FI107732B - Laktitolin kiteyttäminen, kiteinen laktitolituote ja sen käyttö - Google Patents

Description

107732 LAKTITOLIN KITEYTTÄMINEN, KITEINEN LAKTITOLITUOTE JA SEN KÄYTTÖ

Keksintö kohdistuu uuteen menetelmään laktitolin kiteyttämiseksi, hiukkasmaiseen kiteiseen laktitolituotteeseen, jolla on uudenlaiset ominaisuudet, sen käyttöön elintarvikkeissa, lääkeaineissa ja suuhygieniatuotteissa, sekä erityiseen makeuttajaan. Erityisesti keksintö saa aikaan kiteisen laktitolituotteen, jossa kiteet on tuotettu mikrokiteyttämällä laktitoli nestemäisestä laktitoliliuoksesta.

Laktitoli on makeuttaja, jota voidaan käyttää korvaamaan sakkaroosi joko kokonaan tai osittain, laktitolin energiapitoisuus on kuitenkin vain noin puolet sakkaroosista, eikä se aiheuta veren glukoosipitoisuuden nousua; lisäksi se on ei-kariogeeninen ja siitä syystä hammasystävällinen. Laktitolia voidaan käyttää myös vaikuttavana aineosana ja apuaineena lääkevalmisteissa, esimerkiksi laksatiivina.

Laktitolin valmistus laktoosista on tunnettu jo kauan. Teollisesti laktitolia valmistetaan laktoosista hydraamalla Raney-nikkelikatalyytin läsnäollessa. Valmistus kuvataan esimerkiksi artikkelissa Wolfrom, M.L., et ai., J. Am. Chem. Soc. 60, (1938) s. 571-573.

Kiteisen laktitolin on selostettu esiintyvän yhtä hyvin vedettömässä muodossa kuin mono-hydraattina ja dihydraattina. Laktitoli kiteytyy myös trihydraattina. Vedettömällä laktitolil-la näyttää olevan useampia kuin yksi erityinen kidemuoto.

• · · • · • · ·

Kiteistä laktitolin monohydraattia samoin kuin di- ja trihydraattia sekä vedetöntä laktitolia • · · : voidaan käyttää sokeria muistuttavina makeutusaineina. Esimerkiksi kiteistä laktitolimono- • · · .··*. hydraattia voidaan käyttää dieettituotteissa, konditoriatuotteissa, leipomotuotteissa, vilja- • · tuotteissa, jälkiruoissa, hilloissa, juomissa, suklaassa, purukumeissa ja jäätelössä. Laktitoli- • · · kiteitä voidaan käyttää myös suuhygieniatuotteiden, kuten esimerkiksi hammastahnojen, * valmistuksessa sekä lääkeaineiden valmistuksessa.

» · ·

’·* * Vedetön laktitoli voidaan kiteyttää vesiliuoksesta kuten on kuvattu julkaisussa WO

·.· * 92/16542, joka sisällytetään tähän viitteenä. Vedettömän laktitolin sulamisväli on 149-152 ' ·*·.. °C.

« · · • · • ·

Laktitolihydraattijauheita, joiden kosteussisältö on kuivattu alle 3 %:iin, on valmistettu kuivaamalla sekä laktitoliliuoksesta että kiteisestä hydraatista. Näiden jauheiden hygros-kooppisuutta on käytetty hyödyksi kosteiden seosten kuivaamisessa (Eurooppapatenttihake-mus 0231643).

2 107732

Laktitolin kiteyttämisestä vesiliuoksista ja laktitolin kiderakenteista on selostettu muun muassa julkaisuissa van Velthuijsen, J.A., J. Agric. Food Chem. 27, (1979) s. 680; Eurooppapatentti 0 039 981; J. Kivikoski et ai., Carbohydrate Research, 233 (1992) 53-59, EP-patenttihakemus 0 381 483; EP-patentti 0456636; JP-patenttihakemus 13220/89. Mainittujen julkaisujen kuvaukset sisällytetään tähän viitteenä.

Laktitolin kiteyttäminen sellaisesta nesteestä kuin esimerkiksi vesi- tai etanoliliuos vaatii erityiset kiteytymisolosuhteet ja melko pitkän kiteytymisajan. Alan aikaisempien suspensio-kiteytysmenetelmien luonteen vuoksi kaikkea liuoksessa olevaa laktitolia ei tavallisesti saada kiteisessä muodossa. Osa laktitolista jää aina emäliuokseen ja tulee heitetyksi pois emäliuoksen mukana, jopa toistuven kiteyttämissarjojen jälkeen.

Laktitolia voidaan tuottaa myös kiinteässä muodossa rakeistamalla, kuten on kuvattu alan taustajulkaisussa PCT/FI97/00548. Myös laktitolin sumutuskuivausta on yritetty JP-kuulu-tusjulkaisussa Hei 2-255694, mutta tehdyissä kokeissa oli useita ongelmia. Julkaisussa WO 97/39739 kuvataan sellaisen polyolikoostumuksen ko-sumutuskuivaus (co-spray drying), joka sisälsi pääasiassa mannitolia ja enintään 10 % laktitolia.

Niinpä esiintyykin tarvetta parantaa kiinteän laktitolin tuotantoa, ja sen tarpeen tämä keksintö pyrkii täyttämään.

• *“·* Siten keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kiinteä hiukkasmainen kiteinen laktitolituo- te.

0 · · M »

Eräänä keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kiteinen laktitoli prosessissa, jossa laktito-:Y: lineste muunnetaan kiinteäksi laktitolituotteeksi yhdessä yksittäisessä kokonaisvaltaisessa toimenpiteessä.

Keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan uudenlainen hiukkasmainen laktitolituote, 1*1 t joka sopii käytettäväksi elintarviketeollisuudessa samoin kuin lääkeaine- ja suuhygienia- • · » *. tuoteteollisuudessa.

• · • ·

» M

: Vielä keksinnön tarkoituksena on saada aikaan suorapuristettava laktitolituote.

!!! Tarkoituksena on myös saada aikaan uudenlaiset syötävät lääke- ja suuhygieniatuotteet, • · jotka sisältävät laktitolia.

3 107732 Näin ollen, kuten liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa on määritelty, keksintö saa aikaan uudenlaisen menetelmän kiteisen laktitolin valmistamiseksi. Mainitussa menetelmässä liuennutta laktitolia sisältävä neste saatetaan yhteyteen kiinteää laktitolia sisältävien leijuvien kiinteiden hiukkasten kanssa; olennainen osa mainitun nesteen liuotinkomponenttia poistetaan ja tuloksena saatavan laktitoliaineksen annetaan muodostaa ainekoostumus, joka sisältää suuren joukon laktitolin mikrokiteitä; ja mainittu laktitolikoostumus vakioidaan lisä-kuivausvaiheen aikana sellaisen tuotteen aikaansaamiseksi, joka koostuu olennaisesti läpi koko rakenteensa suuresta joukosta laktitolin mikrokiteitä satunnaisesti yhteen agglomeroi-tuina.

Keksinnön edullisessa suoritustavassa laktitolin vesiliuos saatetaan yhteen mikrokiteisen laktitolin fluidisoitujen hiukkasten kanssa, kostuneet hiukkaset kuivataan lämpimässä kaasuvirrassa ja hiukkasten pinnalla olevan laktitolin annetaan muodostaa uusia mikrokiteitä.

Edelleen hiukkasten vakioinnilla mikrokiteytymisen annetaan edetä riittävän kauan sellaisen lopputuotteen aikaansaamiseksi, joka koostuu olennaisesti mikrokiteisestä laktitolista.

Keksinnön edullisessa suoritustavassa kostuneet hiukkaset kuivuvat olennaisesti niiden laskeutuessa yhdensuuntaisen ilmavirran mukana, ja niiden annetaan asettua agglomeroitu-neesta mikrokiteytyvästä laktitolista koostuvaksi huokoiseksi kerrokseksi, joka sitten vakioidaan ja jäähdytetään. Mikrokiteytysolosuhteet valitaan siten, että jäähtynyt kerros on *···’ huokoinen ja hauras. Haluttaessa kerros voidaan murtaa pienemmiksi fraktioiksi. Agglo- • · · ’...· meroituneen mikrokidemassan rikkomiseen tarvitaan vain kevyt murskaustoimenpide.

!.·.· Agglomeroitunut tuote hajoaa pääasiassa pikemminkin yksittäisten kiteiden välisistä liitok- :**]: sista kuin siten, että itse kiteet hajoaisivat.

• · • · · • · · • ·

Eräässä keksinnön suoritustavassa hiukkaset jätetään ilmavirtaan leijuvina samalla kun niiden pinnalle sumutetaan lisää nestettä, kunnes hiukkaset ovat kasvaneet edeltä määritel-lyn kokoisiksi tai painoisiksi. Sitten hiukkaset poistetaan ilmavirrasta, esimerkiksi painovoi- « · · man avulla, ja vakioidaan kuten edellä on kuvattu.

• * * • » · : *·· Leijuvat mikrokiteiset laktitolihiukkaset saadaan edullisesti kierrättämällä osaa itse proses- sissa valmistunutta mikrokiteistä laktitolia. Mainitut hiukkaset voivat käsittää pölyä, joka on kulkeutunut kiertävässä kuivausilmassa tai se voi olla pölyä tai pienhiukkasia, joita • · * *” syntyy agglomeroituneen massan murskauksessa. Käynnistyksessä kiinteänä syötteenä *···’ voidaan käyttää jauhettua kiteistä laktitolia, joka korvataan mikrokiteisellä laktitolilla, kun sitä on saatavilla.

4 107732

Termien "mikrokiteinen’1 ja "mikrokide" tulee ymmärtää tarkoittavan läpi selitysosan ja patenttivaatimusten käytettynä hyvin pieniä kiteitä, joiden koko on keskimäärin alle 50 μ, ja yleensä keskimäärin luokkaa 5-10 μ. Sitä vastoin näihin mikrokiteisiin verrattuna alan aikaisemmin tunnetuilla kiteytysmenetelmillä saatavat laktitolikiteet ovat erillisiä kiteitä, joiden koko on keskimäärin noin luokkaa 100-1000 μ tai suurempia.

Niinpä keksintö saa aikaan uudenlaisen hiukkasmaisen kiteisen laktitolituotteen, jossa jokainen hiukkanen koostuu läpi koko rakenteensa suuresta joukosta laktitolin mikrokiteitä satunnaisesti yhteen agglomeroituina.

Vaikka keksinnön mukaisten laktitolihiukkasten koko ei ole kriittistä ja se voi vaihdella tuotteen käyttötarkoituksen mukaan, laktitolituotteen keskimääräinen hiukkaskoko on yleensä alle 10 mm, tyypillisesti noin 0,1-2,0 mm. Edullinen keskimääräinen hiukkaskoko on yleensä noin 0,15-0,4 mm. Hiukkaskokoa ja -jakaumaa voidaan säädellä käyttötarkoitukseen sopivaksi.

Mikrokiteitä voidaan käyttää mainittuina erillisinä hiukkasina, ne voidaan puristaa ja table-toida tai niille voidaan jopa antaa tavallisten sokeripalojen tai -kuutioiden muoto.

Yksittäiset laktitolin mikrokiteet sisältävät tavallisesti vedetöntä laktitolia ja/tai laktitoli- .···. monohydraattia. Kidemassassa voi olla myös muita laktitolin hydraattimuotoja, kuten • · II! esimerkiksi laktitolidihydraattia ja/tai amorfista laktitolia. Monissa käyttötarkoituksissa on • · *** kuitenkin edullista, että pääosa kidemuodosta on vedetöntä tai monohydraattina. Keksin- • · « '·:·* non edullisessa suoritusta\'assa mikrokiteet koostuvat olennaisesti vedettömästä laktitolista.

• · · • · • · • · · • ♦ .·.· Keksinnön mukaista mikrokiteistä laktitolituotetta voidaan käyttää massamakeuttajana • * · * (bulk sweetener) korvaamaan sakkaroosi tai muut makeutusaineet joko kokonaan tai osit tain. Se on siten käyttökelpoista dieettituotteissa, konditoriatuotteissa, leipomotuotteissa, viljatuotteissa, jälkiruoissa, hilloissa, juomissa, suklaassa, purukumissa ja jäätelöissä. Se 9 ;*·*; on käyttökelpoista myös lääkeaineissa, kuten esimerkiksi laksatiiveissa, ja suuhygieniatuot- ..· teissä, kuten esimerkiksi hammastahnoissa.

• · • · · m 9 · » • ·

Keksinnön mukainen mikrokiteinen laktitolituote on erityisen käyttökelpoinen tablettien : valmistukseen sen agglomeroituneen kiderakenteen valoksi sekä osittain myös siitä syystä, • · · .··*. että hiukkasista on läsnä erilaisia fysikaalisia muotoja. Tuotetta voidaan käyttää esimerkik- si tabletoimisen apuaineena laktoosin tapaan.

5 107732

Vielä keksinnön suoritustapa kohdistuu erityiseen makeuttajaan, joka käsittää mikrokiteistä laktitolia. Sellainen makeuttaja voi sisältää muita aineosia, kuten esimerkiksi apuaineita ja/tai muita makeuttajia.

Edullisesti myös sellaiset muut makeuttajat ovat ei-kariogeenisia makeuttajia, kuten esimerkiksi intensiiviset makeuttajat ryhmästä, johon kuuluvat dipeptidimakeuttajat, Sakariini, asesulfaami K, steviosidi, syklamaatti, sukraloosi ja neohesperidiinidihydrokalsoni (neo-hesperidin dihydrochalcone). Edullinen ei-kariogeeninen makeuttaja koostuu kuitenkin olennaisesti keksinnön mukaisesta mikrokiteisestä laktitolista.

Apuaineita, joita voidaan käyttää makeuttajassa ja/tai muissa sovelluksissa, kuten esimerkiksi lääkevalmisteissa, voivat olla esimerkiksi mikrokiteinen selluloosa, karboksimetyyli-selluloosa, polydekstroosi, dekstroosi, maltodekstriini, laktoosi, sokeri jne, samoin kuin muut sokerialkoholit. Keksinnön mukaista mikrokiteistä laktitolia voidaan käyttää valmisteissa myös olennaisen inerttinä aineosana, kuten esimerkiksi laimennusaineena, kantajana ja/tai apuaineena.

Keksinnön mukainen mikrokiteinen laktitoli valmistetaan edullisesti puhtaana laktitolina, s.o. se sisältää läpeensä olennaisesti vain laktitolia. Vaikka laktitoli voidaan sekoittaa muiden yhdisteiden kanssa, laktitolin tulee aina muodostaa koostumuksen pääosa, ja edullisesti tuotteen tulisi sisältää yli 80 %, edullisemmin yli 90 % ja edullisimmin yli 98 % laktitolia.

• M

* · » · ·*·

• M

·...* Jos kiinteä ja/tai nestemäinen syöte sisältää muita komponentteja, kuten esimerkiksi yhtä tai useampaa edellä mainittua apuainetta tai muita aktiivisia aineosia, mikrokiteytyslaittees-ta saatava tuote sisältää yhtä tai useampaa mainittua muuta komponenttia osana rakennet-taan. Mikrokiteytyvän laktitolin yhteyteen mikrokiteytyslaitteeseen voidaan syöttää myös • · :*j'; sekundäärisenä sumutteena jotakin muuta kiinteää tai nestemäistä komponenttia. Mainitut muut yhdisteet tulisi valita siten, että laktitolin mikrokiteytymiseen ei vaikuteta haitallises- ··· ti.

• · · • · · • · · » · · *. Vielä keksinnön suoritustapoja kohdistuu tuotteisiin, jotka on valmistettu uudenlaisesta • » | *·· mikrokiteisestä laktitolista. Sellaisia tuotteita ovat tyypillisesti syötävät tuotteet, lääke- aineet ja/tai suuhygieniatuotteet, joita esimerkiksi edellä on mainittu. Erityisiä etuja saadaan esimerkiksi suklaan valmistuksessa keksinnön mukaisesta mikrokiteisestä laktitolista.

» · · i · · * · • · · • « ’*·** Vielä keksinnön suoritustapa kohdistuu suorapuristettavaan kiteiseen laktitolituotteeseen, joka käsittää uudenlaista mikrokiteistä laktitolia, sekä tabletteihin, jotka on valmistettu 6 107732 puristamalla sellaista mikrokiteistä laktitolia sisältävästä koostumuksesta.

Keksintö kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin. Tämän kuvauksen ei tule kuitenkaan ymmärtää rajoittavan keksintöä tässä käytettyyn täsmälliseen sanamuotoon. Alan asiantuntija kykenee tekemään menetelmästä lukuisia modifikaatioita ja muunnelmia poikkeamatta keksinnöstä, joka liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa on määritelty.

Keksinnön mukaan valmistettu mikrokiteinen laktitoli esitetään liitteenä olevissa piirroksissa, joissa kuva 1 on SEM-valokuva, jossa mikrokiteinen rakenne esitetään 400 X suurennoksena, kuva 2 on SEM-valokuva, jossa mikrokiteinen rakenne esitetään 4800 X suurennoksena.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä saadaan aikaan neste, joka sisältää liuennutta laktitolia. Mainitun nesteen liuotinkomponentti on edullisesti vettä, vaikka laktitoli voidaan mikrokiteyttää myös muista liuottimista, kuten esimerkiksi alkoholeista, esimerkiksi isopro-panolista.

Mainitun vesiliuoksen laktitolikonsentraation tulisi olla noin 30 paino-%:n ja noin 80 paino-%:n välillä, jotta kiteytymiseen sopiva ylikyllästys saavutetaan. Mainittu konsentraa-tio on edullisesti noin 40-70 paino-%.

Ennen kuin neste syötetään mikrokiteytyslaitteeseen, nestettä edullisesti lämmitetään, jotta liuotinkomponentin myöhempi poistaminen helpottuisi ja jotta sopivat kiteytymisolosuhteet . .·. saataisiin mainittuun laitteeseen nopeammin. Vesiliuos lämmitetään ennen mainittuun lait- .···. teeseen syöttämistä edullisesti noin 45-80 °C:seen, edullisemmin noin 50-70 °C:seen.

• • « · • ·

Mikrokiteytyslaitteessa nesteen tulisi edullisesti jakautua pieniksi pisaroiksi. Edullisesti « · · * neste syötetään mainittuun laitteeseen paineella yhden tai useamman suuttimen läpi. Laitteessa neste saatetaan yhteyteen sellaisten kiinteää laktitolia sisältävien kiinteiden hiukkas- *.* * ten kanssa, jotka syötetään laitteeseen samanaikaisesti, jotta ne fluidisoituisivat tai leijui- • · · ·.· · sivat mainitussa laitteessa.

• · • · .···. Kiinteät laktitolihiukkaset voivat sisältää mikrokiteytyslaitteesta saatuja kierrätettyjä mikro-• · kiteisiä laktitolihiukkasia. Edullisimmin tuotteen hienojae on kierrätetty. Sellaisen hieno-jakeen keskimääräinen hiukkaskoko on tyypillisesti alle noin 0,2 mm, edullisesti alle noin • · · 0,1 mm. Kuitenkin silloin kun halutaan suurempia yksittäisiä tuotehiukkasia, voidaan vas- 7 107732 taavasti kierrättää suurempia laktitolihiukkasia tai ne voidaan syöttää laitteeseen muusta lähteestä. Kiinteät hiukkaset voivat olla myös kuivausilman mukana kulkevaa pölyä tai pienhiukkasia, ja ne syötetään kiinteänä syötteenä takaisin laitteeseen.

Tavallisesti neste saatetaan yhteyteen leijuvien hiukkasten kanssa mikrokiteytyslaitteen yläosassa. Siellä kostuneet hiukkaset ja kaikki vapaat laktitoliliuospisarat kohtaavat kuivauskaasun, kuten esimerkiksi kuumennetun ilman, joka on johdettu laitteeseen poista-• maan mainitun nesteen liuotinkomponenttia. Kuivausilma on edullisesti kuumennettu noin 60-200 °C:seen, edullisemmin noin 90-160 °C:seen ja edullisimmin noin 100-130 °C:seen. Korkeampi lämpötila suosii vedettömän laktitolin muodostumista, kun taas alhaisempi lämpötila tekee mahdolliseksi laktitolimonohydraatin ja/tai muiden hydraattimuoto-jen muodostumisen.

Kuivaus tulisi suorittaa siten, että olennainen osa liuotinta poistuu, kun mainittu Iaktitoli-aines on yhä leijuvassa tilassa. Kun liuottimena on vesi, mainitun kuivauksen tulee aikaansaada sellainen leijuva laktitoliaines, jonka vapaa kosteuspitoisuus on kuivunut noin 0,1-5 %:iin, edullisesti 0,1-3 %:iin. Vapaaseen kosteuteen lasketaan kaikki se vesi, joka ei ole sitoutunut kidevetenä mikrokiteytyvään laktitoliin.

Jos kuivaus ei ole ollut riittävää tai laitteeseen on syötetty liikaa nestettä, laktitoliaines on liian märkää ja kiteet takertuvat toisiinsa muodostaen tiheän rakenteen.

Sopivan laktitolinesteen ja kiinteän laktitolin välinen suhde vaihtelee mikrokiteytysolosuh-teiden mukaan. Suhde tulisi valita siten, että kiinteiden hiukkasten pinnat kostuvat, mutta • · · siemenhiukkasten ydin ei liukene. Liuotinkomponentin määrä riippuu myös liuottimen : haihdutuksen helppoudesta sekä nestemäisen syötteen lämpötilasta samoin kuin kuivaus- kaasun lämpötilasta ja määrästä.

• · · • · « · «

f · I

Kostuneet hiukkaset voidaan kuivata joko yhdensuuntaisella tai vastavirtauksisella kuivaus- • « » kaasuvirralla. Yhdensuuntainen ilmavirta kulkee putoavien hiukkasten kanssa alaspäin, kun taas vastavirtauksinen ilmavirta pitää hiukkaset leijuvina pidemmän aikaa.

• · · • · · • · · *\ * Mikrokiteytyslaitteessa yhdensuuntaisen ilmavirran mukana alaspäin kulkevien hiukkasten tulisi olla olennaisesti kuivia silloin, kun ne saavuttavat laitteen pohjaosan ja niiden anne-taan laskeutua sinne. Laskeutumispinta on edullisesti väline, jolle sopiva kerros voi kasau-

IM

*. tua ja jolla voidaan säätää kerroksen reaktioaikaa. Sellaisella nopeudella liikkuva hihna, « · · joka mahdollistaa huokoisen agglomeroituneen laktitolikerroksen kasautumisen, on yleensä • · '···* sopiva. Kerroksen paksuus on tyypillisesti noin 0,5-5 cm, edullisesti noin 1-3 cm.

8 107732

Agglomeroitunut kerros kiinteytettyä laktitolia tulisi vielä vakioida siten, että mikrokiteyty-minen voi edetä kerroksessa. Mainittu vakiointi sisältää edullisesti kaksi tai useampia erillisiä askeleita tai vaiheita, joiden lämpötilat ovat erilaiset. Kerrosta kuumennetaan esimerkiksi johtamalla sen läpi kuivauskaasua. Kuivauskaasun lämpötila ja määrä valitaan siten, että kerrokseen saadaan sopivat mikrokiteytysolosuhteet. Korkeampi lämpötila suosii vedettömän laktitolin muodostumista. Kuivauskaasun lämpötila on tyypillisesti noin 50-160 °C. Noin 50-70 °C:ssa tapahtuva vakiointi suosii laktitolimonohydraatin mikrokiteiden muodostumista, kun taas noin 80-130 °C:n vakiointilämpötila tuottaa pääasiassa vedettömän laktitolin mikrokiteitä.

Vakioinnin tulisi jatkua riittävän kauan, niin että kaikki liuennut laktitoli voi mikrokiteytyä kerroksessa. Tyypillisesti vakioinnin tulisi jatkua noin 10-180 minuuttia tai kauemmin, edullisesti noin 20-40 min

Vakioinnin jälkeen agglomeroitunut hiukkaskerros edullisesti jälkivakioidaan ja jäähdytetään tai sen annetaan jäähtyä ympäristön lämpötilaan. Jos pinta, johon kerroksen on annettu laskeutua, on tasainen, tuloksena saadaan olennaisesti tasainen, huokoinen ja hauras levy, joka sisältää mikrokiteistä laktitolia. Mikrokiteytyvä laktitoli voidaan kuitenkin kerätä minkä tahansa halutun muotoisiin malleihin tai muotteihin, jotka muistuttavat esimerkiksi tavallisia sokerikuutioita tai tankoja, nauhoja, kuutioita, patoja, sydämiä, kukkia jne.

• · · • · • · • · · . · · ·. Kun mikrokiteinen tuote on yhtenäisenä kerroksena, agglomeroitunut kerros halutaan ta vai- /‘/•t lisesti pilkkoa erillisiksi hiukkasiksi. Yksittäisten mikrokiteiden välisten sidosten katkai- • · · ! 11 suun tarvitaan vain vähäinen p irstom istoimenpide.

• · • · « • ♦ • · · *·*·’ Tuloksena saadut mikrokiteiset laktitolihiukkaset fraktioidaan edullisesti mahdollisesti • · · V ’ jauhamisen jälkeen, ja osa niistä kierrätetään, jotta mikrokiteytyslaitteen yläosaan saadaan syöte mikrokiteistä laktitolia sisältävistä kiinteistä hiukkasista.

»»» • t * « · · • : *: : Tavallisesti mikrokiteiset laktitolihiukkaset pilkotaan siten, että saadaan hiukkasia, joiden ./ keskimääräinen hiukkaskoko on noin 0,1-10 mm, edullisesti noin 0,15-0,4 mm. Yleensä on toivottavaa kierrättää pienhiukkasia, joiden keskimääräinen hiukkaskoko on alle noin • * *·;·’ 0,2 mm, edullisesti alle noin 0,1 mm, vaikka suurempiakin hiukkasia voidaan kierrättää, : ·,: erityisesti kun haluttu lopputuote käsittää suurempia hiukkasia.

• · · « « • · «

Silloin kun kuivausilma puhalletaan vastavirtaan mikrokiteytyslaitteessa alaspäin liikkuvien 9 107732 kostuneiden hiukkasten suhteen, hiukkaset fluidisoituvat siihen. Sopivalla fluidisointitoi-menpiteellä hiukkaset laitetaan kiertämään laitteessa. Laitteessa tapahtuu samanaikainen hiukkasten kostutus, kuivaus ja mikrokiteytys. Jokainen hiukkanen kulkee useiden kostu-tus- ja kuivaus/mikrokiteytysvaiheiden kautta törmäten muihin hiukkasiin ja kasvaen kokoa niin kauan, kunnes hiukkanen saavuttaa sellaisen koon ja painon, jossa fluidisointi-ilma ei enää kykene pitämään niitä fluidisoituneessa tilassa. Tässä vaiheessa hiukkaset laskeutuvat laitteen pohjalle, josta ne voidaan ottaa talteen vakiointia varten, esimerkiksi kuten edellä on kuvattu.

Vastavirtajärjestelmää käytettäessä mikrokiteytyslaitteeseen pantava kiinteä syöte käsittää edullisesti pölyä ja pienhiukkasia, jotka on saatu talteen kuivausilmaa kierrättämällä.

Keksinnön mukaisessa hiukkasmaisessa mikrokiteisessä laktitolituotteessa jokainen hiukkanen koostuu olennaisesti läpi koko rakenteensa suuresta joukosta laktitolin mikrokiteitä satunnaisesti yhteen agglomeroituina. Tuotteen laktitolin puhtaus on edullisesti yli 80 %, edullisemmin yli 90 % ja edullisimmin 98 % tai enemmän.

Edullisissa hiukkasissa noin 10-90 %, edullisesti noin 30-70 % kuiva-aineesta on peräisin kiinteistä mikrokiteisistä hiukkasista koostuvasta syötteestä, joka on edullisesti kierrätetty tuotantolinjalta tai kuivausilmasta. Yhdensuuntaisvirtajärjestelmä saattaa vaatia hieman enemmän kiinteää syötettä kuin vastavirtajärjestelmä. Siten yhdensuuntaisvirtaan perustuvassa kuivausjärjestelmässä edullinen kuiva-aineen määrä, joka on peräisin kiinteistä hiuk- .···. kasista, on50-70 %.

• · · • · ·

Jokaisen keksinnön mukaisen tuotehiukkasen mikrokiteet ovat kukin erikseen hyvin pieniä ’”*/ verrattuna alan aikaisemmissa kiteytysmenetelmissä muodostuneisiin kiteisiin. Tavallisesti ’···' mikrokiteiden koko kussakin hiukkasessa on keskimäärin alle 50 μ, edullisesti keskimäärin noin 5-10 μ.

• · · • · « • · ·

Tuotantoparametreista, erityisesti mikrokiteytyksessä käytetystä lämpötilasta, riippuen lakti-toli kiteytyy pääosin joko monohydraattina tai vedettöminä mikrokiteinä. Korkeammat lämpötilat suosivat vedettömien kiteiden muodostumista. Hiukkaset voivat sisältää puhtaita yksittäisiä kidemuotoja tai ne voivat sisältää erilaisten laktitolin kidemuotojen seoksia. * Alussa voi muodostua myös laktitolin hydraattimuotoja, jotka sisältävät kaksi tai kolme ’···' molekyyliä sitoutunutta kidevettä, mutta kuivausolosuhteet valitaan tavallisesti siten, että : nämä hydraatit menettävät ainakin osan sitoutuneesta vedestä. Tavallisesti tuotetaan laktito- limonohydraatin ja vedettömien laktitolikiteiden seos, jossa on jonkin verran amorfista laktitolia.

10 107732

Tuotteen kiteisyysaste on tavallisesti kuitenkin korkea. DSC-mittausten mukaan kiteisyys-aste on tavallisesti niin korkea kuin 90 % tai enemmän.

Edullisen mikrokiteisen laktitolituotteen vesipitoisuus vaihtelee tuotantoparametrien mukaan 0,1 %:n ja noin 6 %:n välisellä alueella. Näin ollen keksinnön mukaisen mikrokiteisen laktitolituotteen vesipitoisuus on melko usein puhtaan vedettömän laktitolin ja puhtaan laktitolimonohydraatin välillä.

DSCrllä (differentiaalinen pyyhkäisykalorimetri) määritettynä sulamiskäyttäytymisessä näkyy tavallisesti piikkejä ainakin laktitolimonohydraatin sulamisvälillä (noin 95-100 °C) ja vedettömän laktitolin sulamisvälillä (noin 145-150 °C). DSC-piikkejä on kuitenkin usein myös muiden vedettömien muotojen sulamisvälillä (noin 120-123 °C) ja jopa dihyd-raatin sulamisvälillä (noin 72-78 °C). Varsinainen sulaminen tapahtuu tavallisesti korkeammalla vedettömän laktitolin sulamisvälillä, koska näytteessä on miltei aina jonkin verran vedetöntä laktitolia. Koska hiukkaset sisältävät valtavan määrän pieniä kiteitä, joilla on keskenään erilainen sulamiskäyttäytyminen, tuotetta ei voida tavallisesti pitää puhtaana laktitolin kidemuotona.

Keksintöä kuvataan nyt muutamien esimerkkien avulla. Näiden esimerkkien ei tule ymmärtää rajoittavan keksintöä millään tavalla.

.···. Esimerkki 1

Laktitoliliuos (konsentraatio 49,6 paino-%, puhtaus yli 99 % kuiva-aineesta) syötettiin *·[·’ kuumennettuun syöttösäiliöön. Liuoksen lämpötila syöttösäiliössä pidettiin 52 ± 2 °C:ssa.

• · *..·* Liuos johdettiin säiliöstä vläsumutussuuttimeen nopeudella 28 kg/h. Liuoksen syöttöpaine :.V vaihteli 130 ja 150 baarin välillä.

* · · • · · • · ·

Liuoksen kanssa samanaikaisesti suuttuneen syötettiin pieniä hiukkasia kuivattua tuotetta :*·*: nopeudella 23 kg/h. Myös kuivausilmaa syötettiin laitteeseen kuivaamaan sumutettua liuos- ta ja kostuneita hiukkasia. Ilman lämpötila säädettiin noin 100-105 °C:seen. Osittain kuivuneet pisarat ja kuivasyöteseos laskeutuivat yhdensuuntaisesti ilmavirran mukana kohti : “ pohjaseulaa, jossa lämpötila oli 45-65 °C.

• · : Laite pidettiin toiminnassa näissä olosuhteissa yhdeksän minuutin ajan. Tänä aikana agglo- • · » .·*·. meroitunut, huokoinen jauhekerros, jonka paksuus oli noin 2 cm, kerääntyi seulalle. Lakti- tolikerrosta vakioitiin seulalla noin 30 minuutin ajan, ja lämpötila laskettiin hitaasti 50 11 107732 °C:sta 45 °C:seen. Mikrokiteinen tuote kerättiin talteen seulalta, sitä jauhettiin kevyesti ja se siivilöitiin.

Mikrokiteisen laktitolituotteen vesipitoisuuden havaittiin olevan 3,5 %.

Esimerkki 2

Esimerkin 1 mukainen toimenpide toistettiin useita kertoja erilaisissa koeolosuhteissa. Kiinteä syöte sisälsi kierrätettyä mikrokiteistä laktitolia. Koeolosuhteet esitetään taulukossa 1.

Mikrokiteisen laktitolituotteen vesipitoisuus analysoitiin Karl Fischerin menetelmällä ja sulamiskäyttäytyminen määritettiin differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrillä (DSC).

Tuotteiden analyysitulokset esitetään taulukossa 2.

» · · • · • · ««· • · · • ♦ • « • « · • · · • · · »·« ··» « · « * • · · • · • ♦ · • · ♦ · · « « « « · · ··· » · » • ♦ ♦ «·· « · · * · ♦ • · • · « • · · • ♦ « · ··· • · ♦ • « » • · · ♦ · · ♦ * « · ♦

Taulukko 1 Laktitolin mikrokiteytysolosuhteet 12 107732

Kui-

Koe Aika Syöt- Syöteliuok» vaus- Lamp. Lamp. Ka.

roin tö- sen ilman seulan seulan Syöte, Loppu- liuok- paine kons. Lämp. lämp. alap. yläp. kuiva tuote sesta bar ka. % °C °C °C °C kg kg % 1 0 30 51,1 50-54 100 64 64 2,5 15 40 112 54 52 7,0 64 2 0 60 51,1 50-54 108 65 64 3,3 6 45 119 58 58 4,1 20 3 0 30 51,1 50-54 104 70 72 2,8 6 50 108 57 57 4,0 30 4 0 75 49,6 50-54 100 71 69 4 16 80 100 50 50 6,6 39 5 0 40 49,6 50-54 96 58 61 3 19 70 109 52 55 5,5 45 6 3 90 49,6 50-54 99 53 55 3 8 110 102 45 48 4,3 30 7 0 80 49,6 50-54 96 58 61 1,9 4 80 104 49 50 2,8 32 8 0 100 49,6 50-54 126 74 82 3,6 9 130 98 45 47 5,9 39 9 0 140 49,6 50-54 100 57 65 3,5 9 130 104 44 47 5,6 38 • * · 10 0 50 54,2 64-67 81 57 57 4,4 8 60 100 48 52 5,6 22 * · * • · · n o 70 54,2 64-67 80 59 57 4,9 10 H° 99 52 54 8,4 42 • * ♦ « · • · · • » · • ♦ » · « • · « · ·

Taulukko 2 Tuotteen vesipitoisuus 13 107732

Koe Vesi Kuvaus DSC-piikit lämpötiloissa

% °C °C °C

1 4,5 Hyvä kerros 86,4 150,6 2 0,6 Hyvä kerros 96,1 122 152,5 3 2,6 Hyvä kerros 93,8 152,3 4 3,9 Hyvä kerros 94,5 152 5 5,3 Hyvä kerros '93,9 142,9 6 3,8 Hyvä kerros 94,3 152,5 7 2,4 Hyvä kerros 76,8 92,4 152,9 8 5,1 Hyvä kerros 93,9 146,5 9 3,5 Hyvä kerros 78,4 93,3 153,4 10 5,0 Hyvä kerros 96,7 134,1 145,3 11 5,4 Hyvä kerros 97 146,8

Ajojen numero 10 ja 11 kiteisyysaste määritettiin DSC:llä ja sen havaittiin olevan 94-95 %.

Esimerkki 3

Keskeytymätön leijukerrosmikrokiteytys (fluid bed microcrystallization) suoritetaan laitteessa, jossa on leijukerroskuivauskammio, joka on varustettu kammiossa keskiosassa sijaitsevalla sumutussuutinjärjestelmällä. Laite sisältää pohjaseulan, jossa on reikä raskaimpien hiukkasten poistamiseksi, sekä syklonin kevyiden hiukkasten talteenottamiseksi.

• * • φ · * · ·

Kammioon ladataan 1 kg jauhettua laktitolia toimimaan laktitolin mikrokiteytyksen ymp-päysaineena. Jauhettu laktitoli fluidisoidaan ilmavirran (lämpötila 100-105 °C) kanssa poh-jaseulan läpi. Laktitoliliuos (konsentraatio 50 %, puhtaus yli 99 % ka.) syötetään 50 °C:n : V: lämpötilassa kammioon pumpulla, atomisoidaan suuttimella ja sumutetaan fluidisoituneen 4 « . *: *. laktitolij auheen ylle.

Liuos johdetaan nopeudella 1 kg/h fluidisoituneeseen laktitolijauheeseen. Ilmavirran nopeus • · · L. säädetään fluidisoimaan laktitolia ja haihduttamaan vettä nopeudella, joka riittää laktitolin \ kiteytymiseen. Mikrokiteinen laktitoliagglomeraatti muodostuu, kun laktitoli kiteytyy lakti- : *.· tolijauhehiukkasten ympärille. Agglomeraatit pysyvät fluidisoituneessa tilassa kunnes ne laskeutuvat alas niiden painon noustessa riittävän korkeaksi. Laktitoliagglomeraatteja kerä-tään keskeytyksettä talteen pohjareiän kautta.

• · · • · · • · · • · « · • · « 14 107732

Kuivauskammiossa keveimmät, ei-agglomeroituneet laktitolihiukkaset poistetaan kammion yläosasta poistuvan ilmavirran mukana. Tämä hieno laktitoliaines otetaan talteen syklonissa ja syötetään takaisin kammioon toimimaan jatkuvana siemenaineen virtana.

Talteen kerättyä agglomeroitunutta tuotetta vakioidaan 45-50 °C:n lämpötilassa 30 minuutin ajan mikrokiteytymisen loppuun saattamiseksi.

Steady-state-olosuhteet saavutetaan, kun kaikki alkusiemenenä käytetty jauhettu laktitoli on otettu talteen prosessista. Sen jälkeen saatu tuote on kokonaan mikrokiteistä tuotetta, joka koostuu läpi koko rakenteensa mikrokiteisestä laktitolista.

Esimerkki 4

Mikrokiteinen laktitolituote, jonka vesipitoisuus oli noin 5 %, arvioitiin tavanomaisessa suklaan valmistuksessa.

Käytettiin seuraavia valmi.smsaineita

Kaakaoliuos (cocoa liquor) (BCM) 13,4 %

Kokomaitojauhe (Kerrygold Ingredients) 13,4 %

Mikrokiteinen laktitoli 44,0 %

Litesse II (Cultor Food Science Inc.) 4,8 %

Kaakaovoi (BCM) 23,7% « « *···1 Vanilliini (Claremont Ingredients) 0,2% • · · *..·1 Lesitiini 0,5 % » • · · • · · * · · • · ·

Maitojauhe, mikrokiteinen laktitoli, Litesse II (modifioitu polydekstroosi), vanilliini ja :V: kaakaoliuos sekoitettiin Stephan-sekoittimessa osan kaakaovoita kanssa. Seos johdettiin kolmen valssijauhimen (roll refiner) läpi hiutaleiden aikaansaamiseksi. Hiutaleita sekoitettiin jälleen Stephan-sekoittimessa ja osa kaakaovoista lisättiin. Seosta hienonnettiin uudel-leen korkeammilla paineilla, jotta hiutaleille saatiin hyväksyttävä partikkelikoko.

• · ♦ • · · • · · • · ·

Tuloksena saatuja hiutaleita säilytettiin valmiina valssaukseen. Ennen valssausta hiutaleita • · : 1·· esikuumennettiin uunissa, jonka lämpötila oli säädetty 50 °C:seen. Hiutaleet laitettiin vals- « 1 · s...· siin, jonka lämpötila oli säädetty 60 °C:seen. Lataamisen aikana lisättiin jäljelle jäänyt . ’·. kaakaovoi, jotta lopullinen rasvapitoisuus olisi noin 35 %. Tässä vaiheessa lisättiin pieni • « i määrä lesitiiniä. Näyte-erää valssattiin 24 tunnin ajan. Jäljelle jäänyt lesitiini lisättiin tuntia • · *** ennen erän ottamista pois valssista.

15 107732

Vertailun vuoksi toimenpide toistettiin toisen erän kanssa muuten samalla tavalla, mutta mikrokiteinen laktitoli oli korvattu standardilla kiteisellä laktitolimonohydraatilla (Lactitol MC, Xyrofin Oy).

Kahden erän valmistuksessa ei ollut merkittäviä prosessointieroja. Kummankaan erän kanssa ei ollut mitään vaikeuksia, ja tuloksena saatu suklaa oli molemmissa tapauksissa hyväksyttävää.

Kahden erän hiukkaskokoanalyysi osoitti, että molemmissa tapauksissa saavutettiin hyväksyttävä hiukkaskoko. Suklaan hiukkaskoossa esiintyi merkityksetön ero verrattaessa mikro-kiteisen laktitolin käyttöä (10-12 mm) laktitolimonohydraattiin (9-10 mm).

Kahden näyte-erän viskositeetti määritettiin käyttämällä Haake RV20 -viskosimetriä, johon oli sovitettu RC20 reokontrolleri. Havaittiin, että keksinnön mukaisella mikrokiteisellä laktitolilla valmistetun erän viskositeetti ei merkittävästi kohonnut, kun sitä pidettiin 50 °C:ssa yhden viikon ajan, kun taas laktitolimonohydraatilla valmistettu erä sakeutui huomattavasti 50 °C:ssa säilytettäessä. Se seikka, että mikrokiteisellä laktitolilla valmistettu suklaa ei sakeutunut, on selvä etu laktitolimonohydraattiin nähden, ja täysin yllättävää makeuttajalle, joka sisältää noin 5 % kosteutta, joko vapaana tai sitoutuneena.

Esimerkki 5 • · · • · • ·

Valmistettiin standardin reseptin mukaan sarja madeiraleivonnaisia käyttäen keksinnön • · **! mukaista mikrokiteistä laktitolia, kaupallista kiteistä laktitolia (Xyrofin Oy) ja jauhettua laktitolia (Xyrofin Oy).

• · • · • · · • · • · ·

Laktitolit sekoitettiin kukin erikseen sorbitolin, jauhojen, rasvan (high ratio fat), kuoritun « · · V · maitojauheen, munan, suolan, leivinjauheen, sumutuskuivatun munajauheen ja asesulfaami K:n kanssa. Seos pantiin paperikapseleihin, ja niitä paistettiin uunissa 210 °C:ssa 30-35 :T: minuutin ajan.

• · · • · · • · ·

Leivonnaiset, joiden valmistuksessa käytettiin mikrokiteistä laktitolia, olivat laadultaan • · :,.] ’ yhtä hyviä kuin muut erät.

• · • · • · · 1 · · « » · • · · • · · • · • · • · · 16 107732

Esimerkki 6

Keksinnön mukaan tuotettua näyte-erää mikrokiteistä laktitolia arvioitiin tablettien valmistuksessa ja verrattiin standardiin laktitolimonohydraattiin (Lactitol MC, Xyrofin Oy) sekä rakeistettuun laktitolituotteeseen, joka oli valmistettu edellä mainitun patenttihakemuksen PCT/FI97/00548 (Finlac DC, Xyrofin) ohjeiden mukaan.

Arvioitavaa ainesta sekoitettiin laboratoriomittakaavan Turbula-sekoittimessa 2 minuutin ajan käyttäen voiteluaineena 0,5 % magnesiumstearaattia. Sitten sekoitettu erä tabletoitiin Manesty 2C yksilävistyspuristimella (single punch press) käyttäen halkaisijaltaan 15 mm:n viistettyä tasareunapuristinta (flat-faced bevelled edge punch).

Puristusvoimaa säädeltiin muuttamalla ylälävistimen iskua. Puristusvoima ilmoitetaan mielivaltaisella luvulla. Mitä suurempi luku, sitä suurempi puristusvoima. Näitä lukuja voidaan käyttää vain kunkin puristussarjan sisäiseen vertailuun. Lukuja ei voi vertailla, jos aines muuttuu tai joitakin laitteen asetuksia muutetaan. Säätäminen on sen tyyppistä, että sitä ei voida täysin toistaa, minkä vuoksi näitä lukuja tulee pitää vain keinona erotella näyte-erät toisistaan sekä osoittamaan joko kasvanutta tai alentunutta puristusvoimaa.

Tabletin kovuus määritettiin käyttämällä Key Instruments -yhtiön tabletin kovuustesteriä, joka mittaa voiman, joka tarvitaan rikkomaan tabletti sen halkaisijaa pitkin. Tutkittiin kymmenen tablettia, ja keskimääräinen lukema rekisteröitiin.

• · · • · • · !!! Kymmenen tabletin paksuus mitattiin käyttämällä mikrometriruuvia. Kymmenen tabletin * * *" keskiarvo rekisteröitiin.

• · · • · · • · · * « · • · *···* Kymmenen tablettia punnittiin erikseen ja niiden keskiarvo rekisteröitiin.

• ♦ ♦ • · ♦ • ♦ • * ♦ · Tablettien murenevuus määritettiin käyttäen Key Instruments -yhtiön murenevuustesteriä.

Kymmenen tablettia pudotettiin 100 kertaa ja painon häviöprosentti rekisteröitiin. Kaikki pahoin rikkoutuneet tabletit poistettiin ennen punnitusta.

• · · * · · • · ·

Mikrokiteisen laktitolin tabletoimisesta saadut tulokset esitetään taulukossa 3. Tämä aines • · 'sopi hyvin tabletoimiseen ja hyväksyttäviä tabletteja saatiin laajalla puristusvoima-alueella. • · ’···* Saatu maksimikovuus oli yli 300 N. Näiden tablettien murenevuus oli hyväksyttävää kaik- : kien niiden tablettien kohdalla, joiden kovuustulos ylitti 100 N.

• · · • « « • · • · ·«· 17 107732

Kiteisen laktitolimonohydraatin tabletoimisesta saadut tulokset esitetään taulukossa 4. Tämä aines ei sopinut hyvin tabletoimiseen vaan tuotti heikkoja yhteenliittymiä, joiden maksimikovuus oli alle 70 N. Tabletit muodostuivat kaikissa tapauksissa heikosti, ja niiden murenevuustuloksia oli mahdoton hyväksyä kaikkien tablettien hajotessa täydellisesti kokeen aikana.

Rakeisen laktitolin tabletoimisesta saadut tulokset esitetään taulukossa 5. Tällä aineksella saatiin hyviä tabletteja laajalla puristusvoima-alueella. Näiden näyte-erien kovuustulokset eivät olleet yhtä korkeita kuin mikrokiteisen laktitolin erillä maksimin ollessa 240 N verrattuna mikrokiteisen laktitolin yli 300 N:n kovuuteen. Murenevuudeltaan mikrokiteisellä laktitolilla valmistetut tabletit olivat vieläkin parempia kuin rakeisella laktitolilla valmistetut tabletit.

• · « 4 · • · • · · • · · • · • · • · · • « · • · ·

• M

• « · • « • · 4 • · « I I II· • «

Ml • · · • · · • · · I · · • · · • · · I · I • · · • · • · • «· • · » • · • · M1 · · » I I • · · • · · • 1 • · • « ·

Taulukko 3 Mikrokiteinen laktitolinäyte 18 107732

Puristus1 34,5 34 33,5 33 32,5 32

Paino (g) 0,981 0,994 0,979 0,981 0,995 0,998

Paksuus 3,859 3,9 3,864 3,95 4,18 4,4 (mm)

Kovuus (N) 330(344) 134(335) 319(301) 252(257) 156(137) 90(85)

Murenevuus 0,69 0,38 0,5 0,22 0,32 1,31 (10 tablettia)

Taulukko 4 Kiteinen Iaktitolimonohydraatti

Puristus2 32,5 32 31,5 31

Paino (g) 1,003 1,006 1,006 0,999

Paksuus 4,019 4,055 4,046 4,52 (mm)

Kovuus (N) 61(59) 62(61) 67(64) 68(64) j3; Murenevuus 100 100 100 100 **' (10 tablettia) • · • ------- ♦ ·· • · 1 • « · 0 · · ·3: Taulukko 5 Rakeinen laktitoli • · · « · • · · • · · — —________ _____ .

0 · .···. Puristus1 34 33,5 33 32,5

» I

• - - - ___ -- —

Paino (g) 1,007 0,989 1,018 0,99 • ·· V 1 Paksuus 4,029 4,138 4,414 4,614 (mm) • · ·

Kovuus (N) 240(307) 193(213) 139(133) 70(82) • · ·

Murenevuus 0,34 1,08 1,79 4,7 (10 tablettia) « • · 1 ----" ~ — ------------- t · · • · · · • · 2 • · 3 *« · 19 107732

Taulukoissa 3, 4 ja 5 suluissa esitetyt luvut on saatu valmistuksen aikana suoritetuista analyyseistä. Kaikki muut tulokset ovat peräisin analyyseistä, jotka on tehty noin 24 tuntia valmistuksen jälkeen.

^Puristusvoimia ei voida vertailla näyte-erien välillä.

Standardilla kiteisellä laktitolimonohydraatilla saatiin heikkoja tabletteja, kun sen sijaan keksinnön mukaisen mikrokiteisen laktitolin näyte-erä oli jopa rakeiseen laktitoliin verrattuna parempi. Valmistetuilla tableteilla oli korkeampi kovuus ja hyväksyttäviä tabletteja saatiin laajemmalla puristusvoima-alueella. Myös näiden erien murenevuus oli parempi rakeisen laktitolin näyte-erillä havaittuihin tuloksiin verrattuna.

Esimerkki 7

Esimerkissä 1 kuvatun menetelmän mukaan tuotetun mikrokiteisen laktitolierän fysikaaliset ominaisuudet analysoitiin. Käytettiin seuraavia analyysimenetelmiä:

Kosteus mitattiin käyttäen kulometristä Karl Fischerin titrausta.

DSC-analyysi suoritettiin nopeudella 10 °C/minuutti.

Valuvuus: 500 g näytettä kaadettiin 500 ml:n mittasylinteriin. Näytettä juoksutettiin 10 kertaa, nesteen pinta asetettiin vaakasuoraan ja näytemäärä punnittiin.

Hygroskooppisuus: 10 g näytettä punnittiin petrimaljalle. Avoin malja asetettiin kosteus-kaappiin. Painon muutos mitattiin. Käytettiin kosteuskaappeja, joiden lämpötila oli 25 °C ja suhteellinen kosteus 60 % sekä joiden lämpötila oli 40 °C ja suhteellinen kosteus 70 %.

• 1 ’···’ Hiukkaskokojakautuma: Hiukkaskoon määrittämiseen käytettiin seulonta-analyysiä.

• · · ’·'··1 Liukenemisnopeus: 100 g näytettä pantiin 100 g:aan vettä 20 °C:ssa ja 40 °C:ssa. Liuok- • · · *...· sen sekoittamiseen käytettiin pientä melasekoitinta, 250 rpm. Liukenemisen aikana määri- ::: tettiin taitekerroin.

: Liukenemislämpö: 40 g näytettä liuotettiin 670 g:aan tislattua vettä 25 °C:ssa. Liukenemis- lämpö määritettiin vakiossa lämpötilaympäristössä toimivalla kalorimetrillä.

- SEM-valokuvat otettiin mikrokiteisestä laktitolista.

« · · • · · • · · • · «

Mikrokiteistä laktitolia verrattiin kauppalaatuiseen laktitolimonohydraattiin (Lactitol MC

: 1' L125 erä 22117, Xyrofin Oy, Kotka). Analyysitulokset esitetään taulukossa 3.

• · • · · · 1 • · « • · » · ·

Taulukko 3 20 107732

Analyysi Mikrokiteinen Monohydraatti

Kosteus, % 5,1 5,1 DSC. 10°C/min, huippu 96.5 104,1 147,4

Valuvuus, s 17 23

Massatiheys, g/500 ml 325 360

Liukenemislämpö, cal/g 15,4 15,6

Seulonta-analyysi >0.710 mm 0,6 15,2 > 0.560 mm 2,3 17,9 > 0.450 mm 8,3 20,6 > 0.315 mm 31,5 25,8 > 0.250 mm 21,6 15,1 > 0.180mm 21,1 4,8 > 0.100 mm 13,0 0,7 0 1,6 0,0

Keskim. hiukkaskoko, mm 0,29 0,47

Vaihtelukerroin 39 30

Molemmat laktitolit sisälsivät 5,1 % vettä. Mikrokiteisen laktitolin DSC-diagrammi sisälsi kaksi piikkiä, kun taas monohydraatilla niitä oli vain yksi. Mikrokiteisellä laktitolilla oli • · · • parempi valuvuus ja massatiheys oli alhainen. Mikrokiteisen laktitolin keskimääräinen : * * *: hiukkaskoko oli pienempi.

* · · • · · • · · .*·*. 100 g mikrokiteistä laktitolia liukeni 4 minuutissa 100 g:aan vettä 20 °C:n lämpötilassa

III

verrattuna monohydraatin noin 5 minuuttiin. Mikrokiteisen laktitolin pienempi hiukkas- « · « koko saattaa olla yksi syy suurempaan liukenemisnopeuteen.

« · ·

Mikrokiteinen laktitoli absorboi vettä samalla tavoin kuin monohydraatti molemmissa

• I I

*·’ * sääkaapeissa. 25 °C:n lämpötilassa ja 60 % suhteellisessa kosteudessa mikrokiteisen lakti- • · # * tolin veden sorptio oli 0,05 % verrattuna monohydraatin 0,02 %:iin. 40 °C:n lämpötilassa ·*·.. ja 70 % suhteellisessa kosteudessa luvut olivat vastaavasti 0,11 % ja 0,04 %.

• * * · • · M * \ SEM-kuvissa, jotka on suurennettu 400 x (kuva 1), mikrokiteinen laktitoli näyttää kiteen * * * ‘·:·* kokoisilta kokkareilta, joiden sisällä on pieniä kiteitä. Mikrokiteinen rakenne näkyy hyvin selvästi 4800 x suurennoksella (kuva 2).

Claims (38)

1. Menetelmä laktitolin kiteyitämiseksi laktitolimonohydraattia sisältäväksi kiteiseksi tuotteeksi, jossa - liuennutta laktitolia sisältävä neste saatetaan yhteyteen mikrokiteistä laktitolia sisältävien leijuvien kiinteiden pienhiukkasten kanssa; - olennainen osa mainitun nesteen liuotinkomponenttia poistetaan ja tuloksena saatavan laktitoliaineksen annetaan muodostaa olennaisesti kiinteä ainekoostumus, joka käsittää suuren joukon laktitolimonohydraattia sisältäviä mikrokiteitä; ja - mainittu laktitolikoostumus vakioidaan lisävaiheessa sellaisen tuotteen aikaansaamiseksi, joka koostuu olennaisesti läpi koko rakenteensa suuresta joukosta laktitolimonohydraattia sisältäviä laktitolimikrokiteitä satunnaisesti yhteen agglomeroituina.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu neste on laktitolin vesiliuos, jonka laktitolikonsentraatio on noin 30-80 paino- %, edullisesti noin 40-70 paino- %.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu neste kuumennetaan noin 45-80 °C:n lämpötilaan, edullisesti noin 50-70 °C:seen, ennen mainittua yhteyteen saattamista. • · · · • ·

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa • · · :...* yhteyteen saattamisessa mainittua nestettä sumutetaan mainittujen leijuvien kiinteiden :. ·. · pienhiukkasten yhteyteen. • · · • · • · • · ·

5. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu neste sisältää pienen osan apuainetta, aktiivista aineosaa ja/tai muuta makeuttajaa kuin laktitolia.

• · .... 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että samaan aikaan toimitetaan sekundäärinen sumutus toista nestettä, joka sisältää apuainetta, aktiivista aine- • · ·„: : osaa ja/tai muuta makeuttajaa kuin laktitolia. • · · • · • · ·

7. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu sii- • · • « ··· 22 107732 tä, että mainitun liuottimen mainittu poisto suoritetaan käyttämällä kuivauskaasua, kuten esimerkiksi ilmaa, joka on kuumennettu noin 60-200 °C:n lämpötilaan, edullisesti noin 90-160 °C:seen.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu liuotin on vettä ja mainitun liuottimen poiston jälkeen saadaan laktitoliaines, jonka vapaa kosteuspitoisuus on kuivattu noin 0,1-5 %:iin, edullisesti 0,1-3 %:iin, samalla kun mainittu laktitoliaines on yhä leijuvassa tilassa.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu vakiointi käsittää mainitun koostumuksen kuivaamisen.

10. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua vakiointia ylläpidetään siten, että laktitolin mikrokiteytyminen voi mainitussa koostumuksessa edetä.

11. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun koostumuksen annetaan laskeutua liikkuvalle hihnalle ja muodostaa sille olennaisesti jatkuva agglomeroitunut huokoinen jauhekerros, jonka paksuus on noin 0,5-5 cm, edullisesti noin 1-3 cm.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuun vakiointiin sisältyy mainitussa agglomeroituneessa kerroksessa olevan mainitun koostumuk-sen käsittely kuivauskaasulla, jonka lämpötila on noin 50-70 °C, noin 10-180 minuutin • · · • · ajan tai kauemmin, sellaisen tuotteen aikaansaamiseksi, jonka suurin osa on laktitolimono-hydraattia. • · « • · :V:

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuun vakiointiin sisältyy mainitussa agglomeroituneessa kerroksessa olevan mainitun koostumuksen käsittely kuivauskaasulla, jonka lämpötila on nom 70-100 °C, noin 10-180 minuutin .···. ajan tai kauemmin, sellaisen laktitolimonohydraattia sisältävän tuotteen aikaansaamiseksi, * » Γλ" jonka suurin osa on vedetöntä laktitolia. • · ·

14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että edelleen jäähdytetään mainittu vakioitu agglomeroitunut kerros, sellaisen olennaisesti tasaisen, .···. huokoisen ja hauraan levyn aikaansaamiseksi, joka käsittää mikrokiteistä laktitolia. • · ·

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainit- 23 107732 tua levyä kevyesti murskataan, jotta mainittu agglomeroitunut kerros hajoaisi.

16. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että edelleen fraktioidaan mikrokiteiset laktitolihiukkaset ja ainakin osaa niistä kierrätetään, jolloin mikrokiteistä laktitolia sisältävistä mainituista kiinteistä pienhiukkasista saadaan syöte.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että otetaan talteen mikrokiteiset laktitolihiukkaset, joiden hiukkaskoko on keskimäärin noin 0,1-2 mm, edullisesti noin 0,15-0,4 mm.

18. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että noin 10-90 %, edullisesti noin 30-70 % kuiva-aineesta on peräisin syötteestä, joka koostuu kiinteistä mikrokiteisistä hiukkasista.

19. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kierrätetään mikrokiteisiä laktitolihiukkasia, joiden keskimääräinen hiukkaskoko on alle noin 0,2 mm, edullisesti alle noin 0,1 mm.

20. Hiukkasmainen kiteinen laktitolituote, tunnettu siitä, että jokainen hiukkanen koostuu olennaisesti läpi koko rakenteensa suuresta joukosta laktitolimonohydraattia sisältäviä laktitolimikrokiteitä satunnaisesti yhteen agglomeroituina. • · * • · • · * . — . 21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen laktitolituote, tunnettu siitä, että laktitolin • · puhtaus on yli 80 %, edullisesti yli 90 %, edullisimmin 98 % tai enemmän. • · φ • · · • · ·

21 107732

22. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen laktitolituote, tunnettu siitä, että maini- I « ( tut hiukkaset on tuotettu mikrokiteyttämällä nestettä, joka sisältää liuennutta laktitolia, *·* ‘ yhdessä mikrokiteistä laktitolia sisältävien kiinteiden pienhiukkasten kanssa.

23. Patenttivaatimuksen 20, 21 tai 22 mukainen laktitolituote, tunnettu siitä, että ·*’*: noin 10-90 %, edullisesti noin 30-70 % lopputuotteen kuiva-aineesta on peräisin syöttees- : *. tä, joka koostuu kiinteistä mikrokiteisistä hiukkasista. • * · *·« · • · ·

24. Jonkin patenttivaatimuksista 20-23 mukainen laktitolituote, tunnettu siitä, että se • · · ;.ί · sisältää hiukkasia, joiden keskimääräinen hiukkaskoko on noin 0,1-2,0 mm, edullisesti *:·*: noin 0,15-0,4 mm. 24 107732

25. Jonkin patenttivaatimuksista 20-24 mukainen laktitolituote, tunnettu siitä, että jokaisen hiukkasen sisältämien mikrokiteiden koko on keskimäärin alle 50 μ, edullisesti 5-10 μ.

26. Jonkin patenttivaatimuksista 20-25 mukainen laktitolituote, tunnettu siitä, että se käsittää huokoisen ja hauraan koostumuksen, joka sisältää vedettömän laktitolin ja laktitoli-monohydraatin mikrokiteitä.

27. Jonkin patenttivaatimuksista 20-23 mukainen tunnettu siitä, että mainitut mikro-kiteet käsittävät olennaisesti laktitolimonohydraattia.

28. Jonkin patenttivaatimuksista 20-25 mukainen laktitolituote, tunnettu siitä, että mainitut mikrokiteet käsittävät olennaisesti vedetöntä laktitolia.

29. Jonkin patenttivaatimuksista 20-28 mukainen laktitolituote, tunnettu siitä, että mainittu hiukkasmainen tuote sisältää lisäksi rakenteellisena osana rakennettaan muita aineosia, kuten esimerkiksi apuaineita, aktiivisia aineosia ja/tai muita makeuttajia.

30. Patenttivaatimuksen 20 mukaisen mikrokiteisen laktitolituotteen käyttö massamakeutta-jana (bulk sweetener) korvaamaan sakkaroosi joko kokonaan tai osittain.

31. Patenttivaatimuksen 20 mukaisen mikrokiteisen laktitolituotteen käyttö konditoriatuot- ... teissä, leipomotuotteissa, viljatuotteissa, jälkiruoissa, hilloissa, juomissa, suklaassa, puru- kumissa, jäätelössä ja dieettituotteissa samoin kuin lääkevalmisteissa, kuten esimerkiksi **;* laksatiiveissa, ja suuhygieniatuotteissa, kuten esimerkiksi hammastahnassa. • · · • * *

32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että mainittua laktitolia • * käytetään lääkevalmisteessa olennaisesti inerttinä aineosana, kuten esimerkiksi laimennus-:.· .* aineena, kantajana ja/tai apuaineena.

:***: 33. Patenttivaatimuksen 20 mukaisen mikrokiteisen laktitolituotteen käyttö tablettien val- mistukseen. • · *

34. Erityinen makeuttaja, joka käsittää patenttivaatimuksen 20 mukaista mikrokiteistä laktitolia. • · · * · · * · ·

35. Patenttivaatimuksen 34 mukainen erityinen makeuttaja, joka koostuu pääasiassa mainitusta mikrokiteisestä laktitolista. 25 107732

36. Tabletti, joka on valmistettu suorapuristamalla koostumus, joka sisältää mikrokiteistä laktitolia, joka on valmistettu saattamalla leijuvat mikrokiteiset laktitolihiukkaset yhteyteen laktitoliliuoksen kanssa, kuivaamalla mainittu koostumus laktitolin mikrokiteyttämiseksi ja vakioimalla mainittu koostumus sellaisen tuotteen aikaansaamiseksi, joka koostuu olennaisesti läpi koko rakenteensa suuresta joukosta laktitolimonohydraattia sisältäviä laktitoli-mikrokiteitä satunnaisesti yhteen agglomeroituina.

37. Syötävä, lääke- tai suuhygieniatuote, joka sisältää kiteistä laktitolia, tunnettu siitä, että mainittu tuote on konditoriatuote, leipomotuote, viljatuote, jälkiruoka, hillo, juoma, suklaa, purukumi, jäätelö tai dieettituote tai yhtä hyvin lääkevalmiste, kuten esimerkiksi laksatiivi, tai suuhygieniatuote, kuten esimerkiksi hammastahna, ja mainittu laktitoli on mikrokiteistä laktitolia, joka on valmistettu saattamalla leijuvat mikrokiteiset laktitolihiukkaset yhteyteen laktitoliliuoksen kanssa, kuivaamalla tuloksena saatava koostumus laktitolin mikrokiteyttämiseksi ja vakioimalla mainittu koostumus sellaisen tuotteen aikaansaamiseksi, joka koostuu olennaisesti läpi koko rakenteensa suuresta joukosta laktitolimonohydraattia sisältäviä laktitolimikrokiteitä satunnaisesti yhteen agglomeroituina.

38. Suorapuristettava kiteinen laktitolituote tablettien valmistamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu laktitolituote on valmistettu saattamalla leijuvat mikrokiteiset laktitolihiukkaset yhteyteen laktitoliliuoksen kanssa, kuivaamalla tuloksena saatava koostumus laktitolin mikrokiteyttämiseksi ja vakioimalla mainittu koostumus sellaisen tuotteen aikaansaamiseksi, joka koostuu olennaisesti läpi koko rakenteensa suuresta joukosta laktitolimono-hydraattia sisältäviä laktitolimikrokiteitä satunnaisesti yhteen agglomeroituina. • · * · • · · • ♦ · • · « • · · * » · • · * · · • · * 1 · * 1 · • · * ·· • · · « • · · • « • · · • · • · · * · * 1 · • · · • · · · * · · « · • 1 · • · · · 26 107732