirculação localizada e configurada para recircular uma corrente de ar de retorno do exaustor do secador para a unidade que proporciona o fluxo de ar para o secador. Em cada um dos sistemas de secagem anteriores, o umidificador pode incluir a ventoinha de recirculação.
[0014] Cada um dos sistemas de secagem anteriores pode ainda incluir uma válvula de controle de fluxo configurada para controlar uma quantidade do fluxo de ar da unidade para o secador.
[0015] Cada um dos sistemas de secagem anteriores pode ainda incluir uma ventoinha de recirculação localizada e configurada para recircular uma corrente de ar de retorno do exaustor do secador para a unidade que proporciona o fluxo de ar para o secador, e a válvula de controle de fluxo pode ser configurada de modo a reduzir a quantidade de fluxo de ar da unidade para o secador aumenta a umidade relativa dentro do secador e aumentar a quantidade de fluxo de ar da unidade para o secador diminui a umidade relativa dentro do secador.
[0016] Em cada um dos sistemas de secagem anteriores, o aquecedor pode ser configurado para aumentar a temperatura ao longo do tempo de acordo com uma rampa de temperatura com base em um ponto de fusão de um invólucro da cápsula das cápsulas moles. Nesta forma de realização, uma combinação da válvula de controle de fluxo e do
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7/58 umidificador pode ser configurada para controlar a umidade relativa no secador de modo que a umidade relativa no secador diminui ao longo do tempo de uma umidade relativa inicial de cerca de 49% de RH para cerca de 79% de RH para uma umidade relativa de ponto final de cerca de 10% de RH a cerca de 24% de RH. Nas formas de realização anteriores, a combinação da válvula de controle de fluxo e do umidificador pode ser configurada para controlar a umidade relativa no secador de modo que a umidade relativa no secador diminua ao longo do tempo a partir de uma umidade relativa inicial de cerca de 49% de RH a cerca de 79% de RH a uma umidade relativa de ponto final de cerca de 23% de RH e cerca de 57% de RH. A umidade relativa pode ser diminuída de um modo pelo qual um diferencial entre a umidade relativa no secador e a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles é mantido a cerca de 15% de dRH a cerca de 35% de dRH. A umidade relativa pode ser diminuída de um modo pelo que um diferencial entre a umidade relativa no secador e a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles é mantido a cerca de 15% de dRH a cerca de 35% de dRH.
[0017] Em ainda outra forma de realização, a invenção refere-se a um método de secagem de cápsulas moles. O método inclui etapas de:
a) alimentar um fluxo de ar às referidas cápsulas a uma velocidade do ar através das cápsulas moles de cerca de
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0,15 m/s a cerca de 13 m/s;
b) aumentar, ao longo do tempo, uma temperatura de secagem à qual as referidas cápsulas moles são expostas, assegurando simultaneamente que a temperatura de secagem se mantenha abaixo da temperatura de fusão do invólucro da cápsula;
c) manter um diferencial entre a umidade relativa no secador e a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles de cerca de 15% de dRH a cerca de 35% de dRH até que a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles atinja a umidade relativa desejada; e
d) expor as cápsulas moles da etapa c) a uma temperatura entre 20-25°C.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0018] A Figura 1 é um gráfico mostrando a vazão de água versus um diferencial entre a umidade relativa no sistema de secagem e a umidade relativa de equilíbrio de uma solução salina saturada através de uma película de gelatina.
[0019] A Figura 2 é um gráfico que mostra a vazão de água ao longo do tempo em vários diferenciais entre a umidade relativa no sistema de secagem e a umidade relativa de equilíbrio de uma solução salina saturada através de uma película de gelatina.
[0020] A Figura 3 é um gráfico que mostra os efeitos da temperatura do resfriamento evaporative ao longo
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9/58 do tempo de cápsulas de óleo de peixe em um secador de túnel com blindagens instaladas.
[0021] A figura 4 é um diagrama esquemático de um sistema de secagem de acordo com uma forma de realização da descrição.
[0022] A Figura 5 é um diagrama esquemático de uma segunda forma de realização de um sistema de secagem da descrição.
[0023] A Figura 6 é um gráfico mostrando um exemplo de uma rampa de temperatura e umidade relativa de acordo com uma forma de realização da descrição.
[0024] A figura 7 é um sistema de controle modular para controlar o sistema de secagem da Fig. 5.
[0025] A Figura 8 é um gráfico que mostra a dureza de cápsulas lipofilicas ao longo do tempo durante vários processos de secagem.
[0026] A figura 9 é uma fotografia de um secador de leito fluido modificado de acordo com uma forma de realização da descrição.
[0027] A Figura 10 é um gráfico mostrando as perdas de peso de cápsulas hidrofilicas ao longo do tempo durante vários processos de secagem.
[0028] A Figura 11 mostra gráficos da velocidade do ar ao redor das pilhas em um secador de túnel.
[0029] A figura 12 é um gráfico que mostra a dureza das cápsulas de placebo versus a umidade relativa de
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10/58 equilíbrio quando secas a duas temperaturas diferentes.
[0030] A Figura 13 é uma fotografia de uma secador de tambor modificado de acordo com uma forma de realização da descrição.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA(S) FORMA DE REALIZAÇÃO(S) PREFERIDA(S) [0031] Para finalidades ilustrativas, os princípios da presente invenção são descritos fazendo referência a várias formas de realização exemplificativas. Embora certas formas de realização da invenção sejam aqui especificamente descritas, um habilitado na técnica reconhecerá prontamente que os mesmos princípios são igualmente aplicáveis a, e podem ser empregados em outros sistemas e métodos. Antes de explicar detalhadamente as formas de realização descritas da presente invenção, deve ser entendido que a invenção não é limitada na sua aplicação aos detalhes de qualquer forma de realização particular mostrada. Adicionalmente, a terminologia usada aqui é para a finalidade de descrição e não para limitação. Além disso, embora certos métodos sejam descritos com referência a etapas que são aqui apresentados em uma certa ordem, em muitos casos, estas etapas podem ser realizadas em qualquer ordem, como pode ser apreciado por um habilitado na técnica; o novo método não está, portanto, limitado ao arranjo particular das etapas aqui descritas.
[0032] Deve ser notado que, como usado aqui e nas reivindicações anexas, as formas singulares um, uma e
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11/58 o e a incluem referências plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Além disso, os termos um (ou uma) , um ou mais e pelo menos um podem ser usados indistintamente neste documento. Os termos compreendendo, incluindo, tendo e construído a partir de também podem ser usados de forma intercambiável.
[0033] Salvo indicação em contrário, todos os números que expressam quantidades de ingredientes, propriedades, tais como, peso molecular, percentagem, razão, condições de reação, etc., utilizados na especificação e reivindicações devem ser entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo cerca de, se ou não o termo cerca de está presente. Assim, a menos que indicado em contrário, os parâmetros numéricos estabelecidos na especificação e nas reivindicações são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas que se pretende obter pela presente descrição. No mínimo, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina dos equivalentes ao escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deve, pelo menos, ser interpretado à luz do número de dígitos significativos relatados e pela aplicação de técnicas comuns de arredondamento. Não obstante as faixas e parâmetros numérica(o)s que estabelecem o amplo escopo da descrição sejam aproximações, os valores numéricos estabelecidos nos exemplos específicos são relatados com a maior precisão possível. Qualquer valor
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12/58 numérico, no entanto, inerentemente contém certos erros necessariamente resultantes do desvio padrão encontrado em suas respectivas medições de teste.
[0034] Deve ser entendido que cada componente, composto, substituinte ou parâmetro aqui descrito deve ser interpretado como sendo descrito para uso sozinho ou em combinação com um ou mais de cada e todos os outros componentes, compostos, substituintes ou parâmetros aqui descritos.
[0035] Deve também ser entendido que cada quantidade/valor ou faixa de quantidades/valores para cada componente, composto, substituinte ou parâmetro aqui descrito deve ser interpretado como também sendo descrito em combinação com cada quantidade/valor ou faixa de quantidades./valores descritos para qualquer outro componente(s), composto(s), substituinte(s) ou parâmetro(s) descrito(s) aqui e que qualquer combinação de quantidades/valores ou faixas de quantidades/valores para dois ou mais componente(s), composto(s), substituinte (s) ou parâmetros aqui descritos são também descritos em combinação uns com os outros para as finalidades desta descrição.
[0036] É ainda entendido que cada limite inferior de cada faixa aqui descrita deve ser interpretado como descrito em combinação com cada limite superior de cada faixa aqui descrita para o(s) mesmo (s) componente,
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13/58 compostos, substituinte ou parâmetro. Assim, uma descrição de duas faixas deve ser interpretada como uma descrição de quatro faixas derivadas pela combinação de cada limite inferior de cada faixa com cada limite superior de cada faixa. Uma descrição de três faixas deve ser interpretada como uma descrição de nove faixas derivadas combinando cada limite inferior de cada faixa com cada limite superior de cada faixa, etc. Além disso, quantidades/valores específicos de um componente, composto, substituinte ou parâmetro descrita(o)s na descrição ou um exemplo deve ser interpretado como uma descrição de um limite inferior ou superior de uma faixa e, portanto, pode ser combinado com qualquer outro limite inferior ou superior de uma faixa ou quantidade/valor específico para o mesmo componente, composto, substituinte ou parâmetro descrito em outra parte do pedido para formar uma faixa para esse componente, composto, substituinte ou parâmetro.
[0037] A presente invenção refere-se a um sistema e método para acelerar a secagem de cápsulas moles controlando a temperatura, umidade e/ou a velocidade do fluxo de ar ao qual as cápsulas moles são expostas durante o processo de secagem. Em particular, a difusão ou a vazão de água através de um invólucro da cápsula contendo gelatina é controlada controlando o ambiente de secagem. Mais especificamente, a umidade relativa, a temperatura e/ou o fluxo de ar no ambiente de secagem são controlados
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14/58 para influenciar a difusão ou a vazão da água através do invólucro da cápsula contendo gelatina.
[0038] Um aumento na temperatura de secagem é conhecido por resultar em uma taxa mais rápida de secagem. No entanto, como discutido acima, existem limites para a redução no tempo de secagem que pode ser alcançado apenas aumentando a temperatura de secagem uma vez que podem resultar defeitos indesejáveis nas cápsulas moles. Assim, além de controlar a temperatura durante o processo de secagem, a velocidade do fluxo de ar através do ambiente de secagem também pode ser controlada para prover diminuir ainda mais o tempo de secagem da cápsula mole, evitando alguns dos defeitos que poderíam surgir da secagem em alta temperatura.
[0039] O controle da velocidade do fluxo de ar no ambiente de secagem proporciona algumas vantagens. Por exemplo, a evaporação da água, como derivada da Lei de Fick, é dada como,
Nh2O = Dab*P/ (RTz) *ln [ (P-Psat) / (P-Púmido) ]
em que NH2o é a vazão de água, Dab é a difusividade
constante através de um material, P é a pressão
atmosférica, R é a constante de gás ideal, T é a
temperatura ambiente, z é o comprimento do ar estagnado, PSat é a pressão saturada de água na umidade relativa e Púmido é a pressão saturada em Túmido usando um termômetro de bulbo úmido.
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15/58 [0040] A Lei de Fick indica que a difusão de água através do invólucro da cápsula é diretamente proporcional à temperatura. Assim, em temperaturas mais altas, uma taxa mais alta de difusão pode ser mantida. Além disso, a Lei de Fick também indica que o comprimento do ar estagnado (z) é proporcional à velocidade do fluxo de ar. Assim, a difusão de água através do invólucro da cápsula também é proporcional à velocidade do fluxo de ar.
[0041] Embora a temperatura seja um condutor principal na secagem de cápsulas softgel, quando a temperatura é aumentada para acima de um certo nivel, a qualidade do produto final diminui. Especificamente, o invólucro da cápsula fica endurecido e assim, quando a temperatura é reduzida após a conclusão da secagem, o volume do enchimento encolhe devido à inversão da expansão térmica. O invólucro endurecido não é capaz de flexionar com a redução no volume de enchimento, o que resulta em rebaixos ou entalhes a serem inaceitáveis sendo formados no invólucro.
[0042] Os presentes sistema e método incluem o controle da temperatura e da umidade relativa do sistema de secagem durante o processo de secagem. Verificou-se que esta combinação diminui significativamente o tempo de secagem da cápsula, bem como reduz significativamente ou previne defeitos no produto final que, de outro modo, ocorreríam devido a altas temperaturas de secagem.
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16/58 [0043] Quando as cápsulas secam, a temperatura é aumentada para manter uma alta taxa de remoção de umidade das cápsulas através da difusão de água através do invólucro da cápsula. A quantidade de aumento de temperatura é determinada com base no ponto de fusão da formulação especifica do invólucro da cápsula em umidade relativa de equilíbrio (ERHs) especifica. À medida que a temperatura aumenta, a difusão ou a vazão de água através do invólucro da cápsula contendo gelatina é acelerada como esperado.
[0044] Além disso, a umidade ambiental também é controlada durante todo o processo de secagem, a fim de reduzir ou evitar a formação de defeitos, tais como rebaixos ou entalhes após o resfriamento final do invólucro da cápsula seca. O controle da umidade também pode aumentar ainda mais a taxa de secagem.
[0045] Os presentes sistema e processo de secagem proporcionam uma redução significativa no tempo de secagem, e produzem cápsulas moles secas aceitáveis. As cápsulas moles resultantes podem também ter propriedades fisicas benéficas adicionais que são desejadas em cápsulas moles, tais como uma maior robustez.
[0046] O artigo Phase Diagram of Gelatin Plasticized by Water and Glycerol por Mara Coppola, et al. do Laboratório de Fisica Térmica em Paris, França, e Capsugel em Colmar, França, como apresentado no Macromol
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Symposium, 2008, vol. 273, p56-65, cuja descrição é aqui incorporada por referência, estudou curvas de sorção de gelatina em diferentes niveis de plastificantes e os correspondentes pontos de fusão e temperaturas de transição vítrea a diferentes níveis de umidade e plastificante. O efeito da concentração de gelatina na temperatura de fusão de películas tendo concentrações variadas de plastificante em relação a gelatina e água. Ver, Id. p. 63 e figura 7. Os dados foram interpelados para estimar o ponto de fusão da gelatina plastificada na sua correspondente ERH. Os resultados sugerem que, quando a ERH da cápsula seca e da gelatina diminui, a temperatura de fusão do invólucro da cápsula que contém gelatina aumenta. O aumento na temperatura de fusão do invólucro da cápsula à medida que a cápsula seca permite que a temperatura de secagem seja aumentada durante o processo de secagem para conduzir a umidade a partir da cápsula em uma taxa mais rápida.
[0047] Embora cápsulas moles, tais como, as discutidas acima tenham sido usadas com sucesso durante anos como cápsulas para vários materiais, tais como, produtos farmacêuticos, o uso de gelatina nestas formulações tem vários inconvenientes, tais como, incompatibilidade com certas substâncias, e um desejo de não usar gelatina de origem animal. Em resposta a estas potenciais desvantagens, cápsulas moles foram desenvolvidas, que são livres de gelatina. As cápsulas
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18/58 moles que não contêm gelatina contêm tipicamente carragenano e/ou amido em vez da gelatina. Exemplos de tais cápsulas moles, e métodos de fabricação relacionados podem ser encontrados nas Patentes U.S. Nos 6.340.473, 6.582.727 e 6.884.060. Numerosas outras formulações de cápsula mole que não contêm gelatina são também conhecidas na técnica e podem ser secas pelos métodos e sistemas da invenção.
[0048] Os presentes sistema e processo são aplicáveis para a secagem de cápsulas moles contendo gelatina, bem como outros tipos de cápsulas moles que não contêm gelatina. Testes semelhantes podem ser usados para cápsulas que não contêm gelatina de modo a determinar os pontos de fusão e as ERHs correspondentes para uma determinada formulação de cápsula ser seca no processo de secagem descrito abaixo. A cápsula de softgel e a cápsula mole, usadas ao longo da descrição, referem-se a ambas as cápsulas moles que contêm gelatina, assim como às cápsulas moles que não contêm gelatina.
[0049] Ajustes à umidade relativa do ambiente de secagem também podem ser usados para diminuir o tempo de secagem. Especificamente, o diferencial entre a umidade relativa à qual as cápsulas são expostas no sistema de secagem e a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas (doravante a umidade relativa diferencial ou dRH) pode ser usado para conduzir água a partir da cápsula mole. Este dRH pode ser controlado durante o processo de secagem para
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19/58 esta finalidade. 0 controle da umidade relativa diferencial pode ser usado para proporcionar um tempo de secagem mais rápido em comparação com processos de secagem convencionais, evitando os defeitos normalmente associados à secagem acelerada de cápsulas moles.
[0050] Ajustes à umidade relativa podem ser usados para manter uma taxa mais alta de difusão de umidade através do invólucro da cápsula mole, mesmo depois que uma temperatura de secagem segura máxima tenha sido alcançada. Uma tal temperatura de secagem máxima pode ser determinada com base em fatores tais como a temperatura de fusão da formulação de invólucro da cápsula particular, problemas de segurança, tais como os regulamentos da OSHA, e/ou outros fatores.
[0051] As taxas de transição de vapor de umidade (MVTRs) de água através de uma pelicula de gelatina em diferentes niveis de umidade relativa foram determinadas. Para esta finalidade, uma célula de MVTR foi enchida com uma solução salina superssaturada e circundada por uma pelicula de gelatina. A umidade relativa externa foi então reduzida em etapas enquanto se monitorizava a perda de peso da célula de MVTR, a solução salina e a pelicula de gelatina como água da solução salina difundida através da pelicula de gelatina. Em cada umidade relativa externa, a inclinação constante da perda de massa foi determinada. A inclinação da perda de massa no estado estacionário para
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20/58 cada umidade relativa externa foi representada versus o diferencial em umidade relativa entre a solução salina interna e a umidade relativa externa. Os resultados desta comparação são mostrados na Fig. 1. Os resultados mostram que uma umidade relativa diferencial de cerca de 25% de RH entre a umidade relativa da solução salina superssaturada e a umidade relativa externa proporciona a taxa mais rápida de transferência de água através da pelicula de gelatina.
[0052] No mesmo estudo também foi observado, que a alteração da umidade relativa diferencial proporcionou um beneficio adicional. A Fig. 2 mostra um gráfico da perda de massa quando a RH externa fora da célula é alterada. Ao alterar a RH externa, há uma perda de massa inicial alta que diminui exponencialmente até que a perda de massa no estado estacionário seja atingida. A taxa de perda de massa inicial é maior do que a perda de massa da taxa estacionária dos outros diferenciais de RH, como visto na Fig. 2. Assim, ajustar a RH externa pode aumentar ainda mais a taxa de difusão proporcionando curtos periodos de altas taxas de difusão inicial que excedem as taxas de difusão tipicas no estado estacionário antes da taxa de perda de massa atingir o estado estacionário.
[0053] Adicionalmente, como observado acima, a velocidade da corrente de ar também influencia a taxa de difusão da água através de um invólucro da cápsula. O fluxo de ar também pode ajudar a manter uma temperatura desejada
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21/58 em um sistema de secagem removendo o ar do sistema que foi resfriado pelo resfriamento evaporative que resulta da evaporação da água do invólucro da cápsula para o ar no ambiente de secagem. 0 resfriamento evaporative pode retardar o processo de secagem, reduzindo a temperatura no
ambiente de secagem com o uso de equipamentos de secagem
padrão, tais [0054] como túneis de secagem. Por exemplo, os secadores de túnel
tipicamente incluem pilhas de alta densidade e grande
capacidade de bandejas carregadas em um túnel. 0 túnel direciona o ar através das bandejas, em vez de ao redor da pilha, que normalmente ocorre em salas de secagem ou em secagem ao ar livre. No entanto, grande parte do fluxo de ar nesses túneis ainda percorre as pilhas. Blindagens foram adicionadas como um método de redirecionar o ar de volta para as pilhas, e o uso de tais blindagens teve resultados positivos. No entanto, com o uso das blindagens, o resfriamento evaporative torna-se o fator limitante para a secagem de cápsulas moles em secadores de túneis. À medida que a água evapora da cápsula, o calor é perdido através da evaporação e isto resfria as cápsulas, bem como o ar circundante. Quanto mais rápida a secagem, mais pronunciado é o efeito do resfriamento evaporative.
[0055] A Fig. 3 mostra um gráfico do efeito do resfriamento evaporative sobre as pilhas de cápsulas em um túnel contendo blindagens para redirecionar o fluxo de ar.
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22/58 ar mais frio criado pela evaporação da água do material nas pilhas anteriores do túnel cria temperaturas mais baixas nas últimas pilhas. Dependendo da temperatura de partida e da quantidade de evaporação nas pilhas anteriores, as últimas pilhas no túnel podem ter baixas temperaturas do ar próximas ou até atingir a temperatura de bulbo úmido de aproximadamente 10 °C.
[0056] A redução da umidade do ambiente de secagem não tem efeito no resfriamento por evaporação. Em vez disso, reduzir a umidade reduz a temperatura do bulbo úmido e aumenta os custos de utilidade. Os dados mostraram que, embora a evaporação continue em temperaturas mais baixas, a taxa de evaporação é mais lenta. Como tal, as cápsulas localizadas nas bandejas posteriores do sistema de secagem terão tempos de secagem mais lentos, mesmo se a umidade for reduzida devido às temperaturas reduzidas e à taxa de evaporação causada pelo resfriamento evaporative.
[0057] Além disso, embora o aumento da temperatura do ar que entra no sistema possa ser útil, o resfriamento por evaporação não é assim reduzido ou evitado. Como tal, se a temperatura do ar que entra no sistema é mantida a uma temperatura aceitável para secar as cápsulas nas pilhas iniciais, as temperaturas mais baixas nas pilhas posteriores causadas pelo resfriamento por evaporação ainda dificultam para estas pilhas posteriores para secar as cápsulas na taxa desejada.
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23/58 [0058] Um fluxo de ar aumentado, ou fluxo de ar de recirculação, como na presente invenção, pode ser empregado para tratar do problema de resfriamento evaporative. Mais especificamente, ajustes opcionais no fluxo de ar podem ser feitos durante o processo de secagem para compensar o resfriamento evaporative. Tais ajustes de fluxo de ar podem ser feitos além de exercer controle sobre a umidade relativa e a temperatura do ambiente de secagem.
[0059] Em algumas formas de realização, uma ventoinha de recirculação opcional pode ser incluída no sistema de secagem. Tal ventoinha de recirculação pode ser posicionada e configurada para recircular o ar do exaustor de volta para uma fonte de ar provida ao sistema de secagem. A ventoinha de recirculação também pode ser usada para controlar a velocidade do fluxo de ar no sistema de secagem. Além disso, uma combinação da ventoinha de recirculação e uma fonte de umidade pode ser usada para controlar a umidade relativa no ambiente de secagem.
[0060] Proporcionar um fluxo de ar através do ambiente de secagem pode reduzir os efeitos do resfriamento por evaporação movendo continuamente o ar resfriado para longe das cápsulas e para fora do exaustor do sistema de secagem. O ar resfriado removido pode ser substituído pelo ar de entrada mais quente para combater o efeito de resfriamento evaporative. A ventoinha de recirculação pode ser usada em qualquer tipo de equipamento de secagem para
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24/58 proporcionar benefícios semelhantes.
[0061] Em algumas formas de realização, um maior fluxo de ar de velocidade é empregado durante os estágios iniciais de secagem, uma vez que a maior taxa de resfriamento evaporative ocorre nos estágios iniciais de secagem. À medida que a secagem avança, a taxa de evaporação diminui e, portanto, a taxa de resfriamento evaporative também diminui. Como resultado, a velocidade do fluxo de ar pode ser reduzida durante os últimos estágios de secagem enquanto ainda se contraria efetivamente o efeito do resfriamento evaporative.
[0062] Assim, em algumas formas de realização, variações controladas na temperatura e umidade relativa são empregadas em conjunto com alterações opcionais na velocidade do fluxo de ar, a fim de garantir a secagem mais rápida de cápsulas moles com menos defeitos.
[0063] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um sistema de secagem 100 de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Nesta forma de realização, o sistema 100 compreende uma unidade de HVAC 102, equipamento de secagem padrão 104, um aquecedor 106 e um umidificador 108. A Figura 5 mostra uma segunda forma de realização de um sistema de secagem 200 da presente invenção, em que foi adicionado uma ventoinha de recirculação opcional 250 para o sistema.
[0064] A unidade de HVAC 102 pode opcionalmente
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25/58 compreender um desumidificador, e é usada para alimentar ar seco e frio através do sistema de secagem. A unidade de HVAC 102 pode ser conectada diretamente a um registro para alimentar apenas ar fresco ao sistema de secagem, ou o ar pode ser puxado da e liberado de volta para a sala que compreende o equipamento de secagem. Como mostrado na Fig. 5, uma ventoinha de recirculação também pode ser usada para recircular o ar deixando o equipamento de secagem para misturar com o ar que entra no equipamento de secagem. Somente ar recirculado, ar fresco, ar da sala de secagem provida pela unidade de HVAC, ou qualquer combinação das fontes de ar precedentes pode ser usada no equipamento de secagem. A umidade do ar alimentado pela unidade de HVAC pode variar de cerca de 5% de RH a cerca de 30% de RH. A RH do ar provido pela unidade de HVAC é preferencialmente menor que a RH desejada do ar dentro do equipamento de secagem. Como tal, o ar provido pela unidade de HVAC é considerado ar seco.
[0065] A temperatura do ar que entra no sistema a partir da unidade de HVAC pode variar de cerca de 20 °C a cerca de 29°C, e a temperatura desejada pode geralmente ser escolhida com base no nivel de conforto da sala em que o equipamento de secagem está localizado. De preferência, a temperatura do ar da unidade de HVAC está entre cerca de 22°C e cerca de 26°C, e mais preferencialmente a temperatura é de cerca de 23°C a cerca de 25°C.
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26/58 [0066] Entre o sistema de HVAC e o equipamento de secagem está uma válvula de controle de fluxo opcional 110. A válvula de controle de fluxo 110, se usada, pode ser ajustada, ajustada manualmente ou controlada através do uso de sensores para fechar ou reduzir o tamanho de um orifício de entrada quando a restrição do fluxo de ar seco no sistema é desejada.
[0067] O equipamento de secagem pode ser qualquer equipamento de secagem padrão conhecido na técnica, incluindo, mas não limitado a, qual(ais)quer forma(s) de transportadores de secagem, secadores e tambor, secadores de leito fluidizado, túneis de secagem ou salas de secagem. Os sistema ou método aqui descritos são independentes do tipo de equipamento de secagem utilizado.
[0068] O umidificador alimenta umidade ao sistema. O umidificador pode incluir geração de vapor, névoa ultrassônica, pavios ou recheio. Como referido acima, as próprias cápsulas úmidas proporcionam alguma umidificação no ambiente de secagem por evaporação da água das cápsulas. O uso opcional do fluxo de ar de recirculação pode capturar a umidade que sai do ambiente de secagem e retorná-lo ao sistema. A umidade relativa inicial do sistema é alta à medida que as cápsulas úmidas são introduzidas no sistema e a umidade relativa do sistema diminui com o tempo à medida que as cápsulas secam. As faixas de umidade relativa úteis para a secagem acelerada podem variar de 2-89% de RH,
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27/58 dependendo do tipo de cápsulas a serem secas. Por exemplo, cápsulas com enchimentos lipofílicos, também referidas como cápsulas lipofílicas são, de preferência, secas usando uma % de RH menor do que cápsulas com enchimentos hidrofílicos, também referidas como cápsulas hidrofílicas.
[0069] Para cápsulas lipofílicas, a faixa de umidade relativa inicial é, de preferência, de 49% de RH a 7 9% de RH e a faixa de umidade relativa de ponto final é, de preferência, de cerca de 2% de RH a cerca de 36% de RH. Mais preferencialmente, a faixa inicial de umidade relativa para cápsulas lipofílicas é de cerca de 59% de RH a cerca de 69% de RH e a faixa de umidade relativa de ponto final para cápsulas lipofílicas é de cerca de 10% de RH a cerca de 24% de RH.
[0070] Para cápsulas com enchimentos hidrofílicos, a faixa inicial de umidade relativa é preferivelmente de cerca de 4 9% de RH a cerca de 7 9% de RH e a faixa de umidade relativa de ponto final é preferencialmente de cerca de 15% de RH a cerca de 58% de RH. Mais preferencialmente, a faixa inicial de umidade relativa para cápsulas hidrofílicas é de cerca de 59% de RH a cerca de 69% de RH e a faixa de umidade relativa de ponto final para cápsulas hidrofílicas é de cerca de 23% de RH a cerca de 57% de RH.
[0071] A temperatura do ambiente de secagem pode ser mantida pelo uso de um aquecedor. O calor pode ser
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28/58 proporcionado, por exemplo, por um ou mais dos seguintes métodos, aquecimento por meio de elementos de aquecimento, calor dissipative de motores, luzes ou por forças de atrito geradas pelo próprio processo. A temperatura de secagem deve ser mantida abaixo da temperatura de fusão da formulação de cápsula mole especifica a ser seca. Como mencionado acima, a temperatura de fusão do invólucro da cápsula aumenta à medida que as cápsulas secam e, assim, a temperatura de secagem pode ser aumentada ao longo do tempo, à medida que esta temperatura de fusão aumenta. A faixa de temperatura total útil para o sistema de secagem acelerada pode variar entre cerca de 22°C e cerca de 68°C. De preferência, a faixa de temperatura é de cerca de 32°C, que é a temperatura de fusão da maioria dos invólucros de gelatina úmida até cerca de 48 °C, que é uma temperatura máxima tipica que pode ser usada em conformidade com as normas de Administração de Segurança e Saúde Ocupacional. No entanto, com isolamento adequado e invólucros de cápsula com pontos de fusão suficientemente altos, é possivel em algumas circunstâncias poder usar temperaturas ainda mais altas para conduzir uma secagem mais rápida. Além disso, em alguns casos especiais, temperaturas mais baixas podem ser usadas dependendo principalmente da formulação especifica da cápsula mole.
[0072] Se uma ventoinha de recirculação opcional é usada, a ventoinha pode ser uma parte da unidade de HVAC,
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29/58 ou a ventoinha pode ser uma parte separada do sistema de secagem. A recirculação é opcional, mas pode ser usada para ajudar a manter a temperatura e umidade relativa desejadas no sistema de secagem, e também pode ser usada para reduzir os custos de energia. A velocidade de ventoinha da ventoinha de recirculação pode ser ajustada para coincidir com o sistema a ser uado, e a ventoinha pode ser operada de uma maneira em que a velocidade do ar através da cápsula mole de cerca de 0,15 m/s a cerca de 13 m/s, de preferência, de cerca de 0,15 m/s a cerca de 8,3 m/s, e mais preferencialmente, de cerca de 0,35 m/s a cerca de 2,5 m/s. Dependendo do tipo de equipamento de secagem usado, a velocidade da ventoinha pode ser ajustada. Por exemplo, para a secagem em leito fluidizado, velocidades de ventoinha maiores podem ser necessárias para proporcionar um efeito benéfico, mas nesses tipos de secadores, aumentando do fluxo de ar tem efeitos limitados na secagem, enquanto aumenta os custos elétricos. Como tal, os benefícios do fluxo de ar aumentado devem ser pesados em
relação ao custo de operação da ventoinha.
[0073 ] Uma redução na velocidade do fluxo de ar
sobre as cápsulas resultantes da velocidade reduzida da
ventoinha causará um aumento da umidade relativa que
envolve as cápsulas, já que a umidade das cápsulas continua a evaporar. Como resultado, a manipulação da velocidade da ventoinha também pode ser usada para controlar a umidade
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30/58 relativa no ambiente de secagem à medida que o processo de secagem progride, bem como para reduzir o efeito do resfriamento evaporative. Assim, em algumas formas de realização, a velocidade da ventoinha será diminuída ao longo do tempo, de forma constante ou intermitente, a fim de manter uma velocidade da ventoinha que garanta um nivel de umidade relativa consistente e desejado no sistema de secagem.
[0074] Para usar o sistema de secagem como aqui descrito, e mostrado nas Figuras 4 e 5, as cápsulas moles que requerem tal secagem são primeiro produzidas de acordo com procedimentos padrão. As cápsulas úmidas são então localizadas no equipamento de secagem, e o sistema de secagem é operado. A temperatura, a umidade relativa e o fluxo de ar opcionais são ajustáveis manualmente, por um sistema pré-programado, ou podem ser ajustados com base em dados obtidos em tempo real do sistema, ou por um controlador pré-programado para proporcionar uma rampa de temperatura, umidade relativa, e opcionalmente, a velocidade do fluxo de ar com base na formulação especifica da cápsula mole a ser seca, condições ambientais locais e o tempo de secagem desejado.
[0075] A temperatura inicial dentro do equipamento de secagem é selecionada com base na formulação especifica da cápsula mole usada no invólucro da cápsula. A temperatura deve ser selecionada para estar próxima, mas
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31/58 pelo menos 2-3°C abaixo do ponto de fusão da formulação especifica da cápsula mole. Por exemplo, a temperatura pode ser mantida entre 2-10°C, 2-7°C ou 2-5°C, ou 3-8°C ou 36°C, ou mais preferencialmente, 2-3°C. abaixo do ponto de fusão do invólucro da cápsula mole durante o processo de secagem. Para manter este diferencial de temperatura, a temperatura no sistema de secagem terá que ser aumentada à medida que o ponto de fusão do invólucro da cápsula aumenta devido à secagem. 0 ponto de fusão das formulações de cápsulas moles é determinado em laboratório em várias concentrações de água. As curvas de sorção podem ser desenvolvidas para correlacionar a concentração de água e a umidade relativa de equilíbrio. Portanto, usando tais curvas de sorção, o ponto de fusão da cápsula pode ser determinado em tempo real durante o processo de secagem, monitorando a umidade relativa de equilíbrio.
[0076] Com o tempo, à medida que as cápsulas secam, a umidade relativa de equilíbrio da cápsula diminui e o ponto de fusão da formulação de cápsula mole aumenta. À medida que o ponto de fusão aumenta, a temperatura dentro do equipamento de secagem é aumentada para maximizar a remoção de umidade das cápsulas por unidade de tempo. A temperatura é preferencialmente controlada através do uso de um aquecedor e de uma máquina frigorífica opcional.
[0077] Como a temperatura do ar provido ao sistema, a unidade de HVAC é provavelmente menor do que a
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32/58 temperatura de secagem desejada, o aquecedor dentro do sistema é usado para aumentar a temperatura do ar dentro do equipamento de secagem até o ponto de ajuste desejado. Adicionalmente, se uma ventoinha de recirculação opcional for usada, a recirculação de ar deixando o equipamento de aquecimento para o ar que entra no equipamento de aquecimento pode ser usada para conservar o calor e ajudar a manter a temperatura de ponto de ajuste desejada. Depois de algum tempo, a temperatura no sistema pode estabilizar devido a preocupações de segurança ou outros fatores.
[0078] As cápsulas são resfriadas até a temperatura da sala ou ambiente, uma vez que o processo de secagem esteja concluído ou quase concluído. Para esta finalidade, uma máquina de frigorífico opcional pode ser incluída, ou uma quantidade adicional de ar mais frio do sistema de HVAC pode ser permitida para entrar no equipamento de secagem.
[0079] Enquanto a temperatura está sendo ajustada, a umidade relativa dentro do equipamento de secagem também está sendo controlada. O controle de umidade é usado para preservar a qualidade das cápsulas aquecidas. A umidade relativa começa em um valor alto e diminui com o tempo à medida que as cápsulas secam.
[0080] De preferência, a umidade relativa é controlada por um umidificador e/ou uma ventoinha de recirculação. A umidade é provida ao sistema por um umidificador, ou pela umidade que se evapora das cápsulas
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33/58 ou pelo ar recirculado. Uma válvula de controle de fluxo 110 também pode ser empregada na entrada de ar do equipamento de HVAC para reduzir, ou impedir que o fluxo de ar tendo uma umidade relativa mais baixa entre no equipamento de secagem, a fim de controlar ainda mais a umidade relativa.
[0081] A umidade relativa é ajustada para manter uma umidade relativa diferencial através do invólucro da cápsula de cerca de 15% de dRH a cerca de 35% de dRH, mais preferivelmente de aproximadamente 20% de dRH a cerca de 30% de dRH, e mais preferencialmente, a umidade relativa diferencial é de aproximadamente 25% de dRH. A umidade relativa no sistema de secagem é reduzida à medida que as cápsulas secam para manter essa umidade relativa diferencial. No entanto, se a temperatura já não aumentar, devido a razões de segurança ou outras razões, a umidade relativa pode ser variada para alterar a umidade relativa diferencial, de modo a alterar (por exemplo, aumentar) a taxa de evaporação das cápsulas.
[0082] Uma rampa de exemplo de umidade e de temperatura para uma cápsula lipofilica é mostrada na Fig. 6. Uma curva semelhante pode ser produzida para uma cápsula hidrofilica. A curva para a cápsula hidrofilica terá tipicamente uma inclinação menos acentuada do que a curva para a cápsula lipofilica. A umidade final das cápsulas hidrofilicas é tipicamente entre 53% e 57% devido a
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34/58 diferenças internas na formulação de enchimento. A temperatura permanece abaixo da temperatura de fusão da formulação de cápsula mole, que aumenta à medida que a cápsula seca. 0 aumento da temperatura ao longo do tempo ajuda a evaporar a umidade das cápsulas.
[0083] Cada ajuste na temperatura e/ou umidade pode ser feito através de um programa baseado nas propriedades do material da formulação especifica da cápsula mole, ou pode ser baseado em dados recebidos de um ou mais sensores localizados dentro do sistema. Um método preferido de selecionar a temperatura e/ou umidade relativa ao longo do tempo baseia-se na umidade relativa de equilíbrio das cápsulas, mas também podem ser usados outros métodos, tais como a medição da perda de peso das cápsulas.
[0084] A ERH da cápsula pode ser medida em tempo real. Com base na correlação entre a ERH e a temperatura de fusão da cápsula mole, a ERH é então esquematizada em um gráfico mostrando a rampa de umidade relativa e temperatura, ou inserido em uma equação com base em um gráfico de calibração. Os valores correspondentes podem ser usados para determinar os pontos de ajuste de temperatura e umidade relativa do sistema ao longo do tempo.
[0085] A umidade relativa inicial é alta com base na alta ERH para as cápsulas fabricadas e é tipicamente de cerca de 45% de RH e 90% de RH. Além disso, a umidade relativa de ponto final de cada cápsula mole é controlada e
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35/58 pode ser personalizada para cada formulação. Por exemplo, para cápsulas de óleo de peixe, é desejável uma umidade relativa de ponto final de 10% de RH - 24% de RH. Para as cápsulas de ibuprofeno, é desejável uma umidade no ponto final de 23% de RH - 57% de RH.
[0086] Usando o presente sistema, uma cápsula típica de óleo de peixe pode ser seca até uma dureza > 8N em nove horas, e uma cápsula de ibuprofeno típica pode ser seca até uma umidade de enchimento de <7,5% em quarenta e oito horas. Estes valores representam uma redução do tempo de secagem de 60-80% em relação a um processo típico de secagem de softgel, que usualmente demora de 2-10 dias, dependendo da formulação específica.
[0087] Uma vez que as cápsulas são secas até o teor de umidade desejado, elas são removidas do equipamento de secagem. O ponto final do processo de secagem pode ser determinado pela dureza da cápsula, perda de peso, umidade de enchimento determinada pelo método de Karl Fischer, umidade da cápsula determinada por Perda na Secagem (L.O.D.), ou outros métodos conhecidos na técnica.
[0088] A figura 7 mostra um esquema de um sistema de controle preferido 300 para um sistema de secagem como mostrado na fig. 5 usando um secador de túnel como o equipamento de secagem. O sistema de HVAC proporciona preferivelmente ar a 25 e 10% de RH. No entanto, os parâmetros da temperatura do ar e da umidade relativa podem
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36/58 ser variados dependendo dos niveis de conforto do ambiente, e dos niveis de umidade relativa desejados para a secagem do produto especifico.
[0089] Três diferentes pares de sensores podem ser usados neste sistema preferido. O primeiro par de sensores mede a umidade relativa do ar de alimentação 360 e o ar de retorno 362. De preferência, uma umidade relativa diferencial dentro do equipamento de secagem é mantida a aproximadamente 25% de dRH. Se desejado, a umidade relativa da alimentação de ar pode ser controlada e mantida em niveis ligeiramente mais altos para minimizar os defeitos do produto quando temperaturas mais altas são usadas para aumentar a taxa de secagem. A umidade relativa do diferencial pode ser ajustada em um único valor, ou pode ser alterada durante todo o processo para influenciar o tempo de secagem.
[0090] Para controlar a umidade relativa, uma válvula de controle de fluxo 112 pode ser usada no duto da unidade de HVAC 102. A umidade relativa do ar que entra no sistema a partir da unidade de HVAC 102 é baixa, e para esta forma de realização é de cerca de 10 % umidade relativa. Portanto, reduzindo a quantidade de fluxo do HVAC, a umidade relativa da alimentação de ar será aumentada. O sensor de umidade relativa do ar de alimentação 360 pode ser usado para obter medições que provêm informação para controlar a válvula de controle de
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37/58 fluxo 112 com base em um único controlador de malha para manter a umidade relativa diferencial desejada dentro do equipamento de secagem.
[0091] Para manter uma umidade diferencial de 25% de dRH e manter uma umidade minima de 15% de RH, que é o minimo em que a válvula de HVAC começa a fechar, o seguinte algoritmo pode ser usado: = IF(RH1>MIN, (IF(RH2<(DIFF+DIFF),(RH2-MIN),DIFF),(RH2-MIN)) RH1: umidade relativa do sensor de alimentação RH2: umidade relativa do sensor de retorno DIFF: Umidade relativa diferencial desejada MIN: ponto de ajuste de umidade minima [0092] Neste ponto, a umidade relativa diferencial seria recalculada para assegurar que RH1 não caia abaixo do ponto de ajuste minimo.
[0093] O segundo par de sensores inclui sensores de controle de temperatura 364 e 366. Um trocador de calor ou outro elemento de aquecimento 106 é instalado no duto de alimentação do equipamento de secagem 104. O sensor de temperatura de alimentação de ar 364 controla a transferência de calor com base em um único controlador de malha para manter e controlar a temperatura do lado da alimentação. Como discutido acima, os valores de temperatura podem ser ajustados para aumentar em rampa a difusão de água a partir do gel, enquanto permanecem abaixo da temperatura de fusão para a formulação especifica da
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38/58 cápsula mole.
[0094] O terceiro conjunto de sensores 368, 370 usado nesta forma de realização de um sistema de controle 300 é um conjunto de sensores de controle de corrente de ar. O aumento do fluxo de ar tem mostrado minimizar os efeitos do resfriamento evaporative, e diminuir os tempos de secagem, como descrito acima. Os sensores de corrente de ar podem ser usados para obter informação a ser usada para controlar o fluxo proveniente apenas do sistema de HVAC, ou de preferência uma ventoinha de recirculação também é usada no sistema. A adição de uma ventoinha de recirculação aumenta a velocidade do ar através das cápsulas. A operação da ventoinha de recirculação é baseada em um algoritmo que minimiza a diferença entre as temperaturas de alimentação e retorno monitoradas pelos sensores de temperatura, controlando a velocidade da ventoinha.
Temperatura Diferencial [C] Controle da Ventoinha [%]
<1C 0
>1C 100
em que, se a temperatura no sensor de temperatura de exaustão 366 for menor que a temperatura no sensorde temperatura de entrada 364 por 1°C, a ventoinha é iniciada ou a velocidade da ventoinha é aumentada. Cada umda ventoinha de recirculação e do sistema de HVAC,de preferência, proporciona corrente de ar entre cerca de 100 m3/hora e cerca de 2000 m3/hora. Várias válvulasde
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39/58 retenção 372 também são localizadas ao longo do sistema para impedir o refluxo para a unidade de HVAC, o equipamento de secagem e/ou o duto de recirculação. A ventoinha de recirculação também proporciona ar tendo uma maior umidade e uma maior temperatura na alimentação de ar em comparação com o ar proporcionado pela unidade de HVAC.
[0095] Embora o sistema de controle acima tenha sido descrito em termos de variação da temperatura, umidade relativa e fluxo de ar, entende-se que uma redução no tempo de secagem pode ser alcançada através do uso de qualquer um ou mais desses elementos. Além disso, qualquer combinação de dois dos elementos acima também pode proporcionar uma redução no tempo de secagem. De preferência, o sistema usa uma combinação de controle de temperatura e controle de umidade para reduzir o tempo de secagem de cápsulas moles e produzir cápsulas com propriedades físicas aceitáveis.
[0096] Os exemplos seguintes são ilustrativos, mas não limitativos, da presente descrição. Outras modificações e adaptações adequadas da variedade de condições e parâmetros normalmente encontrados no campo, e que são vistas para os habilitados na técnica, estão dentro do escopo da descrição. Os exemplos seguintes ilustram a prática da presente invenção em algumas das formas de realização preferidas.
EXEMPLOS
Exemplo 1 (tempo de secagem da cápsula lipofílica):
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40/58 [0097] O efeito de alterar a umidade relativa e a temperatura na taxa de secagem de cápsulas lipofílicas da cápsula foi medido. Um controle foi executado usando um túnel de secagem padrão. A temperatura do túnel de secagem padrão era de 22 °C e a umidade relativa do túnel de secagem padrão era de 12% de RH no inicio do processo. As amostras foram colocadas em uma bandeja com papel de bandeja, construídas em uma pilha parcial, e colocadas em túneis. Amostras de cápsulas foram tomadas a cada 6 horas para testar a dureza.
[0098] Dois experimentos de comparação foram realizados usando uma secador em tambor. Uma linha de base para o secador em tambor foi obtida pelo uso de um secador em tambor contínuo de cesto grande CS-TJS-1. As cargas do cesto foram limitadas a 60 kg e 100 kg com ponto médio de 80 kg, e velocidades de rotação de 3 rpm e 6 rpm foram empregadas, com um ponto médio de 4,5 rpm. A umidade relativa foi mantida a 12% de RH para o experimento de linha de base e a temperatura foi mantida a 24 °C. Um segundo estudo de comparação foi realizado com o mesmo equipamento e os mesmos parâmetros, mas com a temperatura mantida a 35°C.
[0099] Registradores de dados foram usados para capturar a temperatura e a umidade relativa no interior dos cestos do secador em tambor, bem como no filtro de admissão e exaustor do secador em tambor. As cápsulas de amostra
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41/58 foram tomadas para medir o peso da cápsula e a umidade relativa do equilíbrio (ERH) antes de cada corrida, e dureza, perda de peso e ERH também foram medidos a cada 1-2 horas durante as primeiras 6 horas e a cada 6-12 horas depois disso os dois experimentos de comparação.
[00100] Para os estudos experimentais, o secador em tambor contínuo de cesto grande CS-TJS-1 foi modificado para incluir um sistema de controle de temperatura e umidade relativa. Um secador em tambor modificado é mostrado na figura 13. Os outros parâmetros foram todos mantidos iguais aos dos experimentos de comparação. O sistema de controle de temperatura e umidade relativa incluiu um duto de recirculação, um registro, e um gerador de vapor para conservar a energia térmica e adicionar umidade ao sistema. A temperatura e a umidade relativa no alojamento do secador em tambor foram medidas usando um transmissor Vaisala calibrado. O fluxo de ar foi aquecido usando elementos de aquecimento localizados dentro do secador em tambor. A umidade foi adicionada usando um gerador de vapor da Nortec. O ERH das cápsulas foi medido usando o medidor de atividade de água Aqualabs, em que quatro cápsulas são colocadas em um recipiente fechado e a umidade relativa medida até que uma taxa mínima de alteração na umidade seja detectada. A temperatura e a umidade nos locais intersticiais entre as cápsulas foram monitoradas usando o registrador de dados iButton em um
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42/58 saco de náilon.
[00101] Amostras foram coletadas a cada hora e o peso de 10 cápsulas foi medido e calculado em média. A perda de peso foi calculada a partir do peso inicial. A perda de peso foi traçada no gráfico mostrado na Fig. 8, a partir do qual os novos pontos de ajuste de temperatura e umidade relativa foram determinados e inseridos. Para este experimento, as estimativas de ERH e temperatura foram feitas a partir de dados previamente obtidos para a formulação especifica de cápsula mole, como mostrado no gráfico da Fig. 6, e a temperatura de fusão foi calculada diretamente a partir da ERH da cápsula, independentemente da perda de peso. Quatro diferentes rampas de temperatura/umidade foram conduzidas, todas usando variações do gráfico como mostrado na Fig. 6.
[00102] Foram realizados estudos de controle adicionais usando a secador em tambor contínuo de cesto grande CS-TJS-1. O estudo de controle seguiu o mesmo protocolo do procedimento experimental, mas incluiu apenas uma rampa de temperatura, sem controle da umidade relativa. Usando somente a temperatura, as cápsulas se tornaram dentadas ao resfriar. Cápsulas com controle de temperatura e umidade não afetaram a qualidade da cápsula. Portanto, pode ser concluído que o controle de temperatura e umidade é necessário para acelerar a secagem.
[00103] Os resultados deste Exemplo são mostrados na
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43/58
Fig. 8. A dureza das amostras foi medida usando um Bareiss Digitest Gelomat. A especificação de dureza deste produto especifico foi entre 7-10 N. Os resultados mostraram que o uso do controle de temperatura e umidade relativa reduziu o tempo de secagem de aproximadamente 36 horas para os túneis de secagem, para aproximadamente 12 horas. Também reduz o tempo de secagem dos secadores padrão em mais de 50%. O uso de um controle mais preciso da umidade relativa e da temperatura deve permitir uma redução adicional no tempo de secagem.
Exemplo 2 (tempo de secagem hidrofílico):
[00104] O efeito da alteração de umidade e temperatura na taxa de secagem da cápsula para cápsulas hidrofilicas foi testado usando um secador de leito fluidizado em escala de laboratório, como mostrado na Fig. 9. Este estudo também foi usado para observar a qualidade do produto hidrofilico final. O controle da temperatura e umidade relativa para este experimento foi exercido manualmente e, como tal, não foi preciso, mas os resultados mostraram ainda que uma melhoria de secagem de 80% sobre a secagem de controle foi conseguida diminuindo o tempo de secagem de 10 dias para 2 dias. Os resultados para o tempo de secagem para as amostras de controle e comparação versus duas amostras experimentais são mostrados na Fig. 10. A Tabela 1 abaixo mostra os parâmetros de temperatura, umidade relativa e fluxo de ar que foram usados para cada
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44/58 um dos testes.
[00105] Para o experimento de controle, cápsulas hidrofilicas foram colocadas em um barco de pesagem com um guardanapo no topo em condições ambientais. O peso de 10 cápsulas foi medido e o tempo de cada medição foi registrado.
[00106] Experimentos de comparação foram realizados para comparar os resultados usando o controle de temperatura e umidade relativa da presente invenção para o uso de um secador de leito fluidizado em duas temperaturas diferentes (fluidizado 22 e fluidizado 32) . Para a comparação dos experimentos com secador de leito fluidizado, o fluxo de ar foi mantido a aproximadamente 12 m/s durante todo o experimento. Para o fluido 22, a temperatura foi mantida a aproximadamente 22 °C. A umidade não foi ajustada e variou entre 10,9% de RH e 14,8% de RH. Essas condições de temperatura e umidade foram as mesmas que as condições ambientais usadas para o controle.
[00107] Para o fluidizado 32, a umidade não foi controlada e foi medida entre 5,2% de RH e 8,0% de RH durante o experimento. A temperatura foi mantida a aproximadamente 32 °C através do uso de um aquecedor. A umidade relativa mais baixa pode ser explicada pela temperatura mais alta usada neste experimento de comparação.
[00108] Dois lotes experimentais diferentes foram
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45/58 comparados com as duas amostras de controle e dois exemplos de comparação para taxa de secagem. Os dois testes experimentais são rotulados como Umidade 2 e Umidade 5 na Tabela 1. 0 fluxo de ar não foi fluidizado e foi mantido abaixo de 1 m/s para esses experimentos, de modo que o controle de temperatura e umidade pudesse ser avaliado. A temperatura e a umidade relativa foram ajustadas ao longo dos experimentos. Cada corrida experimental utilizou uma equação diferente baseada no ponto de fusão e ERH para a formulação específica de softgel para correlacionar a perda de peso com o próximo ponto de ajuste de umidade. Para o primeiro lote experimental, a temperatura foi aumentada em rampa de aproximadamente 30 °C para aproximadamente 45 °C, após o que a temperatura foi trazida de volta a 25°C. A umidade relativa foi mantida a um nível alto ao longo do experimento e variou de 75% de RH a 30% de RH e diminuiu geralmente à medida que a temperatura aumentava.
[00109] Para o segundo lote experimental, a temperatura foi aumentada em rampa de aproximadamente 30 °C para aproximadamente 42 °C, após o que a temperatura foi trazida de volta a 25°C. A umidade relativa também foi mantida em um nível alto durante todo o experimento e variou de 70% de RH a 40% de RH relativa à medida que a temperatura aumentava. A diferença entre o primeiro teste experimental e o segundo teste experimental foi o ponto de ajuste que foi usado após cada medição.
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46/58 [00110] A perda de peso foi medida ao longo do tempo. As cápsulas hidrofilicas foram consideradas secas quando havia 1,9 g de perda de peso/10 cápsulas.
[00111] Vários lotes adicionais também foram testados com temperaturas variáveis, fluxo de ar de fluidização e umidade. Os parâmetros usados para cada um destes experimentos são mostrados na Tabela 1. Cada uma das cápsulas foi visualmente inspecionada na conclusão do processo. Os resultados dessas observações visuais também estão incluídos na Tabela 1.
TABELA 1
Data Hora Peso (g) Fluxo de Ar (m/s) Temp. (°C) Umidade (%) Observações
Controle 1 22/5 13 : 40 10,189 Condições Ambientes Não muito Seco apenas em 5 dias alguns defeitos de forma
22/5 16:11 9,525
23/5 15 : 45 8,866
28/5 10:30 8,466
Perda de Peso = 1, 723
Controle 2 27/5 14 : 23 10,148 Condições Ambientes seco/translúc ido/azul- es ver deado /br ilhoso 10 dias
27/5 17 : 15 9,403
28/5 10 : 45 8, 875
29/5 14 : 31 8, 628
30/5 10 : 44 8,529
2/6 10 : 55 8,367
3/6 10:59 8,333
4/6 10:26 8,306
5/6 11:10 8,283
6/6 9:32 8,265
Perda de Peso = 1, 883
Fluidizado 22 5/22 13 : 40 10,212 12,59 22,4 10, 9 caso de defeitos de forma de couro/endurec ido
5/22 16:11 9,196 13, 1 22, 9 14, 8
5/23 15 : 45 8,736 12,51 23 12,2
5/27 10:30 8,389 13,31 22,2 13, 1
Perda de Peso = 1, 82
Fluidizado 32 5/30 10:56 10,142 11,56 30,3 7,5 muito seco? Menos casos de
5/30 13 : 40 9, 077 12, 16 30, 7 8
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47/58
6/2 10:49 8,329 12,34 31 7, 1 endurecimento /ultrafino
6/3 10:59 8,268 12,54 31 5,2
Perda de Peso = 1, 874
Fluidizado 5/27 14 : 37 10,071 12, 69 30, 8 7, 6 profundamente rebaixado a 41°C
com Rampa de MTB 5/27 17 : 15 9, 058 11, 91 31,3 8
5/28 10 : 45 8,473 11, 69 36 6
5/29 14 : 31 8,204 11,34 40, 1 2,4
5/30 10 : 44 8,126 11, 67 40,5 2, 6
Perda de Peso = 1 , 998
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48/58
Tabela 1 (continuação)
Data Hora Peso (g) Fluxo de Ar (m/s) Temp. (°C) Umidade (%) Observações
Fluidizado 3/6 11: 12 10,247 12,45 31, 8 4, 8 profundamente rebaixado a 49°C mu i t o alto
com Rampa Rápida 3/6 12 : 08 9,356 12,56 31, 7 4,2
3/6 13 : 22 9, 118 11,32 38, 1 2
3/6 16:10 8, 911 11,24 39 1, 6
4/6 10:21 8,469 11, 61 40 1,5
4/6 16:39 8,376 10, 63 43, 6 3, 1
5/6 8 : 52 8,276 11,41 44,2 1
5/6 11: 04 8,26 10, 89 48,2 1,2
Perda de Peso = 1, 987
Túnel 32 5/6 13 : 47 10,512 0,45 31 6, 7
5/6 15 : 10 9,48 0,35 30, 8 13,5
5/6 16:56 9,289 0,36 32 7, 1
6/6 9:30 8, 845 0,39 32,4 6,3
9/6 10:10 8,476 0,37 32,3 7,5
Perda de Peso = 2,036
Experimental 1 9/6 11: 13 10,323 <1 30, 8 58, 9 um pouco translúcido alguns/defeitos de forma/poços (fusão)
9/6 13 : 10 9,253 32,2 60,4
9/6 14 : 58 9, 082 33, 6 40,4
9/6 16:25 8, 962 35, 6 39
10/6 8:56 8, 628 35, 7 29,4
10/6 11:06 8,597 38,2 35,3
10/6 14 : 25 8,555 38,2 33, 8
10/6 17 : 23 8, 823 39,7 29,5
11/6 9:00 8,4 39,2 6, 8
11/6 10:48 8,393 41, 8 35,4
Perda de Peso = 1, 93
Experimental 2 11/6 14 : 47 10,161 <1 31,2 55 um pouco translúcido alguns/defeitos de forma/poços (fusão)
11/6 15 : 41 9,302 32,3 51
11/6 16:53 9, 062 36,9 4 6
12/6 8:59 8,53 31, 6 41, 9
12/6 11: 43 8,489 40,5 42,2
12/6 15:59 8,435 40, 8 43, 8
13/6 8 : 45 8, 177 42, 9 1
Perda de Peso = 1, 88
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Tabela 1 (continuação)
Data Hora Peso (g) Fluxo de Ar (m/s) Temp. (°C) Umidade (%) Observações
Experimental 3 16/6 11: 23 10,324 <1 30,3 54, 8 Verde mas muito quente
16/6 12 : 41 9,39 31, 6 55, 1
16/6 14 : 42 9, 171 33,2 49,5
16/6 16:59 9, 048 35 45
17/6 8:49 8, 653 40,3 34,4
17/6 16:34 8,555 41, 7 30,2
18/6 9:16 8,417 44, 1 37
18/6 13 : 18 8,4 38, 8 38, 8
18/6 14 : 34 8,396 30, 8 23, 7
18/6 17 : 04 8,392 28, 8 27, 6
Perda de Peso = 1, 93
Experimental 4 19/6 10:20 10, 18 <1 29,4 76,1 Verde mas muito quente
19/6 11:30 9,385 32, 7 65
19/6 13 : 15 9, 126 33, 9 65, 7
19/6 6:46 8, 91 36,2 44, 6
20/6 8:59 8,517 41 36,3
20/6 16:15 8,421 41, 8 37,3
23/6 9:00 8,322 27,5 55, 9
Perda de Peso = 1, 858
Experimental 5 23/6 14:16 9, 918 <1 28, 8 71, 8 excelente boa(m) cor/brilho/t ranslucidez
23/6 15:26 9, 129 31, 9 6 9,4
23/6 17:19 8,895 32, 8 64,4
24/6 8 : 50 8,488 33,5 62,3
24/6 11: 03 8,456 35,3 58,5
24/6 14 : 31 8,42 35, 8 61, 7
24/6 16:53 8,379 38,2 52
25/6 8 : 45 8,224 39,1 48
25/6 11:40 8,196 41,2 42,5
25/6 13 : 04 8,192 34 50,3
25/6 14:16 8, 185 31, 9 46,1
Perda de Peso = 1, 933
Experimental 6 25/6 15:26 10,077 Fluidiz ado 28 75,4 Caso endurecido fluidizado e não útil
25/6 16:44 9,203 28 71
26/6 8 : 54 8, 708 24,2 7 9,6
26/6 11: 05 8, 659 33, 9 45
26/6 15 : 33 8, 639 34, 7 53,3
27/6 8 : 47 8,414 36,6 51
27/6 14 : 35 8,349 28 49
27/6 16:14 8, 745 22,3 51, 7
Perda de Peso = 1, 682
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50/58 [00112] Os resultados deste Exemplo mostraram que ao monitorar a perda de peso e a umidade relativa de equilíbrio conhecida de um produto, o uso de uma rampa de temperatura sempre crescente reduziu o tempo do ciclo de secagem em até 80% de 10 dias para 2 dias . O controle de umidade é necessário para preservar a qualidade das cápsulas secas. Sem controle de umidade, as cápsulas ficaram indentadas e descoloridas. Com o controle da umidade, as cápsulas ficaram translúcidas, brilhantes e com boa cor, indicando que o controle de temperatura e umidade melhora significativamente o tempo do ciclo de secagem enquanto mantém a qualidade das cápsulas.
Exemplo 3 (Uso de um sistema de controle em um secador de túnel):
[00113] Uma forma de realização da presente invenção foi testada usando equipamento de secagem de túnel padrão. Uma ventoinha de recirculação de fluxo de ar igual ao sistema de HVAC existente foi adicionado aos túneis de secagem usados para secagem de cápsulas de softgel. O sistema de secagem inclui sensores de temperatura, sensores de umidade, sensores de fluxo, elementos de aquecimento e uma válvula de registro para controlar a alimentação de ar frio seco no túnel de secagem, como mostrado na Fig. 7 e como discutido acima. Uma ventoinha de recirculação aumenta o fluxo de ar. Um elemento de aquecimento aumenta a temperatura dentro do túnel. Uma válvula de controle de
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51/58 fluxo é usada para influenciar a umidade relativa do túnel, restringindo o fluxo de ar seco do sistema de HVAC para a malha de recirculação. A umidade que evaporou das cápsulas forneceu a umidade no túnel de secagem. A umidade relativa diferencial foi monitorada por sensores de umidade localizados antes e depois do túnel e foi mantida pela válvula de controle de fluxo, que foi usada para permitir quantidades incrementais de ar seco do sistema de HVAC para o túnel. Neste projeto particular, a velocidade do ar para o túnel poderia ser reduzida, o que subsequentemente aumentaria a umidade relativa à medida que os efeitos do resfriamento evaporative diminuíssem.
Teste de manipulação de ar [00114] O manipulador de ar para HVAC regulava o fluxo com base na soma do fluxo de ar exigido por cada túnel. Isso foi feito para economizar energia quando os túneis não são necessários. O fluxo de ar máximo através do manipulador de ar é de 3500 m3/h. Com base na recomendação do fabricante, a pressão máxima do duto é de 1200 Pa. Para evitar danos ao duto, foram instalados intertravamentos para abrir um registro de derivação a 960 Pa, e desligar o manipulador de ar a 1080 Pa.
[00115] Com todos os registros, válvulas e derivadores fechados, o fluxo de ar mínimo registrado foi de 1200 m3/h. A fluxo de ar mínimo registrado em cada túnel foi de 220 m3/h, 260 m3/h e 300 m3/h, respectivamente. Como
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52/58 resultado, estima-se que 420 m3/h de fluxo de ar vazaram através do registro de derivação, uma perda de 35%.
[00116] Com o HVAC a 100%, o fluxo de ar máximo através de cada túnel modificado foi medido individualmente a 2221 m3/h, 2116 m3/h e 2201 m3/h, respectivamente. Com cada túnel ajustado em AUTO para 850 m3/h, verificou-se que um fator de correção de 30% precisava ser adicionado ao ponto de ajuste de HVAC de modo a manter pressão suficiente
para obter o fluxo de ar necessário. Isso pode ser
explicado pelo vazamento de ar através do registro de
derivação. [00117] Para o fluxo de ar recirculado, com as
ventoinhas de recirculação desligadas, o fluxo de ar minimo através dos dutos de recirculação foi de 18 m3/h, 20 m3/h e 46 m3/h, respectivamente. Isso deve ser considerado como zero, pois uma válvula de retenção é instalada entre a ventoinha de recirculação e o HVAC. Para evitar danos ao motor, uma frequência minima de 6 Hz foi ajustada no Variador de frequência (VFD). Seguindo este conselho, a frequência minima do Manipulador de Ar também foi ajustada para 6 Hz. Devido ao peso da válvula de retenção, o fluxo de ar recirculado não aumentou até que a velocidade da ventoinha atingisse 30-40 Hz. Isso representa um fluxo de ar de 260-290 m3/h. Como resultado, algum controle pode ter sido perdido no final da secagem.
[00118] Com as ventoinhas de recirculação a 100%, e
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53/58 o fluxo de ar do HVAC no túnel ajustado para 850 m3/h em AUTO, o fluxo de ar recirculado máximo nos túneis foi de 1685 m3/h, 2067 m3/h e 1705 m3/h, respectivamente. A diferença deve-se ao delicado equilíbrio de pressão entre ο HVAC e a ventoinha de recirculação. A especificação para a ventoinha de recirculação era de 2400 m3/h. Portanto, as ventoinhas de recirculação não atenderam às especificações. Para testes subsequentes, a frequência máxima das ventoinhas de recirculação foi temporariamente ajustada para 77 Hz.
Controle de umidade [00119] O fluxo de ar foi controlado em cascata pelo controlador de umidade relativa diferencial em um ponto de ajuste de 25% de dRH. A umidade relativa diferencial foi mantida em 25% de dRH e a umidade relativa minima foi de 15% de RH usando o algoritmo:
= IF(RHl>Min, (IF(RH2<(DIFF+DIFF) , (RH2-MIN) ,DIFF) , (RH2-MIN) ) A umidade relativa diferencial foi recalculada para garantir que o RH1 não caisse abaixo do minimo de 15% de RH.
Controle de temperatura [00120] A temperatura máxima foi limitada por um sensor de 40°C. Com a temperatura ajustada para 35°C em AUTO, verificou-se que a válvula de controle não abriu até - 30% e não fechou até -20%, dificultando o controle da temperatura.
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Resultados [00121] Durante a análise, houve vários casos em que os fluxos de ar não atingiram as expectativas porque as ventoinhas de recirculação não atenderam às especificações. Um fator de correção teve que ser adicionado ao ponto de ajuste de HVAC porque a soma dos fluxos de ar do túnel não se somava. Isso provavelmente ocorreu devido ao vazamento pelo registro de derivação. Além disso, o fluxo de ar parecia estar limitado devido à queda de pressão. O fluxo de ar médio no suspiro de retorno acima da porta mediu 1964 m3/h.
[00122] Usando o fluxo de ar médio medido de 1964 m3/h descrito acima, a velocidade do fluxo de ar através das bandejas foi medida com blindagens colocadas entre cada pilha. As blindagens eram insertos de plástico colocados entre cada pilha para evitar que o fluxo de ar contornasse a pilha e redirecionasse o fluxo de ar para percorrer a pilha. Os resultados mostraram uma velocidade alta e constante entre as bandejas. No entanto, a velocidade do ar foi muito menor do que os 1,53 m/s especificados. As blindagens eram relativamente desgastadas e algumas estavam rachadas. Portanto, um projeto de blindagem diferente pode ser necessário. Consequentemente, uma velocidade melhor poderia potencialmente ter sido alcançada. Apesar do fluxo de ar menor que o esperado, as velocidades das bandejas mostraram uma melhora em relação às medições anteriores.
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Uma comparação dos resultados para as velocidades de fluxo de ar é mostrada na Fig. 11.
[00123] O fluxo de ar em túneis padrão sem blindagens tem uma média de 0,2 9 m/s. O fluxo de ar em túneis padrão com blindagens foi em média de 0,41 m/s, e o fluxo de ar nos túneis modificados com blindagens teve uma média de 0,86 m/s. Portanto, o fluxo de ar nos túneis modificados com blindagens é mais do gue o dobro dos túneis padrão com blindagens, e quase três vezes o dos túneis padrão sem blindagens.
[00124] A área de interstício da bandeja de pilhas super-rasas no túnel mediu 5360 cm2. A velocidade do ar através, acima, para os lados e abaixo das pilhas nos túneis modificados foi em média de 0,69 m/s. Como resultado, o fluxo de ar através das pilhas no túnel mediu 1.330 m3/h, com o fluxo de ar esperado sendo 1964 m3/h. Esta foi uma discrepância de 32%.
Teste a úmido [00125] Aproximadamente 15 kg de água foram carregados em cada pilha (—180 ml/bandeja) para simular a quantidade de água evaporada das cápsulas de softgel em um túnel de secagem. O sistema de controle imediatamente detectou a umidade e a temperatura mais baixa saindo da primeira pilha assim que a pilha entrou no túnel. A ventoinha de recirculação ligou-se imediatamente à velocidade máxima quando viu uma temperatura diferencial>
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1°C. Após 2-3 horas, todas as 9 pilhas com água foram colocadas no túnel. Os sensores de temperatura e umidade registraram cada pilha à medida que entravam no túnel.
[00126] A evaporação da água foi excessiva e a umidade relativa após cerca de 4 horas atingiu 91% de RH. À medida que a umidade relativa aumentou, a válvula de controle de fluxo de ar foi fechada para manter uma umidade relativa diferencial de 25% de dRH.
[00127] Para aumentar a velocidade do teste, a temperatura foi aumentada em rampa até 34 °C após 3 horas. A válvula de água quente abriu e depois fechou para manter este ponto de ajuste. Apesar da temperatura de alimentação atingir 34°C, a temperatura de retorno mal alcançou 28°C antes do processo começar a resfriar. Isso indica que a última pilha ainda continha um pouco de umidade, mas continuou a secar em temperaturas seguras. Além disso, a temperatura de retorno devido ao resfriamento evaporative nunca caiu abaixo de 18 °C, enquanto a temperatura do bulbo úmido é normalmente de 9°C. Como resultado, as cápsulas foram mantidas aquecidas e esperava-se que secassem mais rapidamente. No final da secagem, a umidade relativa de retorno caiu abaixo de 35% de RH, o que é um indicador de que o processo de secagem estava quase completo e a temperatura começou a retornar ao normal a 24 °C.
[00128] Quando a temperatura diferencial caiu abaixo de 1°C, a ventoinha de recirculação desacelerou. Quando a
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57/58 ventoinha de recirculação diminuiu, a umidade relativa aumentou, e o controlador de corrente de ar se abriu para reduzir a umidade relativa. 0 controlador de corrente de ar foi fechado quando o ponto de ajuste minimo de umidade de 15% de umidade relativa foi atingido. Eventualmente, todos os três de recirculação, controle de temperatura e umidade diminuiram até parar e o processo de secagem foi concluído. As bandejas foram inspecionadas e nenhuma água permaneceu nas pilhas. 0 processo começou e parou automaticamente.
[00129] Apesar do fluxo de ar não atender às especificações, o esquema de controle foi capaz de iniciar e parar o secador automaticamente.
Exemplo 4 [00130] As cápsulas de placebo feitas de gelatina padrão L2ARB e óleo de coco fracionado (FCO) foram produzidas usando processos de fabricação convencionais e secas a duas temperaturas altas diferentes de 35°C e 48°C. A dureza das cápsulas foi medida em uma faixa de ERHs usando um Bareiss Digitest Gelomat. Os resultados são mostrados na Fig. 12. As cápsulas tratadas termicamente são mais moles em umidades relativas semelhantes, e são menos frágeis e menos propensas a vazamentos.
[00131] É para ser entendido, no entanto, que mesmo que numerosas características e vantagens da presente invenção tenham sido estabelecidas na descrição anterior, juntamente com detalhes da estrutura e função da invenção,
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58/58 a descrição é apenas ilustrativa, e podem ser feitas alterações em detalhes, especialmente em questões de forma, tamanho e arranjo de partes dentro dos princípios da invenção, em toda a extensão indicada pelos significados gerais amplos dos termos em que as reivindicações anexas são expressadas.

Claims (6)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método de secagem de cápsulas moles, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
    a) alimentar um fluxo de ar às referidas cápsulas moles a uma velocidade do ar através das cápsulas moles de cerca de 0,15 m/s a cerca de 13 m/s;
    b) aumentar, ao longo do tempo, uma temperatura de secagem à qual as referidas cápsulas moles são expostas, assegurando simultaneamente que a temperatura de secagem permaneça abaixo de uma temperatura de fusão de um invólucro da cápsula das cápsulas moles;
    c) expor as referidas cápsulas moles a uma umidade relativa inicial de cerca de 4 9% de RH a cerca de 7 9% de RH; d) diminuir a umidade relativa à qual as cápsulas
    moles são expostas à medida que as cápsulas secam até que uma umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles atinja a umidade relativa desejada; e
    e) expor as cápsulas moles da etapa d) a uma temperatura de 20-25°C.
  2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma etapa de:
    diminuir a velocidade do fluxo de ar ao qual as cápsulas moles são expostas, à medida que as cápsulas moles
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    2/6 secam.
  3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a umidade relativa é controlada de modo que um diferencial entre a umidade relativa à qual as cápsulas moles são expostas e a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles seja mantido em torno de 15% de dRH a aproximadamente 35% de dRH.
    4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as cápsulas moles são lipofilicas. 5. Método de acordo com a reivindicação 4,
    caracterizado pelo fato de que a umidade relativa inicial é de cerca de 49% de RH a cerca de 79% de RH.
    6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma umidade relativa mais baixa à qual as cápsulas moles são expostas é de cerca de 10% de RH a cerca de 24% de RH.
    7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as cápsulas moles são hidrofilicas. 8. Método de acordo com a reivindicação 7,
    caracterizado pelo fato de que a umidade relativa inicial é de cerca de 4 9% de RH a cerca de 7 9% de RH e uma umidade relativa mais baixa à qual as cápsulas moles são expostas é de cerca de 23% de RH a cerca de 57% de RH.
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    3/6
    9. Sistema de secagem para secar cápsulas moles, caracterizado pelo fato de que compreende:
    pelo menos um secador;
    uma unidade em comunicação fluida com o secador para proporcionar um fluxo de ar ao secador;
    um umidificador configurado para ser capaz de aumentar a umidade relativa dentro do secador; e um aquecedor configurado para ser capaz de aumentar a temperatura do ar no secador.
    10. Sistema de secagem de acordo com a reivindicação
    9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ventoinha de recirculação localizada e configurada para recircular uma corrente de ar de retorno do exaustor do secador para a unidade que proporciona o fluxo de ar para o secador.
    11. Sistema de secagem de acordo com a reivindicação
    10, caracterizado pelo fato de que o umidificador compreende a ventoinha de recirculação.
    12. Sistema de secagem de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma válvula de controle de fluxo configurada para controlar uma quantidade do fluxo de ar da unidade para o secador.
    13. Sistema de secagem de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ventoinha de recirculação localizada e configurada para
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  4. 4/6 recircular uma corrente de ar de retorno do exaustor do secador para a unidade que proporciona a corrente de ar para o secador, e em que a válvula de controle de fluxo é configurada de modo a reduzir a quantidade de fluxo de ar da unidade para o secador aumenta a umidade relativa dentro do secador e aumentando a quantidade de fluxo de ar da unidade para o secador diminui a umidade relativa dentro do secador.
    14. Sistema de secagem de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o aquecedor é configurado para aumentar a temperatura ao longo do tempo de acordo com uma rampa de temperatura com base em um ponto de fusão de um invólucro da cápsula das cápsulas moles.
    15. Sistema de secagem de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que uma combinação da válvula de controle de fluxo e do umidificador é configurada para controlar a umidade relativa no secador de modo que a umidade relativa do secador diminua ao longo do tempo de uma umidade relativa inicial de cerca de 49% de RH a cerca de 79% de RH a uma umidade relativa de ponto final de cerca de 10% de RH a cerca de 24% de RH.
    16. Sistema de secagem de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que uma combinação da válvula de controle de fluxo e do umidificador é configurada para controlar a umidade relativa no secador de
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  5. 5/6 modo que a umidade relativa do secador diminua com o tempo de uma umidade relativa inicial de cerca de 4 9% de RH a cerca de 79% de RH a uma umidade relativa de ponto final de cerca de 23% de RH e cerca de 57% de RH.
    17. Sistema de secagem de acordo com a reivindicação
    15, caracterizado pelo fato de que a umidade relativa é diminuída de uma maneira pela qual um diferencial entre a umidade relativa no secador e a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles é mantido a cerca de 15% de dRH e 35% de dRH.
    18. Sistema de secagem de acordo com a reivindicação
    16, caracterizado pelo fato de que a umidade relativa é diminuída de uma maneira pela qual um diferencial entre a umidade relativa no secador e a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles seja mantido entre 15% de dRH e 35% de dRH.
    19. Método de secagem de cápsulas moles, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
    a) alimentar um fluxo de ar às referidas cápsulas a uma velocidade do ar através das cápsulas moles de cerca de 0,15 m/s a cerca de 13 m/s;
    b) aumentar, ao longo do tempo, uma temperatura de secagem à qual as referidas cápsulas moles são expostas, assegurando simultaneamente que a temperatura de secagem se
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  6. 6/6 mantenha abaixo da temperatura de fusão do invólucro da cápsula;
    c) manter um diferencial entre a umidade relativa no secador e a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles de cerca de 15% de dRH a cerca de 35% de dRH até que a umidade relativa de equilíbrio das cápsulas moles atinja uma umidade relativa desejada; e
    d) expor as cápsulas moles da etapa c) a uma temperatura entre 20-25°C.
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