ES2320088T3 - Metodos y aparato para fabricar capsulas sin costuras. - Google Patents
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Abstract
Método para hacer una cápsula sin costuras que comprende un material de envoltura que encapsula un material de relleno central que incluye las siguientes fases: proveer un sistema de múltiples boquillas alineadas concéntricamente (100) que comprende al menos una boquilla exterior (105) y una boquilla interior (106); suministrar un material de envoltura a la boquilla exterior (105) y un material de relleno central a la boquilla interior (106); extrudir simultáneamente el material de envoltura a través de la boquilla exterior (105) y el material de relleno central a través de la boquilla interior (106), formando así un chorro coaxial del material de envoltura que rodea el material de relleno central; introducir el chorro coaxial en un flujo de un líquido transportador caliente contenido dentro de un primer conducto (108, 200), permitiendo así que el material de envoltura encapsule el material central para formar cápsulas en el líquido transportador caliente; transportar el líquido transportador caliente que contiene las cápsulas a un segundo conducto (110, 204) donde al menos una parte es situada debajo del primer conducto (108, 200); caracterizado por el hecho de que el segundo conducto está situado en un ángulo de inclinación con respecto al primer conducto; y por introducir un líquido transportador frío en el segundo conducto (110, 204) en dicho ángulo de inclinación suficiente para que el líquido transportador caliente y el líquido transportador frío puedan fluir adyacentes el uno con respecto al otro bajo el flujo laminar sin la mezcla sustancial durante un período de tiempo suficiente que permita que las cápsulas se muevan del líquido transportador caliente al líquido transportador frío para permitir que las cápsulas se enfríen y se solidifiquen.
Description
Métodos y aparato para fabricar cápsulas sin
costuras.
La presente invención se refiere a una cápsula
sin costura que comprende un material de envoltura que encapsula un
material de relleno central, donde el material de envoltura es
formado por un hidrato de carbono en estado vítreo y especialmente
se refiere a métodos y aparatos de fabricación de cápsulas sin
costura para producir productos alimenticios y productos aplicados
de interés actual.
Generalmente, las cápsulas sin costura formadas
por un material de envoltura que encapsula un material de relleno
central han sido realizadas utilizando como material de envoltura
materiales que forman una película tales como gelatina y gomas.
Estos materiales de envoltura presentan dos desventajas. Primero,
son formados a partir de una solución acuosa. Por consiguiente,
debe eliminarse gran cantidad de agua al formarse las cápsulas, lo
cual precisa una gran cantidad de energía y mucho tiempo de secado.
Segundo, estos materiales de envoltura se disuelven lentamente
cuando las cápsulas se están consumiendo, dejando en la boca un
desagradable residuo parecido a una película de plástico.
Las cápsulas sin costuras se fabrican
normalmente por extrusión simultánea del material de envoltura y el
material de relleno central a través de boquillas alineadas
concéntricamente. El material de envoltura extrudido y el material
de relleno central extrudido salen de las boquillas como un chorro
coaxial con el material de envoltura rodeando el material de
relleno central. El chorro de los materiales respectivos es
alimentado a una corriente de líquido transportador frío que fluye
hacia abajo. Según va bajando el líquido transportador frío, el
chorro coaxial se fragmenta en gotas con el material de envoltura
encapsulando el material de relleno central. A continuación, las
gotas se solidifican en el líquido transportador frío para formar
cápsulas sin costuras. Dichos métodos se describen, por ejemplo, en
las patentes estadounidenses Nº 4,251,195 y 4,695,466. No obstante,
cuando el material de envoltura es un material de solidificación
rápida, este método de la técnica anterior no resulta ventajoso,
puesto que los materiales de envoltura en el chorro coaxial pueden
solidificarse antes de la encapsulación. Como resultado, las
cápsulas sin costuras no pueden formarse y las cápsulas que son
formadas, algunas de ellas no pueden ni ser esféricas ni pueden
tener un tamaño y forma uniformes.
Un intento para solucionar este problema se
propuso en la patente estadounidense nº. 4,422,985, la cual
describe un método que modifica el método de la técnica anterior
mencionado arriba introduciendo un chorro coaxial triple que
consiste en un líquido circulante caliente que rodea el material de
envoltura que, a su vez, rodea el material de relleno central en el
líquido transportador frío para permitir que ocurra la
encapsulación. En este método, puesto que la formación de la cápsula
debe producirse aún en el líquido transportador frío, la
encapsulación no se producirá si se produce cualquier
solidificación del material de envoltura antes de entrar en el
líquido transportador frío.
Otros métodos de realización de cápsulas
normalmente implican el uso de un extrusor de tornillo con el fin
de extrudir una emulsión que contenga la matriz de envoltura y el
material para ser encapsulado. No obstante, en tal proceso, es
difícil hacer una cápsula formada por un material de envoltura que
encapsule un material de relleno central. En cambio, el material
encapsulado suele tener forma de glóbulos distribuidos dentro de la
matriz. Otras publicaciones de interés para la formación de
cápsulas sin costuras se describen a continuación.
La patente estadounidense Nº 2,857,281 describe
un proceso de fabricación de una composición saborizante sólida en
forma de partículas globulares al extrudir una emulsión que
contiene una base de azúcar y aceite saborizante en gotas.
La patente estadounidense Nº 3,971,852 describe
un proceso para encapsular aceite en una matriz celular formada por
compuestos polihidroxilados y polisacáridos. El aceite aparece en
estado emulsionado junto con la matriz celular y la emulsión
resultante se seca mediante pulverización como gotas de la
emulsión.
La patente estadounidense Nº 5,009,900 describe
un proceso para encapsular componentes volátiles y/o lábiles con
matrices vítreas extrudidas donde el material encapsulado es
distribuido en las matrices vítreas.
La solicitud de la patente europea Nº 0339958
describe una composición antiespumante que contiene una cubierta
exterior de azúcar fundible en su estado cristalino con una
composición de organopolisiloxano antiespumante introducida en su
interior. Esta composición es formada por la fusión de una base de
azúcar y la dispersión de la composición de organopolisiloxano
antiespumante en el azúcar fundido como fase discontinua. La fusión
se solidifica incluyendo y atrapando la composición antiespumante
dispersa en la fusión.
La patente estadounidense Nº 5,300,305 se
refiere a microcápsulas que proporcionan una protección del aliento
durante un largo período de tiempo.
Se destaca la patente estadounidense Nº
5,595,757. El método descrito en ésta concierne a la producción de
cápsulas sin costuras formadas por un hidrato de carbono en estado
vítreo mediante el suministro de un primer conducto situado bajo un
sistema de múltiples boquillas alineadas concéntricamente. Un chorro
coaxial es introducido en un flujo de líquido transportador
caliente dentro del primer conducto, permitiendo así que el
material de envoltura encapsule el material de relleno central con
el fin de formar cápsulas en el líquido transportador caliente. Un
segundo conducto se encuentra al menos parcialmente bajo el primer
conducto con el fin de recibir el flujo del líquido transportador
caliente que lleva las cápsulas del primer conducto. Un líquido
transportador frío es introducido en el segundo conducto para
formar un flujo de líquido transportador frío que rodea las
cápsulas, permitiendo así que las cápsulas se solidifiquen.
En este tipo de método del estado de la técnica
anterior, el fluido transportador frío se introduce de forma
intencionada concéntricamente con el fluido transportador caliente
para evitar un flujo turbulento que pueda dañar las cápsulas. Debido
a que los fluidos están continuamente fluyendo en estado laminar,
se produce poca mezcla de fluido transportador caliente y de fluido
transportador frío. Como resultado del flujo laminar de los fluidos
transportadores caliente y frío, el enfriamiento de las cápsulas
tendrá lugar mediante la conducción de calor de la corriente
caliente a la corriente fría.
No obstante, aunque se producirá el enfriamiento
de la cápsula, la conducción de calor a través de los fluidos
laminares es lenta y, en consecuencia, la longitud del segundo
conducto que transporta el fluido transportador frío tendrá que ser
bastante largo, aproximándose a los 30 pies o más, dependiendo de
las velocidades de flujo del líquido. Se requieren conductos
excesivamente largos para que las cápsulas puedan enfriarse
adecuadamente. Además, no será posible tener una curvatura en el
conducto (para reducir el espacio ocupado por el aparato de
formación de cápsulas) hasta que las cápsulas alcancen la
temperatura de solidificación, ya que cualquier contacto con las
paredes del conducto antes de la solidificación supondrá la
deformación de la cápsula o el bloqueo del conducto debido a que las
cápsulas que no están suficientemente frías se adhieren a la
pared.
Por tanto, sería un gran avance en la técnica de
hacer cápsulas sin costuras proporcionar un método de producción
que sea rentable y no requiera de conductos excesivamente largos
para efectuar la solidificación apropiada de las cápsulas. Tal
método permitiría la producción de una amplia variedad de productos
para consumir o aplicar al cuerpo humano.
La presente invención se dirige generalmente a
métodos y aparatos para la producción de cápsulas sin costuras
comprendiendo un material de envoltura constituido por un hidrato de
carbono vítreo que encapsula un material de relleno central, donde
el enfriamiento se desarrolla por el movimiento de las cápsulas
mismas de un líquido transportador caliente a un líquido
transportador frío, debido a que la disposición del trayecto de
desplazamiento del respectivo fluido fluye.
En particular, el método de la presente
invención comprende:
- proveer un sistema de múltiples boquillas alineadas concéntricamente formado al menos de una boquilla externa y una boquilla interna;
- suministrar un material de envoltura a la boquilla externa (105) y un material de relleno central a la boquilla interna;
- extrudir simultáneamente el material de envoltura a través de la boquilla externa y el material de relleno central a través de la boquilla interna, formando así un chorro coaxial del material de envoltura que rodea el material de relleno central;
- introducir el chorro coaxial en un flujo de un líquido transportador caliente contenido dentro de un primer conducto, permitiendo así que el material de envoltura encapsule el material de relleno central con el fin de formar cápsulas en el líquido transportador caliente;
- transportar el líquido transportador caliente conteniendo las cápsulas en un segundo conducto donde al menos una parte se encuentra debajo del primer conducto; caracterizado por el hecho de que el segundo conducto se sitúa en un ángulo de inclinación con respecto al primer conducto; y por
- introducir un líquido transportador frío en el segundo conducto en dicho ángulo de inclinación suficiente que permita que el líquido transportador caliente y el líquido transportador frío fluyan de forma adyacente entre sí bajo el flujo laminar sin mezcla sustancial durante un tiempo suficiente que permita que las cápsulas se desplacen desde el líquido transportador caliente al líquido transportador frío permitiendo que las cápsulas se enfríen y por tanto se solidifiquen.
Las cápsulas sin costuras pueden ser usadas, por
ejemplo, en la producción de productos alimenticios, bebidas,
composiciones tópicas y similares.
\newpage
En otro aspecto de la invención se provee un
aparato para realizar cápsulas sin costuras que comprende:
- un aparato de múltiples boquillas alineadas concéntricamente que tiene al menos una boquilla externa y una boquilla interna para extrudir simultáneamente un material de envoltura a través de la boquilla externa y un material de relleno central a través de una boquilla interna, formando así un chorro coaxial del material de envoltura que rodea el material de relleno central, dicho aparato comprendiendo;
- medios para suministrar el material de envoltura a la boquilla externa y el material de relleno central a la boquilla interna;
- un primer conducto situado bajo el sistema de múltiples boquillas para recibir el chorro coaxial;
- medios para proveer un líquido transportador caliente al primer conducto con el fin de formar un flujo de líquido transportador caliente que rodee el chorro coaxial, permitiendo así que el material de envoltura encapsule el material de relleno central para formar cápsulas en el líquido transportador caliente;
- un segundo conducto, al menos parcialmente situado debajo del primer conducto, para recibir el flujo del líquido transportador caliente que lleva las cápsulas desde el primer conducto; y
- medios para proveer un líquido transportador frío al segundo conducto para formar un flujo del líquido transportador frío que rodee las cápsulas permitiendo así la solidificación de las mismas;
- caracterizado por el hecho de que dicho segundo conducto está situado en un ángulo suficiente con respecto al primer conducto permitiendo que el líquido transportador caliente y el líquido transportador frío fluyan de forma contigua entre sí bajo el flujo laminar sin necesidad de la mezcla sustancial durante un tiempo suficiente para enfriar las cápsulas.
\vskip1.000000\baselineskip
Los dibujos siguientes ilustran las formas de
realización de la invención y no están destinados a limitar la
invención definida por las reivindicaciones que forman parte de la
solicitud.
La figura 1 muestra una vista en sección lateral
esquemática de un aparato para la realización de cápsulas sin
costuras según una forma de realización de la presente invención;
y
La figura 2 muestra una vista en sección lateral
parcial esquemática de un aparato para realizar cápsulas sin
costuras según otra forma de realización de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
En el método de la patente estadounidense Nº
5,595,757, las cápsulas sin costuras se forman en un líquido
transportador caliente y luego el líquido transportador caliente
que contiene las cápsulas se introduce en un líquido transportador
frío permitiendo la solidificación de las cápsulas compuestas por
hidratos de carbono. En este método, los líquidos transportadores
caliente y frío no se mezclan. El enfriamiento de la cápsula ocurre
sustancialmente mediante la conducción de calor del líquido
transportador caliente al líquido transportador frío sin que la
cápsula entre nunca en contacto con el líquido transportador frío.
La mezcla de los respectivos líquidos transportadores es evitada
para que no se produzcan turbulencias que puedan disgregar o
deformar la estructura de la cápsula sin costuras antes de la
solidificación. En ausencia de mezcla, la conducción de calor del
líquido transportador caliente al frío requiere un tiempo de
resistencia extenso que necesita un conducto excesivamente largo
para que el enfriamiento pueda darse. Este requisito puede producir
diseños de equipamiento muy voluminosos que pueden no ser prácticos
para el uso
comercial.
comercial.
Según la presente invención se dispone un método
y un aparato para el enfriamiento de las cápsulas sin costuras sin
la necesidad de un conducto de enfriamiento excesivamente largo.
Las cápsulas formadas según el método y el aparato de la presente
invención son de tamaño y forma uniformes incluso cuando se usan
hidratos de carbono como material de envoltura. Además, el método y
el aparato presentes pueden realizar cápsulas sin costuras formadas
por un material de envoltura que encapsula un único material
central relleno en el centro, es decir, el material central no se
distribuye o dispersa dentro de la matriz del material de
envoltura.
La presente invención se basa, en parte, en el
descubrimiento de que si las cápsulas pueden viajar directamente
del líquido transportador caliente, donde éstas son formadas, al
líquido transportador frío, donde éstas son solidificadas, el
enfriamiento tendrá lugar rápidamente y ciertamente en menos tiempo
que el requerido para el enfriamiento del líquido transportador
caliente como se expone en la patente estadounidense Nº
5,595,757.
El método y el aparato de la presente invención
producen cápsulas sin costuras de un hidrato de carbono vítreo de
manera rentable y eficaz. Esto se consigue reuniendo todos los
criterios siguientes; a) minimizando la mezcla de los líquidos
transportadores caliente y frío (requiriendo que ambos líquidos
transportadores caliente y frío fluyan de forma contigua entre sí
bajo condiciones de flujo laminar); b) minimizando la longitud del
conducto donde las cápsulas son solidificadas [es decir, el
conducto (referido a partir de ahora "el segundo conducto") que
está debajo del conducto (es decir, "el primer conducto")
donde las cápsulas son formadas primeramente]; c) minimizando el
contacto de la cápsula con las paredes del segundo conducto al
menos hasta que las cápsulas hayan alcanzado la temperatura de
solidificación; d) requiriendo que las cápsulas salgan del aparato
con el líquido transportador frío; y e) suministrando una
temperatura suficientemente baja para solidificar las cápsulas
adecuadamente (por ejemplo, a 30ºC para isomaltosa).
En el cumplimento de estos criterios, los
solicitantes han descubierto que determinadas variables tienen un
gran impacto en el éxito de la formación de las cápsulas sin
costuras. Primero, la longitud del segundo conducto debe ser
suficiente para permitir que las cápsulas se formen, sin embargo, no
puede ser excesivamente largo puesto que se añadirá
significativamente al coste global de la operación de formar
cápsulas sin costuras. Segundo, la velocidad de flujo del líquido
(es decir, la proporción de la velocidad de flujo del líquido
transportador frío al líquido transportador caliente) debe ser
suficiente para proporcionar una oportunidad para que las cápsulas
se formen en el líquido transportador caliente y se solidifiquen en
el líquido transportador frío en un segundo conducto siendo la
longitud del conducto lo más corto posible. Tercero, el segundo
conducto debe estar en ángulo con respecto al flujo inicial
vertical del líquido transportador caliente, de modo que mientras
que las cápsulas descienden esencialmente en un trayecto vertical,
las cápsulas pasen del líquido transportador caliente al líquido
transportador frío.
En la realización del método de la presente
invención, es importante que el flujo del líquido transportador
caliente y el líquido transportador frío sean contiguos entre sí y
bajo condiciones de flujo laminar. El flujo laminar es un tipo de
flujo bien ordenado que se da cuando capas de fluido adyacentes se
deslizan fluidamente una sobre otra con la mezcla entre las capas o
láminas produciéndose sólo en un nivel molecular. El flujo laminar
se define de forma cuantitativa teniendo un número de Reynolds
inferior a 2300 como se explica en Jaime R. Welty et al.
Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, 3º Edición, págs.
163-164 (JohnWiley e hijos 1984). Una consecuencia
del flujo laminar es que sólo hay una mezcla mínima del líquido
transportador caliente y el líquido transportador frío. Así, el
presente método proporciona el flujo de las cápsulas del líquido
transportador caliente al líquido transportador frío mientras que
los líquidos respectivos están separados entre sí bajo condiciones
de flujo laminar.
Para conseguir estos objetivos y para que el
enfriamiento de las cápsulas pueda efectuarse de manera eficaz, la
longitud del segundo conducto, las velocidades de flujo relativas
de los líquidos respectivos, el ángulo de inclinación del segundo
conducto inferior con respecto al primer conducto superior y la
temperatura del líquido transportador frío deben tenerse en
cuenta.
Antes de explicar las variables individuales que
influyen en la formación y solidificación de las cápsulas, se
proveerá la descripción de un aparato adecuado para formar y
solidificar las cápsulas. Como se muestra en la figura 1, se provee
un aparato para hacer cápsulas sin costuras según la presente
invención.
En general, los aparatos utilizan un segundo
conducto inferior que lleva, bajo condiciones de flujo laminar,
tanto el líquido transportador caliente que contiene las cápsulas
recién formadas de un primer conducto superior así como un flujo
contiguo de un líquido transportador frío.
El segundo conducto está en ángulo (es decir,
ángulo de inclinación) con respecto al eje longitudinal del primer
conducto y la trayectoria de flujo de las cápsulas según se
desplazan desde el primer conducto. El segundo conducto en ángulo
permite que las cápsulas entren en el líquido transportador frío en
el segundo conducto para así solidificarlas mientras descienden en
dirección vertical y en una trayectoria de flujo similar al
desplazamiento en el primer
conducto.
conducto.
El aparato comprende un sistema de múltiples
boquillas 100 con una boquilla externa 105 y una boquilla interna
106 alineadas concéntricamente. La boquilla interna 106 es
conectada a un tanque 101, que provee el material central a la
boquilla interna 106 a través de una bomba de engranajes 103. La
boquilla externa 105 es conectada a un tanque 102 que provee el
material de envoltura a la boquilla externa 105 a través de una
bomba de engranajes 104. Un primer conducto superior 108 se extiende
hacia abajo del sistema de múltiples boquillas 100. La parte
superior del primer conducto 108 es rodeada por un depósito de
alimentación 107. El depósito de alimentación 107 es conectado a un
tanque 117 que está provisto de un calentador 118 para calentar un
líquido que conforma un líquido transportador caliente alimentado a
través de una bomba alimentadora 119 al depósito de alimentación
107. El depósito de alimentación 107 tiene un desagüe sobre el
conducto 108, permitiendo así que el líquido transportador caliente
fluya del depósito de alimentación 107 al conducto 108.
El extremo inferior del primer conducto 108 se
extiende en la parte superior en un lado de un segundo conducto
110. El segundo conducto 110 se dispone de tal modo que esté
inclinado en un ángulo de inclinación () con respecto a la
orientación vertical del primer conducto 108. El ángulo que puede
variar de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 90 debe ser
suficiente para permitir que el líquido transportador caliente y el
líquido transportador frío puedan fluir de manera contigua entre sí
bajo condiciones de flujo laminar sin mezcla sustancial. El ángulo
se sitúa preferiblemente en el rango de aproximadamente 2 a 10 como
se muestra específicamente en la forma de realización de la figura
1.
\newpage
La longitud del segundo conducto 110 debe ser
suficiente para que las cápsulas puedan transferirse del líquido
transportador caliente al líquido transportador frío durante su
trayectoria descendente en el segundo conducto 110 solidificándose
así. No obstante, la longitud del segundo conducto debe ser
minimizada para rentabilizar el sistema. Según la presente
invención el segundo conducto común 10 deberá tener una longitud de
al menos aproximadamente 0,6 metros (2 pies), más comúnmente de
aproximadamente 0,6 a 1,2 metros (2 a 4 pies) para la producción
continua de las cápsulas sin costuras a escala comercial.
El líquido transportador frío es llevado en el
flujo contiguo y laminar con el líquido transportador caliente,
como aparece específicamente en la figura 1. Particularmente, el
flujo del líquido transportador caliente y el líquido transportador
frío muestran un número de Reynolds inferior a 2300 y muy poca
mezcla. Como consecuencia de utilizar un segundo conducto
relativamente corto, es importante que las cápsulas formadas
adecuadamente se introduzcan en el líquido transportador frío para
completar el proceso de solidificación antes de que las cápsulas
salgan del
aparato.
aparato.
Un líquido transportador frío es suministrado a
través de un conducto 109 que está en comunicación de fluido con la
parte superior del segundo conducto 110 adyacente al conducto 108.
El conducto 109 es conectado a un tanque 113, que está provisto de
un refrigerador 114 para enfriar un líquido transportador para
formar el líquido transportador frío. El líquido transportador frío
es alimentado a través de una bomba alimentadora 115 al conducto
109.
La parte inferior del segundo conducto mostrado
con el número 130 se divide para proporcionar la comunicación de
flujo con dos conductos de recuperación adyacentes 11 y 116,
respectivamente. El conducto de recuperación 111 se extiende y
termina a una distancia corta del tanque 113. Las cápsulas
solidificadas que se han transferido previamente del flujo del
líquido transportador caliente a la corriente de líquido
transportador frío entran en el conducto de recuperación 111. Las
cápsulas viajan a través del conducto 111 y en un separador 112 que
se dispone en el tanque 113. El separador 112 que puede tener forma
de red, separa las cápsulas del líquido transportador frío.
El tanque 113 es conectado a través de un tubo
120 a una bomba alimentadora 115 que suministra el líquido
transportador frío después de vuelta al segundo conducto 110 a
través del conducto 109.
El conducto de recuperación 116 para el líquido
transportador caliente se extiende hacia el tanque 117 y termina a
una distancia corta (es decir, algunas pulgadas) de la parte
superior del tanque 117. El tanque 117 es conectado a través de un
tubo 121 a una bomba alimentadora 119 que después suministra el
líquido transportador caliente al depósito de alimentación 107.
La trayectoria de desplazamiento de las cápsulas
del conducto 108 a través del conducto 110 y del conducto 111 es
decisiva en la presente invención para la formación de cápsulas sin
costuras. Durante el trayecto a través del segundo conducto 110,
las cápsulas formadas en el conducto 108 deben transferirse del
líquido transportador caliente que fluye del primer conducto 108 al
líquido transportador frío que fluye del conducto 109. Durante este
proceso de transferencia, se prefiere que las cápsulas no se fijen a
las paredes del segundo conducto 110 y que éstas se posicionen para
entrar en el conducto 111 tras la solidificación. Para asegurar la
transferencia apropiada de las cápsulas y su solidificación dentro
del segundo conducto 110, la longitud del segundo conducto, la
proporción de flujo del líquido transportador frío al líquido
transportador caliente, el ángulo de inclinación del segundo
conducto 110 y la temperatura del líquido transportador frío deben
seleccionarse para obtener los resultados deseados de la
invención.
Como se muestra en la tabla 1 de abajo, las
variables mencionadas arriba afectan a la solidificación de las
cápsulas. Cada una de estas variables influirá en las cápsulas
cuando viajen a través del segundo conducto. Particularmente, las
tres variables afectarán en el desarrollo de las cápsulas
incluyendo la posición de las cápsulas antes de la salida del
segundo conducto, la cantidad de la mezcla de los respectivos
líquidos transportadores, la temperatura de las cápsulas en la
salida del segundo conducto y la posición de las cápsulas en la
salida del segundo conducto (es decir, cómo de próximas están las
cápsulas a la pared del segundo conducto adyacente al flujo del
líquido transportador frío). Las relaciones de las variables y su
impacto en el desarrollo de las cápsulas se resumen en la Tabla
1.
Como se muestra en la Tabla 1, cuando la
longitud del segundo conducto, la proporción de flujo, el ángulo de
inclinación del segundo conducto y la temperatura del líquido
transportador frío son ajustados individualmente (es decir,
representado por (+) y (-)), estos tendrán un impacto en el
desarrollo de las cápsulas según van avanzando a través del
proceso, incluyendo la posición de las cápsulas en el segundo
conducto, la cantidad de mezcla los líquidos transportadores
caliente y frío, la temperatura de la cápsula en el extremo de
salida, la posición de las cápsulas en la salida como se indica
mediante (incr) o (Decr).
La longitud del segundo conducto que se minimiza
debido a la posición del segundo conducto en un ángulo con respecto
al primer conducto, preferiblemente comprende aproximadamente de
0,6 a 1,2 metros (2 a 4 pies). Como se muestra en la Tabla 1 cuando
la longitud del segundo conducto aumenta, la posición de las
cápsulas en el segundo conducto 110 (distancia desde la pared del
conducto en contacto con el líquido transportador caliente)
aumentará también. Como resultado, la cápsula estará más cerca de
la pared del conducto en contacto con el líquido transportador
frío.
Al aumentar la longitud del segundo conducto
también aumentará la cantidad de la mezcla entre los líquidos
transportadores caliente y frío. En consecuencia, se prefiere un
segundo conducto más corto para minimizar la mezcla de los flujos de
líquido respectivos.
La longitud del segundo conducto también tendrá
un impacto en la temperatura de las cápsulas en el extremo del
segundo conducto 110. Como se ha indicado previamente, las cápsulas
deben ser solidificadas cuando éstas entran en el conducto 111.
Así, la longitud del segundo conducto debe ser suficiente para
permitir que las cápsulas alcancen la temperatura de solidificación
(por ejemplo, 30ºC para isomaltosa).
Es deseable evitar que las cápsulas toquen las
paredes del segundo conducto hasta que no se complete el proceso de
solidificación. El contacto con las paredes del segundo conducto
puede dañar o destruir las cápsulas. Esto suele ocurrir cuando las
cápsulas aún no han sido solidificadas. Por consiguiente, es
deseable que las cápsulas se mantengan distanciadas de las paredes
del segundo conducto cuando las cápsulas salgan del segundo
conducto 110 y entren al conducto 111.
Se ha observado que la longitud del segundo
conducto tendrá un impacto en la posición de las cápsulas en la
salida del segundo conducto 110. El aumento de la longitud del
segundo conducto generalmente supondrá una disminución de la
distancia entre las cápsulas y la pared del conducto en contacto
con el líquido transportador frío en la salida del segundo
conducto. Por tanto, si las cápsulas se encuentran demasiado cerca
de la pared del conducto en la salida del segundo conducto, es
deseable reducir la longitud del segundo conducto.
Además, se prefiere el uso de un segundo
conducto que posea un perfil de sección transversal no circular. En
una forma de la invención preferida el segundo conducto posee una
sección transversal de forma rectangular o cuadrada puesto que
dichos conductos son más adecuados para prevenir la mezcla de los
líquidos transportadores caliente y frío adyacentes.
Como se muestra en la Tabla 1, las velocidades
relativas del flujo de los líquidos transportadores frío y caliente
afectarán también a la solidificación de las cápsulas dentro del
segundo conducto. Generalmente, cuanto mayor sea el flujo del
líquido transportador frío comparado con el flujo del líquido
transportador caliente, mayor será la distancia entre la pared del
conducto y las cápsulas, cuando las cápsulas viajen a través del
segundo conducto. Además, la temperatura de las cápsulas en la
salida del segundo conducto será inferior por el elevado tiempo de
contacto con el líquido transportador frío. La proporción de flujo
del líquido transportador frío al líquido transportador caliente
según la presente invención oscila generalmente entre
aproximadamente 1:1 y 12:1, preferiblemente entre 2: 1 y 8: 1.
El ángulo de inclinación del segundo conducto
(conducto 110 mostrado en la figura 1) es un factor importante para
regular la trayectoria del flujo de las cápsulas cuando éstas se
vuelven solidificadas mediante el líquido transportador frío. Cuando
el ángulo de inclinación aumenta, la distancia de la cápsula a la
pared del conducto en contacto con el líquido transportador frío y
en la salida del segundo conducto se reduce así como la temperatura
de la cápsula en la salida.
Por tanto, las cápsulas podrán estar en contacto
con la pared del conducto cuando el ángulo de inclinación aumente y
dependiendo de la longitud del segundo conducto. Esto se puede
compensar, por ejemplo, aumentando la proporción del flujo del
líquido transportador frío al líquido transportador caliente como se
indica en la Tabla 1.
El ángulo preferido de inclinación para la
preparación de cápsulas de un hidrato de carbono vítreo es
aproximadamente de 2 a 10. Se comprende, no obstante, que el ángulo
de inclinación puede llegar hasta aproximadamente 90 como se muestra
en la figura 2.
En referencia a la figura 2, se muestra una
disposición según la presente invención donde el segundo conducto
está inclinado en un ángulo de 90 con respecto al primer conducto.
Un primer conducto 200 contiene un fluido transportador caliente y
cápsulas recién formadas 202 desplazadas hacia abajo en un segundo
conducto 204 que contiene un líquido transportador frío con una
inclinación de ángulo aproximado de 90 con respecto al eje del
primer conducto 200. El extremo del segundo conducto 204 está
dividido de modo que el líquido transportador que está delante entra
en el conducto 206 mientras que las cápsulas solidificadas y el
líquido transportador frío entran en el conducto 208. Como se
muestra en la figura 2, se provee un flujo laminar del líquido
transportador frío como una corriente inferior 210 en el segundo
conducto 204. El líquido transportador caliente forma una corriente
superior 212 y las dos corrientes viajan bajo condiciones de flujo
laminar. La distancia del segundo conducto 204 es suficiente para
que las cápsulas puedan transferirse del líquido transportador
caliente 212 al líquido transportador frío 210 y solidificarse
dentro.
En un aspecto preferido de la invención, la
superficie de las cápsulas hecha de hidratos de carbono vítreos
debería estar por debajo de la temperatura de transición vítrea
antes de salir del segundo conducto y las cápsulas deberían estar en
una posición inferior a 0,5 de la distancia a través del segundo
conducto en la parte inferior, de modo que las cápsulas salgan con
el líquido transportador frío. Se prefiere que las cápsulas no
toquen la pared del conducto a menos que la temperatura de la
superficie sea inferior a la temperatura de transición vítrea para
evitar pegarse a la superficie interna de la pared.
La Tabla 2 muestra la temperatura de la
superficie de la cápsula a la salida (Te) y la posición a la salida
(Xe) expresada como la distancia fraccional a través del segundo
conducto de manera que la pared fría (la pared adyacente al líquido
transportador frío) es 0 y la pared caliente (la pared adyacente al
líquido transportador caliente) es 1,0. Los valores que se dan en
la Tabla 2 se basan en el líquido transportador caliente cuya
temperatura es de 100ºC y el líquido transportador frío que tiene
una temperatura de 0ºC. Pueden seleccionarse otras temperaturas para
los líquidos transportadores frío y caliente.
Los parámetros que cumplen estos valores son el
ángulo de inclinación () y la proporción del flujo del líquido
transportador caliente y el líquido transportador frío. El valor
óptimo para cada una de estas variables dependerá del diámetro de la
cápsula y la longitud del segundo conducto.
Los resultados de la Tabla 2 muestran que para
una cápsula de 8 mm, un ángulo de inclinación de 3 grados y una
proporción de flujo de 8 permiten el enfriamiento adecuado y la
posición de salida usando un segundo conducto de 0,6 metros de
longitud. Los valores óptimos para el segundo conducto en este
ejemplo serán muy probablemente un ángulo de inclinación de 3
grados y una proporción de flujo de aproximadamente 4 a 6. Para una
cápsula de 1 mm, un ángulo de inclinación de 7 grados y una
proporción de flujo de 2 da resultados adecuados. De nuevo, lo
valores óptimos para el ángulo de inclinación será de 6 a 7 grados y
la proporción de flujo de 1 a 2.
El proceso para crear cápsulas sin costuras
según la figura 1 será descrito a continuación. El material de
envoltura es suministrado desde el tanque 102 a la boquilla externa
105 y el material de relleno central es suministrado del tanque 101
a la boquilla interna 106. El material de relleno central y el
material de envoltura son extrudidos después simultáneamente para
formar un chorro coaxial con el material de envoltura rodeando el
material de relleno central. El líquido transportador en el tanque
117 se calienta a una temperatura aproximada o superior al material
de envoltura y es suministrado al conducto 107. Normalmente la
temperatura del líquido transportador caliente es de
aproximadamente 90ºC a 160ºC. El chorro coaxial es introducido en el
primer conducto 108 que contiene el líquido transportador caliente
fluyendo hacia abajo. Debido a que el líquido transportador
caliente está a una temperatura próxima a la del material de
envoltura en el chorro coaxial, se evita que el material de
envoltura se solidifique, permitiendo así que el material de
envoltura encapsule el material de relleno central para formar las
cápsulas.
El líquido transportador en el tanque 113 se
enfría a una temperatura suficientemente baja para permitir la
solidificación de las cápsulas. Preferiblemente, el líquido
transportador se enfría a una temperatura de aproximadamente 0ºC a
30ºC para materiales hidrato de carbono vítreo. El líquido
transportador frío es suministrado del tanque 113 al conducto 109.
Las cápsulas del primer conducto 108 son luego llevadas por el
líquido transportador caliente a la parte superior de un lado del
segundo conducto 110. Un líquido transportador frío es también
suministrado a la parte superior del segundo conducto 110 desde el
conducto 109 que se dispone encima del segundo conducto 110
adyacente al primer conducto 108. Las cápsulas en el líquido
transportador caliente son llevadas a un lado del segundo conducto
110 adyacente al flujo de líquido transportador frío que también
fluye en el segundo conducto 110. Debido al ángulo de inclinación,
normalmente de hasta 90, preferiblemente de unos 2 a 10, y la
condición de flujo laminar de los líquidos, el líquido
transportador caliente y el líquido transportador frío fluyen de
manera adyacente entre sí sin una mezcla significante. Debido a la
mayor densidad de las cápsulas en comparación con el líquido, las
cápsulas tienden a fluir sustancialmente en forma vertical y por
consiguiente, atravesarán la interfaz de los líquidos respectivos
en el líquido transportador frío por el ángulo de inclinación del
segundo conducto.
Cualquier líquido que no disuelva el material de
envoltura y pueda ser calentado y enfriado a una temperatura
apropiada sin experimentar ningún cambio de fase puede ser usado
como líquido transportador en la presente invención. Ejemplos de
líquidos transportadores adecuados incluyen aceite de triglicéridos
de cadena media (MCT), aceite de maíz, aceite de semilla de
algodón, aceite de canola (de colza), aceite de girasol, aceites de
silicona, aceites minerales y similares.
Preferiblemente, el material de envoltura y el
material de relleno central son extrudidos simultáneamente
ajustando el flujo volumétrico de fluido del material de envoltura
a través de la boquilla externa así como el flujo volumétrico de
fluido del material de relleno central a través de la boquilla
interna. El flujo volumétrico de fluido de un material que fluye de
un orificio de la boquilla es definido como la proporción de la
velocidad de flujo volumétrico del material al pasar por la boquilla
al área del orificio de la boquilla. Como se describe en la patente
estadounidense Nº 5,650,232, para ajustar el flujo volumétrico de
fluido del material de envoltura así como del material de relleno
central a través de las boquillas concéntricamente alineadas, la
proporción de masa del material de relleno central al material de
envoltura en la cápsula puede ser controlada con una mera variación
del tamaño de las áreas de los orificios de las boquillas.
El sistema de múltiples boquillas alineadas
concéntricamente usado en la presente invención puede contener más
de dos boquillas internas y externas alineadas concéntricamente.
Puede haber una o más boquillas intermedias alineadas
concéntricamente situadas entre las boquillas internas y externas,
donde uno o más materiales de envoltura intermedios pueden ser
extrudidos. En dicha forma de realización, el material de envoltura
extrudido de la boquilla externa encapsula el material de envoltura
intermedio extrudido de la boquilla intermedia, que a su vez
encapsula el material central de la boquilla interna. En una forma
de realización preferida de esta invención, el flujo volumétrico de
fluido del material de envoltura intermedio a través de la boquilla
intermedia será establecido igual que el flujo volumétrico de
fluido del material de envoltura a través de la boquilla externa y
el flujo volumétrico de fluido del material de relleno central a
través de la boquilla interna.
Ejemplos de hidratos de carbono adecuados que
pueden ser usados como material de envoltura en la presente
invención incluyen sacarosa, glucosa, fructosa, isomaltosa,
hidrolizado de almidón hidrogenado, maltitol, lactitol, xilitol,
sorbitol, eritritol, manitol y similares y sus mezclas.
Normalmente, el hidrato de carbono es introducido en la boquilla
externa como el material de envoltura en forma de una masa fundida.
Cuando el hidrato de carbono solidifica en el líquido transportador
frío éste pasa a un estado vítreo, es decir, a un estado amorfo.
Cuando el hidrato de carbono se encuentra en estado vítreo, exhibe
una mejor capacidad para proteger el material de relleno central de
la evaporación y el deterioro.
Los materiales de relleno central adecuados son
aquellos que pueden ser incorporados en diferentes productos para
el consumo y aplicación tópica descritos previamente. Los
materiales de relleno central tienen normalmente forma de líquido o
materiales sólidos fundibles. Ejemplos de materiales centrales
adecuados incluyen aceites MCT, (p.j. aceite de coco), aceite de
menta, aceite de canela, aceite de hinojo, aceite de clavo, aceite
de canola de trigo (de colza), aceite de girasol y similares,
aceites de silicona, aceites minerales, sabores de fruta, vitaminas,
soluciones farmacéuticas, edulcorantes naturales y artificiales,
mentol y similares.
Cualquier material que sea líquido a la
temperatura de trabajo y que no disuelva los materiales de relleno
central o el material de envoltura además de solidificarse durante
el proceso de enfriamiento puede ser usado como un material de
envoltura intermedio. Ejemplos de materiales de envoltura
intermedios incluyen ceras (p. ej. cera de parafina, cera
microcristalina, cera de polietileno, cera carnauba, cera de
candelilla y similares) y grasas (p. ej. grasas hidrogenadas tales
como las conocidas por los expertos en la técnica).
Las composiciones de uso final, donde se
utilizan las cápsulas sin costuras de la presente invención,
incluyen productos de consumo y productos aplicados al cuerpo
humano.
Los productos de consumo incluyen productos
alimenticios, bebidas, composiciones de medicamentos, gomas de
mascar, confitería y composiciones dentífricas. Preferiblemente, el
producto de consumo no afecta contrariamente a la integridad de la
cápsula sin costuras. Por ejemplo, algunos productos de consumo con
una alta actividad de agua podrían afectar contrariamente a la
envoltura de hidratos de carbono rompiendo la envoltura. Tales
daños en la envoltura se pueden evitar añadiendo la cápsula al
producto en el momento de su consumo. Los productos alimenticios
incluyen helado, gelatinas, cremas montadas para adornar alimentos y
similares. Las bebidas incluyen tanto bebidas sin alcohol como
bebidas carbonatadas, té, zumos y similares, como también bebidas
alcohólicas.
Las composiciones de medicamentos incluyen, por
ejemplo, antisépticos, analgésicos, antibióticos, antifúngicos,
jarabes para la tos, antiácidos, ayudas digestivas, descongestivos
y similares. Estas composiciones se pueden administrar en forma de
comprimidos, pastillas, aerosoles para la nariz, formulaciones
líquidas, cápsulas, grageas y similares.
Las gomas de mascar incluyen aquellas que tienen
una capa blanda o dura ya sea con azúcar o sin azúcar.
La confitería no se limita sólo a composiciones
de caramelo duros y blandos, sino que también incluyen chocolate,
chocolatinas y similares.
Las composiciones dentífricas incluyen, por
ejemplo, pasta dental, enjuagues antiplaca, enjuagues bucales,
gárgaras y similares.
Los productos producidos según la presente
invención destinados al cuidado del cuerpo incluyen artículos de
baño, tales como lociones de afeitado, jabones, cremas y espumas,
colonias, desodorantes, antitranspirantes, aceites de baño,
champús, composiciones para el tratamiento del pelo,
acondicionadores, lociones para quemaduras solares, polvos de
talco, cremas faciales, cremas de manos, gotas para los ojos y
similares.
Los ejemplos siguientes muestran la preparación
de cápsulas sin costuras según la presente invención. La longitud
del segundo conducto, la proporción del flujo líquido (es decir, la
proporción de las velocidades de flujo del líquido transportador
frío al líquido transportador caliente) y el ángulo de inclinación
(es decir, el ángulo del segundo conducto con respecto al flujo
vertical inicial del líquido transportador caliente) son
seleccionados para permitir que las cápsulas solidificadas salgan
con el líquido transportador frío sin demasiada mezcla de los
líquidos respectivos y sin contacto substancial de las cápsulas
según se van formando (es decir, antes de la solidificación) con
las paredes del conducto.
\vskip1.000000\baselineskip
Las cápsulas sin costuras fueron preparadas
usando el sistema de múltiples boquillas alineadas concéntricamente
mostradas en la figura 1 con una boquilla interior y una boquilla
exterior. La boquilla interior tiene un diámetro interno de 0,02 cm
y un diámetro externo de 0,26 cm y un área de orificio de 0,0314
cm^{2}. La boquilla exterior tiene un diámetro interno de 0,39 cm
y un área de orificio anular de 0,0664 cm^{2}.
Una mezcla de 90% en peso de isomaltosa y 10% en
peso de xilitol fue fundida a una temperatura de 155ºC y se mantuvo
en un tanque a 148ºC. Esta mezcla tiene una viscosidad real de 628
cps a 140ºC. Generalmente, los métodos de la presente invención
implicarían el uso de materiales de envoltura con una viscosidad
real inferior a aproximadamente 1000 cps a la temperatura de
trabajo. La mezcla resultante tiene una densidad de 1,4 g/ml.
La mezcla fue alimentada a la boquilla exterior
a una temperatura de 145ºC y una velocidad de flujo volumétrico de
2,37 ml/min. Una mezcla de 10% en peso de sabor de cereza y 90% en
peso de aceite de semilla de algodón con una densidad de 0,96 g/ml
fue suministrada a la boquilla interior como el material de relleno
central a temperatura ambiente y una velocidad de flujo volumétrico
de 5-01 ml/min. El material de envoltura y el
material de relleno central fueron simultáneamente extrudidos de las
boquillas interior y exterior, respectivamente, en el mismo flujo
volumétrico fluido de 75,5 ml/min./cm^{2} en un fluido
transportador de aceite de coco caliente mantenido a 100ºC. El
chorro coaxial desciende en el aceite de coco calentado
aproximadamente 5 cm y se fragmenta en gotas permitiendo que tenga
lugar la encapsulación. Las cápsulas son luego llevadas por el
aceite de coco caliente a un segundo conducto inclinado con las
dimensiones mostradas en la Tabla 3. Dentro del segundo conducto,
el aceite de coco caliente fluye adyacente a un aceite de coco frío
que se mantiene a 0ºC. Las velocidades de flujo de los líquidos
transportadores caliente y frío y la proporción de los flujos se
muestran en la Tabla 3. Las cápsulas formadas a través del límite
que separa el aceite de coco frío y caliente y después de entrar en
el aceite de coco frío el material de envoltura derretido comienza
a solidificarse sin fijarse a las paredes del conducto inclinado
(es decir, la posición de las cápsulas en la salida es 0,42,
ligeramente más cerca de la pared del conducto en contacto con el
líquido transportador frío). Las cápsulas se solidifican según van
recorriendo el resto de la distancia a lo largo del segundo conducto
y salen con el aceite de coco frío en el lado de salida frío en la
base del conducto inclinado a una temperatura de aproximadamente
30. Las cápsulas así formadas poseen un diámetro de aproximadamente
8 mm.
Se calculó el número de Reynolds de los líquidos
transportadores caliente y frío y se halló 98,93, lo que indica que
los flujos fueron mantenidos bajo condiciones laminares.
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- Ejemplo 1 Ejemplo 2 (cápsula 8 mm) (cápsula 1 mm)
- \quad
- Anchura del Segundo Conducto (cm) 2,54 2,54
- \quad
- Profundidad del Segundo Conducto (cm) 5,08 5,08
- \quad
- Longitud del Segundo Conducto (cm) 61,00 61,00
- \quad
- Área de Sección Transversal (cm^{2}) 12,90 12,9a
- \quad
- Diámetro Hidráulico (cm) 3,39 3,39
- \quad
- Angulo de Inclinación 0 3 7
- \quad
- Velocidad de Flujo de Aceite Frío (ml/min) 5440,003600,00
- \quad
- Velocidad de Flujo de Aceite Caliente (ml/min) 680,00 1800,00
- \quad
- Flujo de Aceite Frío: Aceite caliente 8,00 2,00
- \quad
- Proporción
- \quad
- Velocidad de Flujo Total (mUmin) 6120,00 5400,00
- \quad
- Velocidad Media Total (cm/s) 7,91 6,98
- \quad
- Temperatura del Aceite Frío 0,00 0,00
- \quad
- Temperatura del Aceite Caliente 100,00 100,00
- \quad
- Temperatura Media del Aceite 11,11 33,33
- \quad
- Viscosidad del aceite (cp) 25,79 15,64
- \quad
- Viscosidad del Aceite (Poise) 0,26 0,16
- \quad
- Densidad del Aceite (g/ml) 0,95 0,94
- \quad
- Número de Reynolds 98, 93 141,42
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento empleado en el Ejemplo 1 fue
repetido usando el mismo equipo de formación de cápsulas. La
velocidad de flujo del líquido transportador frío fue aumentada y
la velocidad de flujo del líquido transportador caliente fue
disminuida para proveer una proporción de flujo de líquido
transportador frío: líquido transportador caliente de 2:1 como
aparece en la Tabla 3. Para garantizar la solidificación de las
cápsulas sin que entren en contacto con las paredes del conducto (es
decir, la posición de las cápsulas en la salida es 0,44,
ligeramente más cerca de la pared del conducto en contacto con el
líquido transportador frío) y que las cápsulas solidificadas salgan
con el fluido transportador frío, el ángulo de inclinación del
conducto fue aumentado a 7. Los líquidos transportadores caliente y
frío poseen un número de Reynolds de 141,42, que indican las
condiciones del flujo laminar. Las cápsulas resultantes poseen un
diámetro de aproximadamente 1 mm y salen del sistema a una
temperatura de aproximadamente 30ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante fue recopilada exclusivamente para la información del
lector y no forma parte del documento de la patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
4251195 A [0003]
US 4695466 A [0003]
US 4422985 A [0004]
US 2857281 A [0006]
US 3971852 A [0007]
US 5009900 A [0008]
EP 0339958 A [0009]
US 5300305 A [0010]
US 5595757 A [0011] [0020] [0022]
US 5650232 A [0059]
JAMES R. WELTY et al. Fundamentals
of Momentum, Heat and Mass Transfer JohnWley and Sons
1984. 163-164 [0025]
Claims (22)
1. Método para hacer una cápsula sin costuras
que comprende un material de envoltura que encapsula un material de
relleno central que incluye las siguientes fases:
- proveer un sistema de múltiples boquillas alineadas concéntricamente (100) que comprende al menos una boquilla exterior (105) y una boquilla interior (106);
- suministrar un material de envoltura a la boquilla exterior (105) y un material de relleno central a la boquilla interior (106);
- extrudir simultáneamente el material de envoltura a través de la boquilla exterior (105) y el material de relleno central a través de la boquilla interior (106), formando así un chorro coaxial del material de envoltura que rodea el material de relleno central;
- introducir el chorro coaxial en un flujo de un líquido transportador caliente contenido dentro de un primer conducto (108, 200), permitiendo así que el material de envoltura encapsule el material central para formar cápsulas en el líquido transportador caliente;
- transportar el líquido transportador caliente que contiene las cápsulas a un segundo conducto (110, 204) donde al menos una parte es situada debajo del primer conducto (108, 200); caracterizado por el hecho de que el segundo conducto está situado en un ángulo de inclinación con respecto al primer conducto; y por
- introducir un líquido transportador frío en el segundo conducto (110, 204) en dicho ángulo de inclinación suficiente para que el líquido transportador caliente y el líquido transportador frío puedan fluir adyacentes el uno con respecto al otro bajo el flujo laminar sin la mezcla sustancial durante un período de tiempo suficiente que permita que las cápsulas se muevan del líquido transportador caliente al líquido transportador frío para permitir que las cápsulas se enfríen y se solidifiquen.
2. Método según la reivindicación 1 donde el
segundo conducto (110, 204) está situado en un ángulo de
inclinación de hasta aproximadamente 90 con respecto al primer
conducto (108, 200).
3. Método según la reivindicación 2 donde el
ángulo de inclinación es de aproximadamente 2 a 10.
4. Método según la reivindicación 1 donde la
longitud del segundo conducto (110, 204) es al menos
aproximadamente 0,6 metros (2 pies).
5. Método según la reivindicación 4 donde la
longitud del segundo conducto (110, 204) es de aproximadamente 0,6
a 1,2 metros (2 a 4 pies).
6. Método según la reivindicación 1 donde la
proporción de flujo del líquido transportador frío al líquido
transportador caliente es de aproximadamente 1:1 a 12:1.
7. Método según la reivindicación 6 donde la
proporción de flujo es de aproximadamente 2:1 a 8:1.
8. Método según la reivindicación 1 donde el
segundo conducto (110, 204) tiene una sección transversal no
circular.
9. Método según la reivindicación 8 donde el
segundo conducto (110, 204) tiene una sección transversal
rectangular o cuadrada.
10. Método según la reivindicación 1 que
comprende la introducción de un hidrato de carbono en estado
fundido a la boquilla exterior (105).
11. Método según la reivindicación 1 en el que,
cuando las cápsulas se solidifican, el hidrato de carbono se
encuentra en estado vítreo.
12. Método según la reivindicación 1 donde el
material de envoltura y el material central son simultáneamente
extrudidos ajustando el flujo volumétrico fluido del material de
envoltura a través de la boquilla exterior (105) así como el flujo
volumétrico del material de relleno central a través de la boquilla
interior (106).
13. Método según la reivindicación 1 donde el
segundo conducto (110, 204) tiene paredes opuestas, donde las
cápsulas se encuentran en una posición en el extremo del segundo
conducto dentro del líquido transportador frío.
14. Aparato de múltiples boquillas
concéntricamente alineadas (100) que tiene al menos una boquilla
exterior (105) y una boquilla interior (106) para la extrusión
simultánea de un material de envoltura a través de la boquilla
exterior (105) y un material central a través de una boquilla
interior (106), formando así un chorro coaxial del material de
envoltura que rodea el material de relleno central, dicho aparato
comprendiendo;
- medios (101, 102, 103, 104) que suministran el material de envoltura a la boquilla exterior (105) y el material de relleno central a la boquilla interior (106);
- un primer conducto (108, 200) situado bajo el sistema de múltiples boquillas para recibir el chorro coaxial;
- medios (107, 117, 118, 119) que proporcionan un líquido transportador caliente al primer conducto (108, 200) para formar un flujo del líquido transportador caliente que rodea el chorro coaxial, permitiendo así que el material de envoltura encapsule el material de relleno central para formar cápsulas en el líquido transportador caliente;
- un segundo conducto (110, 204), del que al menos una parte está situada debajo del primer conducto (108, 200), que recibe el flujo del líquido transportador caliente llevando las cápsulas desde el primer conducto; y
- medios (109, 113, 114) para enviar un líquido transportador frío al segundo conducto (110, 204) para formar un flujo de líquido transportador frío que rodea las cápsulas, permitiendo así que las cápsulas se solidifiquen;
- caracterizado por el hecho de que dicho segundo conducto está situado en un ángulo con respecto al primer conducto suficiente para permitir que el líquido transportador caliente y el líquido transportador frío puedan fluir de manera contigua entre sí bajo el flujo laminar sin la mezcla sustancial durante un tiempo suficiente para enfriar las cápsulas.
15. Aparato según la reivindicación 14 donde el
segundo conducto (110, 204) está situado en un ángulo de hasta
aproximadamente 90 con respecto al primer conducto (108, 200).
16. Aparato según la reivindicación 15 donde el
ángulo de inclinación es de aproximadamente 2 a 10.
17. Aparato según la reivindicación 14 donde la
longitud del segundo conducto (110, 204) es al menos
aproximadamente 0,6 metros (2 pies).
18. Aparato según la reivindicación 17 donde la
longitud del segundo conducto (110, 204) es de aproximadamente 0,6
a 1,2 metros (2 a 4 pies).
19. Aparato según la reivindicación 14 donde los
medios para proporcionar líquidos transportadores caliente y frío
proveen una proporción de flujo del líquido transportador frío al
líquido transportador caliente de aproximadamente 1:1 a 12:1.
20. Aparato según la reivindicación 19 donde la
proporción de flujo es de aproximadamente 2:1 a 8:1.
21. Aparato según la reivindicación 14 donde el
segundo conducto (110, 204) tiene una sección transversal no
circular.
22. Aparato según la reivindicación 21 donde el
segundo conducto (110, 204) tiene una sección transversal
rectangular o cuadrada.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/US2000/032568 WO2002043646A1 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Methods and apparatus for making seamless capsules |
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|---|---|
| ES2320088T3 true ES2320088T3 (es) | 2009-05-19 |
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