JP2002136576A - シームレスカプセルの製造方法 - Google Patents
シームレスカプセルの製造方法Info
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Abstract
覆してなる球形状のシームレスカプセルの表面にS字状
の傷がなく,かつ,球形度、アイズ径,偏芯度等の工程規
格の全てを満足するシームレスカプセルの製造方法を提
供する。。 【解決手段】同芯多重ノズルの先端を下向きにして硬化
液の液面よりも上方に配置し、同芯多重ノズルから流下
される、充填物質とその外側の皮膜物質とからなる同芯
円柱状の併合液流を硬化液中に没入させ、硬化液中で併
合液流を寸断して液滴を形成する。液滴の被膜物質は硬
化液により硬化され、これによりシームレスカプセルが
形成される。液滴を硬化液に投下する方法ではないの
で、液面との衝突による液滴の変形は生じない。多重ノ
ズルの先端は硬化液の液面よりも上方にあるので、硬化
液中に含まれている水分がノズルの表面に付着し、その
水分が併合液流に侵入することもない。
Description
らなる充填物質をゼラチン等からなる皮膜物質で被覆し
てなる球形状のシームレスカプセルの製造方法に関す
る。
カプセルを製造する場合には、例えば、特開平4−33
8230号公報に示されるように、中心ノズルと、その
外側を同芯に囲む円環状ノズルからなる同芯多重ノズル
を用いる、いわゆる気中ノズル法によっていた。
ら液状の充填物質を流出させると共に、中心ノズルを囲
む円環状ノズルからは液状の皮膜物質を流出させ、充填
物質の流れの外側を被うよう皮膜物質が流れる同芯円柱
状の併合液流を形成する。
によって併合液流を空気中でその先端から順次寸断する
ことによって液滴を形成し、この液滴を硬化液の液面に
落下させ、この硬化液と接触させて皮膜物質を硬化さ
せ、これにより、充填物質を皮膜物質で被覆してなる球
形状のシームレスカプセルを製造していた。
滴が硬化液の液面に落下して衝突することによって変形
するので、製造されたシームレスカプセルの球形度にば
らつきが生ずるという問題があった。
シームレスカプセルをばらつき無く得るためのシームレ
スカプセル製造方法を提供することにある。
ルの下端部を硬化液中に浸漬してこの下端開口から同芯
円柱状の併合液流を硬化液中に流出させることが提案さ
れたが、この液中ノズル法では、シームレスカプセルの
表面にS字状の傷が付くという不具合が発生することが
判明した。
S字状傷の発生は、硬化液中に混入分散している水分に
よることを見出した。
浸漬されている高温の同芯多重ノズルの下端部の外表面
に付着して凝縮し、これが徐々に成長して大きな液滴と
なると、外表面を伝って降下し、ノズル下端から流出直
後の併合液流に侵入して併合液流の外周面にその長さ方
向に向かう縦縞を付け、この併合液流を寸断することに
よって形成された液滴が硬化液中で回転することにより
S字状の傷となることを見出した。
れた本発明は、充填物質を皮膜物質で被覆してなるシー
ムレスカプセルを製造する方法において、中心ノズル
と、その中心ノズルを同芯に囲む円環状ノズルとを有す
る同芯多重ノズルを、その先端が硬化液の液面の上方に
おいて下向きとなるように配置するステップと、液状の
充填物質を同芯多重ノズルの中心ノズルに供給すると共
に、液状の皮膜物質を同芯多重ノズルの円環状ノズルに
供給するステップと、中心ノズルから流出される液状の
充填物質の流れと円環状ノズルから流出され該充填物質
の流れの周囲を流れる液状の皮膜物質の流れとからなる
同芯円柱状の併合液流を硬化液中に没入させるステップ
と、硬化液中に没入された併合液流をその先端から寸断
して液滴を形成するステップと、液滴の皮膜物質を前記
硬化液と接触させて該皮膜物質を硬化させるステップと
を含むことを特徴としている。
ではないので、液面との衝突による液滴の変形は生じな
い。また、同芯多重ノズルの先端は硬化液の液面よりも
上方にあるので、硬化液中に含まれている水分がノズル
表面に付着し、その水分が併合液流に侵入することもな
い。よって、S字状の傷の発生も防止できる。
を加える手段が好適である。
場合、併合液流の没入位置は形成管の中心から偏芯した
位置とすることが好ましい。この場合、形成管内ではそ
の内側と外側とで硬化液の流速に差が生じているので、
液滴が回転され、これによっても液滴の形状が良好とな
る。
たとき、同芯多重ノズルの先端と硬化液の液面との間の
距離を0.5dないし3dの範囲内に設定することが有
効である。
適な実施の形態を説明する。図1は、本発明によるシー
ムレスカプセルの製造方法を実施するためのシステムを
概略的に示しており、図2は、当該システムで用いられ
る同芯多重ノズル及びその周辺の構成を拡大して示して
いる。
辛料、芳香剤等からなる液状の充填物質(以下、単に薬
液と言う)を貯溜している薬液タンクを示している。薬
液タンク1内の薬液は、可変吐出量型の薬液ポンプ3に
より、配管33を通して抽出され、配管23を経て同芯
多重ノズル4に供給される。同芯多重ノズル4への薬液
の流れは可能な限り安定したものであることが望ましい
ため、薬液ポンプ3は、流れに脈動を与えない型式のも
のが好ましい。
からゲル化する性質を有する物質、例えばゼラチン、寒
天、カラギーナン若しくはアルギン酸、又は、グアーガ
ム若しくはキサンタムガム等のガム類のような物質から
なる液状の皮膜物質(以下、単にゼラチン溶液と言う)
を貯溜しているゼラチンタンク(第1のタンク)5を示
している。
されている間、このゼラチンタンク5の周囲に設けられ
ている温水ジャケット9内を循環する温水により加熱さ
れることによって一定の温度、例えば、50℃に維持さ
れている。温水ジャケット9内を循環する過程で降温し
た温水は管36を経て第1恒温槽7内に導かれ、ここで
ヒータ8により加熱されることによって昇温した後、管
37、第1温水ポンプ10、管38を経て再び温水ジャ
ケット9内を循環する。
れに脈動を形成しない可変吐出型ゼラチンポンプ15に
より、二重管14の内管14aを通って抽出され、二重
管16の内管16a、中間加熱器6の螺旋管6a、二重
管17の内管17a、配管19をこの順に通って同芯多
重ノズル4に供給される。
間の環状空間には、加熱流体としての温水がゼラチンタ
ンク5側の端部に設けられた流入口から導入される。こ
の温水は、第2恒温槽12においてヒータ13により加
熱され一定の温度に維持されたものが、第2温水ポンプ
18によって管39及び管40を経て二重管14に供給
されるようになっている。内管14aと外管14bとの
間を流れるこの温水により、二重管14の内管14a内
を流れるゼラチン溶液が加熱される。
に流入した温水は、管41を経て、ゼラチンポンプ15
の温水ジャケット15aに流れ、その後、管45を経て
二重管16の内管16aと外管16bとの間の環状空間
内に流入する。この過程で、内管16a内を流れるゼラ
チン溶液は、内管16aと外管16bとの間を流れる温
水により加熱される。
て中間加熱器6に入り、螺旋管6aの周囲を流れる過程
で、螺旋管6a内を流れるゼラチン溶液を加熱する。そ
して、中間加熱器6から流出した温水は管43を経て二
重管17の内管17aと外管17bとの間の環状空間に
入り、この空間を流過する過程で内管17a内を流れる
ゼラチン溶液を加熱する。この後、温水は二重管17か
ら流出され、管44を経て第2恒温槽12内に戻り、こ
こで再び加熱される。
5から同芯多重ノズル4までの移送管14a、16a、
6a、17aを流れている間に、温水により加熱される
ことによって50℃から徐々に昇温して所定の温度、例
えば、80℃となって同芯多重ノズル4に流入する。
下向きに開口する中心ノズル4aとこれと同芯でこれを
囲む円環状ノズル4bとを備え、これら中心ノズル4a
及び円環状ノズル4bの先端は形成管20内の硬化液の
液面の上方に配置されている。硬化液は、ゼラチン溶液
に触れることでゼラチン溶液を硬化させるものであり、
中鎖脂肪酸トリグリセライド、水、流動パラフィン、カ
ルシウム溶液及びダイズ油やオリーブ油等の植物油等か
ら適宜選択することができる。
ズル4内の室4cの上部には、この室4cの壁部の一部
を画成する可撓膜等からなる可動壁4dが設けられてい
る。この可動壁4dは加振器11により上下動せしめら
れて、室4c内の薬液に所定の周期及び振巾の振動を加
えることができる。従って、可動壁4dのこの動作によ
って、薬液中には下向に伝播する脈動波が発生される。
ノズル4aから下向きに流出し、これと同時に同芯多重
ノズル4に供給されたゼラチン溶液が、薬液の流れを囲
む形で円環状ノズル4bから下向きに流出する。
の外周を被うゼラチン溶液からなる同芯円柱状の併合液
流が連続的に流出し、この併合液流の下端は形成管20
内の硬化液中に没入している。この没入位置は、形成管
20の中心から偏芯した位置である。
垂直方向に延び且つ上端が開放された垂直部分を有して
いる管状体であり、この形成管20の垂直部分と同芯多
重ノズル4とは、それらの中心軸線が所定の間隔をおい
て互いに平行となる関係で配置されている。
ブタンク32が形成されており、硬化液はこのリザーブ
タンク32内に供給される。従って、リザーブタンク3
2内の硬化液は、形成管20の開放された上端から形成
管20内に流入してその内部を下方に流通するようにな
っている。
介して伝達されることによって併合液流が硬化液中でそ
の先端から順次寸断され、これによって薬液をゼラチン
溶液により被覆してなる液滴が形成される。
20内を下向に流動する硬化液に伴われて降下する。形
成管20内の硬化液の流速は中心部が速く、管壁に近く
なる程遅くなるので、形成管20の中心から偏芯した位
置にて没入され、そして寸断された液滴は、当該液滴の
外側(管壁側)を流れる硬化液と内側(形成管20の中
心側)を流れる硬化液の流速差によって、回転する。
界面張力により次第に球形となっていき、その外観は良
好なものとなっていく。また、液滴の表面のゼラチン溶
液は硬化液と接触することによって冷却され及び/又は
硬化液と反応して次第に硬化する。
るシームレスカプセルの外観的品質の向上という効果
は、液滴を硬化液の液面よりも下方で形成する場合のみ
ならず、液面の上方で形成して硬化液に滴下した場合に
も得られるものである。
部は水平方向に湾曲されている。湾曲部の先端(下端)
の開口20aは、硬化槽21内に貯溜された硬化液中に
浸漬されている。この形成管20は垂直軸まわりに回転
可能に支持されており、図示しない電動機によって回転
駆動されるようになっている。
すると、形成管20内の硬化液及びこれに伴われた液滴
は開口20aから水平方向に流出し、これによって液滴
は硬化槽21内に貯溜された硬化液中において開口20
aの旋回軌跡より若干大径の円周上に分散せしめられ、
次いで、硬化液中を緩やかに降下し、この過程でゼラチ
ン溶液が充分に硬化してシームレスカプセルとなる。
セルは硬化液に伴われて、硬化槽21の底部の開口に接
続された搬送管22に入り、この搬送管22内を通って
セパレータ23内へと送られる。セパレータ23内の上
部には、多孔板や網等からなる篩板24が傾斜して配置
されている。篩板24の目はシースレスカプセルの外径
よりも小さいので、硬化液及びシームレスカプセルがセ
パレータ23内に流入すると、硬化液は篩板24を透過
してセパレータ23の底部に落下してここに貯溜され、
シームレスカプセルは篩板24上を転動して樋25を経
て回収容器26内に落下してここに貯溜される。
中には冷却器27が浸漬されていて、この冷却器27の
伝熱管27a内には冷凍機28で冷却された冷媒が循環
する。従って、硬化液はセパレータ23の底部に貯溜さ
れている間に冷却器27の伝熱管27a内を循環する冷
媒と熱交換することによって冷却される。
リカゲル等からなる濾過材29を経てセパレータ23の
底部から抽出され、硬化液管30及びそれに介装された
硬化液ポンプ31を経て形成管20の周囲に設置された
リザーブタンク32内に入り、次いで、リザーブタンク
32の上縁を越えて形成管20内に流入する。
ち逆U字状部22aはリザーブタンク32内の硬化液の
液面よりも低くなっているが、この逆U字状部22aを
上下動ユニット34により上下させ、逆U字状部22a
とリザーブタンク32内の硬化液の液面との差を加減す
ることによって形成管20から硬化槽21を経て搬送管
22内を流動する硬化液の流速を調整することができ
る。なお、図1において、符号35は温度センサーであ
る。
ズル4から流出した同芯円柱状の併合液流の観察結果を
示している。この図3の状態は、シームレスカプセルの
外径をdとしたとき、同芯多重ノズル4の下方7.3d
の位置に形成管20の上端を配置し、併合液流が7.3
dの位置まで硬化液に接しないで流下していく状態を示
している。
質的にノズルからの併合液流の流速と振動のタイミング
で決定される。また、併合液流の粘度、ノズル径はシー
ムレスカプセルの外径dにはほとんど影響を与えない。
線応力硬化により同芯多重ノズル4の先端でパラス効果
により膨れあがって大径となる。このため、ノズル先端
から約2dの距離までは次第に細くなり、ここから約
3.3dの距離まで次第に太くなり、ここから再び約
4.6dの距離まで次第に細くなり、ここから再び約6
dの距離まで太くなり、ここから約7.3dの距離まで
次第に細くなり、硬化液に没入し、その後、併合液流の
先端が寸断される。
同芯多重ノズル4の先端と形成管20内の硬化液の液面
との距離D(図2参照)を変化させながらシームレスカ
プセルの球形度、アイズ径及び偏芯度を測定した結果を
示すものである。
との差が小さい場合、シームレスカプセルの球形度は良
好であり、図7に示すように差が大きい場合、球形度は
悪いと判断されるが、図4から理解される通り、シーム
レスカプセルの長径L1と短径L2との差は、距離Dが
3dを越えると急激に大きくなり、球形度は悪化してい
ることがわかる。
径、すなわち図8に示すシームレスカプセルの皮膜中に
形成される薬液の塊(いわゆるアイズ)Sの直径Idに
ついては、距離Dが3dとなる点を変曲点として急激な
カーブを画いて増大する。なお、アイズと称される塊S
が発生する場合は非常に少ない。
シームレスカプセルの皮膜の薄い部分の厚さW1と厚い
部分の厚さW2との比(W1/W2)は距離Dが2dと
なるまでは次第に増大し、2dから3dまではほぼ一定
で、3dから急激に減少する。
シームレスカプセルの偏芯度が大きく、液状の充填物質
の漏れ(液漏れ)につながるため不適であることが分か
った。また、距離3d以上では、球形度が悪く、シーム
レスカプセルの商品性の観点から好ましくなく、更に、
アイズ径や偏芯度が大きく、液状の充填物質の漏れ(液
漏れ)につながるため不適であった。また、硬化液中に
併合液流に伴われた気泡のかみ込みが発生するのが認め
られた。
あれば、球形度、アイズ径及び偏芯度の全てについて良
好な品質のシームレスカプセルが得られることが判明し
た。すなわち、アイズ径が500μm以下であり、偏芯
度が0.5以上であり、球形度が150μm以下であ
り、且つ、重量偏差RSDが0.35%以下であるシー
ムレスカプセルを製造することができた。更に、外観検
査において、卵型変形カプセル及びS字状傷付きカプセ
ルの出現頻度が2400個辺り1個又は0個であるシー
ムカプセルを製造することができた。
おける上から第1段目の絞り部ないしは細径部ではこの
絞り部が液面に衝突することによってこの絞り部から球
形化が進むことが妨げられれる。その結果として成形性
が悪くなって皮膜重量のバラツキが大きくなるので、距
離Dは0.5d〜1.5dの範囲が望ましい。
液を用いて図1及び図2に示す装置を表2に示す条件で
運転することによってテスト1、テスト2及びテスト3
を実施した結果について述べる。なお、テスト1は本発
明の実施例であり、テスト2及びテスト3は比較例であ
る。
芯多重ノズルの中心軸線と形成管の垂直部分の中心軸線
との間の水平距離をいう。このような条件下、更にテス
ト1では、同芯多重ノズルの先端と硬化液の液面との距
離を1dに設定した。また、テスト2では、同芯多重ノ
ズルの先端を硬化液中に浸漬した。テスト3では、同芯
多重ノズルの先端と硬化液の液面との距離を5dに設定
した。
たシームレスカプセルの物性評価の結果は表3に、外観
検査の結果は表4に示す通りである。なお、物性評価は
充填直後(乾燥前)のカプセルのアイズ径、偏芯度、球
形度、総重量の重量偏差RSDを求めた。(n=10) また、外観検査は乾燥後のカプセルから2400個を抜
き取り、目視による外観検査を行い、変形カプセルの数
及びS字状の傷付カプセルの数を調査した。
膜の厚い部分の厚さ(W2)(μm) *2:球形度=カプセルの長径(L1)(μm)−力プセル
の短径(L2)(μm)
1dに設定したテスト1は、従来の方式である硬化液中
に浸漬させたテスト2に比べた場合、何れの物性値も良
好な結果が得られた。特に、アイズ径及び偏芯度、球形
度が優位に向上した。また、テスト1は、テスト2で認
められた卵型変形カプセル及びS字状傷付カプセルの何
れも認められず良好な結果が得られた。一方、ノズル先
端と硬化液の液面との間の距離を5dに設定したテスト
3は、何れの物性値もテスト1と比較して劣ると共に卵
型変形カプセルも認められた。
多重ノズルの先端を硬化液の液面の上方に配置したた
め、従来の液中ノズル法と異なり、同芯多重ノズルの下
端部の外表面に凝結して成長した水滴が併合液流に侵入
してシームレスカプセルの表面にS字状の傷を付けるの
を確実に防止することができる。
置し、この同芯多重ノズルから連続的に流出せしめられ
る同芯円柱状の併合液流の下端を硬化液中に没入せしめ
てこの硬化液中で併合液流を寸断するので、従来の気中
ノズル法と異なり、空気中で寸断された液滴が落下して
硬化液の液面に衝突することに基づく変形、すなわちシ
ームレスカプセルの球形度、偏芯度の悪化を防止するこ
とができる。
たとき同芯多重ノズルの先端と硬化液の液面との間の距
離を0.5d〜3dの範囲内に設定した場合、球形度、
アイズ径、偏芯度等の工程規格の全てを充分に満足する
シームレスカプセルを得ることができる。
管内を下向きに流動する硬化液中に形成管の中心から偏
芯させて没入させた場合、硬化液中で寸断された液滴を
硬化液中で充分に回転させることができるので、シーム
レスカプセルの球形度、偏芯度をより向上させることが
できる。
プセルを効率的に製造することができる。従って、本発
明は、医薬品や菓子・食品類等の製造産業において大い
に利用され得るものである。
実施するためのシステムを示す概略図である。
ズルとその近傍を示す部分的拡大図である。
示す線図である。
を示す線図である。
示す線図である。
である。
る。
である。
Claims (10)
- 【請求項1】充填物質を皮膜物質で被覆してなるシーム
レスカプセルを製造する方法において、 中心ノズルと、その中心ノズルを同芯に囲む円環状ノズ
ルとを有する同芯多重ノズルを、その先端が硬化液の液
面の上方において下向きとなるように配置するステップ
と、 液状の充填物質を前記同芯多重ノズルの前記中心ノズル
に供給すると共に、液状の皮膜物質を前記同芯多重ノズ
ルの前記円環状ノズルに供給するステップと、 前記中心ノズルから流出される液状の充填物質の流れ
と、前記円環状ノズルから流出され該充填物質の流れの
周囲を流れる液状の皮膜物質の流れとからなる同芯円柱
状の併合液流を前記硬化液中に没入させるステップと、 前記硬化液中に没入された前記併合液流をその先端から
寸断して液滴を形成するステップと、 前記液滴の皮膜物質を前記硬化液と接触させて該皮膜物
質を硬化させるステップとを含むことを特徴とするシー
ムレスカプセルの製造方法。 - 【請求項2】前記液滴は、前記併合液流に振動を加える
ことにより形成されることを特徴とする請求項1に記載
のシームレスカプセルの製造方法。 - 【請求項3】前記硬化液は形成管内に貯留されており、
前記併合液流の没入位置は前記形成管の中心から偏芯し
た位置であることを特徴とする請求項1又は2に記載の
シームレスカプセルの製造方法。 - 【請求項4】前記シームレスカプセルの外径をdとした
とき、前記同芯多重ノズルの先端と前記硬化液の液面と
の間の距離を0.5dないし3dの範囲内に設定したこ
とを特徴とする請求項1に記載のシームレスカプセルの
製造方法。 - 【請求項5】前記液滴は、前記併合液流に振動を加える
ことにより形成されることを特徴とする請求項4に記載
のシームレスカプセルの製造方法。 - 【請求項6】前記硬化液は形成管内に貯留されており、
前記併合液流の没入位置は前記形成管の中心から偏芯し
た位置であることを特徴とする請求項4又は5に記載の
シームレスカプセルの製造方法。 - 【請求項7】充填物質を皮膜物質で被覆してなるシーム
レスカプセルを製造する方法において、 中心ノズルと、その中心ノズルを同芯に囲む円環状ノズ
ルとを有する同芯多重ノズルを用意するステップと、 液状の皮膜物質と接触することで当該皮膜物質を硬化さ
せる硬化液が内部を流通し、且つ、垂直方向に延び上端
が開放された垂直部分を有する管状体を用意するステッ
プと、 液状の充填物質を前記同芯多重ノズルの前記中心ノズル
に供給すると共に、液状の皮膜物質を前記同芯多重ノズ
ルの前記円環状ノズルに供給するステップと、 前記中心ノズルから流出される液状の充填物質の流れ
と、前記円環状ノズルから流出され該充填物質の流れの
周囲を流れる液状の皮膜物質の流れとからなる同芯円柱
状の併合液流を形成し、前記併合液流をその先端から寸
断して液滴を形成するステップと、 前記液滴を、前記管状体の前記垂直部分の中心から偏芯
した位置にて、前記垂直部分内の硬化液に導入し、前記
液滴の皮膜物質を前記硬化液と接触させて該皮膜物質を
硬化させるステップとを含むシームレスカプセルの製造
方法。 - 【請求項8】前記液滴を前記管状体の前記垂直部分内に
おける硬化液の液面よりも上方にて形成することを特徴
とする請求項7に記載のシームレスカプセルの製造方
法。 - 【請求項9】前記液滴を前記管状体の前記垂直部分内に
おける硬化液の液面よりも下方にて形成することを特徴
とする請求項7に記載のシームレスカプセルの製造方
法。 - 【請求項10】前記液滴は、前記併合液流に振動を加え
ることにより形成されることを特徴とする請求項7〜9
のいずれか1項に記載のシームレスカプセルの製造方
法。
Priority Applications (1)
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