EP1722885A1 - Method and device for the production of storage stable multi-micro-capsules comprising adjustable synergistically active functional content components - Google Patents

Method and device for the production of storage stable multi-micro-capsules comprising adjustable synergistically active functional content components

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Publication number
EP1722885A1
EP1722885A1 EP04714281A EP04714281A EP1722885A1 EP 1722885 A1 EP1722885 A1 EP 1722885A1 EP 04714281 A EP04714281 A EP 04714281A EP 04714281 A EP04714281 A EP 04714281A EP 1722885 A1 EP1722885 A1 EP 1722885A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substance
components
capsule
spray
main
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04714281A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Erich Windhab
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Original Assignee
Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ filed Critical Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Publication of EP1722885A1 publication Critical patent/EP1722885A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/20After-treatment of capsule walls, e.g. hardening
    • B01J13/22Coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/04Making microcapsules or microballoons by physical processes, e.g. drying, spraying

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for producing multi-microcapsules.
  • the invention has for its object to provide a method by means of which it should be possible to encapsulate functional substances / substance components with respect to a pharmacological / medical and / or nutritional effect in such a way that on the one hand they show no interactions under storage conditions and on the other hand, when applied in accordance with the ambient conditions, a defined adjustable release of the encapsulated substances / substance components with regard to the time of release and release rate, as well as a synergistic interaction.
  • the release of one or more of the encapsulated functional substances / substance components should be adjustable at a specific location in the digestive tract and with a certain release rate of the substances / substance components and a synergistic interaction between the different released substance components should take place in such a way that that this leads to an improvement in bioavailability or active ingredient intake in the human organism.
  • the invention has for its object to provide a suitable device for performing the method according to the invention.
  • a further significant advantage results from the spatial proximity of the substances / substance components fixed in a microcapsule, since this leads to their release from the microcapsule for contact and, as a result of the appropriate substance / substance component combination, for targeted synergistic interactions.
  • Another advantage is the setting according to the invention of the time of release and the rate of release of encapsulated functional substances / substance components by a suitable choice coordinated with the environmental conditions during use, which is based on these functional Capsule materials forming shell layers, as well as their layer thickness and microstructure.
  • iron remedies taken to remedy iron deficiency symptoms under the general conditions in the stomach of humans low pH values
  • oxidation effects when interacting with e.g. B. oxidized phytic acids from plant foods or dairy products so impaired in terms of their absorbability in the small intestine and thus limited in bioavailability.
  • the concept according to the invention provides such optimization options due to the encapsulation methodology according to the invention of several functional substance / substance components in a multi-capsule.
  • Fig. 4 shows the representation of multi-microcapsules in foods with fat matrix in the digestive tract
  • Fig. 5 shows a device according to the invention.
  • FIG. 1 The complex structure of the multi-microcapsules according to the invention is shown in FIG. 1.
  • the abbreviations used in the text below can be found in Figure 1 and Table 1 (nomenclature overview; Appendix).
  • HKMP main capsule matrix phase
  • the FSi are preferably used in solid, crystalline or partially crystalline form. In pre-encapsulation steps, the FSi is first embedded in a subcapsule matrix phase (SKMPi).
  • these SKMPi are chosen opposite to the FSi in terms of their hydrophilicity / hydrophobicity.
  • the molecular structure of the SKMPi is preferably largely amorphous (glass-like), crystalline / semi-crystalline or gel-like using the SKMP-specific manufacturing process.
  • additional boundary surface layers are created by means of surface-active substances as diffusion barriers between FSi and SKMPi and between SKMPi and HKMP.
  • Such an interface layer can also surround the main capsule as a surface layer (GFH).
  • the following sizes of the multi-microcapsule are adapted according to the invention to set the time of release of the SKi and its release kinetics:
  • Structural parameters • Glass-like, crystalline or gel-like structure of the FSi, SKMPi, HKMP
  • the multi-microcapsules are produced in 4 main steps according to the process scheme described in detail below and shown in FIG. 2.
  • Step 1 PRE-MIXING - First, premix the FSi with the corresponding fluid subcapsule matrix phases (SKMPi).
  • Mixing / stirring systems consisting of tempered mixing tanks and agitators are preferably used for this purpose.
  • Step 2 DISPERSION - Wet grinding in the case of solid-based FSi / drop dispersion in the case of fluid FSi in an immiscible fluid phase, which corresponds to the sub-capsule matrix phase SKMPi or at least one of its main components, and according to the invention preferably surface-active components GFi for the formation of interface layers (GFSi) between functional ones Substance component FSi and subcapsule matrix phase SKMPi, and optionally network-forming macromolecules (NMSi), which allows the SKMPi to crosslink in a gel-like manner.
  • GFi interface layers
  • NMSi network-forming macromolecules
  • Wet grinding is preferably carried out in a ball mill with grinding bodies which are matched in size to the grinding fineness to be achieved and preferably consist of ceramic material.
  • grinding bodies which are matched in size to the grinding fineness to be achieved and preferably consist of ceramic material.
  • roller or hammer mills can also be used.
  • the droplet dispersion is preferably carried out in rotor / stator droplet dispersing devices (for example colloid mill or gear rim disperser) or high-pressure homogenizers, more preferably according to the invention Setting a very narrow drop size distribution in the capillary jet expansion flow dispersion channel (K-JetDSDK).
  • rotor / stator droplet dispersing devices for example colloid mill or gear rim disperser
  • high-pressure homogenizers more preferably according to the invention Setting a very narrow drop size distribution in the capillary jet expansion flow dispersion channel (K-JetDSDK).
  • Step 3 SUBCAPSEL PRODUCTION -
  • the subcapsules (SKi) are preferably produced according to the invention by spraying in a suspension / emulsion consisting of the finely ground / finely dispersed, optionally classified and GIF-coated FSi particles / drops suspended / emulsified in the SKMPi , in a cold room (cold spray tower). The temperature of this room is fiction
  • the temperature of the spray chamber is selected in such a way that a glass-like / amorphous (1), crystalline (2) or gel-like (3) solidification of the SKMPi takes place.
  • (1) is achieved according to the invention with water and fat / wax based SKMPi and high temperature gradients, (2) also applies to water and fat / vachs based SKMPi with less high temperature gradients, (3) only refers to water based SKMPi comparatively moderate cooling temperature gradients. If multi-microcapsules are to be stably stored under room temperature conditions, water-based SKMPi are only solidified according to mechanism (3).
  • the solidified, subcapsules SKi with various encapsulated functional substances / substance components FSi are preferably suspended in a fluid main capsule matrix phase HKMP in a last sub-step of main process step 3.
  • HKMP water or fat / wax based.
  • HKMP is selected according to the invention preferably> 2-5 ° C below the phase transition temperature of the SKMPi.
  • the HKMP can in turn contain surface-active layer-forming components GSi. These can form layers both at the interfaces between SKMPi and HKMP and at the interface of the main capsule (HK) with the surroundings.
  • macromolecular network formers NMH are also added to HKMP.
  • Method step 3 is carried out for several different FSi and sub-capsule matrix phases SKMPi matched to them.
  • the resulting suspensions of i subcapsule types in the fluid main capsule matrix phase are mixed in defined ratios. These mixing ratios are matched to the notified application of the main capsules with regard to interactions of the FSi and their concentrations optimized for the specific application (e.g. with regard to the physiological activity intensity).
  • Step 4 MAIN CAPSULE PRODUCTION -
  • the mixed suspension of i subcapsule types in fluid HKMP which is defined in terms of the quantitative ratio and concentration of the various SKi and is produced from steps 3, is again sprayed into a cold room in a further process step preferred according to the invention and is then hardened or solidified according to mechanisms. Description solidified in step 3 and thus formed the main capsules. These are removed in powder form at the end of step 4.
  • the main capsules obtained are stored at temperatures which are below the melting and / or glass transition temperatures the layer-forming substance components or substance component mixtures.
  • both the subcapsules and the main capsules can be spray-coated with one or more additional layers.
  • the fluid phase (s) forming the coatings are sprayed into the cold spray tower as far as below the spray device installed in the head space of the tower for the subcapsule suspensions / emulsions (see step 3) or the main capsule suspensions (see step 4), that the fluid spray droplets of the coating fluids are deposited on the surfaces of the already solidified or partially solidified subcapsules / main capsules, solidify there as a result of heat removal, also as a result of crystallization, glass or gel formation, and form additional enveloping layers.
  • rotor / stator dispersion systems or high-pressure homogenizers wide droplet size distribution
  • laminar nozzle dispersion processes such as e.g. B. Capillary jet expansion flow dispersion channel (K-JetDSDK) (very narrow drops)
  • the fluid phase (s) containing FSi are also solidified in the cold spraying process. In principle, they can be retained in fluid form, but are generally not preferred for reasons of stability.
  • the main capsule matrix phase may correspond to an additional coating layer. If necessary, this can also be omitted.
  • the aim of the use of microcapsules in general is to transport the functional substances / substance components FSi to the preferred location for their release and to set their release kinetics as defined as possible.
  • An additional aim of the multi-microcapsules according to the invention is to release several FSi in the immediate vicinity at the same time or in a defined sequence, and thus to enable a reaction of these released FSi without significant interferences from material components from the wider environment.
  • the combination of the encapsulated FSi takes place according to the invention in such a way that synergistic interactions are realized.
  • FS1 an antioxidant
  • FS2 a nutritionally or pharmacologically / medically relevant compound
  • target location location of the FSi release.
  • A. mouth / throat pH neutral; heavy mechanical stress
  • B. stomach pH low; mechanical stress
  • C. Gastric exit / small intestine pH neutral; introduction of enzymes (e.g. fat-soluble lipases (bile)).
  • enzymes e.g. fat-soluble lipases (bile)
  • FIG. 3 shows an example of the microstructure of a subcapsule solidified according to the invention by cold spraying with a glass-like solidified boundary layer and glassy inner lamellar structures with embedded crystal structures corresponding to the FSi phases.
  • such multi-microcapsules can be used to transport nutritive substance components, such as water-soluble iron salts (1st substance component; FS1), to the small intestine of subjects suffering from iron deficiency, and there these salts are synchronized with an antioxidant (2nd substance component, FS2) from the Release the capsule.
  • nutritive substance components such as water-soluble iron salts (1st substance component; FS1)
  • 2nd substance component, FS2 an antioxidant
  • the intense interaction of these components in the microenvironment of the capsule will protect the iron salt from oxidation and the iron bioavailability i.e. significantly improve its absorption in the small intestine.
  • the cladding layers enable the thermal, mechanical, pH and enzymatic stability properties to be set.
  • the corresponding can also be dismantled Wrapping layer may be desired in order to finally ensure the release of the FSi at the destination.
  • fat-based layers are broken down by the action of lipases and gel layers based on macromolecular networks in water by water-soluble enzymes (e.g. cellulases, proteases) at the stomach exit or in the small intestine. Adjusting the thickness of such layers allows the location of the FSi release e.g. B. move along the small intestine, or affect the FSi release kinetics.
  • water-soluble enzymes e.g. cellulases, proteases
  • the step-by-step disruption of a multi-microcapsule in the human gastrointestinal tract is shown schematically as an example in FIG.
  • a device according to the invention for the production of multi-microcapsules was configured in accordance with the 4 relevant and the further optional / alternative method steps described above.
  • the basic device consists of a pre-mixing system for FSi and subcapsule matrix phase ⁇ ) SKMPi (1) from its container (2) by means of a displacement pump (3) either in the case of FSi in solid particle form, a pre-suspension (4a) by a ball mill (5), or in the case FSi in fluid form, a pre-emulsion (4b) is pumped through a drop disperser (6).
  • a separating device (7) e.g. filter or sedimentation stage
  • the FSi suspensions / emulsions set in particle or droplet size distribution are fed to a high-pressure cold spray system (9) via a temperature-controlled pipeline (8).
  • the FSi suspension / emulsion is sprayed into fine drops by means of a spray nozzle (10), which are solidified by cooling in a cold gas atmosphere (generated by spraying and evaporating a fluid gas).
  • a suspension container (12) with agitator (13) is installed in the floor space (11) of the conical cold spray tower (9). After they have solidified, the cold-sprayed subcapsules are collected in the temperature-controlled suspension container (12) and suspended in the fluid main capsule matrix phase (HKMP).
  • this subcapsule suspension is fed to a second cold spray tower (15) by means of a pump (14) via a pipeline (31) and also sprayed via a spray nozzle (16) and solidified in a cold atmosphere.
  • the cold is preferably achieved according to the invention by injecting nitrogen mist from a storage tank (19) which contains liquid nitrogen via nozzles (20, 22).
  • a cold gas flow in the cold spray towers which is opposite to the spray direction is introduced in the cold spray towers via fans (23, 24) generated.
  • the suction of the cold gas in the lower part of the cold spray towers and the supply in the upper tower areas are preferably carried out tangentially from / to the cylindrical cold spray tower cross sections. This results in helical swirl flows that run from bottom to top.
  • the centrifugal forces acting in such currents favor the separation of the sprayed subcapsules / main capsules on the spray tower walls in the lower conical tower areas (11, 32).
  • the completed multi-microcapsules (main capsules) are usually the second cold spray tower removed by means of a rotary valve (33) or an alternative discharge device.
  • subcapsules after the first cold spray tower can also represent a preferred end product and can be removed as such.
  • subcapsules created as described which at the end of process step 3, i.e. at the outlet of the subcapsule cold spray or spray drying system as suspensions of subcapsules in the fluid main capsule matrix phase (HKMP) (35/1 ... 35 / n) are preferred according to the invention in an intermediate mixing container 34 in defined ratios matched to the application of the FSi mixed and this mixed suspension for carrying out process step 4 (main capsule production) is fed to a further cold spray or spray drying unit 15 by means of a pump 14 via a temperature-controlled pipeline 31.
  • HKMP fluid main capsule matrix phase
  • each cold spray tower can have one or more such coating spray devices.
  • the respectively associated coating spray nozzles are then preferably arranged according to the invention in zones lying one above the other in order to produce defined coatings lying one above the other.
  • a supply takes place here in the cold spray towers according to the invention instead of the cold gas injection (nozzles 20, 22) of hot gas / drying gas.
  • the nitrogen tank (19) is also replaced by an air heater.
  • HKMP main capsule - matrix phase
  • GFSi interface outer layers of the subcapsules
  • NMH network-forming macromolecules in the main capsule matrix phase
  • NMSi network-forming macromolecules in the subcapsule matrix phase

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and to a device for the production of multi-componented capsule systems (= multi-microcapsule), wherein two or several functional substances/substance components are encapsulated in a spatially separated manner, such that during storage, interaction of the encapsulated components is prevented, but when said multi-capsules are administered, the encapsulated substances and/or substance components are released in a targeted simultaneous or successive manner, according to the field in which they are used, and optionally, the rate of release and synergistic interaction thereof is adjusted. The inventive method and/or associated device enable the multi-microcapsules, wherein several functional substances/substance components are surrounded by means of one and/or several material layers having defined mechanical, thermal and physico-chemical and/or biochemical stability properties, which are adapted to the conditions of use of the place of release of the encapsulated functional substances/substance components in addition to the kinetic release thereof and to synergistic interaction, to be received.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von lagerstabilen Multi-Mikrokapseln mit einstellbar synergistisch wirksamen funktioneilen Inhaltskomponenten Method and device for producing storage-stable multi-microcapsules with adjustable, synergistically effective functional content components
Beschreibung GattungDescription genus
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Multi- Mikrokapseln.The invention relates to methods and devices for producing multi-microcapsules.
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen es ermöglicht sein soll, hinsichtlich einer pharmakologischen- /medizinischen und/oder nutritiven Wirkung funktioneile Stoffe / Stoffkom- ponenten derart zu verkapseln, dass diese einerseits unter Lagerungsbedingungen keine Wechselwirkungen aufzeigen und andererseits, bei Applikation in Abstimmung auf die Umgebungsbedingungen eine definiert einstellbare Freisetzung der verkapselten Stoffe/Stoffkomponenten hinsichtlich Zeitpunkt der Freisetzung und Freisetzungsrate, sowie eine synergistische Wechselwirkung ermöglicht ist.The invention has for its object to provide a method by means of which it should be possible to encapsulate functional substances / substance components with respect to a pharmacological / medical and / or nutritional effect in such a way that on the one hand they show no interactions under storage conditions and on the other hand, when applied in accordance with the ambient conditions, a defined adjustable release of the encapsulated substances / substance components with regard to the time of release and release rate, as well as a synergistic interaction.
Beispielsweise soll bei oraler Aufnahme in den Verdauungstrakt des Men- sehen die Freisetzung einer oder mehrerer der verkapselten funktionellen Stoffe / Stoffkomponenten an bestimmtem Ort im Verdauungstrakt und mit bestimmter Freisetzungsgeschwindigkeit der Stoffe/Stoffkomponenten einstellbar sein und eine synergistische Wechselwirkung zwischen den unterschiedlichen freigesetzten Stoffkomponenten derart erfolgen, dass dies zu einer Verbesserung der Bioverfügbarkeit bzw. Wirkstoffaufnahme in den menschlichen Organismus führt.For example, in the case of oral absorption into the digestive tract of the human being, the release of one or more of the encapsulated functional substances / substance components should be adjustable at a specific location in the digestive tract and with a certain release rate of the substances / substance components and a synergistic interaction between the different released substance components should take place in such a way that that this leads to an improvement in bioavailability or active ingredient intake in the human organism.
Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen.Furthermore, the invention has for its object to provide a suitable device for performing the method according to the invention.
Lösung der Aufgabe betreffend das VerfahrenSolution to the problem regarding the procedure
Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 2, 17 oder 18 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Weitere AusführungsformenThe object is achieved by the features set out in claims 1, 2, 17 or 18. Other embodiments
Weitere erfinderische Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahrensweise sind in den Patentansprüchen 3 bis 17 beschrieben.Further inventive embodiments of the procedure according to the invention are described in claims 3 to 17.
Einige VorteileSome advantages
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich mehrere Stoffe / Stoffkomponenten mit funktionellen Eigenschaften derart in eine "Multi- Mikrokapsel" einbinden, dass während der Lagerung derartiger ICapseln keine Wechselwirkung der verkapselten Stoffe/Stoffkomponenten erfolgt, d.h. Lagerstabilität gewährleistet ist.By means of the method according to the invention, several substances / substance components with functional properties can be integrated into a "multi-microcapsule" such that there is no interaction of the encapsulated substances / substance components during the storage of such ICapsules, i.e. Storage stability is guaranteed.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich aus der räumlichen Nähe der in einer Mikrokapsel fixierten Stoffe/Stoffkomponenten, da dies b& i deren Freisetzung aus der Mikrokapsel zum Kontakt und infolge entsprechender Stoff/Stoffkomponenten Kombination zu gezielten synergistischen Wechselwirkungen führt.A further significant advantage results from the spatial proximity of the substances / substance components fixed in a microcapsule, since this leads to their release from the microcapsule for contact and, as a result of the appropriate substance / substance component combination, for targeted synergistic interactions.
Ebenso von Vorteil ist die erfindungsgemäße Einstellung des Freisetzungszeitpunktes und der Freisetzungsrate von verkapselten funktionellen Stoffen / Stoffkomponenten durch geeignete mit den Umgebung sbedin- gungen bei der Anwendung abgestimmte Wahl, der um diese funktionellen Stoffe / Stoffkomponenten Hüllschichten bildendenden Kapselmaterialien, sowie deren Schichtdicke und Mikrostruktur.Another advantage is the setting according to the invention of the time of release and the rate of release of encapsulated functional substances / substance components by a suitable choice coordinated with the environmental conditions during use, which is based on these functional Capsule materials forming shell layers, as well as their layer thickness and microstructure.
In den Bereichen Pharma / Medizin, Kosmetik und Ernährung spielen funktionelle Stoffe/Stoffkomponenten (Pharma/Medizin: pharmazeutische Wirkstoffe, Medikamente, Kosmetik: dermatologische Wirkstoffe, Lebensmittel: nutritive Stoffe / Stoffkomponenten) eine zunehmende Rolle im Hinblick auf deren definierte Freisetzung, z. B. im Gastro-Intestinaltrakt des Menschen in einer Form bzw. mit einer Freisetzungskinetik, welche die bestmögliche Aufnahme durch den Organismus bzw. die bestmögliche Bioverfügbarkeit und Wirksamkeit gewährleisten lassen. In vielen Anwendungsfällen wird die Wirksamkeit funktioneller Stoffe/Stoffkomponenten durch deren Wechselwirkung mit anderen Stoffen, welche sich im Verdauungstrakt befinden, massgeblich beeinträchtigt. Derartige unerwünscht wechselwirkende Stoffe im Verdauungstrakt können sowohl Nahrungsmitteln entstammen als auch Bestandteil des Verdauungssystems sein. Beispielsweise werden zur Behebung von Eisenmangelerscheinungen eingenommene Eisenpräparate unter den Rahmenbedingungen im Magen des Menschen (niedrige pH Werte), sowie durch Oxidationseffekte bei Wechselwirkung mit z. B. Phytosäuren aus pflanzlichen Nahrungsmitteln oder Milchprodukten oxidiert, damit hinsichtlich ihrer Resorbierbarkeit im Dünndarm beeinträchtigt und somit in der Bioverfügbarkeit eingeschränkt. Hieraus resultiert die Frage nach Möglichkeiten, funktioneile Stoffe/Stoffkomponenten einerseits unbeschadet an den Ort der gewünschten Freisetzung und Resorption zu transportieren und andererseits die Resorptionsbedingungen am Ort der Freisetzung zu optimieren.In the fields of pharmaceuticals / medicine, cosmetics and nutrition, functional substances / substance components (pharmaceuticals / medicine: pharmaceutical substances, medicines, cosmetics: dermatological substances, food: nutritive substances / substance components) play an increasing role with regard to their defined release, e.g. B. in the gastrointestinal tract of humans in a form or with a release kinetics, which ensure the best possible absorption by the organism or the best possible bioavailability and effectiveness. In many applications, the effectiveness of functional substances / substance components is significantly impaired by their interaction with other substances that are in the digestive tract. Such undesirable interacting substances in the digestive tract can originate from food and can also be part of the digestive system. For example, iron remedies taken to remedy iron deficiency symptoms under the general conditions in the stomach of humans (low pH values), as well as by oxidation effects when interacting with e.g. B. oxidized phytic acids from plant foods or dairy products, so impaired in terms of their absorbability in the small intestine and thus limited in bioavailability. This raises the question of the possibilities of transporting functional substances / substance components on the one hand without damage to the place of the desired release and absorption and on the other hand to optimize the absorption conditions at the place of release.
Das erfindungsgemässe Konzept (Verfahren und Vorrichtung) stellt aufgrund der erfindungsgemässen Verkapselungsmethodik mehrerer funktioneller Stoffe-/Stoffkomponenten in einer Multi-Kapsel derartige Optimierungsmöglichkeiten zur Verfügung.The concept according to the invention (method and device) provides such optimization options due to the encapsulation methodology according to the invention of several functional substance / substance components in a multi-capsule.
Lösung der Aufgabe betreffend die VorrichtungSolution of the problem regarding the device
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 19 gelöst.This object is solved by the features of claim 19.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der die Erfindung beispielsweise - teils schematisch - veranschaulicht ist. Es zeigen:Further features and advantages emerge from the following description of the drawing, in which the invention is illustrated, for example, in part schematically. Show it:
Fig. 1 eine Multi-Mikrokapsel Morphologie in grob schematischer Darstellung;1 shows a multi-microcapsule morphology in a roughly schematic representation;
Fig. 2 ein Verfahrensschema; Fig. 3 kristalline funktioneile Stoffphasen mit diese umgebender amorpher Schicht und zusätzlicher äusserer amorpher Grenzschicht;2 shows a process diagram; 3 crystalline functional material phases with surrounding amorphous layer and additional outer amorphous boundary layer;
Fig. 4 die Darstellung von Multi-Mikrokapseln in Lebensmitteln mit Fettmatrix im Verdauungsweg undFig. 4 shows the representation of multi-microcapsules in foods with fat matrix in the digestive tract and
Fig. 5 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.Fig. 5 shows a device according to the invention.
Die komplexe Struktur der erfindungsgemäßen Multi-Mikrokapseln wird in Figur 1 dargestellt. Die nachfolgend im Text verwendeten Abkürzungen finden sich in Figur 1 und Tabelle 1 (Nomenklatur-Übersicht; Appendix) wieder.The complex structure of the multi-microcapsules according to the invention is shown in FIG. 1. The abbreviations used in the text below can be found in Figure 1 and Table 1 (nomenclature overview; Appendix).
Erfindungsgemäss werden Multi-Mikrokapseln aus SubKapseln (SKi) mit i=1 bis n unterschiedlichen verkapselten Funktionellen Stoffen / Stoffkomponenten (FSi; i = Index 1...n) aufgebaut, indem diese SKi in einer Hauptkapsel-Matrixphase (HKMP) eingebettet werden. Dabei wird diese HKMP derart gewählt, dass ein diffusionsbasierter Austausch der verkapselten funktionellen Stoffe/Stoffkomponenten (FSi) weitestgehend unterbunden wird. Erfindungsgennäss bevorzugt werden die FSi in fester, kristalliner oder teilkristalliner Form eingesetzt. In Vorverkapselungsschritten erfolgt zunächst die Einbettung der FSi in jeweils eine Subkapsel-Matrixphase (SKMPi). Diese SKMPi werden erfindungsgemäss hinsichtlich ihrer Hydrophilie/Hydrophobizität entgegengesetzt zu den FSi gewählt. Die molekulare Struktur der SKMPi wird über das Herstellverfahren SKMP- spezifisch bevorzugt weitestgehend amorph (glasartig), kristallin/ teilkristallin oder gelartig eingestellt. Mittels grenzflächenaktiver Substanzen werden bei Bedarf zusätzliche GrenzFlächenschichten (GFi) als Diffu- sionsbarrieren zwischen FSi und SKMPi sowie zwischen SKMPi und HKMP geschaffen. Eine derartige Grenzflächenschicht kann auch die Hauptkapsel als Oberflächenschicht umgeben (GFH).According to the invention, multi-microcapsules are made up of subcapsules (SKi) with i = 1 to n different encapsulated functional substances / substance components (FSi; i = index 1 ... n) by embedding these SKi in a main capsule matrix phase (HKMP). This HKMP is chosen in such a way that a diffusion-based exchange of the encapsulated functional substances / substance components (FSi) is largely prevented. According to the invention, the FSi are preferably used in solid, crystalline or partially crystalline form. In pre-encapsulation steps, the FSi is first embedded in a subcapsule matrix phase (SKMPi). According to the invention, these SKMPi are chosen opposite to the FSi in terms of their hydrophilicity / hydrophobicity. The molecular structure of the SKMPi is preferably largely amorphous (glass-like), crystalline / semi-crystalline or gel-like using the SKMP-specific manufacturing process. If necessary, additional boundary surface layers (GFi) are created by means of surface-active substances as diffusion barriers between FSi and SKMPi and between SKMPi and HKMP. Such an interface layer can also surround the main capsule as a surface layer (GFH).
Zur Einstellung des Freisetzungszeitpunktes der SKi sowie deren Freiset- zungskinetik werden folgende Größen der Multi-Mikrokapsel erfindungsgemäss adaptiert:The following sizes of the multi-microcapsule are adapted according to the invention to set the time of release of the SKi and its release kinetics:
Geometrische ParameterGeometric parameters
• Durchmesser der FSi-Partikel/Tropfen: einige Nanometer-50 Mikrometer• Diameter of the FSi particles / drops: a few nanometers-50 micrometers
• Durchmesser der Subkapseln (SKi): 1 - 200 Mikrometer • Durchmesser der Hauptkapsel (HK): einige Mikrometer - einige Millimeter • Dicke der Grenzflächenschichten (GFi)• Diameter of the subcapsules (SKi): 1 - 200 micrometers • Diameter of the main capsule (HK): a few micrometers - a few millimeters • Thickness of the interface layers (GFi)
• Form der FSi, SKi und HK (Grenzflächenvergrößerung)• Form of the FSi, SKi and HK (interface enlargement)
Strukturparameter • Glasartige, kristalline oder gelartige Struktur der FSi, SKMPi, HKMPStructural parameters • Glass-like, crystalline or gel-like structure of the FSi, SKMPi, HKMP
• Polymorphe Form bei polymorph kristallinen Strukturen• Polymorphic form with polymorphic crystalline structures
• Ein-/mehrphasige Struktur• Single / multi-phase structure
Physikalische Materialparameter • Phasenumwandlungstemperaturen der FSi, SKMPi und HKMPPhysical material parameters • Phase transition temperatures of the FSi, SKMPi and HKMP
• Grenzflächenspannung / Kontaktwinkel zwischen benachbarten Phasen• interfacial tension / contact angle between adjacent phases
• Hydrophobizität / Hydrophilie der Phasen• Hydrophobicity / hydrophilicity of the phases
• Diffusionskoeffizienten • Wasseraufnahmevermögen (aw-Wert, Sorbtionsisothermen)• diffusion coefficients • water absorption (aw value, sorption isotherms)
Die Herstellung der Multi-Mikrokapseln erfolgt erfindungsgemäss in 4 Hauptschritten nach dem nachfolgend detailliert beschriebenen und in Figur 2 dargestellten Verfahrensschema. Schritt 1 : VORMISCHUNG - Zuerst erfolgt eine Vorvermischung der FSi mit den entsprechenden fluiden Subkapsel-Matrixphasen (SKMPi). Hierzu werden bevorzugt Misch-/Rührsysteme, bestehend aus temperierten Mischbehältern und Rührwerken eingesetzt.According to the invention, the multi-microcapsules are produced in 4 main steps according to the process scheme described in detail below and shown in FIG. 2. Step 1: PRE-MIXING - First, premix the FSi with the corresponding fluid subcapsule matrix phases (SKMPi). Mixing / stirring systems consisting of tempered mixing tanks and agitators are preferably used for this purpose.
Schritt 2: DISPERGIERUNG - Nassvermahlung im Falle Feststoff basierter FSi / Tropfendispergierung bei fluiden FSi in einer nicht mischbaren Fluidphase, welche der Subkapsel - Matrixphase SKMPi oder zumindest einer deren Hauptkomponenten entspricht, und erfindungsgemäss bevorzugt grenzflächenaktive Komponenten GFi zur Ausbildung von Grenzflächenschichten (GFSi) zwischen funktioneller Stoffkomponente FSi und Subkapsel-Matrixphase SKMPi, sowie gegebenenfalls netzwerkbildende Makromoleküle (NMSi), welche die SKMPi gelartig vernetzen lässt, beinhaltet.Step 2: DISPERSION - Wet grinding in the case of solid-based FSi / drop dispersion in the case of fluid FSi in an immiscible fluid phase, which corresponds to the sub-capsule matrix phase SKMPi or at least one of its main components, and according to the invention preferably surface-active components GFi for the formation of interface layers (GFSi) between functional ones Substance component FSi and subcapsule matrix phase SKMPi, and optionally network-forming macromolecules (NMSi), which allows the SKMPi to crosslink in a gel-like manner.
Die Nassvermahlung erfolgt bevorzugt in einer Kugelmühle mit auf die zu erzielende Mahlfeinheit in der Größe abgestimmten, bevorzugt aus keramischem Material bestehenden Mahlkörpern. Alternativ können auch Walzen- oder Hammermühlen eingesetzt werden.Wet grinding is preferably carried out in a ball mill with grinding bodies which are matched in size to the grinding fineness to be achieved and preferably consist of ceramic material. Alternatively, roller or hammer mills can also be used.
Die Tropfendispergierung erfolgt bevorzugt in Rotor-/Stator Tropfen- dispergiervorrichtungen (z.B. Kolloidmühle oder Zahnkranzdispergierer) oder Hochdruckhomogenisatoren, bei erfindungsgemäss bevorzugter Einstellung einer sehr engen Tropfengrößenverteilung im Kapillarjet- Dehnströmungsdispergierkanal (K-JetDSDK).The droplet dispersion is preferably carried out in rotor / stator droplet dispersing devices (for example colloid mill or gear rim disperser) or high-pressure homogenizers, more preferably according to the invention Setting a very narrow drop size distribution in the capillary jet expansion flow dispersion channel (K-JetDSDK).
Zur Einstellung möglichst enger Feststoffpartikel-To set the narrowest possible solid particle
/Tropfengrößenverteilungen der FSi werden erfindungsgemäss zusätzlich bevorzugt ein Klassierschritt (= Trennung nach Partikel-ZTropfengröße) (Subschritt zu 2) mittels Nasssiebung (i) oder Sedimentationstrennung im Zentrifugalfeld (ii) dem Mahl-/Dispergierschritt nachgeschaltet und die zu groben Partikeln-/Tropfen in den Mahl-/Dispergierraum rückgeführt./ According to the invention, droplet size distributions of the FSi are preferably additionally followed by a classification step (= separation according to particle Z droplet size) (sub-step to 2) by means of wet sieving (i) or sedimentation separation in the centrifugal field (ii), and the coarse particles / droplets in returned the grinding / dispersing room.
Schritt 3: SUBKAPSELERZEUGUNG - Die Erzeugung der Subkapseln (SKi) erfolgt erfindungsgemäss bevorzugt durch Einsprühen einer Suspension / Emulsion bestehend aus den in der SKMPi suspendier- ten/emulgierten feinvermahlenen/feindispergierten, gegebenenfalls klas- sierten und von GFi umhüllten FSi-Partikeln / -Tropfen, in einen kalten Raum (Kaltsprühturm). Die Temperatur dieses Raumes wird erfindungs¬Step 3: SUBCAPSEL PRODUCTION - The subcapsules (SKi) are preferably produced according to the invention by spraying in a suspension / emulsion consisting of the finely ground / finely dispersed, optionally classified and GIF-coated FSi particles / drops suspended / emulsified in the SKMPi , in a cold room (cold spray tower). The temperature of this room is fiction
gemäss bevorzugt < 20-50° C unterhalb der Phasenumwandlungs- und/oder Gelbildungstemperatur der SKMPi mit in diesen gegebenenfalls enthaltenen netzwerkbildenden makromolekularen Stoffen (NMSi) ge- wählt. Erfindungsgemäss wird die Temperatur des Sprühraumes so gewählt, dass gezielt eine glasartige/amorphe (1 ), kristalline (2) oder gelartige (3) Verfestigung der SKMPi erfolgt.selected according to preferably <20-50 ° C. below the phase change and / or gel formation temperature of the SKMPi with network-forming macromolecular substances (NMSi) contained therein. According to the invention, the temperature of the spray chamber is selected in such a way that a glass-like / amorphous (1), crystalline (2) or gel-like (3) solidification of the SKMPi takes place.
(1) wird erfindungsgemäss bei Wasser- und Fett-/Wachs basierten SKMPi und hohen Temperaturgradienten erreicht, (2) gilt ebenso für Wasser und Fett- /Vachs basierte SKMPi unter weniger hohen Temperaturgradienten, (3) bezieht sich nur auf Wasser basierte SKMPi bei vergleichsweise moderaten Kühltemperaturgradienten. Sofern Multi-Mikrokapseln unter Raum- temperaturbedingungen stabil lagerbar sein sollen, werden Wasser basierte SKMPi nur nach Mechanismus (3) verfestigt.(1) is achieved according to the invention with water and fat / wax based SKMPi and high temperature gradients, (2) also applies to water and fat / vachs based SKMPi with less high temperature gradients, (3) only refers to water based SKMPi comparatively moderate cooling temperature gradients. If multi-microcapsules are to be stably stored under room temperature conditions, water-based SKMPi are only solidified according to mechanism (3).
Die verfestigten, Subkapseln SKi mit verschiedenen verkapselten funktionellen Stoffen/Stoffkomponenten FSi werden in einem letzten Subschritt des Hauptverfahrensschrittes 3 erfindungsgemäss bevorzugt in einer fluiden Hauptkapsel-Matrixphase HKMP suspendiert. Diese kann wiederum Wasser- oder Fett-/Wachs basiert sein. Die Fluid/Solid Phasenumwand¬The solidified, subcapsules SKi with various encapsulated functional substances / substance components FSi are preferably suspended in a fluid main capsule matrix phase HKMP in a last sub-step of main process step 3. This can be water or fat / wax based. The fluid / solid phase change
lungstemperatur der HKMP wird erfindungsgemäss bevorzugt > 2-5° C unter Phasenumwandlungstemperatur der SKMPi gewählt. Die HKMP kann erfindungsgemäss wiederum grenzflächenaktive schichtbildende Komponenten GSi enthalten. Diese können sowohl an den Grenzflächen zwischen SKMPi und HKMP als auch an der Grenzfläche der Hauptkapsel (HK) zur Umgebung Schichten bilden lassen. Im Falle Wasser basierter HKMP werden erfindungsgemäss außerdem wiederum makromolekulare Netzwerbildner NMH zugesetzt.HKMP is selected according to the invention preferably> 2-5 ° C below the phase transition temperature of the SKMPi. According to the invention, the HKMP can in turn contain surface-active layer-forming components GSi. These can form layers both at the interfaces between SKMPi and HKMP and at the interface of the main capsule (HK) with the surroundings. In the case of water based According to the invention, macromolecular network formers NMH are also added to HKMP.
Verfahrensschritt 3 wird für mehrere verschiedene FSi und auf diese ab- gestimmte Subkapsel-Matrixphasen SKMPi durchgeführt. Die damit erhaltenen Suspensionen von i Subkapselarten in fluider Hauptkapsel- Matrixphase werden in definierten Verhältnissen gemischt. Diese Mischungsverhältnisse werden auf die avisierte Applikation der Hauptkapseln hinsichtlich Wechselwirkungen der FSi und deren für die spezifische Applikation optimierten Konzentrationen (z. B. bezüglich physiologischer Wirkintensität) abgestimmt.Method step 3 is carried out for several different FSi and sub-capsule matrix phases SKMPi matched to them. The resulting suspensions of i subcapsule types in the fluid main capsule matrix phase are mixed in defined ratios. These mixing ratios are matched to the notified application of the main capsules with regard to interactions of the FSi and their concentrations optimized for the specific application (e.g. with regard to the physiological activity intensity).
Schritt 4: HAUPTKAPSELERZEUGUNG - Die aus mehrfach durchgeführten Schritten 3 erzeugte hinsichtlich Mengenverhältnis und Konzentra- tion der verschiedenen SKi definierte Mischsuspension von i Subkapselarten in fluider HKMP wird in einem weiteren erfindungsgemäss bevorzugten Verfahrensschritt wiederum in einen kalten Raum eingesprüht und durch Erstarrung oder Gelbildung gemäss Mechanismen-Beschreibung in Schritt 3 verfestigt und somit die Hauptkapseln gebildet. Diese werden in Pulverform am Ende von Schritt 4 entnommen.Step 4: MAIN CAPSULE PRODUCTION - The mixed suspension of i subcapsule types in fluid HKMP, which is defined in terms of the quantitative ratio and concentration of the various SKi and is produced from steps 3, is again sprayed into a cold room in a further process step preferred according to the invention and is then hardened or solidified according to mechanisms. Description solidified in step 3 and thus formed the main capsules. These are removed in powder form at the end of step 4.
Einer Lagerung der erhaltenen Hauptkapseln erfolgt bei Temperaturen, welche unterhalb der Schmelz- und/oder Glasumwandlungstemperaturen der schichtbildenden Stoffkomponenten bzw. Stoffkomponentenmischungen liegen.The main capsules obtained are stored at temperatures which are below the melting and / or glass transition temperatures the layer-forming substance components or substance component mixtures.
Optionale Zusatz-/Zwischenschritte: Sowohl die Subkapseln, als auch die Hauptkapseln können erfindungsgemäss durch Sprühbeschichtung eine oder mehrere Zusatzschichten erhalten.Optional additional / intermediate steps: According to the invention, both the subcapsules and the main capsules can be spray-coated with one or more additional layers.
Dabei erfolgt das Einsprühen der die Beschichtungen bildenden fluiden Phase(n) in den Kaltsprühturm soweit unterhalb der im Kopfraum des Turmes installierten Versprühvorrichtung für die Subkapsel-Suspensio- nen/Emulsionen (vgl. Schritt 3) oder die Hauptkapselsuspensionen (vgl. Schritt 4), dass die fluiden Sprühtröpfchen der Beschichtungsfluide sich auf den Oberflächen der bereits verfestigten bzw. teilverfestigten Subkapseln / Hauptkapseln abscheiden, dort durch Wärmeentzug ebenfalls in Folge Kristallisation, Glas- oder Gelbildung erstarren und zusätzliche einhüllende Schichten ausbilden.The fluid phase (s) forming the coatings are sprayed into the cold spray tower as far as below the spray device installed in the head space of the tower for the subcapsule suspensions / emulsions (see step 3) or the main capsule suspensions (see step 4), that the fluid spray droplets of the coating fluids are deposited on the surfaces of the already solidified or partially solidified subcapsules / main capsules, solidify there as a result of heat removal, also as a result of crystallization, glass or gel formation, and form additional enveloping layers.
Alternativer Verfahrensschritt 2 bei fluiden FSi: Sofern FSi in Lösung oder fluider Dispersion verkapselt werden sollen, erfolgt erfindungs- gemäss deren Einbindung in Form von dispersen Tropfen in eine Emulsion mit abgestimmter fluider Subkapsel-Matrixphase SKMPi als kontinuierlicher, mit der die FSi beinhaltenden Tropfen-Fluidphase nicht mischbaren Fluidphase. In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt dann anstelle der Nassmahlung (siehe Feststoff basierte FSi) eine Feindispergierung der Emulsion. In Abhängigkeit von der geforderten Breite der dispersen FSi-Fluidphasen Tropfengrößenverteilung werden hier erfindungsgemäss Rotor-/Stator Dispergiersysteme oder Hochdruckhomogenisatoren (breite Tropfengrößenverteilung), bzw. laminare Düsendispergierverfahren wie z. B. Ka- pillarjet-Dehnströmungsdispergierkanal (K-JetDSDK) (sehr enge Tropfen¬Alternative process step 2 in the case of fluid FSi: if FSi are to be encapsulated in solution or fluid dispersion, the latter is incorporated according to the invention in the form of disperse drops in an emulsion with a coordinated fluid subcapsule matrix phase SKMPi as a continuous fluid phase containing the FSi immiscible fluid phase. In a first process step, the emulsion is then finely dispersed instead of wet-ground (see solid-based FSi). Depending on the required width of the disperse FSi fluid phases, droplet size distribution, according to the invention, rotor / stator dispersion systems or high-pressure homogenizers (wide droplet size distribution), or laminar nozzle dispersion processes such as e.g. B. Capillary jet expansion flow dispersion channel (K-JetDSDK) (very narrow drops)
größenverteilung mit Standardabweichung: s « < 1 % ) eingesetzt. Dassize distribution with standard deviation: s «<1%). The
Kaltsprühen zur Verfestigung der Subkapsel wird wie in Schritt 3 vorab beschrieben angeschlossen. Die FSi beinhaltende(n) Fluidphase(n) werden erfindungsgemäss im Kaltsprühvorgang mitverfestigt. Prinzipiell ist deren Beibehaltung in fluider Form möglich, aus Stabilitätsgründen in der Regel jedoch nicht bevorzugt.Cold spray to solidify the subcapsule is connected as described in step 3 above. According to the invention, the fluid phase (s) containing FSi are also solidified in the cold spraying process. In principle, they can be retained in fluid form, but are generally not preferred for reasons of stability.
Alternative Verfahrensschritte 3 und 4 bei unter Wärmezufuhr zu verfestigenden Kapselphasen/-schichten: Grundsätzlich ist es erfindungsgemäss auch möglich die Kaltsprühverfestigungsschritte für bestimmte Stoffsysteme auch durch Sprühtrocknungsschritte zu ersetzen. Dabei er- folgt die Verfestigung der entsprechenden Subkapsel-/Hauptkapselphasen und/oder zusätzlichen Beschichtungen durch thermisch induzierte Vernetzungsreaktionen (z. B. Koagulation von Proteinmolekülen) und/oder Trocknung (z. B. Wasserentzug aus Biopolymerlösungen oder konzen- trierten Zucker-/ Salzlösungen). Auch hier ist die Ausbildung von amorphen (glasartigen) und / oder kristallinen Schichten in Abhängigkeit von der Trocknungsgeschwindigkeit erfindungsgemäss einstellbar. Diese Einstellung der Trocknungsgeschwindigkeit erfolgt erfindungsgemäss bevor- zugt über die Temperatur und den Feuchtegehalt der Trocknungsluft.Alternative process steps 3 and 4 for capsule phases / layers to be solidified under the application of heat: In principle, according to the invention, it is also possible to replace the cold spray solidification steps for certain material systems by spray drying steps. The corresponding subcapsule / main capsule phases and / or additional coatings are solidified by thermally induced crosslinking reactions (eg coagulation of protein molecules) and / or drying (eg water removal from biopolymer solutions or concentrated sugar / salt solutions). Here too, the formation of amorphous (glass-like) and / or crystalline layers depending on the drying speed can be set according to the invention. According to the invention, this setting of the drying speed is preferably carried out via the temperature and the moisture content of the drying air.
Möglichkeiten zur Reduktion der Komplexität von Kapselstruktur und Herstellverfahren:Possibilities for reducing the complexity of the capsule structure and manufacturing process:
Prinzipiell besteht die Möglichkeit mehrere FSi in fester und/oder fluider Form in eine Subkapsel-Matrixphase einzubetten. Die Hauptkapsel- Matrixphase entspricht in diesem Fall gegebenenfalls einer zusätzlichen Überzugsschicht. Diese kann gegebenenfalls auch entfallen.In principle, it is possible to embed several FSi in a solid and / or fluid form in a subcapsule matrix phase. In this case, the main capsule matrix phase may correspond to an additional coating layer. If necessary, this can also be omitted.
Einzelverkapselung und Erhöhung der Anzahl an "Hüllschichten" (GFi, SKMPi, HKMP) erlauben einerseits eine Verbesserung der Stabilitätseigenschaften der Kapseln unter Lagerungsbedingungen. Andererseits erlauben diese Hüllschichten eine flexible Abstimmung auf die Anwendungsrandbedingungen.Individual encapsulation and an increase in the number of “enveloping layers” (GFi, SKMPi, HKMP) allow on the one hand an improvement in the stability properties of the capsules under storage conditions. On the other hand, these cladding layers allow flexible adaptation to the application boundary conditions.
Ziel der Anwendung von Mikrokapseln im allgemeinen ist der Transport der funktionellen Stoffe/Stoffkomponenten FSi an den bevorzugten Ort für deren Freisetzung und der möglichst definierten Einstellung deren Freisetzungskinetik. Zusätzliches Ziel der erfindungsgemäßen Multi-Mikrokapseln ist es mehrere FSi in unmittelbarer Nachbarschaft gleichzeitig bzw. in definierter Abfolge freizusetzen und damit eine Reaktion dieser freigesetzten FSi ohne maßgebliche Störeinflüsse von Stoffkomponenten aus der weiteren Umgebung zu ermöglichen. Die Abstimmung der kombiniert verkapselten FSi erfolgt erfindungsgemäss derart, dass synergistische Wechselwirkungen realisiert werden. Beispielsweise führt die Wechselwirkung eines An- tioxidanz (FS1) mit einem gut im wässrigen Verdauungsmedium löslichen nutritiv oder pharmakologisch/medizinisch relevanten Compound (FS2) zum Oxidationsschutz des FS2 und damit zu einer verbesserten Resorption und Bioverfügbarkeit des FS2.The aim of the use of microcapsules in general is to transport the functional substances / substance components FSi to the preferred location for their release and to set their release kinetics as defined as possible. An additional aim of the multi-microcapsules according to the invention is to release several FSi in the immediate vicinity at the same time or in a defined sequence, and thus to enable a reaction of these released FSi without significant interferences from material components from the wider environment. The combination of the encapsulated FSi takes place according to the invention in such a way that synergistic interactions are realized. For example, the interaction of an antioxidant (FS1) with a nutritionally or pharmacologically / medically relevant compound (FS2) that is readily soluble in the aqueous digestion medium leads to protection against oxidation of the FS2 and thus to an improved absorption and bioavailability of the FS2.
Eine Mehrzahl von "Hüllschichten" um die FSi erlaubt auf dem Wege der Multi-Mikrokapsel zu ihrem "Zielort" (= Ort der FSi Freisetzung) die Realisierung spezifisch adaptierter Schutzfunktionen gegen variierende Umfeldbedingungen. Beispielsweise erfolgt beim Transport im menschlichen Verdauungstrakt die Passage folgender Hauptzonen mit spezifischen Beanspruchungen: A. Mund/Rachenraum (pH neutral; starke mechanische Beanspruchung); B. Magen (pH tief; mechanische Beanspruchung); C. Magenausgang /Dünndarm (pH neutral; Einschleusung von Enzymen (z. B. fettlösliche Lipasen (Galle)). In vielen Fällen bestehen vor der Aufnahme in den menschlichen Gastro- Intestinaltrakt zusätzliche erhöhte Anforderungen an mechanische- und Temperaturstabilität (z.B. bei der Zubereitung von Speisen, welche die Multi Mikrokapseln beinhalten).A plurality of "enveloping layers" around the FSi allows the implementation of specifically adapted protective functions against varying environmental conditions by way of the multi-microcapsule to their "target location" (= location of the FSi release). For example, during transport in the human digestive tract, the following main zones pass through with specific stresses: A. mouth / throat (pH neutral; heavy mechanical stress); B. stomach (pH low; mechanical stress); C. Gastric exit / small intestine (pH neutral; introduction of enzymes (e.g. fat-soluble lipases (bile)). In many cases, there are additional increased requirements for mechanical and temperature stability (eg when preparing dishes that contain the multi microcapsules) before being absorbed into the human gastrointestinal tract.
Figur 3 zeigt beispielhaft die Mikrostruktur einer durch Kaltsprühen erfindungsgemäss verfestigten Subkapsel mit einer glasartig erstarrten Grenzschicht sowie glasartigen inneren Lamellenstrukturen mit eingebetteten den FSi Phasen entsprechenden Kristallstrukturen.FIG. 3 shows an example of the microstructure of a subcapsule solidified according to the invention by cold spraying with a glass-like solidified boundary layer and glassy inner lamellar structures with embedded crystal structures corresponding to the FSi phases.
Beispielsweise lassen sich mittels derartiger Multi-Mikrokapseln nutritive Stoff komponenten, wie wasserlösliche Eisensalze (1. Stoffkomponente; FS1) oxidationsgeschützt in den Dünndarm unter Eisenmangel leidender Probanten transportieren und dort diese Salze synchron mit einem Anti- oxidanz (2. Stoffkomponente, FS2) aus der Kapsel freisetzen. Die intensive Wechselwirkung dieser Komponenten in der Mikroumgebung der Kapsel wird das Eisensalz vor Oxidation schützen und die Eisen-Bioverfügbarkeit d.h. dessen Resorption im Dünndarm signifikant verbessern.For example, such multi-microcapsules can be used to transport nutritive substance components, such as water-soluble iron salts (1st substance component; FS1), to the small intestine of subjects suffering from iron deficiency, and there these salts are synchronized with an antioxidant (2nd substance component, FS2) from the Release the capsule. The intense interaction of these components in the microenvironment of the capsule will protect the iron salt from oxidation and the iron bioavailability i.e. significantly improve its absorption in the small intestine.
Für das gewählte Beispiel ermöglichen die Hüllschichten die Einstellung der thermischen-, mechanischen-, pH- und enzymatischen Stabilitätseigenschaften. Dabei kann auch der Abbau der entsprechenden Hüllschicht erwünscht sein, um am Zielort schließlich die Freisetzung der FSi zu gewährleisten.For the selected example, the cladding layers enable the thermal, mechanical, pH and enzymatic stability properties to be set. The corresponding can also be dismantled Wrapping layer may be desired in order to finally ensure the release of the FSi at the destination.
Im menschlichen Verdauungstrakt werden beispielsweise Fett basierte Schichten durch die Einwirkung von Lipasen sowie auf makromolekularen Netzwerken in Wasser basierten Gelschichten durch wasserlösliche Enzyme (z. B. Cellulasen, Proteasen) am Magenausgang bzw. im Dünndarm abgebaut. Die Einstellung der Dicke derartiger Schichten lässt den Ort der FSi Freisetzung z. B. entlang des Dünndarmes verschieben, bzw. die FSi Freisetzungskinetik beeinflussen.In the human digestive tract, for example, fat-based layers are broken down by the action of lipases and gel layers based on macromolecular networks in water by water-soluble enzymes (e.g. cellulases, proteases) at the stomach exit or in the small intestine. Adjusting the thickness of such layers allows the location of the FSi release e.g. B. move along the small intestine, or affect the FSi release kinetics.
In Figur 4 ist der stufenweise Aufschluss einer Multi-Mikrokapsel im menschlichen Gastro-Intestinaltrakt beispielhaft schematisch dargestellt.The step-by-step disruption of a multi-microcapsule in the human gastrointestinal tract is shown schematically as an example in FIG.
Vorrichtung zur Herstellung von Multi-MikrokapselsystemenDevice for the production of multi-microcapsule systems
Gemäss den 4 vorab beschriebenen maßgeblichen sowie den weiteren optionalen/alternativen Verfahrensschritten wurde eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Multi-Mikrokapseln konfiguriert.A device according to the invention for the production of multi-microcapsules was configured in accordance with the 4 relevant and the further optional / alternative method steps described above.
Diese wird nachfolgend beschrieben und ist in Figur 5 schematisch, detailliert dargestellt. Die Basisvorrichtung besteht aus einem Vormischsystem für FSi und Subkapsel-Matrixphase^) SKMPi (1) aus dessen Behälter (2) mittels Verdrängerpumpe (3) entweder im Falle FSi in Feststoffpartikelform eine Vorsuspension (4a) durch eine Kugelmühle (5), oder im Falle FSi in Fluidform eine Voremulsion (4b) durch eine Tropfendispergiervorrichtung (6) gepumpt wird. Mittels einer Trennvorrichtung (7) (z. B. Filter oder Sedimentationsstufe) werden bei 4a/4b zu grobe FSi Partikeln/Tropfen abgetrennt und in den Mahlraum der Kugelmühle / Dispergierraum des Tropfen- dispergiersystems zurückgeführt.This is described below and is shown schematically in detail in FIG. The basic device consists of a pre-mixing system for FSi and subcapsule matrix phase ^) SKMPi (1) from its container (2) by means of a displacement pump (3) either in the case of FSi in solid particle form, a pre-suspension (4a) by a ball mill (5), or in the case FSi in fluid form, a pre-emulsion (4b) is pumped through a drop disperser (6). At 4a / 4b, coarse FSi particles / drops are separated by means of a separating device (7) (e.g. filter or sedimentation stage) and returned to the grinding chamber of the ball mill / dispersion chamber of the droplet dispersion system.
Die in Partikel- bzw. Tropfengrößenverteilung eingestellten FSi Suspensionen / Emulsionen werden über eine temperierte Rohrleitung (8) einer Hochdruck-Kaltsprühanlage (9) zugeführt. In dieser erfolgt mittels einer Sprühdüse (10) das Versprühen der FSi-Suspension/Emulsion in feine Tropfen, die durch Abkühlung in einer Kaltgasatmosphäre (erzeugt durch Einsprühen und Verdampfen eines fluiden Gases) verfestigt werden. Im Bodenraum (11) des konisch auslaufenden Kaltsprühturmes (9) wird erfindungsgemäss ein Suspensionsbehälter (12) mit Rührwerk (13) installiert. Die kaltgesprühten Subkapseln werden nach deren Verfestigung im tem- perierten Suspensionsbehälter (12) aufgefangen und in der fluiden Hauptkapsel-Matrixphase (HKMP) suspendiert. In dieser gelöste grenzflächenaktive Stoffe (GFi) bilden Oberflächenschichten aus, welche eine Agglomeration/Aggregation der Subkapseln (SK) vermeiden lassen. Diese Subkapselsuspension wird erfindungsgemäss einem zweiten Kaltsprühturm (15) mittels Pumpe (14) über eine Rohrleitung (31) zugeführt und ebenfalls über eine Sprühdüse (16) versprüht sowie in kalter Atmosphäre verfestigt.The FSi suspensions / emulsions set in particle or droplet size distribution are fed to a high-pressure cold spray system (9) via a temperature-controlled pipeline (8). In this, the FSi suspension / emulsion is sprayed into fine drops by means of a spray nozzle (10), which are solidified by cooling in a cold gas atmosphere (generated by spraying and evaporating a fluid gas). According to the invention, a suspension container (12) with agitator (13) is installed in the floor space (11) of the conical cold spray tower (9). After they have solidified, the cold-sprayed subcapsules are collected in the temperature-controlled suspension container (12) and suspended in the fluid main capsule matrix phase (HKMP). Surface-active substances (GFi) dissolved in this form surface layers which prevent agglomeration / aggregation of the subcapsules (SK). According to the invention, this subcapsule suspension is fed to a second cold spray tower (15) by means of a pump (14) via a pipeline (31) and also sprayed via a spray nozzle (16) and solidified in a cold atmosphere.
In beiden Kaltsprühtürmen wird die Kälte erfindungsgemäss bevorzugt mittels Eindüsung von Stickstoffnebel aus einem Vorratstank (19), welcher flüssigen Stickstoff enthält über Düsen (20, 22) realisiert. Zur Erzielung eines verbesserten Wärmeüberganges vom kalten Stickstoffnebel auf die gesprühten Subkapseln / Hauptkapseln sowie zur Verlängerung deren Fallzeit in den Kaltsprühtürmen (9, 15) wird über Ventilatoren (23, 24) und Steigleitungen (25. 26) eine der Sprührichtung entgegengerichtete Kaltgasströmung in den Kaltsprühtürmen erzeugt. Die Absaugung des Kalt- gases im unteren Teil der Kaltsprühtürme, sowie die Zuleitung in den oberen Turmbereichen erfolgt erfindungsgemäss bevorzugt tangential aus/zu den zylindrischen Kaltsprühturmquerschnitten. Damit resultieren helikal von unten nach oben verlaufende Drallströmungen. Die in solchen Strömungen wirksamen Zentrifugalkräfte begünstigen eine Abscheidung der gesprühten Subkapseln / Hauptkapseln an den Sprühturmwänden in den unteren konischen Turmbereichen (11 , 32). Die komplettierten Multi-Mikrokapseln (Hauptkapseln) werden in der Regel dem zweiten Kaltsprüh- türm mittels einer Zellradschleuse (33) oder einem alternativen Austrags- organ entnommen.In both cold spray towers, the cold is preferably achieved according to the invention by injecting nitrogen mist from a storage tank (19) which contains liquid nitrogen via nozzles (20, 22). In order to achieve an improved heat transfer from the cold nitrogen mist to the sprayed subcapsules / main capsules and to extend their fall time in the cold spray towers (9, 15), a cold gas flow in the cold spray towers which is opposite to the spray direction is introduced in the cold spray towers via fans (23, 24) generated. The suction of the cold gas in the lower part of the cold spray towers and the supply in the upper tower areas are preferably carried out tangentially from / to the cylindrical cold spray tower cross sections. This results in helical swirl flows that run from bottom to top. The centrifugal forces acting in such currents favor the separation of the sprayed subcapsules / main capsules on the spray tower walls in the lower conical tower areas (11, 32). The completed multi-microcapsules (main capsules) are usually the second cold spray tower removed by means of a rotary valve (33) or an alternative discharge device.
Prinzipiell können auch bereits Subkapseln nach dem ersten Kaltsprüh- türm ein bevorzugtes Endprodukt darstellen und als solches diesem entnommen werden. Andererseits besteht auch die Möglichkeit mehr als zwei Kaltsprüheinheiten in Serie zu schalten, um somit noch weitere Sub-Kap- selkategorien zu realisieren.In principle, subcapsules after the first cold spray tower can also represent a preferred end product and can be removed as such. On the other hand, it is also possible to connect more than two cold spray units in series, so that additional sub-capsule categories can be realized.
Mehrere wie beschrieben erzeugte Subkapseln, welche am Ende von Prozessschritt 3, d.h. am Austritt der Subkapsel Kaltsprüh- oder Sprühtrocknungsanlage als Suspensionen von Subkapseln in fluider Hauptkapsel-Matrixphase (HKMP) vorliegen (35/1...35/n) werden erfindungsgemäss bevorzugt in einem Zwischenmischbehälter 34 in definierten auf die Appli- kation der FSi abgestimmten Verhältnissen gemischt und diese Mischsuspension zur Durchführung von Prozessschritt 4 (Hauptkapselerzeugung) einer weiteren Kaltsprüh- oder Sprühtrocknungseinheit 15 mittels Pumpe 14 über eine temperierte Rohrleitung 31 zugeführt.Several subcapsules created as described, which at the end of process step 3, i.e. at the outlet of the subcapsule cold spray or spray drying system as suspensions of subcapsules in the fluid main capsule matrix phase (HKMP) (35/1 ... 35 / n) are preferred according to the invention in an intermediate mixing container 34 in defined ratios matched to the application of the FSi mixed and this mixed suspension for carrying out process step 4 (main capsule production) is fed to a further cold spray or spray drying unit 15 by means of a pump 14 via a temperature-controlled pipeline 31.
Um weitere Materialschichten auf kaltgesprühte Kapseln aufzubringen sind in den erfindungsgemäßen Kaltsprühtürmen sogenannte Beschich- tungs-Sprühdüsen (27, 30) vorgesehen. Durch diese werden Beschich- tungsfluide aus Behältern (17, 28) mittels Pumpen (18, 29) auf die in den Kaltsprühtürmen absinkenden Kapseln aufgesprüht und auf deren Oberflächen infolge Wärmeentzug verfestigt. Prinzipiell kann jeder Kaltsprühturm eine oder mehrere derartiger Beschichtungs-Sprühvorrichtungen aufweisen.In order to apply further layers of material to cold-sprayed capsules, so-called coating spray nozzles (27, 30) are provided in the cold spray towers according to the invention. Through this coating fluids from containers (17, 28) by means of pumps (18, 29) to the in the Cold spray towers are sprayed onto the capsules and solidified on their surfaces due to the removal of heat. In principle, each cold spray tower can have one or more such coating spray devices.
Die jeweils zugehörigen Beschichtungs-Sprühdüsen sind dann erfindungsgemäss bevorzugt in übereinander liegenden Zonen angeordnet, um definierte übereinanderliegende Beschichtungen zu erzeugen.The respectively associated coating spray nozzles are then preferably arranged according to the invention in zones lying one above the other in order to produce defined coatings lying one above the other.
Im Falle der erfindungsgemäßen Verfestigung von Subkapseln, Hauptkapseln und/oder auf diese zusätzlich aufgebrachten Sprühschichten durch thermische Energiezufuhr und resultierende thermisch induzierte Vernetzungsreaktionen oder durch Trocknung, erfolgt an der Stelle der Kaltgaseindüsung (Düsen 20, 22) in den erfindungsgemäßen Kaltsprüh- türmen hier eine Zufuhr von Heißgas/Trocknungsgas. In diesem Falle wird außerdem der Stickstofftank (19) gegen einen Lufterhitzer ersetzt.In the case of the inventive solidification of subcapsules, main capsules and / or spray layers additionally applied to them by thermal energy supply and resulting thermally induced crosslinking reactions or by drying, a supply takes place here in the cold spray towers according to the invention instead of the cold gas injection (nozzles 20, 22) of hot gas / drying gas. In this case, the nitrogen tank (19) is also replaced by an air heater.
Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merk- male können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. AppendixThe features described in the abstract, in the patent claims and in the description and evident from the drawing can be essential for realizing the invention both individually and in any combination. appendix
Kurzbezeichnungenabbreviations
HKMP = Hauptkapsel - MatrixphaseHKMP = main capsule - matrix phase
SKMPi = Subkapsel - MatrixphasenSKMPi = subcapsule - matrix phases
FSi = Funktionelle Stoffe / StoffkomponentenFSi = functional fabrics / fabric components
GFH = Grenzflächenaussenschicht der HauptkapselGFH = interface outer layer of the main capsule
GFSi = Grenzflächenaussenschichten der SubkapselnGFSi = interface outer layers of the subcapsules
GFi = Grenzflächenaussenschichten der FSiGFi = interface layers of the FSi
NMH = Netzwerkbildende Makromoleküle in Hauptkapsel- Matrixphase NMSi = Netzwerkbildende Makromoleküle in Subkapsel- Matrixphase NMH = network-forming macromolecules in the main capsule matrix phase NMSi = network-forming macromolecules in the subcapsule matrix phase

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktioneile Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei dieser Stoffe / Stoffkomponenten in vier Hauptverfahrensschritten: Vormischen von funktionellen Stoffkomponenten und Subkapselmatrixphasen (1), Mahlen/ Dispergieren der funktionellen Stoffkomponenten in Subkapsel-matrixphasen (2), Subkapselerzeugung (3) und Hauptkapselerzeugung (4) in eine gemeinsame Kapselmatrix derart getrennt eingebunden/angeordnet werden, dass unter definierten Lagerungsbedingungen Wechselwirkungen der eingebundenen/ angeordneten Stoffe/Stoffkomponenten unterbunden werden, und bei Applikation dieser Kapseln eine teilsyn- chrone/synchrone Freisetzung der besagten Stoffe- /Stoffkomponenten in die Mikro-Umgebung der aufgeschlossenen Kapsel ermöglicht ist. 1.Procedure for the production of microcapsules which contain several functional substance / substance components which are effective in the nutritive and / or pharmacological / medical sense, characterized in that at least two of these substances / substance components in four main process steps: premixing of functional substance components and subcapsule matrix phases ( 1), grinding / dispersing the functional substance components in subcapsule matrix phases (2), subcapsule production (3) and main capsule production (4) in a common capsule matrix so separately integrated / arranged that interactions of the integrated / arranged substances / material components are prevented under defined storage conditions and, when these capsules are applied, a partially synchronous / synchronous release of said substance / substance components into the microenvironment of the disrupted capsule is made possible.
2. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktioneile Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne dieser Stoffe / Stoffkomponenten mittels der vier Hauptverfahrensschritten: Vormischen von funktionellen Stoffkomponenten und Subkapselmatrixphasen (1 ), Mahlen/ Dispergieren der funktionellen Stoffkomponenten in Subkapsel-matrixphasen (2), Subkapselerzeugung (3) und Hauptkapselerzeugung (4) zunächst in Subkapseln fixiert/angeordnet werden und eine definierte Mischung derartiger Subkapseln danach in eine gemeinsame Hauptkapsel derart getrennt integriert werden, dass unter definierten Lagerungsbedingungen Wechselwirkungen der eingebundenen Stoffe/ Stoffkomponenten unterbunden werden, und bei Applikation dieser Kapseln eine teilsynchrone/synchrone Freisetzung der besagten Stoffe- /Stoffkomponenten in die Mikro-Umgebung der aufgeschlossenen Kapsel ermöglicht ist.2. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, characterized in that individual of these substances / substance components by means of the four main process steps: premixing of functional substance components and subcapsule matrix phases (1), grinding / dispersing the functional substance components in subcapsule matrix phases (2), subcapsule production (3) and main capsule production (4) are first fixed / arranged in subcapsules and a defined mixture of such subcapsules is then separately integrated into a common main capsule, that interactions of the integrated substances / substance components are prevented under defined storage conditions, and when these capsules are applied, a partially synchronous / synchronous release of said substance / substance components into the microenvironment of the unlocked capsule is made possible.
3. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den eingebundenen Stoffen/Stoffkomponenten und der Subkapsel-Matrixphase und/oder zwischen der Subkapsel-Matrixphase und der Hauptkapsel-Matrixphase zusätzliche Grenzflächenschichten, bestehend aus grenzflächenaktiven Substanzen durch Adsorption aus den fluiden Sub-/Hauptkapselphasen erzeugt werden.3. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritive and / or pharmacological / medical sense according to claims 1 or 2, characterized in that between the incorporated substances / substance components and the subcapsule Matrix phase and / or between the subcapsule matrix phase and the Main capsule matrix phase additional interface layers consisting of surface-active substances are generated by adsorption from the fluid sub- / main capsule phases.
4. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktioneile Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den eingebundenen Stoffen/Stoffkomponenten und der Subkapsel-Matrix- phase und/oder zwischen der Subkapsel-Matrixphase und der Hauptkapsel-Matrixphase zusätzliche Schichten durch Sprüh- beschichtung erzeugt werden.4. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claims 1 or 2, characterized in that between the incorporated substances / substance components and the subcapsule Matrix phase and / or between the subcapsule matrix phase and the main capsule matrix phase additional layers can be produced by spray coating.
5. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktioneile Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkapsel, welche mehrere Subkapseln mit in diesen eingekapselten, nutritiv und / oder pharmakologisch / medizinisch funktioneil wirksamen Stoffen-/Stoffkomponenten enthält, mit zusätzlichen geschlossenen Sprühbeschichtungen beaufschlagt wird. 5. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, as claimed in claims 1 or 2, characterized in that the main capsule which has several subcapsules encapsulated therein , nutritionally and / or pharmacologically / medically functional substances / substance components, is applied with additional closed spray coatings.
6. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktioneile Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolge der Ausbildung der diese verkapselten Stoffe-/Stoffkomponenten umgebenden Schichten in Subkapseln und Hauptkapsel, auf die Applikation dieser Kapselsysteme derart abgestimmt wird, dass bei Applikation auftretenden parallelen oder nacheinander abfolgenden mechanischen, thermischen und/oder physikalisch-/chemischen Beanspru- chungen entweder ein gezielter Schutz geboten wird, oder ein gezielter Schichtabbau erfolgt, der die Freilegung einer nächst tiefer gelegenen Schicht realisiert, um somit für den nächsten applikationsspezifischen Schritt optimierte Randbedingungen zu liefern.6. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritive and / or pharmacological / medical sense, as claimed in claims 1 or 2, characterized in that the sequence of the formation of the substance / substance encapsulated Layers surrounding the material components in subcapsules and main capsule, to which the application of these capsule systems is coordinated in such a way that, in the event of parallel or successive mechanical, thermal and / or physical / chemical stresses occurring, either targeted protection is provided or a targeted layer degradation takes place , which realizes the exposure of a next lower layer in order to deliver optimized boundary conditions for the next application-specific step.
7. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktioneile Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass applikationsspezifisch über die chemische und physikalische Struktur der die verkap- selten Stoffe-/Stoffkomponenten umgebenden Schichten sowie deren Schichtdicke gezielt Einfluss genommen wird auf die Zeitdauer des Schichtabbaus und die gegebenenfalls überlagerte Freiset- zungskinetik verkapselter funktionell wirksamer Stoffe- /Stoffkomponenten.7. Process for the production of microcapsules, which contain several functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, according to claims 1 or 2, characterized in that the capsule is application-specific via the chemical and physical structure - Seldom layers surrounding substances / substance components and their layer thickness are influenced in a targeted manner on the duration of the layer degradation and the possibly overlaid release. tongue kinetics of encapsulated functionally effective substance / substance components.
8. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktioneile Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass applikationsspezifisch über die Teilchengröße bei Feststoff basierten verkapselten funktionellen Stoffen-/Stoffkomponenten oder über die Tropfengröße bei Fluid basierten verkapselten funktionellen Stoffen- /Stoffkomponenten sowie über die freigesetzten Mengenverhältnisse dieser Stoffe-/Stoffkomponenten, deren Wechselwirkungreaktionen untereinander sowie mit der Applikationsumgebung gezielt eingestellt oder gesteuert werden.8. A process for the preparation of microcapsules which contain several functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, according to claims 1 or 2, characterized in that encapsulated functional substances are specific to the application and are based on the particle size in the case of solids - / Substance components or via the drop size in the case of fluid-based encapsulated functional substances / substance components as well as via the released quantitative ratios of these substance / substance components, their interaction reactions with one another and with the application environment are specifically set or controlled.
9. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Teilchengröße bei Feststoff basierten verkapselten funktionellen Stoffen-/Stoffkomponenten mittels Nassmahlverfahren im Partikelgrößenbereich zwischen 10 Nanometern und 100 Mikrometern, oder über die Tropfengröße bei Fluid basierten verkapselten funktionellen Stoffen-/Stoffkomponenten mittels Tropfendispergier- verfahren im vergleichbaren Größenbereich eingestellt werden.9. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to Claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the particle size in the case of solids-based encapsulated Functional substances / substance components by means of wet grinding in the particle size range between 10 nanometers and 100 micrometers, or encapsulated in fluid-based droplet sizes Functional substances / substance components can be set in a comparable size range using the drop dispersion method.
10. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Subkapseln, welche jeweils eine(n) verkapselte(n) funktionelle(n) Stoff-/Stoffkomponente beinhalten mittels Kaltsprühverfahren erfolgt, wobei die Subkapsel-Suspension bestehend aus fluider Subkapsel-Matrixphase und funktionellen Feststoffpartikeln oder die Subkapsel-Emulsion, bestehend aus fluider Subkapsel-Matrixphase und funktioneller Fluidtropfenphase in eine kalte Gasatmosphäre feindispers versprüht und durch Wärmeentzug kristallin oder glasartig verfestigt wird.10. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the production of subcapsules, each one (n) Encapsulated (n) functional substance (s) include cold spray, whereby the sub-capsule suspension consisting of fluid sub-capsule matrix phase and functional solid particles or the sub-capsule emulsion consisting of fluid sub-capsule matrix phase and functional fluid drop phase in a cold gas atmosphere is sprayed finely dispersed and solidified crystalline or glassy by heat extraction.
11. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktioneile Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Hauptkapseln, welche mehrere Subkapseln enthalten mittels Kaltsprühverfahren erfolgt, wobei die Hauptkapsel-Suspension bestehend aus fluider Hauptkapsel-Matrix- phase und suspendierten verfestigten Subkapseln in eine kalte Gasatmosphäre feindispers versprüht wird und die Hauptkapsel-Matrixphase durch Wärmeentzug kristallin oder glasartig verfestigt wird.11. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the production of main capsules which have a plurality of subcapsules contained by means of cold spraying, the main capsule suspension consisting of fluid main capsule matrix phase and suspended solidified subcapsules is sprayed finely dispersed in a cold gas atmosphere and the main capsule matrix phase is solidified crystalline or glassy by heat removal.
12. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels Kaltsprühtechnik erzeugten Sub- und / oder Hauptkapseln mit zusätzlichen Sprühschichten überzogen werden, wobei das Einsprühen der Beschichtungsmaterialien in fluider Form in den Kaltsprühturm unterhalb der Einsprühzone der Sub- oder Hauptkapsel Suspensionen / Emulsionen erfolgt und damit die fluiden Beschichtungsmaterialien die bereits erstarrten / teilerstarrten Sub-/Hauptkapseln mit einer fluiden Sprühschicht überziehen, welche ihrerseits auf den Kapseloberflächen kristallin oder glasartig verfestigt wird12. A method for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the sub- and / / or main capsules are coated with additional spray layers, the spraying of the coating materials in fluid form into the cold spray tower below the spray zone of the sub- or main capsule suspensions / emulsions and thus the fluid coating materials covering the already solidified / partially solidified sub- / main capsules with a fluid spray layer , which in turn is crystallized or crystallized on the capsule surfaces
13. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktioneile Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels Kaltsprühtechnik erzeugten Sub- und / oder Hauptkapseln sowie zusätzlich aufgebrachte Sprühschichten entweder aus Fetten und/oder Wachsen und/oder Wasser basierten Gelsystemen und/oder aus Mischungen / Dispersionen derselben bestehen.13. A method for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the sub- and / / or Main capsules and additionally applied spray layers either consist of fats and / or waxes and / or water-based gel systems and / or of mixtures / dispersions thereof.
14. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Wasser basierten Gelsysteme aus welchen Schichten von Sub- und / oder Hauptkapseln sowie zusätzlich aufgebrachte Sprühschichten erzeugt werden können, Polysaccharide und / oder Proteine in vernetzter oder bei Abkühlung vernetzender Form enthalten.14. A method for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the water-based gel systems from which Layers of sub-capsules and / or main capsules and additionally applied spray layers can be produced, contain polysaccharides and / or proteins in a cross-linked or cross-linking form upon cooling.
15. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass zwischen verschiedene Schichten in Sub- und / oder Hauptkapseln sowie zwischen Kapseloberfläche und gegebenenfalls aufgebrachten Sprühschichten zusätzliche Grenzschichten aus grenzflächenaktiven Substanzen, welche einer oder beiden einander berührenden Phasen in deren fluidem Zustand zugesetzt werden können, ausgebildet werden.15. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that between different layers in sub- and / or main capsules and between the capsule surface and optionally applied spray layers additional boundary layers of surface-active substances which one or both of the other touching phases can be added in their fluid state.
16. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei dieser Stoffe / Stoffkomponenten in vier Hauptverfahrensschritten: Vormischen (1 ), Mahlen/Dispergieren (2), Kapselformung (3) und Kapselverfestigung (4) in eine gemein- same Kapselmatrix derart getrennt eingebunden/angeordnet werden, dass unter definierten Lagerungsbedingungen Wechselwirkungen der eingebundenen/angeordneten Stoffe/Stoffkomponenten unterbunden werden, und bei Applikation dieser Kapseln eine teilsynchrone/synchrone Freisetzung der besagten Stoffe- /Stoffkomponenten in die Mikro-Umgebung der aufgeschlossenen Kapsel ermöglicht ist, wobei die Verfestigung von Subkapseln, welche jeweils eine(n) verkapselte(n) funktionelle(n) Stoff- /Stoffkomponente beinhalten mittels Sprühtrocknungsschritt erfolgt, wobei die Subkapsel-Suspension bestehend aus fluider Subkapsel- Matrixphase und funktionellen Feststoffpartikeln oder die Subkapsel- Emulsion, bestehend aus fluider Subkapsel-Matrixphase und funktioneller Fluidtropfenphase in eine Trocknungsgasatmosphäre feindispers versprüht und amorph, kristallin oder gelartig verfestigt wird. 16. A process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, characterized in that at least two of these substances / substance components in four main process steps: premixing (1), milling / Dispersion (2), capsule formation (3) and capsule solidification (4) are integrated / arranged separately in a common capsule matrix in such a way that interactions between the integrated / arranged substances / substance components are prevented under defined storage conditions, and when these capsules are applied, a partially synchronous / synchronous release of the said substance / substance components into the microenvironment of the unlocked capsule is made possible, whereby the solidification of subcapsules, each containing an encapsulated functional substance / substance component, takes place by means of a spray drying step, the Subcapsule suspension consisting of fluid he subcapsule matrix phase and functional solid particles or the subcapsule emulsion consisting of fluid subcapsule matrix phase and functional fluid drop phase are sprayed finely dispersed into a drying gas atmosphere and solidified amorphously, crystalline or gel-like.
7. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten, dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens zwei dieser Stoffe / Stoffkomponenten in vier Hauptverfahrensschritten: Vormischen (1), Mahlen/Dispergieren (2), Kapselformung (3) und Kapselverfestigung (4) in eine gemeinsame Kapselmatrix derart getrennt eingebunden/angeordnet werden, dass unter definierten Lagerungsbedingungen Wechselwirkungen der eingebundenen/angeordneten Stoffe/Stoffkomponenten unterbunden werden, und bei Applikation dieser Kapseln eine teilsynchrone/synchrone Freisetzung der besagten Stoffe- /Stoffkomponenten in die Mikro-Umgebung der aufgeschlossenen Kapsel ermöglicht ist, wobei die Verfestigung von Hauptkapseln, welche mehr als zwei verschiedene Subkapseln einschließen mittels Sprühtrocknungsschritt erfolgt, wobei die Hauptkapsel-Suspension bestehend aus fluider Hauptkapsel-Matrixphase und in definiertem Verhältnis in dieser suspendierten Subkapseln mit mindestens zwei unterschiedlichen funktionellen Stoffen / Stoffsystemen, in eine Trocknungsgasatmosphäre feindispers versprüht und amorph, kristallin oder gelartig verfestigt wird. 7. Process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, characterized in that at least two of these substances / substance components in four main process steps: premixing (1), Grinding / dispersing (2), capsule formation (3) and capsule consolidation (4) are integrated / arranged separately in a common capsule matrix in such a way that interactions between the incorporated / arranged substances / substance components are prevented under defined storage conditions, and when these capsules are applied, a partially synchronous / synchronous release of said substance / substance components into the microenvironment of the disrupted capsule is made possible, the solidification of main capsules, which include more than two different subcapsules, is carried out by means of a spray drying step, the main capsule suspension consisting of a fluid main capsule matrix phase and the like nd in a defined ratio in these suspended subcapsules with at least two different functional substances / substance systems, sprayed finely dispersed into a drying gas atmosphere and solidified amorphously, crystalline or gel-like.
18. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei dieser Stoffe / Stoffkomponenten in vier Hauptverfahrensschritten: Vormischen (1 ), Mahlen/Dispergieren (2), Kapselformung (3) und Kapselverfestigung (4) in eine gemeinsame Kapselmatrix derart getrennt eingebunden/angeordnet werden, dass unter definierten Lagerungsbedingungen Wechselwirkungen der eingebundenen/angeordneten Stoffe/Stoffkomponenten unter- bunden werden, und bei Applikation dieser Kapseln eine teilsynchrone/synchrone Freisetzung der besagten Stoffe- /Stoffkomponenten in die Mikro-Umgebung der aufgeschlossenen Kapsel ermöglicht ist, wobei die Verfestigung von auf die Kapsel (=Hauptkapsel) oder auf in dieser eingebundenen/angeordneten Subkapseln zusätzlich aufgebrachten Sprühschichten mittels Sprühtrocknungsschritt erfolgt, wobei das Aufsprühen solcher Schichten auf die verfestigten / teilverfestigten Haupt- oder Subkapseln in einer Trocknungsgasatmosphäre erfolgt.18. Process for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, characterized in that at least two of these substances / substance components in four main process steps: premixing (1), milling / Dispersing (2), capsule formation (3) and capsule solidification (4) are separately integrated / arranged in a common capsule matrix in such a way that interactions of the integrated / arranged substances / substance components are prevented under defined storage conditions, and when these capsules are applied, a partially synchronous / synchronous release of said substance / substance components into the microenvironment of the disrupted capsule is made possible, whereby the solidification of spray layers additionally applied to the capsule (= main capsule) or to subcapsules integrated / arranged therein takes place by means of a spray drying step, the spraying on such layers on the solidified / partially solidified main or subcapsules in a drying gas atmosphere.
19. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmako!ogisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungskomponenten (A) zur Vormischung der funktionellen Stoffe-/Stoffkomponenten (FSi) in fluiden Subkapsel-Matrixphasen (SKMPi) mit Vorrichtungskomponenten (B) zur definierten Feindispergierung / Zerkleinerung der funktionellen Stoff-/Stoffkomponentenphasen und Vorrichtungskomponenten (C) zur Erzeugung von Subkapseln und Vorrichtungskomponenten (D) zur Erzeugung von Hauptkapseln, welche mehrere Subkapseln beinhalten in der Reihenfolge A, B, C, D hintereinander angeordnet und in dieser Reihenfolge batchweise oder kontinuierlich zu betreiben sind.19. Device for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmaceutical / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, thereby characterized in that device components (A) for premixing the functional substance / substance components (FSi) in fluid subcapsule matrix phases (SKMPi) with device components (B) for defined fine dispersion / comminution of the functional substance / substance component phases and device components (C) for generating Subcapsules and device components (D) for producing main capsules, which contain several subcapsules in the order A, B, C, D arranged one behind the other and can be operated batchwise or continuously in this order.
20. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungskomponenten (A) zur Vormischung der funktionellen Stoffe-/Stoffkomponenten (FSi) in fluiden Subkapsel-Matrixphasen (SKMPi) aus Mischbehältern und Rührsystemen bestehen, welche über Rohrleitungen mit den nachgeschalteten Vorrichtungskomponenten verbunden und Verdränger- pumpen in diese Rohrleitungen integriert sind. 20. Device for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, characterized in that device components (A) for premixing the functional substance / substance components (FSi ) in fluid subcapsule matrix phases (SKMPi) consist of mixing vessels and stirring systems, which are connected to the downstream device components via pipes and displacement pumps are integrated into these pipes.
21. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 19 oder einem der darauffolgenden Ansprüche dadurch gekennzeich- net, dass Vorrichtungskomponenten (B) zur definierten Feindispergierung / Zerkleinerung der funktionellen Stoffe- /Stoffkomponentenphasen (FSi) für feste FSi aus einer Nassmühle, z. B. aus einer Kugelmühle, Walzenmühle oder Hammermühle, bevorzugt aus einer Kugelmühle und für in fluider Phase gelöste oder dispergierte FSi aus einer Rotor-/Stator Dispergiervorrichtung oder einer Druckdispergiervorrichtung, bestehen.21. Device for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, according to claim 19 or one of the subsequent claims, characterized in that device components (B) for defined fine dispersion / Comminution of the functional substance / substance component phases (FSi) for solid FSi from a wet mill, e.g. B. from a ball mill, roller mill or hammer mill, preferably from a ball mill and for FSi dissolved or dispersed in the fluid phase consist of a rotor / stator dispersing device or a pressure dispersing device.
22. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 19 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungskomponenten (B) zur definierten Feindispergierung / Zerkleinerung der funktionellen Stoffe- /Stoffkomponentenphasen (FSi) eine Klassiereinheit, z. B. ein Sieb zur Abtrennung von nicht hinreichend zerkleinertem Grobgut nachgeschaltet wird, und dieses Grobgut über eine Rohrleitung zur Zerkleinerungsvorrichtung rückgeführt wird. 22. Device for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 19 or one of the subsequent claims, characterized in that device components (B) for defined fine dispersion / Shredding of the functional substance / substance component phases (FSi) a classification unit, e.g. B. a sieve for the separation of not sufficiently comminuted coarse material, and this coarse material is returned via a pipeline to the comminution device.
3. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakoIogisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 19 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass Vorrichtungskomponenten (C) zur Erzeugung von Subkapseln Kaltsprühvorrichtungen entsprechen, welche im wesentlichen aus einer Sprühdüse zur Feinstzerstäubung der Subkapsel- Suspension/Emulsion (i), einer zylindrischen Sprühkammer, in welche die Einsprühung der Subkapsel-Suspension/Emulsion erfolgt (ii), einer Zuführvorrichtung für kaltes Gas (z.B. kalten Stickstoffdampf) (iii) einer Umwälzeinheit für das kalte Gas in der Sprühkammer, bevorzugt mit Gasführung in Gegenströmungsrichtung zur Sprührichtung der Subkapsel-Suspension/Emulsion (iv), einer kombinierten Auffang-Resuspendiereinheit, bestehend aus einem in den Boden- räum des Kaltsprühvorrichtung integrierten Rühr-/Mischbehälters mit integriertem Rührwerk, in welcher die verfestigten Subkapseln in der fluiden Hauptkapsel-Matrixphase resuspendiert werden (vi) und einer Austragseinheit für diese Hauptkapselsuspension, bestehend aus einer Rohrleitung und integrierter Verdrängerpumpe, konfiguriert sind. 3. Device for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmaco-logical / medical sense according to claim 19 or one of the subsequent claims, characterized in that device components (C) for production of subcapsules correspond to cold spray devices, which essentially consist of a spray nozzle for finely atomizing the subcapsule suspension / emulsion (i), a cylindrical spray chamber into which the subcapsule suspension / emulsion is sprayed (ii), a supply device for cold gas (e.g. cold Nitrogen vapor) (iii) a circulation unit for the cold gas in the spray chamber, preferably with gas flow in the counterflow direction to the spray direction of the subcapsule suspension / emulsion (iv), a combined collecting-resuspending unit, consisting of a stirrer integrated in the bottom space of the cold spray device / Mixing container with integrated Agitator in which the solidified subcapsules are resuspended in the fluid main capsule matrix phase (vi) and a discharge unit for this main capsule suspension, consisting of a pipeline and an integrated displacement pump, are configured.
4. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 19 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass Vorrichtungskomponenten (C) zur Erzeugung von Subkapseln Sprühtrocknern entsprechen, welche im wesentlichen aus einer Sprühdüse zur Feinstzerstäubung der Subkapsel-Suspension/Emulsion (i), einer zylindrischen Sprühkammer, in welche die Einsprühung der Subkapsel-Suspension/Emulsion erfolgt (ii), einer Zuführvorrichtung für heißes, trockenes Gas (z.B. heiße trockene Luft) (iii), einer Umwälzeinheit für das heiße, trockene Gas in der Sprühkammer, bevorzugt mit Gasführung in Gegenströmungsrichtung zur Sprührichtung der Subkapsel-Suspension/Emulsion (iv), einer kombinierten Auffang-Resuspendiereinheit, bestehend aus einem in den Bodenraum der Sprühtrocknungskammer integrierten Rühr-/Mischbehälters mit integriertem Rührwerk, in welcher die verfestigten Subkapseln in der fluiden Hauptkapsel-Matrixphase resuspendiert werden (vi) und einer Austragseinheit für diese Hauptkapselsuspension, bestehend aus einer Rohrleitung und integrierter Verdrängerpumpe, konfiguriert sind. 4. Device for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 19 or one of the subsequent claims, characterized in that device components (C) for production of subcapsules correspond to spray dryers, which essentially consist of a spray nozzle for finely atomizing the subcapsule suspension / emulsion (i), a cylindrical spray chamber into which the subcapsule suspension / emulsion is sprayed (ii), a feed device for hot, dry gas ( e.g. hot dry air) (iii), a circulating unit for the hot, dry gas in the spray chamber, preferably with gas flow in the counterflow direction to the spray direction of the subcapsule suspension / emulsion (iv), a combined collecting-resuspending unit, consisting of one in the floor space the spray drying chamber integrated mixing / mixing tank with i integrated agitator in which the solidified subcapsules are resuspended in the fluid main capsule matrix phase (vi) and a discharge unit for this main capsule suspension, consisting of a pipeline and an integrated displacement pump, are configured.
25. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 19 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass Vorrichtungskomponenten (D) zur Erzeugung von Hauptkapseln Kaltsprühvorrichtungen entsprechen, welche im wesentlichen aus einer Sprühdüse zur Feinstzerstäubung der Subkapsel- Suspension/Emulsion (i), einer zylindrischen Sprühkammer, in welche die Einsprühung der Hauptkapsel-Suspension erfolgt (ii), einer Zuführvorrichtung für kaltes Gas (z. B. kalten Stickstoffdampf) (iii) einer Umwälzeinheit für das kalte Gas in der Sprühkammer, bevorzugt mit Gasführung in Gegenströmungsrichtung zur Sprührichtung der Subkapsel-Suspension/Emulsion (iv) und einer Auffang- und Austragseinheit für die verfestigten Subkapseln (v), bestehen.25. Device for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 19 or one of the subsequent claims, characterized in that device components (D) for production of main capsules correspond to cold spray devices, which essentially consist of a spray nozzle for finely atomizing the subcapsule suspension / emulsion (i), a cylindrical spray chamber into which the main capsule suspension is sprayed (ii), a supply device for cold gas (e.g. cold nitrogen vapor) (iii) a circulation unit for the cold gas in the spray chamber, preferably with gas flow in the counterflow direction to the spray direction of the subcapsule suspension / emulsion (iv) and a collection and discharge unit for the solidified subcapsules (v).
26. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 19 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass Vorrichtungskomponenten (D) zur Erzeugung von Hauptkapseln Sprühtrocknungsvorrichtungen entsprechen, welche im wesentlichen aus einer Sprühdüse zur Feinstzerstäubung der Subkapsel-Suspension/Emulsion (i), einer zylindrischen Sprühkammer, in welche die Einsprühung der Hauptkapsel-Suspension erfolgt (ii), einer Zuführvorrichtung für heißes, trockenes Gas (z.B. heiße vorgetrocknete Luft) (iii) einer Umwälzeinheit für das heiße, trockene Gas in der Sprühkammer, bevorzugt mit Gasführung in Gegenströ- mungsrichtung zur Sprührichtung der Subkapsel-Suspension/Emulsion (iv) und einer Auffang- und Austragseinheit für die verfestigten Subkapseln (v), bestehen.26. Device for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 19 or one of the subsequent claims, characterized in that device components (D) for production of main capsules correspond to spray-drying devices which essentially consist of a spray nozzle for finely atomizing the sub-capsule suspension / emulsion (i), a cylindrical spray chamber which the main capsule suspension is sprayed in (ii), a supply device for hot, dry gas (for example hot pre-dried air) (iii) a circulating unit for the hot, dry gas in the spray chamber, preferably with gas flow in the counterflow direction to the spraying direction of the Subcapsule suspension / emulsion (iv) and a collection and discharge unit for the solidified subcapsules (v).
27. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 19 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungskomponenten (C und D) zur Erzeugung von Sub- oder Hauptkapseln Kaltsprühvorrichtungen entsprechen, wel- ehe mit zusätzlichen Beschichtungs-Sprüheinrichtungen für das Einsprühen fluider Stoffsysteme in die Kaltsprühkammer unterhalb der im Kopfraum derselben installierten Einsprüheinheiten für die Subkapsel-Suspension/Emulsion oder Hauptkapsel-Suspension versehen sind, womit auf den Sub-/Hauptkapseloberflächen Schichten aufgebracht werden. 27. Device for the production of microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 19 or one of the subsequent claims, characterized in that device components (C and D) for production of sub or main capsules correspond to cold spray devices, which are provided with additional coating spray devices for the spraying of fluid material systems into the cold spray chamber below the spray units for the sub capsule suspension / emulsion or main capsule suspension installed in the head space thereof, with which on the sub / Main capsule surfaces layers are applied.
8. Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharmakologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe-/Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 19 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass Vorrichtungskomponenten (C und D) zur Erzeugung von Sub- oder Hauptkapseln Sprühtrocknungsvorrichtungen entsprechen, welche mit zusätzlichen Beschichtungs-Sprüheinrichtungen für das Einsprühen fluider Stoffsysteme in die Sprühtrocknungskammer unterhalb der im Kopfraum derselben installierten Einsprüheinheiten für die Subkapsel-Suspension/Emulsion oder Hauptkapsel-Suspension versehen sind, womit auf den Sub-/Hauptkapseln Schichten aufgebracht werden. 8. Device for producing microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 19 or one of the subsequent claims, characterized in that device components (C and D) correspond to spray drying devices for the production of sub or main capsules, which are provided with additional coating spray devices for spraying fluid material systems into the spray drying chamber below the spray units for the sub capsule suspension / emulsion or main capsule suspension installed in the head space thereof, with which on the sub / Main capsules layers are applied.
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