CN101596146A - 一种海藻多糖植物空心胶囊生产过程中温度控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种从事硬壳空心胶囊生产企业对产品质量有重要影响的各个生产工艺温度控制技术及参数。一种海藻多糖植物空心胶囊生产过程中温度控制的方法，其采用成膜剂为纤维素羟丙基甲基醚，助膜剂为海藻多糖，热可逆性胶体为水解淀粉；助凝剂为柠檬酸钙；囊材中各种原料的溶解温度的控制70－90℃；溶液平衡反应时间在2－4小时之间，反应温度在70－80℃；蘸胶成膜温度45－55℃，蘸胶时间控制在3－7秒；成膜车间湿度的控制30％－45％，成膜车间温度30－36℃；烘道温度控制30－40℃，烘道湿度控制30－45％；胶盘温度控制在32－37℃。

Description

一种海藻多糖植物空心胶囊生产过程中温度控制的方法

技术领域

本发明涉及海藻多糖植物空心胶囊在生产制备过程中有关温度的控制技术；具体地说一种海藻多糖植物空心胶囊生产过程中温度控制的方法；是海洋生物技术在空心胶囊药用辅料行业的应用。

背景技术

本发明是在海藻多糖植物胶囊专用胶发明专利的基础上申请的有关制备过程中温度控制技术的发明专利。空心胶囊的生产过程比较复杂，特别是温度的控制技术尤其重要，因为温度是影响空心胶囊产品的主要因素。一般来说温度控制的范围比较小，很小的温度变化就会影响到空心胶囊产品的质量。

制备空心胶囊的主要囊材，如成膜剂、助凝剂必须根据其化学性质在一定的温度条件下才能充分溶解。虽然这一部分在海藻多糖植物专用胶的发明专利中提到了一部分，但是还有很多细微的工艺过程的温度控制也非常重要！温度的选择和控制不稳定虽然也可以蘸胶成膜但达不到国家对空心胶囊的标准要求。成膜剂、助凝剂在一定的时间内才能达到反应平衡；胶液的动力学参数及稳定性达到标准才能符合成膜条件。

在空心胶囊生产企业，每道生产工艺对温度都有严格的要求！必须在一定适宜的温度条件下才能形成流动性适宜的胶囊膜！在严格的温度控制下才能使胶囊壳的厚度符合国家标准！在符合海藻多糖专用胶化学性质的温度下才能制备出符合国家标准的胶囊！应该讲温度是决定胶囊成膜技术的关键指标之一。温度控制技术是与空心胶囊质量密切相关。

药用空心胶囊是一种特殊的药用辅料。我国几十年来一直生产动物胶囊，由于制备动物胶囊壳的动物明胶本身存在很多缺点，特别是潜在的动物源传染病，因此美国食品药品管理局(FDA)最近已经公布要求美国在2010年以前必须用植物胶囊壳来替代动物胶囊壳以保证药品的安全。

本发明是在国家“十一五”863课题的支持下，首次在国内开展如此细致的研究工作。由于我们在企业进行了大量的工艺研究后发现；小小的温度变化可以直接影响到产品的质量和生产成本，甚至直接关系到市场的竞争以及植物胶囊壳替代动物胶囊壳在国际上的影响和我国的技术水平。

申请人国家植物胶囊的研究和生产比其它发达国家滞后的主要原因是制备植物胶囊的主要生产原料的物理化学性质没有完全掌握(已经申请了国家发明专利)，另外的重要原因就是生产工艺技术水平和温度的控制技术，温度是决定胶囊壳厚度和质量的重要参数！温度选择以及控制的不合适可以造成胶囊壳在体内的崩解时限发生变化，因此达不到国家对胶囊壳体内崩解时限的要求并影响药物的吸收等。

我们作为研究人员希望我国的植物胶囊产业能够迅速发展，打破国外对我国实施的技术封锁，因为美国在苏州建立的植物胶囊生产企业每年生产的植物胶囊全部返销回美国，对我国实施完全的技术封锁！即使在我国销售的少量产品价格是动物胶囊的10倍以上。我们承担的是国家863项目，目的是通过我们的研究能够使我们的研究成果尽快产业化，能够对我国的经济发展有所帮助！

发明内容

本发明是根据多年研究植物胶囊生产工艺以及通过已经获得成功的规模化生产实践的基础上总结出来的温度控制技术。

本发明目的在于提供一种制备空心胶囊生产过程中各个工艺部分的温度控制技术；温度的控制是决定植物空心胶囊产品质量的关键因素。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

制备植物胶囊壳囊材选用的原则以下述配方为基础：按重量比计，水为100份时，成膜剂纤维素羟丙基甲基醚为7-15份，助膜剂海藻多糖为1-5份，热可逆性胶体水解淀粉为1-10份；助凝剂为柠檬酸钙，选用7-15kg成膜剂时，它们用量为2-10ml，重量浓度为0.5-1.2％；所述海藻多糖可为甘露糖胶。上述技术配方作为植物胶囊壳囊材的确定，在此基础上进行生产制备过程中每个工艺过程的温度控制。

两种主要囊材可以分别溶解后混合，或者直接混合后再溶解。本发明实施例选择的是混合后再溶解的方法，两种主要囊材混合后溶解的好处是产业化生产时操作简便并且对成膜质量没有任何影响；

生产过程中各道工艺生产温度的控制，包括成膜剂、助膜剂溶解温度；平衡反应温度和时间；蘸胶成膜温度；烘道温度和湿度，胶盘温度，蘸胶成膜车间室温以及烘干时间的控制等。

当各生产工艺的温度不能按照下述要求或者不能保持平衡温度，蘸胶成膜的产品质量会随着温度的变化而不稳定，最终造成成品率降低，生产成本升高。

温度控制主要发明内容包括：

(1)物质溶解温度的控制70-90℃，根据成膜剂、助凝剂化学性质确立不同的溶解温度。

助凝剂海藻多糖需要热水溶解70-90℃；

成膜剂纤维素羟丙基甲基醚单独溶解需要先用冷水进行膨胀，慢慢升温超过60℃虚凝温度后才能慢慢达到溶解状态60-80℃。

助凝剂和成膜剂混合后先要较高水温70-90℃溶解海藻多糖；在温度缓慢下降的过程中纤维素羟丙基甲基醚可以慢慢进入到溶解状态。温度的溶解过程和温度的控制技术需要科学的通过实践确立。

所述囊材中各种原料的溶解过程具体为，

A.助凝剂和成膜剂混合后先要较高水温70-90℃溶解海藻多糖；在搅拌过程中纤维素羟丙基甲基醚可以慢慢进入到溶解状态，加入柠檬酸钙作为助凝剂；

B.将热可逆性胶体水解淀粉溶解于水中，充分溶解后与上述1)溶液混合均匀并加热到70-90℃。

(2)平衡反应温度和时间控制70-80℃；2-4小时，

混合溶解后，所有物质要达到反应平衡的时间和温度，根据物质的物理化学性质确定胶液平衡反应的温度在70-80℃，平衡反应的时间最少持续2-4小时。反应不达到平衡胶液的黏度变化很大，流动性不稳定，直接影响成膜胶液蘸胶形成胶囊壳的质量不达标和不稳定，企业生产成本会上升，消弱市场竞争力。

(3)蘸胶温度控制45-55℃，

当成膜的胶液完全溶解并达到反应平衡后，会成为一种有黏度并且均匀的流动性非常好的成膜溶液，此时蘸胶的温度控制非常重要！温度低于40℃，胶囊壳厚度增加，影响胶囊壳崩解时限的要求(崩解时间要求在10分钟之内，胶囊壳太厚超过10分钟就是不合格产品)；若蘸胶温度过高，后续蘸胶的速度就要调整否则会影响到生产工艺的可行性(过快的蘸胶速度生产设备及工艺不能达到要求)。

(4)胶盘的温度控制在32-37℃

当符合蘸胶要求的胶液制备好之后要慢慢流转到胶盘进行蘸胶成膜，此时胶盘的温度控制在32-37℃才能保持蘸胶胶液的温度与蘸胶速度适合蘸胶成胶囊壳。

(5)蘸胶及翻板时间控制3-7秒

缓慢流转到胶盘的胶液的胶液在自动模具的控制下进行蘸胶3-7秒钟，而后自动模具进行翻板蘸胶3-7秒，随后进入烘道进行烘干定型。

(6)烘道温度和湿度的控制30-40℃；30-45％；

蘸胶之后带着模具的胶囊壳将被送入烘道进行烘干，由于烘干时间大约要2小时，烘道内的温度控制在30-40℃；湿度控制在30-45％。烘道温度过高或者过低都会影响胶囊壳的水分含量及产品质量。

(7)成膜车间室温和湿度的控制30-36℃；30-45％；

室温控制在25-36℃，室内的湿度控制在30-45％，这些条件是直接影响胶囊壳产品质量的重要因素，因此药用辅料行业都有严格的要求和控制。

(8)胶盘温度控制在32-37℃；

胶盘温度控制可以保证胶液温度的恒定时间达到双面翻板蘸胶足够的工作时间。

(9)胶囊在烘道内的烘干时间控制1.5-2.5小时。

以上是根据研究和生产实践经验确立的温度控制条件，综合起来可以保证胶囊壳产品的国家标准要求。

在完成上述生产工艺后进行脱模拔丸，进入质量检验程序。

上述生产过程中的温度控制技术还会直接会影响到成膜胶液的黏度、胶囊成型水平、胶囊厚度均匀度等，胶囊壳厚度过厚或者过薄、胶囊壳干燥失重的程度都可能产品是否达到或者符合国家标准。因此，植物胶囊生产过程中温度的控制技术是非常重要的。

本发明具有如下优点：

1.根据本发明中的每道生产工艺温度控制条件可以保证生产出符合国家标准的空心植物胶囊产品。避免温度的微小变化影响到空心植物胶囊产品的质量。温度的控制范围比较小，企业生产者很容易掌握该项技术。

2.我国目前要用辅料空心胶囊生产的主要原料是动物明胶，药用明胶空心胶囊虽然生产的历史比较长，但是在使用过程中存在很多弊端，例如蛋白质的交联反应可以造成药物的稳定性发生变化，空心明胶胶囊壳的干燥失重高容易造成药物结块以及降低稳定性，最重要的是潜在动物源传染病的可能性等。

植物胶囊可以完全避免动物明胶胶囊的所有缺点。但是由于替代明胶胶囊壳遇到许多不可逾越的困难，这些困难影响了我国植物胶囊壳的发展，使我国在胶囊壳药用辅料行业处于落后状态。这些主要的困难包括植物胶囊成膜剂等主要囊材的选择以及囊材的变化所引起生产工艺的改变等。

我国几十年来就以小作坊式的生产方式生产动物胶囊。目前仅有42％的企业机械化生产。植物胶囊的生产技术是国外近十年才发展起来的新技术，国际市场的需求量非常大。国外有些企业对中国输入药品、食品或者化妆品高价格的说明就是使用的植物空心胶囊。

现在生产动物胶囊的企业转换到生产植物空心胶囊产品更加容易掌握本发明这项技术，避免很多技术难题和投资，有广泛的市场需求；动物空心胶囊生产企业可以根据温度控制这些条件进行生产设备的改造，不需要重新更换植物空心胶囊的生产线。本发明适合全国各种地域环境空心胶囊企业生产。

3.本发明首次研制和公开硬壳植物空心胶囊生产过程中每道工艺温度控制技术的研究成果；提出温度控制结果与空心胶囊产品厚度的关系，本发明首次公开温度控制技术对植物胶囊产品质量的影响结果。

4.本发明生产工艺关键技术的控制方便简单，而且具有很高的技术含量(通过研究、试验和实践获得)，可以获得符合国家标准的植物胶囊产品。本发明确立植物膳食纤维--纤维素羟丙基甲基醚作为成膜剂；海藻多糖作为凝胶助膜剂；柠檬酸钙作为助凝剂；水解淀粉作为热可逆性胶体作为生产植物胶囊壳的囊材；同时根据植物囊材的物理化学性质确立生产过程中影响产品质量的温度控制技术。

本发明确立的工艺温度控制技术是在多年海藻化学和海洋生物技术研究的基础上，经过在企业进行中试-产业化生产实践的基础上确立的。根据发明人的实践经验温度控制不好直接影响到植物胶囊壳的质量(最初发明人由于温度控制不好造成成品率很低，生产成本很高)。

最终，发明人希望中小型企业通过我们的经验可以有所借鉴，改变生产工艺中温度的控制原因导致的产品质量达不到国家标准的要求。发明人最希望的还是通过自己的努力，对提高我国空心胶囊药用辅料行业整体的技术水平有所帮助。

具体实施方式

该发明的技术来源是国家“十一五”863计划(2007AA091604)--海藻多糖植物胶囊的研制重点项目课题。

根据查新报告显示：我国生产的硬壳空心胶囊几乎全部是动物硬壳空心胶囊，几乎没有植物空心胶囊生产线，植物空心胶囊产品基本处于空白状态。虽然有个别生产厂声明自己的产品是植物空心胶囊，但是经检测发现这些产品不能满足国家对硬壳空心胶囊产品的标准要求，特别是胶囊壳的体内崩解时限要求，造成该问题的主要原因是胶囊壳的厚度，而温度就是控制胶囊壳厚度的主要原因之一。

沾胶温度过低，胶囊壳的厚度容易超标；沾胶温度过高，沾胶后胶囊壳的厚度容易达不到标准。另外室内温度、烘道温度等都是影响胶囊壳质量的重要原因。

申请人承担和执行国家863任务的过程中对植物空心胶囊生产的原料控制技术、生产工艺温度控制技术、植物空心胶囊和动物空心胶囊体内医学指标对比研究等进行了系统研究。

根据前期的基础研究目前我们已经在企业进行了应用生产，通过主要囊材的研究以及工艺温度控制技术生产的产品质量完全符合国家对胶囊壳的标准要求；体内医学指标对比研究也表明：植物胶囊的质量优于或者同等于动物胶囊。

植物空心胶囊的研制成功打破了国外对中国植物空心胶囊行业的技术封锁和控制，使我国的药用辅料行业的产品提升了技术层次和水平，通过国家863项目的支持我国可以很快的用合格的植物胶囊产品替代动物胶囊产品。

本发明拟公开一种从事硬壳空心胶囊生产企业对产品质量有重要影响的各个生产工艺温度控制技术及参数；对上述这些温度的控制技术加以说明；

实施例1

将7公斤的纤维素羟丙基甲基醚及2公斤助凝剂海藻多糖混合并溶解于80公斤75℃热水中，充分搅拌均匀后，加入5ml0.5％的柠檬酸钙作为助凝剂。此时将热可逆性胶体2公斤的水解淀粉溶解于20公斤水中，充分溶解后与上述溶液混合均匀并加热到70℃，在胶液平衡反应温度保持70℃的条件下，平衡反应时间保持3小时。3小时后停止保温。将胶液的温度控制在45℃，半自动植物胶囊专用生产线的胶盘温度控制在32℃时开始蘸胶成膜，自动模具在胶盘中蘸胶4秒，翻板4秒，进入温度为32℃，湿度为35％的烘道内，烘干时间为2小时。烘干后带有样品的模具转到室温在30℃，湿度在35％的成膜车间进行脱模拔丸。进入质量检验车间，按照此温度控制技术产品的合格率可以达到90％以上，胶囊壳体的厚度在9-11丝，胶囊帽的厚度8-10丝，体内崩解时限在10分钟之内，空心胶囊的干燥失重在7-10％。产品完全符合国家标准(100丝约为1mm；国标为0.105mm＝10.5丝)。

实施例2

将10公斤的纤维素羟丙基甲基醚及3公斤助凝剂海藻多糖混合并溶解于80公斤90℃热水中，充分搅拌均匀后，加入5ml0.5％的柠檬酸钙作为助凝剂。此时将热可逆性胶体3公斤的水解淀粉溶解于20公斤水中，充分溶解后与上述溶液混合均匀并加热到80℃，在胶液平衡反应温度保持80℃的条件下，平衡反应时间保持2小时。2小时后停止保温。将胶液的温度控制在55℃，半自动植物胶囊专用生产线的胶盘温度控制在36℃时开始蘸胶成膜，自动模具在胶盘中蘸胶6秒，翻板6秒，进入温度为38℃，湿度为40％的烘道内，烘干时间为2.5小时。烘干后带有样品的模具转到室温在35℃，湿度在40％的成膜车间进行脱模拔丸。进入质量检验车间，按照此温度控制技术产品的合格率可以达到90％-95以上，胶囊壳体的厚度在9-12丝，胶囊帽的厚度8-11丝，体内崩解时限在10分钟之内，空心胶囊的干燥失重在7-10％。产品完全符合国家药典标准(100丝约为1mm；国标为0.105mm＝10.5丝)。

总之，按照本发明所提供的各道工序中温度和湿度的控制范围，选择适宜的植物胶囊生产原料基本可以生产出符合国家标准要求的植物胶囊。

Claims (5)

1.一种海藻多糖植物空心胶囊生产过程中温度控制的方法，其所采用的海藻多糖植物空心胶囊的囊材配方组成为，按重量比计，水为100份时，成膜剂纤维素羟丙基甲基醚为7-15份，助膜剂海藻多糖为1-5份，热可逆性胶体水解淀粉为1-10份；助凝剂为柠檬酸钙，选用7-15kg成膜剂时，它们用量为2-10ml，重量浓度为0.5-1.2％；其特征在于：

囊材中各种原料的溶解温度的控制70-90℃；

溶液平衡反应时间在2-4小时之间，反应温度在70-80℃；

蘸胶成膜温度45-55℃，蘸胶时间控制在3-7秒；

成膜车间湿度的控制30％-45％，成膜车间温度30-36℃；

烘道温度控制30-40℃，烘道湿度控制30-45％；

胶盘温度控制在32-37℃。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述海藻多糖为甘露糖胶。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述胶囊在烘道内的烘干时间控制在1.5-2.5小时之内。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述成膜剂纤维素羟丙基甲基醚单独溶解需要先用冷水进行膨胀，慢慢升温超过60℃虚凝温度后才能慢慢达到溶解状态60-80℃。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述囊材中各种原料的溶解过程为，

1)助凝剂和成膜剂混合后先要较高水温70-90℃溶解海藻多糖；在搅拌过程中纤维素羟丙基甲基醚可以慢慢进入到溶解状态，加入柠檬酸钙作为助凝剂；

2)将热可逆性胶体水解淀粉溶解于水中，充分溶解后与上述1)溶液混合均匀并加热到70-90℃。