JP2010094427A - シームレスカプセル製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カプセル形成管内における冷却液の流れを安定させ、球形のシームレスカプセルを安定的に生産可能とする。
【解決手段】冷却液１２が流通しノズル２から液滴１３が滴下されるカプセル形成管３の外側に冷却液供給管２３とオーバーフロー管２４を設ける。冷却液供給管２３にはロータリーポンプ等の低脈動形ポンプにて冷却液１２を供給する。冷却液１２は、冷却液供給管２３内に設けた整流ブロック２６によって整流された後、カプセル形成管上部に取り付けられたキャップ２９の上部開口３４から、曲面状の冷却液導入部３１を通ってカプセル形成管３内に流入する。冷却液１２は、カプセル形成管３内に流入すると共に、その余剰分は冷却液供給管２３の全周からオーバーフロー管２４に流出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、食品や健康食品、医薬品、香料、香辛料等の充填物質を、ゼラチンや寒天等を含む皮膜によって被覆したシームレスカプセルの製造技術に関する。

医薬品等に使用されるシームレスカプセルの多くは、従来より、滴下法と呼ばれる製法によって製造されている。この滴下法は一般に多重ノズルを用いて行われ、２層のカプセルの場合、内側にカプセル充填物質の吐出口、外側に皮膜物質の吐出口を配した二重ノズルが使用される。充填物質と皮膜物質は各ノズル先端から硬化用液中に放出され、放出された液滴はその界面張力によって球形となる。そして、この液滴が一定速度で還流する硬化用液中で冷却、凝固し、球形のシームレスカプセルが形成される。

このようなシームレスカプセルの製造装置としては、従来より、例えば特許文献１〜３のようなものが知られている。例えば、特許文献１には、加振装置付きの多重ノズルを用いたシームレスカプセル製造装置が記載されている。そこでは、多重ノズルからカプセル形成用の液流を硬化用液内に噴出させ、この液流を硬化用液中にて加振・分断することにより、多層のシームレスカプセルを形成している。図３は、このような従来のシームレスカプセル製造装置の構成を示す説明図である。

図３の装置では、多重ノズル５１の上部に加振装置５２が配されており、この加振装置５２によってノズル５１に振動が付与される。ノズル５１には芯液５３と外皮液５４が供給され、ノズル５１の先端部から、芯液５３と外皮液５４からなる多層液流５５が硬化用の冷却液５６中に噴出される。冷却液５６は、内側にカプセル形成管５７、外側に用液供給管５８を配した二重管構造の冷却液流入部５９に供給され、ノズル５１から噴出した液流５５は、カプセル形成管５７内に滴下される。カプセル形成管５７内の液流５５は、加振装置５２による振動によって小さな多層液滴６１に分断され、冷却液５６中を流れと共に移動する。その際、多層液滴６１の外層が冷却液５６中にて硬化し、これにより、多層のシームレスカプセルが形成される。
特開平9-155183号公報 特開2000-189495号公報 特開平6-124293号公報

しかしながら、このような従来のシームレスカプセル製造装置では、冷却液５６の流量が不安定になったり、カプセル形成管５７に流入する冷却液５６の流れが偏ったりすると、カプセル形成管５７内にて多層液滴６１が変形してしまうおそれがある。多層液滴６１に変形が生じると、きれいな球形のシームレスカプセルが形成されず、球形カプセルを安定的に生産できないという問題があり、その対策が求められていた。

本発明の目的は、カプセル形成管内における冷却液の流れを安定させ、球形のシームレスカプセルを安定的に生産可能とすることにある。

本発明のカプセル製造装置は、硬化用液が流通するカプセル形成管内にノズルから液流を噴出させて液滴を形成し、前記硬化用液中にて前記液滴の表面部分を硬化させることによりシームレスカプセルを製造するカプセル製造装置であって、前記カプセル形成管の外側を取り囲むように円筒状の硬化用液供給管を設け、該硬化用液供給管の上端を前記カプセル形成管の上端よりも高い位置に配し、該硬化用液供給管の底部から供給された前記硬化用液を該硬化用液供給管の中央部にて開口する前記カプセル形成管内に流入させると共に、前記硬化用液供給管の外側を取り囲むように円筒状のオーバーフロー管を設け、該オーバーフロー管の上端を前記硬化用液供給管の上端よりも高い位置に配し、前記硬化用液供給管内の前記硬化用液を該硬化用液供給管の上端を超えて該オーバーフロー管に流入させるようにしても良い。

本発明にあっては、カプセル形成管内に硬化用液が流入し、ノズルから液滴が吐出される硬化用液流入部が、カプセル形成管の外側に硬化用液供給管とオーバーフロー管を配した三重管構造となっており、硬化用液は、カプセル形成管内に流入するのみならず、その余剰分は硬化用液供給管の全周からオーバーフロー管に流出する。従って、硬化用液の供給量を厳密にコントロールすることなく硬化用液流入部の液面位置が安定し、液面自体も波立たず平滑となる。

前記カプセル製造装置において、前記カプセル形成管の上端部内面側に曲面状の硬化用液導入部を設けても良い。これにより、カプセル形成管内に硬化用液がスムーズに流れ込む。この場合、前記カプセル形成管の上端部に着脱自在なキャップ部材を装着し、前記硬化用液導入部を該キャップ部材の上端部内面側に設けても良い。

また、前記硬化用液供給管内に、軸方向に沿って延びる多数の整流孔を備え、該整流孔内を前記硬化用液供給管の底部から上昇する前記硬化用液が通過する整流ブロックを配置しても良い。これにより、硬化用液の流れが軸方向に揃えられると共に、硬化用液の脈動も吸収される。

さらに、低脈動形ポンプによって前記硬化用液を前記硬化用液供給管内に供給するようにしても良い。これにより、脈動の少ない安定した液流状態の硬化用液が硬化用液供給管に供給される。この場合、前記低脈動ポンプとして、ロータリーポンプを使用しても良い。

本発明のカプセル製造装置にあっては、カプセル形成管内に硬化用液が流入する硬化用液流入部を、カプセル形成管の外側に硬化用液供給管とオーバーフロー管を配した三重管構造としたことにより、硬化用液がカプセル形成管内に流入すると共に、その余剰分が硬化用液供給管の全周からオーバーフロー管に流出するので、硬化用液の供給量を厳密にコントロールすることなく硬化用液流入部の液面位置が安定し、液面自体も波立たず平滑となる。従って、ノズル先端部が液面に届かなくなることがなく、また、硬化用液流の乱れも抑えられるため、カプセルの変形を抑えることができ、シームレスカプセルを安定的に製造することが可能となる。このため、製品の歩留まりが向上し、生産コストの低減を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるシームレスカプセル製造装置の全体構成を示す説明図である。本発明のシームレスカプセル製造装置１は、特許文献１の装置と同様に、多重構造のノズルを備えた液中ノズル式の装置となっており、この多重ノズル２(以下、ノズル２と略記する)からカプセル形成管３内に液流を噴出させて液滴を形成してシームレスカプセルＳＣを製造する。

図１の装置では、カプセルの芯液（内層液）４は芯液用タンク５内に貯留され、ポンプ６によってノズル２に圧送される。また、芯液４を被覆する皮膜液（外層液）７は皮膜液用タンク８内に貯留され、ポンプ９によってノズル２に圧送される。ノズル２の先端部はカプセル形成管３内に挿入設置されており、ノズル２からは、芯液４と皮膜液７が二層状態で吐出される。一方、ノズル２には加振装置１１より振動が付与され、ノズル２から冷却液（硬化用液）１２中に吐出された二層液はこの振動により適宜切断される。これにより、カプセル形成管３内には、皮膜液７によって芯液４の全周囲を被覆した多層液滴１３（以下、液滴１３と略記する）が形成される。この液滴１３は、カプセル形成管３中の冷却液１２によって冷却硬化され、球形のシームレスカプセルＳＣが形成される。

図１に示すように、カプセル形成管３は曲折形状の筒体として形成され、略Ｊ字形の上流部３Ａと、上流部３Ａと入れ子式に接合された逆Ｊ字形の下流部３Ｂとから構成されている。上流部３Ａと下流部３Ｂは、嵌合部３Ｃにて密封状態で嵌合固定されている。下流部３Ｂの出口端下方には、略漏斗形状の分離器１４が配設されている。分離器１４内には、シームレスカプセルＳＣは通過させず、かつ冷却液１２のみを通過させるメッシュ１５が張設されている。

分離器１４にてシームレスカプセルＳＣから分離された冷却液１２は、下方の分離タンク１６の中に回収される。分離タンク１６内の冷却液１２は、ポンプ１７によって冷却タンク１８に圧送される。冷却液１２は、冷却タンク１８内にて冷却器１９により所定の温度に冷却される。冷却タンク１８内の冷却液１２は、ポンプ２１によってカプセル形成管３に再度供給される。一方、分離器１４にて冷却液１２から分離されたシームレスカプセルＳＣは、適当な量に達した時にバッチ式に製品回収容器（図示せず）にて回収され、乾燥等された上で製品化される。

ここで、従来のシームレスカプセル製造装置では、前述のように、冷却液流の乱れにより、多層液滴が変形して球形カプセルを安定的に生産できないという問題があった。そこで、本発明によるシームレスカプセル製造装置１では、球形のシームカプセルを安定生産すべく、冷却液１２の流れを安定化させるための種々の工夫が凝らされている。以下、当該シームレスカプセル製造装置１にて採用されている冷却液流の各種安定化技術について説明する。

まず、シームレスカプセル製造装置１では、カプセル形成管３内に冷却液１２が流入し、ノズル２から二層液が吐出される冷却液流入部２２が、３個の円筒部材を同心状に配した三重管構造となっている。図２は、カプセル形成管３の上端部近傍に設けられた冷却液流入部２２の構成を示す説明図である。図１,２に示すように、カプセル形成管３の上流部３Ａの外周には、冷却液１２が供給される冷却液供給管（硬化用液供給管）２３と、余剰な冷却液１２を排出するオーバーフロー管２４が同心状に配置されている。

冷却液供給管２３の底部には、ポンプ２１と接続された管路２５が取り付けられている。冷却液供給管２３内には、管路２５を介して、冷却タンク１８内の冷却液１２がポンプ２１によって供給される。この場合、ポンプ２１には、脈動の少ないロータリーポンプが使用されている。従って、冷却液供給管２３には、脈動の少ない安定した液流状態で冷却液１２が供給される。

カプセル形成管３と冷却液供給管２３との間には、整流ブロック２６が設置されている。整流ブロック２６には、軸方向（上下方向)に沿って延びる多数の整流孔２７が形成されている。整流孔２７は、カプセル形成管３や冷却液供給管２３の断面とは直角方向に直管状に形成されており、冷却液１２の流れを軸方向に揃え脈動を吸収する作用を有している。この場合、整流孔２７が軸方向に対して傾いて配されると、整流ブロック２６の下流側で冷却液１２に渦流が生じ、カプセル形成管３中の流れに乱れが生じる。このため、冷却液均一化のためには、整流孔２７は軸方向に沿って真っ直ぐに配置することが好ましく、当該装置においても整流孔２７はそのような形態となっている。

カプセル形成管３の上端２８には、キャップ２９が取り付けられている。キャップ２９には、その上端部内面側に曲面状の冷却液導入部（硬化用液導入部）３１が形成されている。この冷却液導入部３１の内径とカプセル形成管３の内径は同径となっている。これにより、キャップ２９の内面３２とカプセル形成管３の内面３３は滑らかに接続され、キャップ２９はカプセル形成管３の一部となる。キャップ２９の中央上方には、上部開口３４に臨んでノズル２の先端部３５が配置されている。ノズル先端部３５は、図２に示すように、カプセル形成処理中は冷却液１２内に没した状態となり、芯液４と皮膜液７の二層液が冷却液１２中に吐出される。なお、キャップ２９は、カプセル形成管３の径に応じて適宜交換できるようになっている。

冷却液流入部２２では、まず、冷却液供給管２３の底部に冷却液１２が供給される。この際、冷却液１２は脈動の少ないポンプにて供給されるため、冷却液１２は冷却液流入部２２への流入時点から供給量や流速の安定化が図られている。冷却液供給管２３内に流入した冷却液１２は、底部から上昇して整流ブロック２６を通過する。これにより、冷却液１２の流れが整えられ、脈動がさらに抑えられる。整流ブロック２６による整流の後、冷却液１２は、キャップ２９の上部開口３４からキャップ内へと流入する。冷却液供給管２３の上端３６はキャップ２９の上端よりも高く設定されているため、冷却液供給管２３内の冷却液１２は、上昇に伴ってキャップ２９内にオーバーフローする。

このとき、冷却液１２は、整流ブロック２６によって整流された状態であるため、冷却液１２は、渦等の乱れを生ずることなくキャップ２９内に流入する。また、冷却液１２がキャップ２９内に流入する際、キャップ２９の上端部内面側に曲面状の冷却液導入部３１が設けられているため、冷却液１２は、キャップ２９中へとスムーズに流れ込む。さらに、キャップ２９とカプセル形成管３が同内径となっているため、継ぎ目部分によって流れが乱されることもない。このため、冷却液１２はカプセル形成管３内に安定的かつ均一に流入し、そこに滴下されたカプセル形成用の二層液や液滴１３にも急激なスピード変化は生じない。このため、二層液や液滴１３の流速急変によるカプセルの変形が抑えられる。

一方、冷却液流入部２２の外側にはオーバーフロー管２４が設けられており、オーバーフロー管２４の上端３７は、冷却液供給管２３の上端３６よりも高い位置に配置されている。すなわち、冷却液供給管２３の上端３６は、キャップ２９の上端よりも高く、オーバーフロー管２４の上端３７よりも低い位置に配されている。従って、冷却液供給管２３内の冷却液１２は、まずキャップ２９からカプセル形成管３内へと流入するが、余剰の冷却液１２が生じると、オーバーフロー管２４から適宜排出される。つまり、冷却液供給管２３は、第１のオーバーフロー部として内側にカプセル形成管３を配しつつ、それ自体が堰として機能して、外側に第２のオーバーフロー部を形成している。

この場合、オーバーフロー管２４が存在しないと、カプセル形成管３内での冷却液面を一定に維持するには、非常に厳密な流量コントロールが必要となる。また、オーバーフローを行って液面を安定させる場合も、管の一部分からオーバーフローさせると、流れがそこに偏ってしまい、カプセル形成管３内への冷却液１２の流れ込みにも偏りが生じる。そこで、当該装置では、冷却液流入部２２の外側全体を囲む形でオーバーフロー管２４を設け、冷却液供給管２３の上端３６全周から冷却液１２が均等に溢れ出るようにし、カプセル形成管３内への冷却液１２の流れ込みに偏りが生じないようにしている。なお、そのために、冷却液供給管２３は均等な高さに形成されており、その上端３６は水平状態で設置されている。オーバーフロー管２４内に流入した冷却液１２は、リターン管３８を介して、冷却タンク１８内に戻される。

このように、本発明によるシームレスカプセル製造装置１においては、(1)脈動の少ない低脈動形ポンプを使用して冷却液１２を供給すると共に、(2)整流ブロック２６によって冷却液１２の脈動をさらに抑制することにより、冷却液１２の安定供給を図っている。また、(3)冷却液導入部３１を曲面に形成することにより、カプセル形成管３へ冷却液１２の流れ込みをスムーズにしている。さらに、(4)冷却液１２をカプセル形成管３内にオーバーフローさせるだけではなく、冷却液供給管２３の外側にオーバーフロー管２４を設け、冷却液の余剰分を冷却液供給管２３の全周から流出させることにより、カプセル形成管３内に冷却液１２を均等に流入させている。

これらの(1)〜(4)の工夫により、当該シームレスカプセル製造装置１では、冷却液１２が形成する液面３９が波立たず非常に静穏で平滑な状態となり、液面３９の中央が凹むような冷却液流の乱れが抑えられる。このため、カプセル形成管３内に形成される渦等の乱れや冷却液１２の流速変化によるカプセルの変形が抑えられ、球形カプセルを安定的に製造することが可能となる。また、オーバーフロー管２４への流出があるため、冷却液１２の供給量を厳密にコントロールすることなく液面３９の位置を安定させることができる。このため、ノズル２の先端部３５が液面３９に届かなくなるなどの不都合も防止でき、この点においても、カプセルの安定製造が図られる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、前述の実施例では、ポンプ２１にロータリーポンプを使用した例を示したが、ポンプの種類はこれには限定されず、低脈動形のポンプであれば、例えば、モノポンプのような容積移送式のポンプなども使用可能である。また、脈動抑制のために、管路２５に蛇腹管等の可撓性のホースを用いても良く、管路２５中に脈動吸収用のプレッシャレギュレータを配しても良い。

本発明の一実施例であるシームレスカプセル製造装置の全体構成を示す説明図である。 図１のシームレスカプセル製造装置における冷却液流入部の構成を示す説明図である。 従来のシームレスカプセル製造装置における冷却液流入部の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ シームレスカプセル製造装置
２ 多重ノズル
３ カプセル形成管
３Ａ 上流部
３Ｂ 下流部
３Ｃ 嵌合部
４ 芯液
５ 芯液用タンク
６ ポンプ
７ 皮膜液
８ 皮膜液用タンク
９ ポンプ
１１ 加振装置
１２ 冷却液（硬化用液）
１３ 多層液滴
１４ 分離器
１５ メッシュ
１６ 分離タンク
１７ ポンプ
１８ 冷却タンク
１９ 冷却器
２１ ポンプ
２２ 冷却液流入部（硬化用液流入部）
２３ 冷却液供給管（硬化用液供給管）
２４ オーバーフロー管
２５ 管路
２６ 整流ブロック
２７ 整流孔
２８ カプセル形成管上端
２９ キャップ
３１ 冷却液導入部（硬化用液導入部）
３２ キャップ内面
３３ カプセル形成管内面
３４ 上部開口
３５ ノズル先端部
３６ 冷却液供給管上端
３７ オーバーフロー管上端
３８ リターン管
３９ 液面
５１ 多重ノズル
５２ 加振装置
５３ 芯液
５４ 外皮液
５５ 多層液流
５６ 冷却液
５７ カプセル形成管
５８ 用液供給管
５９ 冷却液流入部
６１ 多層液滴
ＳＣ シームレスカプセル

Claims (6)

1. 硬化用液が流通するカプセル形成管内にノズルから液流を噴出させて液滴を形成し、前記硬化用液中にて前記液滴の表面部分を硬化させることによりシームレスカプセルを製造するカプセル製造装置であって、
   前記カプセル形成管の外側を取り囲むように設けられると共に、その上端が前記カプセル形成管の上端よりも高い位置に配され、底部から供給された前記硬化用液がその中央部にて開口する前記カプセル形成管内に流入する硬化用液供給管と、
   前記硬化用液供給管の外側を取り囲むように設けられると共に、その上端が前記硬化用液供給管の上端よりも高い位置に配され、前記硬化用液供給管内の前記硬化用液が該硬化用液供給管の上端を超えて流入するオーバーフロー管と、を有することを特徴とするカプセル製造装置。
2. 請求項１記載のカプセル製造装置において、前記カプセル形成管の上端部内面側に曲面状の硬化用液導入部を設けたことを特徴とするカプセル製造装置。
3. 請求項２記載のカプセル製造装置において、前記カプセル形成管の上端部に着脱自在なキャップ部材を装着し、前記硬化用液導入部を該キャップ部材の上端部内面側に設けたことを特徴とするカプセル製造装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のカプセル製造装置において、前記硬化用液供給管内に、軸方向に沿って延びる多数の整流孔を備え、該整流孔内を前記硬化用液供給管の底部から上昇する前記硬化用液が通過する整流ブロックを配置したことを特徴とするカプセル製造装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のカプセル製造装置において、前記硬化用液は、低脈動形ポンプによって前記硬化用液供給管内に供給されることを特徴とするカプセル製造装置。
6. 請求項５記載のカプセル製造装置において、前記低脈動ポンプは、ロータリーポンプであることを特徴とするカプセル製造装置。

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