EP2376416A1 - Lactate de calcium solide de forme substantiellement spherique - Google Patents

Lactate de calcium solide de forme substantiellement spherique

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Publication number
EP2376416A1
EP2376416A1 EP09756726A EP09756726A EP2376416A1 EP 2376416 A1 EP2376416 A1 EP 2376416A1 EP 09756726 A EP09756726 A EP 09756726A EP 09756726 A EP09756726 A EP 09756726A EP 2376416 A1 EP2376416 A1 EP 2376416A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
calcium lactate
particle size
substantially spherical
calcium
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09756726A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Coszach
Jean-Christophe Bogaert
Emmanuelle Martin
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.)
Galactic SA
Original Assignee
Galactic SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Galactic SA filed Critical Galactic SA
Publication of EP2376416A1 publication Critical patent/EP2376416A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives

Definitions

  • the present invention relates to a solid calcium lactate composition, in the form of particles of substantially spherical shape, having a particle size such that the majority of the particles have dimensions of between 280 and 550 microns; the present invention also relates to a method for obtaining this type of calcium lactate.
  • Calcium lactate or calcium hydroxy-2-propanoate is the calcium salt of lactic acid, a natural acid produced by bacterial fermentation on starch or molasses. It exists in different forms: anhydrous, monohydrate, trihydrate and pentahydrate. Calcium lactate has physicochemical characteristics that are particularly well suited for the enrichment of a wide range of food products and for calcium supplementation.
  • Calcium present as a mineral salt in the body, accounts for 2% of body weight. 99% of it is found in the bones and teeth to which it provides rigidity and strength. The remaining percentage (1%) circulates in the blood and contributes to the proper functioning of the nervous and cardiovascular systems. When an insufficient amount of calcium circulates in the blood, it is renewed by the calcium of the bones. The bones thus lose calcium continuously. To avoid deficiencies, sources of growth delays, bone fragility and osteoporosis, calcium must be "replenished" by food.
  • Milk and dairy products are now the main source of calcium in the diet for many populations. However, many people find it difficult to meet their daily needs via this type of product. Several reasons explain this phenomenon, they are of order: - cultural
  • the flow capacity and the percentage of fines of the ingredients used in tablet formulation are important parameters for the production of this dosage form. Indeed, the powders having a high degree of flow capacity offer the advantage of being able to support high production speeds. Similarly, the reduction of electrostatic and pneumatic spraying of fines helps to increase yields and keep rooms and machines clean.
  • the sources of calcium are in the form of a powder having a granular distribution unevenly uniform and containing a large percentage of fine particles. These characteristics limit the ability to the flow of the powder and hence its use in the production of tablets.
  • Supplementation in the form of calcium powders may also be offered to consumers. These usually contain calcium carbonate or calcium citrate, which is poorly soluble in water. The consumer will usually have to wait patiently for the dissolution of the powder before consuming the product. In the opposite case, the undissolved particles will be able to considerably reduce the organoleptic qualities of the solution as well as its absorption by the organism.
  • the known compositions comprise in addition to calcium lactate, a significant amount of citrate or malate Ca, but this does not lead despite the desired properties, given their deficiency in terms of solubility in water, but also because of their impact on the taste of the product.
  • most sources of calcium, including calcium lactate are in the form of clusters of particles highly sensitive to the attrition phenomenon and can therefore limit its use.
  • the spherical shape has the advantage that it is much more resistant to this phenomenon, thus generating a lower percentage of fines and increasing the rate of dissolution of the ingredient.
  • the ingredient obtained is composed of particles having poor handling properties (powdery fines) and flow (grains of irregular shapes in particular).
  • Spray drying which consists in spraying a liquid into a mist of fine droplets and bringing these fine droplets into contact with the hot air in a drying chamber, generates, for its part, an ingredient with a rich particle size distribution. in fine powdery and difficult to dissolve.
  • Another object of the invention is also a method for obtaining solid Ca lactate particles, in the form of particles of substantially spherical shape.
  • the concentration of calcium lactate solution that can vary from 20 to 60% by weight is supplied by spray (atomization) in a fluidized bed where the suspension is maintained in suspension. fine particles of calcium lactate. Air flow conditions (to keep the bed in suspension at the spray nozzles), flow and concentration of the calcium lactate solution, and temperature are controlled to allow for growth in size. particles mainly by layer (onion structure) and not by agglomeration of these fine particles.
  • Ca lactate concentrations of between 20% and 50% are used, an air temperature at the inlet of the atomization chamber of less than 80 ° C. to obtain particles whose dimensions increase in size but which ultimately have a particle size such that there is 50 to 80% of the particles whose dimensions are between 280 and 550 microns.
  • a preferred way of using the technology is to produce the spherical calcium lactate beads in two stages.
  • the first (granulation-crystallization) operated at low temperature will consist of forming the porous beads by spraying in a fluidized bed consisting of fine particles and the second to bring it to the desired hygrometry level.
  • This second step may be operated in a fluidized bed or by any other technology known to those skilled in the art.
  • the spray drying technologies traditionally used call for the use of high incoming air temperatures aimed at rapidly attaining a low product hygrometry.
  • the finished products generally comprise a large part of fines.
  • a variation of the conventional process provides agglomerated products with larger particle sizes. After partial drying by atomization at inlet air temperatures above 120 ° C., the particles are agglomerated in a porous layer on a conveyor belt dryer. A final step of crushing or crumbling is then necessary to obtain a granulated powder having the desired dimensions.
  • a preferred route for directly obtaining spherical granulated particles is the use of a technology granulation in a fluidized bed.
  • this process requires that the particles "floating" in the air of the fluidized bed do not tend to stick together.
  • the use of high temperatures promotes the particle sticking phenomenon and leads to a large caking that can block the installation.
  • the Applicant has now found that by operating at low temperature, the calcium lactate is allowed to remain in a non-sticky crystalline form and thus ensure good fluidization of the particles.
  • Flow capacity can be defined as the ability of a powder to flow smoothly under the effect of gravity or any other force.
  • Different methods of measuring the flow of powders have been documented in the literature. Comparative analysis of different analytical methods by JL Ilari (Ilari JL, Flow Properties of Industrial Milk Powders, Milk Tech 82 (2002) 383-399.) Led to the recommendation of the physical properties analyzer method. Hosokawa. This method, which is particularly well suited to analyzing the flow of dairy powders, can also be applied to calcium lactate powders.
  • the Hosokawa apparatus thus makes it possible to measure on the powders seven main physical characteristics relating to their flow properties but also to landslide.
  • the seven characteristics measured are described in the manual edited by Hosokawa Micron Corp. (Hosokawa Micromeritics Laboratory, Manual for the Use of Hosokawa powder tester, Hosokawa Micron Corp., Osaka, Japan, 1981. Below is a brief description of the measurements taken:
  • the angle of repose is to measure the angle of a stack of particles previously dispersed by a vibrating screen and collected by a funnel and then deposited on a work plane.
  • the angle of fall which consists in measuring the angle of the same pile of powder after having subjected it to an impact (vertical fall of a fixed height of an object of determined mass)
  • the difference angle is deduced;
  • the spatula angle the angle of a stack of powder deposited on a spatula is measured
  • the uniformity the powder passes through three superposed vibrating screens and the method consists in weighing the quantity of powder retained by each sieve after a determined vibration duration.
  • This parameter is a numerical value obtained by dividing the width of the pores of the sieves passing 60% of the powder by the width of the pores of the sieves passing 10% of the powder. The greater the uniformity of the powder, the more the ratio described above is close to 1.
  • a watch glass is placed vertically on a trap on which the powder is deposited.
  • the quantity of powder collected on the watch glass is determined after abrupt opening of the hatch. This characteristic also makes it possible to highlight the presence of fines in the powder. The greater the quantity of powder collected on the watch glass, the lower the quantity of dust and the dispersibility value.
  • Each measured physical characteristic is assigned an index. The sum of these indexes makes it possible to determine the index of flow or landslide, which corresponds to a degree of flow or landslide.
  • a calcium lactate having a high flow index of greater than 80, or even greater than 90 is obtained, which corresponds to a degree of flow described as "fairly good". "Or” very good ".
  • the uniformity and the spatula angle of the calcium lactate described in the invention respectively have values of less than 2 and 30 °.
  • a uniformity value> 2 and a spatula angle value> 30 ° decrease the flow index and thus reduce the ease of use of calcium lactate. At present it is these types of product that we meet on the market.
  • the calcium lactate described in the invention has a high index of landslide greater than 60, which corresponds to a degree of landslide described as "good enough" and greater than what is currently found on the market. .
  • the attrition phenomenon can be demonstrated by the following method: place 100g ⁇ 0.01 g of the test sample (whose particle size distribution obtained by sieving method is known) on a sieve whose size of the openings of mesh wire mesh is 100 microns and activate the vibrating sieve type Retsch AS200 amplitude 0,95mm / 'g.
  • the sieving time is fixed at 1 hour.
  • the particle size distribution of attrition-sensitive samples evolves as follows: the amount of small particles increases while that of large ones decreases.
  • the dissolution rate is determined by the following method, hereinafter defined by the term "METHOD”: in a volume of demineralized water of 100 ml maintained at 25 ° C. ⁇ 10 ° C. in a 500 ml beaker equipped with a magnet bar rotating at a controlled speed of 400 rpm ⁇ 20 rpm, 5 g ⁇ 0.01 g of calcium lactate sample are introduced. A chronometer is activated at the precise moment of the addition of the product and stopped as soon as disappearance / solubilization of the last visible particle. The dissolution rate is then represented by the time required for the dissolution of the entire sample.
  • the calcium lactate described in the invention has the particularity of being both robust enough to provide good resistance to attrition and porous than to allow rapid dissolution (dissolution rate of less than 3 minutes).
  • a calcium lactate pentahydrate powder was prepared in two separate steps.
  • a 32% calcium lactate solution was sputtered in a fluidized granulator continuously fed with fines.
  • the bottom sieve of the fluidized bed has a surface of 0.45 m 2.
  • the air temperature at the inlet of the atomization chamber can fluctuate but remains between 52 and 55 ° C.
  • the incoming air flow is adjusted to 1700 m3 / h.
  • a second step of the method the wet particles obtained in the first step are subjected to a heat treatment to bring the calcium lactate to the desired hygrometry level.
  • This second step takes place in a fluidized bed for which the temperature of the incoming air is 125 ° C.
  • a product is always obtained in the form of substantially spherical particles and having a moisture content of about 23%, and whose physicochemical properties are shown in Table 1 and whose particle size distribution is repeated. in Table 2.
  • a calcium lactate powder was prepared according to a usual method and a powder was obtained in the physicochemical properties shown in Table 1 and whose particle size distribution is given in Table 2. .
  • the calcium lactate described in the invention has a particle size such that one has 50 to 80% of the particles whose dimensions are between 280 and 550 microns.
  • the calcium lactate obtained according to the state of the art has, for its part, a particle size such that one has more than 55% of particles whose dimensions are between 0 and 280 microns.
  • the calcium lactate described in the invention does not generate particles smaller than 100 microns when it is subjected to an attrition phenomenon. . It has a lower susceptibility to attrition than the calcium lactate obtained according to the state of the art.

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Abstract

Lactate de calcium solide sous forme de particules substantiellement sphérique, caractérisé en ce qu'il présente une granulométrie telle que la majorité des particules ont des dimensions comprises entre 280 et 550 microns et qu'il peut se dissoudre rapidement dans l'eau.

Description

Lactate de calcium solide de forme substantiellement sphérique
Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à une composition de lactate de calcium solide, sous forme de particules de forme substantiellement sphérique, ayant une granulométrie telle que la majorité des particules ont des dimensions comprises entre 280 et 550 microns ; la présente invention se rapporte aussi à une méthode pour obtenir ce type de lactate de calcium.
Le lactate de calcium ou hydroxy-2-propanoate de calcium est le sel de calcium de l'acide lactique, acide naturel produit par fermentation bactérienne sur l'amidon ou la mélasse. Il existe sous différentes formes : anhydre, monohydratée, trihydratée et pentahydratée. Le lactate de calcium dispose de caractéristiques physico-chimiques particulièrement bien adaptées pour l'enrichissement d'une large gamme de produits alimentaires et pour la supplémentation en calcium.
Cependant que ce soit pour la supplémentation ou pour l'enrichissement des produits alimentaires, il existe un réel besoin d'une source de calcium avec des propriétés améliorées, notamment une meilleure résistance à l'attrition pour éviter la formation de fines particules, des propriétés d'écoulement améliorées et en plus que ce lactate de Ca puisse être dissout rapidement et complètement afin d'être utilisé et consommé facilement.
Cadre de l'invention
Le calcium, présent sous forme de sel minéral dans l'organisme, représente 2 % du poids corporel. 99 % de celui-ci se retrouve dans les os et les dents auxquels il assure rigidité et solidité. Le pourcentage restant (1%) circule dans le sang et participe au bon fonctionnement des systèmes nerveux et cardio-vasculaire. Lorsqu'une quantité insuffisante de calcium circule dans le sang, celui-ci est renouvelé par le calcium des os. Les os perdent ainsi continuellement du calcium. Afin d'éviter les carences, sources de retards de croissance, de fragilité osseuse et d'ostéoporose, le calcium doit être "réapprovisionné" par l'alimentation.
Le lait et les produits laitiers (formules pour nourrisson, fromages et yaourts) sont aujourd'hui la principale source de calcium dans l'alimentation pour nombre de populations. Cependant beaucoup d'individus rencontrent des difficultés pour satisfaire leurs besoins journaliers via ce type de produits. Plusieurs raisons expliquent ce phénomène, elles sont d'ordre : - culturel
- sociologique : choix de régimes alimentaires pauvres en matières grasses, régimes végétaliens physiologique : troubles liés aux produits laitiers, tels que problèmes digestifs et allergies
Plusieurs possibilités sont bien connues aujourd'hui aux individus pour accroître leur apport en calcium. Elles sont basées sur une modification de l'alimentation ou sur la consommation de suppléments alimentaires ou produits enrichis en calcium.
Etat de l'art
La capacité d'écoulement et le pourcentage de fines des ingrédients utilisés en formulation des comprimés sont des paramètres importants pour la production de cette forme de dosage. En effet, les poudres disposant d'un haut degré de capacité d'écoulement offrent l'avantage de pouvoir soutenir de grandes vitesses de production. De même la réduction de la pulvérisation électrostatique et pneumatique des fines contribue à augmenter les rendements et à maintenir les chambres et les machines propres.
Cependant, le plus souvent les sources de calcium se présentent sous la forme d'une poudre ayant une répartition granulo métrique peu uniforme et contenant un pourcentage important de fines particules. Ces caractéristiques limitent l'aptitude à l'écoulement de la poudre et par là même son utilisation dans la production de tablettes.
La supplémentation sous forme de poudres de calcium peut également être proposée aux consommateurs. Celles-ci contiennent généralement du carbonate de calcium ou citrate de calcium, peu solubles dans l'eau. Le consommateur devra alors généralement attendre patiemment la dissolution de la poudre avant de pouvoir consommer le produit. Dans le cas contraire, les particules non dissoutes seront susceptibles de réduire considérablement les qualités organoleptiques de la solution ainsi que son absorption par l'organisme.
Pour ces différentes raisons, les consommateurs se tournent vers les produits enrichis. L'enrichissement qui consiste à intégrer le calcium à la composition de certains aliments est ainsi perçu par les consommateurs comme un moyen aisé d'en accroître sa consommation. Pour répondre à ces attentes, les industries agroalimentaires disposent d'une large gamme de sources de calcium. La sélection de la source appropriée se base généralement sur différents critères en lien avec le produit fini, tels que la solubilité, la teneur en calcium, le goût et la biodisponibilité. D'autres critères relatifs à la facilité d'utilisation et au coût de l'ingrédient sont également pris en compte. En effet, le fait d'enrichir un produit alimentaire en minéraux est souvent source d'augmentation du coût global de la production pour l'industriel. Les sels de calcium comme le citrate de calcium ou malate de calcium nécessitant un temps de dissolution long ou une température de dissolution élevée sont généralement sources de coûts supplémentaires. D'autre part, les matières premières contenant d'importantes quantités de poussières sont sources de pertes importantes pour l'entreprise (la quantité de calcium réellement délivrée au consommateur pourra de ce fait être moins importante que ce qui était espéré).
Or, à l'heure actuelle, les compositions connues comprennent en plus du lactate de calcium, une quantité non négligeable de citrate ou de malate de Ca, mais cela ne conduit pas malgré tout aux propriétés souhaitées, vu leur déficience du point de vue solubilité dans l'eau, mais aussi à cause de leur impact sur le goût du produit. D'autre part la plupart des sources de calcium, lactate de calcium compris, se présentent sous forme d'amas de particules fortement sensibles au phénomène d'attrition et pouvant donc limiter son utilisation. La forme sphérique a en cela l'avantage qu'elle résiste de manière beaucoup plus importante à ce phénomène, générant ainsi un pourcentage de fines moins important et augmentant la vitesse de dissolution de l'ingrédient.
Les différentes formes de lactate de calcium solide disponibles sur le marché sont obtenues généralement par une cristallisation en masse suivie d'un broyage ou d'un séchage par atomisation et dans tous les cas, la granulométrie n'est pas adéquate, et les formes des granules sont loin d'être substantiellement sphériques, ce qui n'est pas souhaité pour répondre aux objets de l'invention.
Dans le cas de la cristallisation en masse suivie d'un broyage, l'ingrédient obtenu est composé de particules présentant de mauvaises propriétés de manutention (fines pulvérulentes) et d'écoulement (grains de formes irrégulières notamment).
Le séchage par atomisation qui consiste en la pulvérisation d'un liquide en un brouillard de fines gouttelettes et la mise en contact de ces fines gouttelettes avec l'air chaud dans une chambre de séchage génère, quant à lui, un ingrédient présentant une granulométrie riche en fines pulvérulentes et difficiles à dissoudre.
Malgré la bonne solubilité générale du lactate de calcium, les formes obtenues par broyage ou par séchage par atomisation sont difficilement « solubilisables » à température ambiante du fait de la quantité importante de fines particules qu'ils contiennent.
On a déjà essayé de remédier à ces inconvénients notamment dans la description du brevet US2008152764 mais sans succès significatif. On a également déjà décrit des procédés pour obtenir du lactate de calcium solide, comme dans le brevet WO 0028973, mais ils se rapportent à des poudres dont la granulométrie ne dépasse pas 40 microns, pour finalement les agglomérer avec un liant afin d'obtenir des tablettes.
Il existe donc un besoin pour préparer et obtenir un lactate de calcium solide, sous forme de particules dont la granulométrie est telle qu'on limite très fortement la présence de particules dont les dimensions sont inférieures à 150 microns et que ce lactate de calcium puisse se dissoudre rapidement et facilement et ceci constitue un objet de la présente invention.
Un autre objet de l'invention est également une méthode pour obtenir des particules de lactate de Ca solide, sous forme de particules de forme substantiellement sphérique.
Description détaillée de l'invention
La Demanderesse a maintenant trouvé de manière inattendue qu'en produisant du lactate de calcium solide, sous forme de particules de forme substantiellement sphérique, dont la granulométrie est telle qu'on limite très fortement la présence de particules dont les dimensions sont inférieures à 150 microns et pouvant se dissoudre rapidement dans l'eau, on pouvait remédier aux inconvénients des compositions de l'état antérieur de la technique.
Dans l'un des modes de réalisation de l'invention, la solution de lactate de calcium de concentration pouvant varier de 20 à 60% en poids est alimentée par atomisation (spray) au sein d'un lit fluidisé où sont maintenues en suspension de fines particules de lactate de calcium. Les conditions de débit d'air (pour maintenir le lit en suspension au niveau des buses d' atomisation), de débit et de concentration de la solution de lactate de calcium, et de température sont contrôlées de sorte à permettre une croissance de la taille des particules essentiellement par couche (structure oignon) et non pas par agglomération de ces fines particules. En général, selon le procédé de l'invention, on utilise des concentrations en lactate de Ca comprises entre 20% et 50%, une température de l'air à l'entrée de la chambre d'atomisation inférieure à 800C pour obtenir des particules dont les dimensions grossissent par couche mais qui ont en final une granulométrie telle que l'on ait de 50 à 80 % des particules dont les dimensions sont comprises entre 280 et 550 microns.
Une voie préférentielle d'utilisation de la technologie consiste à produire les billes sphériques de lactate de calcium en deux étapes. La première (granulation- cristallisation) opérée à basse température consistera à former les billes poreuses par atomisation (spraying) en lit fluidisé constitué de fines particules et la seconde à l'amener au niveau d'hygrométrie souhaité. Cette seconde étape pourra être opérée en lit fluidisé ou par toute autre technologie connue de l'Homme de l'Art. En adaptant la température et le temps de séjour du produit dans la chambre de séchage (de quelques minutes à plusieurs heures), il est possible d'obtenir un lactate de calcium se présentant sous forme pentahydrate (entre 22 et 27% d'humidité) ou trihydrate (entre 15 et 20% d'humidité) ou monohydrate (entre 5 et 8% d'humidité) ou anhydre (inférieur à 3% d'humidité).
Contrairement au procédé décrit dans l'invention, les technologies de séchage par atomisation traditionnellement utilisées font appel à l'usage de hautes températures d'air entrant visant à atteindre rapidement une hygrométrie de produit faible. Dans ce cas les produits finis comportent généralement une partie importante de fines. Une variante du procédé traditionnel permet d'obtenir des produits agglomérés avec des tailles de particules plus importantes. Après un séchage partiel par atomisation à des températures d'air entrant supérieures à 1200C, les particules sont agglomérées en couche poreuse sur un sécheur à bande transporteuse. Une étape finale de concassage ou d'effritement est alors nécessaire à l'obtention d'une poudre granulée disposant des dimensions désirées.
Une voie préférentielle d'obtention directe de particules granulées sphériques (ne nécessitant pas une agglomération puis un concassage) est l'usage d'une technologie de granulation en lit fluidisé. Cependant ce procédé nécessite que les particules « flottant » dans l'air du lit fluidisé n'aient pas tendance à coller entre elles. L'usage de températures élevées favorise le phénomène de collage des particules et conduit à un mottage important pouvant bloquer l'installation.
De manière surprenante la demanderesse a maintenant trouvé qu'en opérant à température basse, on permet au lactate de calcium de se maintenir sous une forme cristalline non collante et d'assurer ainsi une bonne fluidisation des particules.
La Demanderesse a maintenant trouvé qu'en appliquant ces conditions le produit ainsi obtenu présente une résistance à l'attrition, des propriétés d'écoulement, une vitesse de dissolution améliorées ainsi qu'une densité vrac (« aérée » pour le contraire de « tassée ») élevée.
La capacité d'écoulement
La capacité d'écoulement peut se définir comme la capacité d'une poudre à s'écouler de façon régulière sous l'effet de la gravité ou de toute autre force. Différentes méthodes de mesure de l'écoulement des poudres ont été documentées dans la littérature. L'analyse comparative de différentes méthodes d'analyses réalisée par J.L. Ilari (Ilari J.L., Flow properties of industrial dairy powders, Tech. Lait 82 (2002) 383-399.) a conduit à recommander la méthode de l'analyseur de propriétés physiques Hosokawa. Cette méthode particulièrement bien adaptée à l'analyse de l'écoulement des poudres laitières pourra également être appliquée aux poudres de lactate de calcium.
L'appareil Hosokawa permet ainsi de mesurer sur les poudres sept caractéristiques physiques principales relatives à leurs facultés d'écoulement mais également d'éboulement. Les sept caractéristiques mesurées sont décrites dans le manuel édité par Hosokawa Micron Corp (Hosokawa Micromeritics Laboratory, Manual for the use of Hosokawa powder tester, Hosokawa Micron Corp., Osaka, Japan, 1981. Ci- dessous est repris un bref descriptif des mesures effectuées:
- l'angle de repos qui consiste à mesurer l'angle d'un empilement de particules préalablement dispersées par un tamis vibrant et collectées par un entonnoir puis déposées sur un plan de travail.
- l'angle de chute qui consiste à mesurer l'angle du même tas de poudre après lui avoir fait subir un choc (chute verticale d'une hauteur fixe d'un objet de masse déterminée)
- à partir de l'angle de chute et de l'angle de repos, on déduit l'angle de différence, - la densité apparente (A) : la mesure est obtenue par pesée d'une quantité de poudre collectée dans un récipient de volume connu
- la densité tassée (P) : la même pesée est réalisée après avoir tasse la poudre (180 chutes verticales du réservoir d'une hauteur prédéfinie) ; on peut déduire de ces deux mesures de densité, la compressibilité C (C = 100*(P-A)/P) des poudres. La compressibilité est un facteur particulièrement important pour le calcul de l'index d'écoulement. Lorsque la valeur de compressibilité est supérieure à 20%, la poudre est considérée comme étant « non-flowing ».
- l'angle de spatule : on mesure l'angle d'un empilement de poudre déposé sur une spatule, - l'uniformité : la poudre passe au travers de trois tamis vibrants superposés et la méthode consiste à peser la quantité de poudre "retenue" par chaque tamis après une durée de vibration déterminée. Ce paramètre est une valeur numérique obtenue en divisant la largeur des pores des tamis laissant passer 60% de la poudre par la largeur des pores des tamis laissant passer 10% de la poudre. Plus l'uniformité de la poudre est importante, plus le ratio décrit précédemment est proche de 1.
- la dispersion : un verre de montre est placé à la verticale d'une trappe sur laquelle la poudre est déposée. On détermine la quantité de poudre recueillie sur le verre de montre après ouverture brusque de la trappe. Cette caractéristique permet également de mettre en évidence la présence de fines dans la poudre. Plus la quantité de poudre recueillie sur le verre de montre est importante, plus la quantité de poussières et la valeur de dispersibilité sont faibles. A chaque caractéristique physique mesurée est attribué un index. La somme de ces index permet de déterminer l'index d'écoulement ou d'éboulement, qui correspond à un degré d'écoulement ou d'éboulement.
On a maintenant trouvé qu'en appliquant les conditions de l'invention, on obtenait un lactate de calcium présentant un index d'écoulement élevé supérieur à 80, voire supérieur 90, ce qui correspond à un degré d'écoulement qualifié de « assez bon », voire « très bon ». Plus particulièrement, l'uniformité et l'angle de spatule du lactate de calcium décrit dans l'invention ont respectivement des valeurs inférieures à 2 et 30°. Une valeur d'uniformité > 2 et une valeur d'angle de spatule > 30° diminuent l'index d'écoulement et réduisent ainsi la facilité d'utilisation du lactate de calcium. A l'heure actuelle ce sont ces types de produit que l'on rencontre sur le marché.
Enfin, le lactate de calcium décrit dans l'invention présente un index d'éboulement élevé supérieur à 60, ce qui correspond à un degré d'éboulement qualifié de « assez bon » et supérieur à ce que l'on retrouve actuellement sur le marché .
La granulométrie des particules
Toute poudre quand elle est en mouvement est sujette au phénomène d'attrition conduisant à la formation de résidus indésirables. Lors de différentes expériences, il a été mis en avant le fait que les particules de granulométrie inférieure à 100 microns avaient une vitesse de dissolution dans l'eau moins rapide que celle des particules de taille comprise entre 150 et 710 microns. Afin d'accroître la vitesse de dissolution du lactate de calcium il était donc important d'éliminer ces particules et leur formation.
Dans les procédés connus, une étape finale de broyage, de concassage ou encore d'effritement d'agglomérats poreux est utilisée, donnant lieu à des formes variables pouvant affecter les propriétés d'écoulement du produit et générant un certain nombre de fines. La demanderesse a maintenant trouvé qu'en éliminant l'étape finale de broyage, de concassage ou d'effritement, et en appliquant les conditions de l'invention on obtient des formes plus sphéroïdales avec lesquelles on limite la quantité de fines et l'on obtient une granulométrie plus intéressante.
Le phénomène d'attrition peut être mis en évidence par la méthode suivante : placer 100g ± 0,01 g de l'échantillon à tester (dont la répartition granulométrique obtenue par méthode de tamisage est connue) sur un tamis dont la dimension des ouvertures des mailles des toiles métalliques est de 100 microns et déclencher le tamiseur vibrant de type Retsch AS200 en amplitude 0,95mm /'g. La durée du tamisage est fixée à 1 heure.
Après arrêt du tamiseur, collecter les 100 g d'échantillon ayant ainsi été soumis au phénomène d'attrition et analyser leur répartition granulométrique à l'aide d'un appareillage classique de mesure. Comparer la répartition granulométrique obtenue après attrition à celle obtenue avant attrition.
La répartition granulométrique des échantillons sensibles à l'attrition évolue de la façon suivante : la quantité de particules de petite taille s'accroît tandis que celle de grande taille décroît.
Remarque : les particules de taille inférieure à 100 microns sont préalablement éliminées de l'échantillon devant subir le test d'attrition. La répartition granulométrique de l'échantillon avant le test d'attrition prend en compte cette modification.
La vitesse de dissolution
Aux fins de la présente demande de brevet, la vitesse de dissolution est déterminée par la méthode suivante, ci-après définie par le terme « METHODE » : dans un volume d'eau déminéralisée de 100 ml maintenu à 25 0C ± 1 0C dans un bêcher de 500 ml équipé d'un barreau aimanté tournant à la vitesse contrôlée de 400 tours/min ± 20 tours/min, 5 g ± 0,01 g d'échantillon de lactate de calcium sont introduits. Un chronomètre est enclenché au moment précis de l'ajout du produit et arrêté dès la disparition/solubilisation de la dernière particule visible. La vitesse de dissolution est alors représentée par le temps nécessaire à la dissolution de la totalité de l'échantillon.
Le lactate de calcium décrit dans l'invention présente la particularité d'être à la fois suffisamment robuste que pour offrir une bonne résistance à l'attrition et poreuse que pour permettre une dissolution rapide (vitesse de dissolution inférieure à 3 minutes).
Exemples
Les exemples qui suivent sont donnés dans le but d'illustrer l'invention, sans pour autant en limiter sa portée.
Exemple 1
On a préparé une poudre de lactate de calcium pentahydrate en deux étapes distinctes.
Lors de la première étape, on a soumis une solution de lactate de calcium à 32% à une pulvérisation dans un granulateur en lit fluidisé continuellement alimenté en fines. Le tamis de fond du lit fluidisé dispose d'une surface de 0,45m2. La température de l'air à l'entrée de la chambre d'atomisation peut fluctuer mais reste comprise entre 52 et 55°C. Le débit d'air entrant est ajusté à 1700 m3/h.
A la fin de cette première étape du procédé on obtient un produit humide sous forme de particules substantiellement sphériques.
On soumet ensuite, dans une seconde étape du procédé, les particules humides obtenues à la première étape à un traitement thermique permettant d'amener le lactate de calcium au niveau d'hygrométrie souhaité. Cette seconde étape se déroule au sein d'un lit fluidisé pour lequel la température de l'air entrant est de 125°C. A l'issue de la seconde étape du procédé on obtient un produit toujours sous forme de particules substantiellement sphériques et ayant une humidité de 23% environ, et dont les propriétés physico-chimiques sont reprises dans le Tableau 1 et dont la répartition granulométrique est reprise dans le Tableau 2. A titre d'exemple comparatif, on a préparé une poudre de lactate de calcium selon un procédé usuel et l'on a obtenu une poudre dans les propriétés physico-chimiques sont indiquées au Tableau 1 et dont la répartition granulométrique est reprise dans le Tableau 2.
Tableau 1
Tableau 2
Le lactate de calcium décrit dans l'invention dispose d'une granulométrie telle que l'on a de 50 à 80 % des particules dont les dimensions sont comprises entre 280 et 550 microns. Comparativement, le lactate de calcium obtenu selon l'état de la technique dispose, quant à lui, d'une granulométrie telle que l'on a plus de 55% des particules dont les dimensions sont comprises entre 0 et 280 microns Exemple 2
Deux échantillons de lactate de calcium ont été produits en cellule test au départ d'une solution de lactate de calcium à 40% selon le procédé décrit dans l'exemple 1 ci- dessus. Le seul paramètre ayant varié étant la température de l'air entrant lors de la première étape, celle-ci étant respectivement à 52 et 800C.
Les analyses physico-chimiques des deux échantillons sont reprises dans le Tableau 3 ci-dessous :
Tableau 3
Exemple 3
On a préparé des échantillons de lactate de calcium de manière à déterminer la vitesse de dissolution. A cet effet on a pris 5 g de chacune des gammes granulométriques étudiées, étant entendu que pour l'intervalle de taille de particule allant de 0 à 100 microns, on a pris un échantillon obtenu selon le procédé usuel. Les vitesses de dissolution en fonction de la répartition granulométrique des particules sont présentées dans le Tableau 4 ci-dessous : Tableau 4
Une poudre contenant peu de particules inférieures à 100 microns tel que le produit décrit dans l'invention aura donc tendance à avoir une vitesse de dissolution plus faible. De plus, il a été constaté dans le tableau 1 que la vitesse de dissolution de la poudre complète obtenue selon l'état de la technique était supérieure à la vitesse de dissolution de la poudre complète décrite dans l'invention (3 min 25 sec contre 2 min 50 sec).
Exemple 4
Les répartitions granulométriques des échantillons de lactate de calcium ayant été soumis à un phénomène d'attrition selon le principe décrit plus haut sont présentées dans le Tableau 5 ci-dessous.
Tableau 5
Contrairement au lactate de calcium obtenu selon l'état de la technique, le lactate de calcium décrit dans l'invention (produit 1 et produit 2) ne génère pas de particules inférieures à 100 microns lorsqu'il est soumis à un phénomène d'attrition. Il dispose d'une sensibilité à l'attrition moins importante que le lactate de calcium obtenu selon l'état de la technique.

Claims

Revendications
1. Lactate de calcium solide sous forme de particules sphériques et ayant une vitesse de dissolution mesurée par la METHODE, inférieure ou égale à 3 minutes, caractérisé en ce qu'il présente une granulométrie telle que plus de 50% des particules ont des dimensions comprises entre 280 et 550 microns.
2. Lactate de calcium solide, sous forme de particules substantiellement sphériques selon la revendication 1 caractérisé en ce que les particules présentent une distribution granulométrique tel que le pourcentage de particules présentant une dimension inférieure à 280 microns ne dépasse pas 40%.
3. Particules substantiellement sphériques de lactate de calcium selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les particules présentent une résistance à l'attrition élevée.
4. Lactate de calcium selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les billes sphériques présentent une vitesse de dissolution < 3 minutes.
5. Procédé pour obtenir du lactate de calcium solide, sous forme de particules substantiellement sphériques et dont la granulométrie est telle que la majorité des particules ont des dimensions comprises entre 280 et 550 microns, caractérisé en ce que, (i) dans une première étape on soumet une solution de lactate de calcium à une pulvérisation dans un granulateur en lit fluidisé à une température d'air entrant < 800C ; (ii) on récupère des particules pratiquement sphériques humides de lactate de calcium, et que (iii) dans une seconde étape on soumet ces particules humides à un traitement thermique au sein d'un lit fluidisé à une température d'air entrant < 165°C.
6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que lors de la première étape, on introduit une solution de lactate de calcium de concentration comprise entre 20 et 60% dans le granulateur.
7. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que la température de l'air entrant dans le granulateur est comprise entre 50 et 75°C.
8. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que la température de l'air entrant dans la seconde étape est comprise entre 110 et 1600C.
9. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que de degré d'humidité des particules de lactate de calcium obtenu à la première étape ne dépasse pas 45%.
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