NO340546B1

NO340546B1 - Fremgangsmåte og anordning for tilvirkning av kapsler

Info

Publication number: NO340546B1
Application number: NO20083725A
Authority: NO
Inventors: Peder Oscar Andersen; Christian Klein Larsen; Robert Kopesky; Olav Gaserod; David Harvey; Sanhaug Tung
Original assignee: Fmc Corp
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2017-05-08
Also published as: US8916192B2; EP1991196A2; JP2009528823A; US7766637B2; JP5372525B2; WO2007103186A3; US8153037B2; US20100266848A1; TW200803827A; EP1991196B1; NO20083725L; US20120177727A1; TWI482619B; US20070259097A1; WO2007103186A2

Description

KRYSSREFERANSE TIL BESLEKTEDE SØKNADER

Denne søknaden tar prioritet fra den foreløpige U.S.-søknaden 60/779,055, innlevert 3. mars 2006, og den foreløpige U.S.-søknaden 60/879,138, innlevert 8. januar 2007, som begge inntas her som referanse.

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Oppfinnelsen vedrører sømløse kapsler der kapselen omfatter en gelatinert, geldannende polysakkarid. Mer spesifikt vedrører denne oppfinnelsen en anordning for kontinuerlig tilvirkning av de sømløse kapslene.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Bruk av gelatinkapsler for å levere en rekke forskjellige virkende midler, så som legemidler, er velkjent. De primære kildene for gelatin er kveg, f.eks. kuer, og griser. Av forskjellige estetiske, religiøse og/eller helsemessige grunner har det imidlertid blitt ønskelig å erstatte gelatinen i kapsler med andre materialer som ikke er avledet fra animalske kilder.

En fremgangsmåte for tilvirkning av sømløse kapsler som har et lag av gelatinert, geldannende polysakkarid som kapselvegg er beskrevet i den publiserte U.S.-patentsøknaden 2005/0106233, som inntas her som referanse. I denne fremgangsmåten blir kapslene tilvirket med en fremgangsmåte som omfatter de trinn å: (a) produsere en emulsjon omfattende olje, vann, emulgeringsmiddel, gelatineringsmiddel og eventuelle tilsetningskomponenter; og (b) tilføre andeler av emulsjonen i en vandig gelatineringsløsning omfattende en geldannende polysakkarid og med det kapsle inn disse emulsjonsandelene i et lag av gelatinert, geldannende polysakkarid, og, eventuelt, (c) tørke de resulterende kapslene ved å fjerne vann. Selv om denne fremgangsmåten gir betydelige fordeler for tilvirkning av ikke gelatinholdige, sømløse kapsler, er det behov for en anordning som er i stand til å utføre denne fremgangsmåten som en kontinuerlig prosess.

LV 11585 vedrører en innretning for produksjon av kornet kaviar.

EP 0 513 603 beskriver et apparat for fremstilling av sømløse kapsler, hvor en flerlagsvæskestrøm blåses ut av en multippel dyse for å danne flerlagsdråper som bringes i kontakt med herdevæske, for derved å fremstille de sømløse kapsler.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av det selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

I ett aspekt er oppfinnelsen en anordning og en fremgangsmåte for kontinuerlig innkapsling av objekter, så som andeler av en emulsjon omfattende olje, vann, emulgeringsmiddel, gelatineringsmiddel og eventuelle tilsetningskomponenter, med et lag av gelatinert, geldannende polymer ved hjelp av en innkapslingsanordning. Anordningen har en sylindrisk trommel med en lengde, en innmatingsende og en utmatingsende. I trommelen er det anordnet en kveiling som omfatter kveilringer. Kveilingen er roterbar om den langsgående senteraksen til trommelen. Kveilingen kan være i form av en spiralskrue, en invertert skrue eller i form av en (ordinær) transportskrue. Kveilringene i kveilingen og den innvendige overflaten i trommelen danner flere kamre. Kveilingen roteres ved hjelp av hvilke som helst tradisjonelle drivsystemer som er i stand til å rotere kveilingen på en styrt og nøyaktig måte.

Objekter som skal kapsles inn, så som deler av emulsjonen beskrevet nedenfor, blir tilført ved innmatingsenden av trommelen i et første kammer i kveilingen enten gjennom en tilførselsanordning, så som en renne (flurne), eller direkte inn i selve trommelen. Trommelen har et volum av gelatineringsløsning som er inneholdt i hvert kammer eller tilføres inn i det første kammeret samtidig med tilførsel av objektene som skal innkapsles. Objektene som skal innkapsles blir ført gjennom kveilingen på en forbestemt tid (som bestemmes av rotasjonen av, skrittet (pitch) til, størrelsen til og antallet kveilringer i kveilingen). Strømningsavbøyere (baffles) er tilveiebragt for å sørge for passende agitering under innkapslingsprosessen. De innkapslede objektene, eller kapslene, blir matet ut ved utmatingsenden av trommelen.

I et annet aspekt er oppfinnelsen en anordning for kontinuerlig kapseldannelse som omfatter en skål for å inneholde et volum av gelatineringsløsning. Skålen har en fremre og en bakre vegg, sidevegger som er lengre enn den fremre og den bakre veggen, og en bunn. En støtteplate er anordnet i skålen. Også anordnet i skålen er en kveiling som omfatter kveilringer. Kveilingen er anordnet oppå platen slik at kveilringene i kveilingen og platen danner en sekvens av kamre, som er nedsenket i gelatineringsbadet. Når et objekt som skal kapsles inn blir tilført i anordningen, ned- dykkes objektet i gelatineringsbadet og føres gjennom anordningen av rotasjonen av kveilingen på en forbestemt tid. Rotasjonen av kveilingen skaper også en turbulent strømning i gelatineringsbadet.

I henhold til et eksempel på utførelse av oppfinnelsen omfatter anordningen en sylindrisk trommel med en lengde, en innmatingsende og en utmatingsende. I trommelen er det anordnet en kveiling som omfatter kveilringer. Kveilingen er roter-barom den langsgående senteraksen til trommelen. Kveilingen danner flere kamre med sider som avgrenses av vedsidenliggende kveilringer i kveilingen og et gulv som avgrenses av en innvendig overflate i trommelen. Rotasjon av kveilingen transporterer et volum av materiale tilført i et kammer fra trommelens innmatingsende gjennom lengden av trommelen til trommelens utmatingsende på en forbestemt tid. I et ytterligere utførelseseksempel har anordningen et nebb (a beach) festet til forsiden av trommelen, hvorved materiale blir tilført gjennom nebbet.

Ett eksempel på bruk av anordningen er til væskebehandling der objekter krever lang reaksjonstid i en væske, f.eks. en prosess der kapsler blir gelatinert i en gelatineringsløsning. Det er mulig å styre oppholdstiden til det behandlede materialet nøyaktig, innenfor den ønskede grensen for oppholdstid.

Et annet eksempel på bruk av et eksempel på utførelse av en anordning ifølge oppfinnelsen har en skrue med en lengde, en innmatingsende, og en utmatingsende. Skruen har spiralringer og er anordnet i en trommel. Skruen er roterbar om sin langsgående senterakse, og den har flere strømningsavbøyere anordnet på spiralringene i skjeve vinkler på skruens lengdeakse. Skruen danner flere kamre med sider som avgrenses av vedsidenliggende spiralringer på skruen og et gulv som avgrenses av en overflate av trommelen. Bruk av anordningen til å kapsle inn objekter omfatter de trinn å:

(a) tilveiebringe en emulsjon omfattende olje, vann, et emulgeringsmiddel og et gelatineringsmiddel, der oljen er tilstede i en mengde på minst 50 vekt% av nevnte emulsjon; (b) kontinuerlig tilføre emulsjonen ved trommelens innmatingsende inn i et kammer som inneholder en vandig gelatineringsløsning; (c) rotere skruen for å transportere en andel av emulsjonen i kammeret som inneholder den vandige gelatineringsløsningen langs lengden av trommelen til trommelens utmatingsende på en forbestemt tid; (d) agitere emulsjonen og den vandige gelatineringsløsningen under transport gjennom trommelen via strøm ni ngsavbøy erne anordnet på skruespiralene; og (e) danne en kapselvegg som kapsler inn emulsjonen, der gelatineringsmiddelet gelatinerer den geldannende polymeren og danner en gelatinert, geldannende polymer, og der kapselveggen omfatter den gelatinerte, geldannende polymeren.

En ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen omfatter innkapsling av objekter ved kontinuerlig å tilføre materiale i en væskestrøm som strømmer i en ytre av-grensning og blir vibrert. Den ytre avgrensningen kan være i form av en slange, en renne, et rør, et U-formet rør, et U-formet rør med lokk, en kanal eller en ledning, og kan være enten en rett renne, en flat kveil eller formet som en stående spiral. Over-føring av vibrasjon til den kontinuerlige væskestrømmen gjør det mulig å oppnå høyt gjennomløp av innkapslet materiale i et forholdsvis lite volum, og gjør det også mulig å kapsle inn objekter som er klebrige under innkapslingsprosessen. Overføring av vibrasjon til den kontinuerlige væskestrømmen gjør det også mulig å kapsle inn og gelatinere materiale i væskestrømmen med en betydelig mindre variasjon i oppholdstid enn i et ikke-vibrerende system. Dette utførelseseksempelet er referert til her som en vibrerende rørledning.

Anordningen som anvendes for å sette rørledningen i vibrasjon kan være et rystebord, et vibrasjonsbord, en vibrasjonssikt eller et tilfestet vibrasjonselement, som sørger for passende agitering slik at en unngår hefting og slik at innkapslet materiale ikke forringes.

Et lukket system, så som en spiralformet rørledning plassert på en vibrasjonssikt, så som en SWECO<®->sikt, kan være spesielt gunstig for å redusere væskesøl under drift. Et lukket system, så som et U-formet rør med avtagbart lokk, kan også være fordelaktig ettersom dette systemet også er lukket, men lett kan åpnes for rengjøring om nødvendig.

Nok et annet eksempel på bruk av anordningen er for tilvirkning av polysakkaridkuler, f.eks. alginatkuler. Prosessen omfatter det å tilsette en polysakkaridløsning, f.eks. en alginatløsning, til en gelatineringsløsning som omfatter et gelatineringsion så som f.eks. kalsiumionet (Ca<2+>).

I henhold til nok et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen kan objektene bli kapslet inn ved at de sendes gjennom innkapslingsanordningen, den vibrerende rørledningen eller gjennom innkapslingsanordningen i kombinasjon med den vibrerende rørledningen.

KORT BESKRIVELSE AV FIGURENE

Oppfinnelsen kan forstås fra den følgende detaljerte beskrivelsen når den leses sammen med de vedlagte tegningene. Det understrekes at, i tråd med vanlig praksis, de forskjellige trekkene i tegningene ikke er i korrekt skala. Tvert imot er dimensjonene til de forskjellige trekkene vilkårlig forstørret eller forminsket for å klargjøre. Følgende figurer er omfattet i tegningene: Figur 1 er en snittskisse av et eksempel på utførelse av innkapslingsanordningen ifølge oppfinnelsen; Figur 2 er en skisse sett forfra av innkapslingsanordningen i figur 1; Figur 3 er en skisse sett bakfra av innkapslingsanordningen i figur 1; Figur 4 er en detaljert skisse av et eksempel på strømningsavbøyer i innkapslingsanordningen i figur 3; Figur 5 er en splittegning av et eksempel på kveiling og trommel i en innkapslingsanordning ifølge oppfinnelsen; Figur 6 er en skjematisk skisse av kveilingen og trommelen i figur 5; Figur 7 er et snitt sett fra siden av en alternativ utførelsesform av strømnings-avbøyeranordningen i henhold til en innkapslingsanordning ifølge oppfinnelsen; Figur 8 er en skisse av et eksempel på utførelse av anordningen av strømningsavbøyerne i henhold til en innkapslingsanordning ifølge oppfinnelsen; Figur 9 viser et eksempel på utførelse av en strømningsavbøyer i henhold til en innkapslingsanordning ifølge oppfinnelsen; Figur 10 er et snitt sett fra siden av en alternativ utførelsesform av strømnings-avbøyeranordningen i henhold til en innkapslingsanordning ifølge oppfinnelsen; Figur 11 er en skisse av innmatingsenden av en trommel i et eksempel på utførelse i henhold til innkapslingsanordningen ifølge oppfinnelsen; Figur 12 er en skisse sett forfra av et første kammer i et eksempel på utførelse av kveilingen i henhold til innkapslingsanordningen ifølge oppfinnelsen; Figur 13 er en skisse av en alternativ utførelse av innkapslingsanordningen ifølge oppfinnelsen; Figur 14 er et snitt sett fra siden av utførelsesformen av innkapslingsanordningen i figur 13; Figur 15 er et snitt sett fra siden av et eksempel på utførelse av utmatingsenden av trommelen med en høytliggende utløpsutførelse; Figur 16 er et snitt sett ovenfra av en flat kveil-utforming i et eksempel på utførelse av en vibrerende rørledning; Figur 17 er et sidesnitt av flate kveil-utformingen i eksempelet på utførelse av en vibrerende rørledning vist i figur 16; Figur 18 er en perspektivskisse som illustrerer en stående spiral, som er et annet eksempel på utførelse av den vibrerende rørledningen; Figur 19 er en skisse av den stående spiralen vist i figur 18; Figur 20 er en skisse av en renne, som er nok et annet eksempel på utførelse av en vibrerende rørledning; og Figur 21 er et sidesnitt som illustrerer en renne med varierende vinkler, der den innledende delen av rennen er brattere enn den siste delen.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Dersom ikke sammenhengen tilsier annet omfatter, i beskrivelsen og kravene, betegnelsene geldannende polysakkarid, geldannende polymer, olje, emulgeringsmiddel, gelatineringsmiddel, tilsetningskomponent og tilsvarende betegelser også blandinger av slike materialer. Dersom ikke annet er angitt, er alle prosentandeler angitt i vektprosent, og alle temperaturer er i grader Celsius. Med omgivelsestemperatur menes en temperatur på fra omtrent 20°C til omtrent 30°C.

Som omtalt i den publiserte U.S.-patentsøknaden 2005/0106233, som inntas her som referanse, blir sømløse kapsler tilvirket i en fremgangsmåte som omfatter de trinn å: (a) frembringe en emulsjon omfattende olje, vann, emulgeringsmiddel, gelatineringsmiddel og eventuelle tilsetningskomponenter; og (b) tilføre andeler av emulsjonen i en vandig gelatineringsløsning omfattende en geldannende polymer (geldannende polysakkarid), og med det kapsle inn emulsjonsandelene i et lag av gelatinert, geldannende polymer (gelatinert, geldannende polysakkarid), og, eventuelt, (c) tørke de resulterende kapslene ved å fjerne vann. Anordningen beskrevet her er i stand til å utføre denne fremgangsmåten, og andre fremgangsmåter, på en kontinuerlig måte. Selv om noen aspekter ved anordningen kan beskrives i forbindelse med denne fremgangsmåten, er ikke anordningen og dens anvendelsesområde begrenset til denne fremgangsmåten.

Anordning

Figur 1 er en skisse av et eksempel på utførelse av innkapslingsanordningen. Innkapslingsanordningen 1 omfatter en trommel 10 som har en lengde 12 og en innmatingsende 14 med en frontplate 15 og et nebbet 40 samt en utmatingsende 16. I trommelen 10 er det anordnet en kveiling 18 bestående av en sekvens av vedsidenliggende kveilringer 20. I utførelseseksempelet vist i figur 1 danner 20 kveilringer kveilingen 18. Kveilingen 18 kan ha en hul kjerne eller være massiv (f.eks. se ut som en agar-borekrone). Kveilingen 18 roterer fritt inne i trommelen 10 om senteraksen 22 eller er fast festet til trommelen 10 i jevne sveiser, slik at trommelen 10 og kveilingen roterer sammen om senteraksen 22. Det er mulig å legge til flere kveilinger i serie, enten ved å kombinere kveilinger tettere sammen eller ved å sette ut én kveiling i en renne og mate den nye kveilingen med denne rennen. Dersom to eller flere kveilinger er anordnet i serie trenger det ikke være nødvendig å tilveiebringe et synkegulv i alle kveilinger (beskrevet nærmere nedenfor).

Innkapslingsanordningen 1 er vendt slik at trommellengden 12 står vinkelrett på tyngdekraften. En gelatineringsløsning 24, så som den beskrevet nedenfor, blir tilført i innkapslingsanordningen eller holdes inne i innkapslingsanordningen 1. Som følge av dette danner vedsidenliggende kveilringer 20 sammen med trommelen 10 flere kamre 26 langs lengden av kveilingen 18 som er fylt med gelatineringsløsning 24. Når kveilingen 18 blir rotert og et tilført volum av materiale er plassert i kammeret 26, blir det tilførte materialet i kammeret 26 transportert langs lengden 12 av trommelen 10 på en forbestemt tid, referert til som oppholdstiden.

Emulsjonsandeler som skal innkapsles kan for eksempel dannes ved å la emulsjonen falle ned fra en pipette, én eller flere dyser eller en vibrasjonsdyse; ekstrudere emulsjonen gjennom en kuttemekanisme, så som en tråd av metall eller plastikk, så som en tråd belagt med nylon- eller TEFLON<®->harpiks; eller forme emulsjonen i en støpeform. Som beskrevet nedenfor kan emulsjonsandelene for eksempel være deler av en emulsjon omfattende olje, vann, emulgeringsmiddel, gelatineringsmiddel og eventuelt tilsetningskomponenter.

Objekter som skal kapsles inn, så som emulsjonsandelene, blir ført inn i innkapslingsanordningen 1 ved innmatingsenden 14 direkte eller med hjelp av utførelsesformene som følger. Ifølge én utførelsesform blir objektene tilført til innkapslingsanordningen 1 ved hjelp av en renne 1110, vist mer detaljert i figur 11. Rennen 1110 kan være anordnet parallelt med trommelen 10 eller med en liten skråstilling i forhold til trommelen 10, slik at kapselfragmenter ikke kleber seg til hverandre mens de beveger seg ned rennen 1110. Vinkelen 6 representerer vinkelen i horisontalplanet mellom rennen 1110 og den horisontale skruerotasjonsaksen. Vinkelen y representerer vinkelen i vertikalplanet (skråstillingen) mellom rennen 1110 og den horisontale skruerotasjonsaksen. Vinklingen av rennen 1110 er slik at objektene ikke skades når de tilføres til gelatineringsløsningen.

Ifølge en annen utførelsesform blir objektene tilført til innkapslingsanordningen 1 ved hjelp av en vibrerende rørledning. Eksempler på utførelser av en vibrerende rørledning omfatter en flat kveil, en stående spiral og en renne, som vist og beskrevet nærmere i forbindelse med figurene 16-20. I hver av disse utførelsene er utformingen av den vibrerende rørledningens innmatingsende slik at vibrasjon av kveilen gjør at gelatineringsløsningen og kapselbitene kan strømme kontinuerlig derigjennom på en slik måte at kapselbitene ikke kleber seg til hverandre når de føres fra oppstykkingen til innkapslingsanordningen 1. Utgangsvinkelen til kapslene fra den vibrerende rør-ledningen er slik at objekter som skal kapsles inn ikke blir skadet mens de føres fra den vibrerende rørledningen til innkapslingsanordningen 1. Objektene som skal innkapsles kan også komme inn i den vibrerende rørledningen gjennom rennen vist i figur 21.

Ifølge en annen utførelsesform blir objekter tilført til innkapslingsanordningen 1 ved hjelp av et nebb 40. Nebbet 40 er en flat eller litt skråstilt overflate som mottar objekter direkte eller mottar objekter fra rennen 1110. Nebbet 40 tjener til gradvis å lede objekter inn i det første kammeret. Nebbet 40 kan være festet direkte til frontplaten 15 på trommelen 10. Når nebbet 40 anvendes, kan høyden av gelatinerings-løsning i det første kammeret være lavere eller høyere enn høyden av gelatinerings-løsning i overgangen mellom nebbet 40 og frontplaten 15. De skrå overflatene på nebbet 40 opprettholder høyden av gelatineringsløsning hovedsaklig konstant og bidrar til å hindre at objekter blir skadet når de føres inn i det første kammeret 28.

Ifølge en ytterligere utførelsesform kan rennen 1110, rennen vist i figur 21 eller en vibrerende rørledning anvendes sammen med nebbet 40. Nebbet 40 kan være en enhetlig konstruksjon med frontplaten 15 og laget slik at når nebbet 40 står med en liten vinkel og er i ett med frontplaten, objekter kan gli ned nebbet 40 og innføres direkte i den første kveilringen av kveilingen gjennom rotasjon av kveilingen. Nebbet 40 er festet til innkapslingsanordningen 1, enten via frontplaten eller på annen måte, på en slik måte at en minimerer eller unngår spisse vinkler mellom kveilingen 18 eller en hvilken som helst del av frontplaten 15 slik at behandlet materiale ikke fanges på uønsket måte.

Ifølge en ytterligere utførelsesform kan utmatingen fra den vibrerende rør-ledningen anvendes sammen med nebbet 40. Nebbet 40 kan være en enhetlig konstruksjon med frontplaten 15 og laget slik at når nebbet 40 står med en liten vinkel og er i ett med frontplaten, objekter kan gli ned nebbet 40 og innføres direkte i den første kveilringen av kveilingen 18 gjennom rotasjon av kveilingen 18. Nebbet 40 er festet til innkapslingsanordningen 1, enten via frontplaten eller på annen måte, på en slik måte at en minimerer eller unngår spisse vinkler mellom kveilingen 18 eller en hvilken som helst del av frontplaten 15 slik at behandlet materiale ikke fanges på uønsket måte.

Objekter som skal kapsles inn blir tilført som separate objekter i gelatinerings-løsningen. Mens objektene blir tilført enten direkte inn i det første kammeret 28 (avgrenset av kveilingen 18, gulvet i trommelen 10 og frontplaten 15 på trommelen 10) eller først plassert på nebbet 40, blir høyden av gelatineringsløsning 24 i det første kammeret 28 holdt på et tilnærmet konstant nivå av synkegulvet 30 mens det første kammeret blir rotert.

Igjen med henvisning til figur 1, etter hvert som objektene blir tilført til det første kammeret 28 (avgrenset av kveilingen 18, gulvet i trommelen 10 og frontplaten 15 på trommelen 10), blir høyden av gelatineringsløsning 24 i det første kammeret 28 holdt på et hovedsaklig konstant nivå mens det første kammeret 28 blir rotert. Dette bidrar til å sikre at objektene ikke blir deformert idet de tilføres det første kammeret. I utførelsesformen som anvender nebbet 40 tjener volumet som dannes av den skråstilte overflaten av nebbet med det første kammeret til å minimere endringen i høyden av gelatineringsløsning etter hvert som objekter blir tilført og det første kammeret 28 blir rotert.

I hvilken grad objektene blir agitert i det første kammeret 28 er avhengig av høyden av gelatineringsløsning i det første kammeret og høyden til strømnings-avbøyerne 310 i det første kammeret. Høyden av gelatineringsløsning i det første kammeret holdes hovedsaklig konstant slik at emulsjonsandelene ikke deformeres og ikke hefter til hverandre. Ifølge ett utførelseseksempel, for å opprettholde høyden av gelatineringsløsning i det første kammeret etter hvert som emulsjonsandeler blir tilført og det første kammeret roteres, er det første kammeret 28 utstyrt med et synkegulv, eller bredden til den første og den andre kveilringen som avgrenser det første kammeret, kan varieres slik at volumet til det første kammeret 28 varieres.

Synkegulvet 30 er illustrert mer detaljert i figur 2. Gelatineringsløsningen 24 og objektene som skal innkapsles blir så flyttet fra det første kammeret 28 ved hjelp av en skråstilt avlederplate 22 til kammeret 26. Etter hvert som trommelen 10 eller kveilingen 18 roterer blir objektene kapslet inn mens de beveger seg langs lengden av trommelen 10 til trommelens utmatingsende 16. De resulterende kapslene og gelatineringsløsningn 24 blir matet ut ved utmatingsenden 16 fra trommelen 10. Kapslene kan da skilles fra væsken med en separasjonsmetode så som sikting.

Gelatineringsløsningen 24 kan så enten bli kassert eller resirkulert tilbake inn i prosessen. Etter separasjon kan kapslene bli vasket og tørket, eller ført til et nytt prosesstrinn, så som et vasketrinn eller et ytterligere plastiseringstrinn.

Igjen med henvisning til utførelsesformen vist i figur 1 står det første kammeret 28 parallelt med frontplaten 15. Dette gjør at høyden av gelatineringsløsning i det første kammeret 28 kan holdes mer konstant under rotasjon av kveilingen 18 og fylling av trommelen 10 med objekter som skal kapsles inn. Med dette eksempelet på utførelse av det første kammeret 28, vist i detalj i figur 11, er utmatingen fra rennen 1110 nærmere gelatineringsløsningen, og minimerer med det påkjenninger på objektene som beveger seg fra rennen 1110 og inn i gelatineringsløsningen 24 i det første kammeret 28. For at objektene skal kunne komme seg inn i de etterfølgende kamrene 26 fra det første kammeret 28 er det tilveiebragt en skråstilt avlederplate 34.

Figur 2 er en skisse sett forfra av innkapslingsanordningen i figur 1, også vist mer detaljert i figur 12. I dette utførelseseksempelet er et synkegulv 30 tilveiebragt i det første kammeret 28. Synkegulvet 30 har en første høyde 210 og en andre høyde 220 hovedsaklig i samme punkt på det første kammeret 29 nær den skråstilte avlederplaten 22 (ikke vist i figur 2). Den første høyden 210 er ikke så høy som kveilingen 18, og følgelig hindres at objekter og gelatineringsløsning kommer inn i andre kamre under agitering. Høyden til synkegulvet 30 avtar inntil synkegulvet 30 har samme høyde som gulvet i trommelen 10. Også vist i utførelseseksempelet i figur 2 er nebbet 40 festet til frontplaten 15. Nebbet 40 er festet til frontplaten 15 i en høyde som tilsvarer den øvre posisjonen til de voksende strømningsavbøyerne 310. Også vist i utførelseseksempelet i figur 2 er strømningsavbøyere 310 som øker i høyde etter hvert som synkegulvet 30 avtar. Det første kammeret 28 roterer i retning av pilen 230. På denne måten, etter hvert som kveilingen 18 eller trommelen 10 roterer og objektene og gelatineringsløsningen 24 tilføres til det første kammeret 28, blir objektene og gelatineringsløsningen 24 agitert mens de passerer over de voksende strømningsavbøyerne 310, og høyden til synkegulvet 30 avtar slik at høyden av gelatineringsløsning 24 holdes konstant gjennom en rotasjon av det første kammeret 28. Figur 3 er en skisse sett bakfra av innkapslingsanordningen i figur 1. Figur 3 viser flere skråstilte strømningsavbøyere 310 anordnet ved kveilingen 18. Høyden og utformingen til strømningsavbøyerne 310 må ikke være slik at væsken og de gelatinerte objektene løftes fra ett kammer og inn i et annet kammer, dvs. at for strømningsavbøyerutforminger tilsvarende utførelseseksemplene illustrert i figurene 2-4, 7 og 10 må høyden 320 til strømningsavbøyeren 310 være lavere enn høyden 330 til kveilingen 18. Rotasjonshastigheten og the dimensjonene til, formen til og antallet strømningsavbøyere 310 anordnet mellom vedsidenliggende kveilringer i kveilingen 18 bør gi tilstrekkelig agitering innenfor et gitt kammer til å hindre at objekter kleber seg til hverandre eller til strømningsavbøyerne 310, kveilringene 20 og kveilingen 18. Agiteringen forårsaket av strømningsavbøyerne 310 og rotasjonen av innkapslingsanordningen bør imidlertid ikke være så kraftig at objektene som innkapsles, forringes og skades. Figur 4 er en detaljert skisse av et eksempel på strømningsavbøyer 310 for innkapslingsanordningen i figur 3. Strømningsavbøyeren 310 kan ha form som en plate, en skråplate, en trekant, en stav eller en hvilken som helst annen passende form, som vil sees av fagmannen. Strømningsavbøyeren 310, vist i figur 4, haren hovedsaklig trekantet form. Strømningsavbøyeren 310 haren høyde 410, en bunn 420 og en skråflate 430. Eksempelet på utførelse av en strømningsavbøyer 310 vist i figur 4 danner en rettvinklet trekant med en vinkel a på 90° og to 45° vinkler p.

Bunnen 410 av strømningsavbøyeren 310 kan være festet til den innvendige overflaten i trommelen 10, eller alternativt kan sidene av strømningsavbøyeren være festet til vedsidenliggende kveilringer 20, slik at kveilingen 18 kan rotere og trommelen 10 kan stå i ro. Figur 7 illustrerer et annet eksempel på utførelse av trommelen 10 med strømningsavbøyere 710 som har en høyde som er mindre enn høyden til kveilingen 18. I utførelseseksempelet vist i figur 7 er strømningsavbøyerne 710 festet til hver annen kveiling. Figur 8 er en skisse som illustrerer en del av et eksempel på utførelse av et kammer 26 ifølge oppfinnelsen. I utførelsen i figur 8 er strømningsavbøyeren 810 en plate som er festet til og danner en vinkel (3 med kveilringen 820. En annen strømningsavbøyer 830 er anordnet nedstrøms og festet til en vedsidenliggende kveilring 840, som også danner en vinkel (3 med kveilringen 840. Anordningen av strømningsavbøyerne i utførelsesformen vist i figur 8 skaper turbulens i strømningen som vist av pilene 850. Strømningsavbøyerne 810 og 830 er vist som festet til hver annen kveiling slik at de danner et mellomrom som lar materiale passere rundt hver strømningsavbøyer, men kan også være festet til samme kveiling. I denne utførelsen kan strømningsavbøyerne ha tilsvarende høyde som eller være høyere enn kveilingen 18, ettersom mellomrommet sikrer at ikke noe materiale blir ført fra én kveilring til en vedsidenliggende kveilring ved at det passerer over kveilringen. Alternativt kan to (2) eller flere strømningsavbøyere være anordnet på etterfølgende kveilinger, eller en strømningsavbøyer kan spenne over avstanden fra én kveilring til den vedsidenliggende kveilringen og med det tvinge gelatineringsløsningen og objektene til å passere over strømningsavbøyeren når kveilingen roteres. I denne utførelsen har strømningsavbøyeren en høyde som er lavere enn høyden til de vedsidenliggende kveilringene, slik at gelatineringsløsning og objekter ikke kommer seg over kveilringen.

Figur 9 viser et plansnitt av strømningsavbøyeren 710 vist i figur 7.

Figur 10 er et profilsnitt av nok en ytterligere utførelse av strømningsavbøyer-anordningen i en innkapslingsanordning ifølge oppfinnelsen. Strømningsavbøyerne 1000 er krumme plater som danner en vinkel med gulvet i trommelen 10. Ifølge én utførelsesform kan strømningsavbøyeren 1000 ha en åpen side 1020 eller kan ha en lukket side 1010 for å hindre oppsamling av materialer bak strømningsavbøyeren 1000. Strømningsavbøyerne 1000 er vist med en lengde som er slik at enden 1030 av én strømningsavbøyer overlapper med begynnelsen 1040 av den etterfølgende strømningsavbøyeren i strømningsbanen.

Nå med henvisning til figur 5, som er en splittegning av et eksempel på kveiling 18 og trommel 10, frontplate 15 og nebb 40 i et eksempel på utførelse av oppfinnelsen, har trommelen 10 en lengde 510 og en høyde 520. Lengden 510 til trommelen 10, høyden 520 til trommelen 10, bredden til kamrene 530 og høyden 540 til kveilringene 20, sammen med størrelsen til og antallet strømningsavbøyere 310 (ikke vist i figur 5), bestemmer det maksimale arbeidsvolumet i hvert kammer 26. I denne utførelsesformen av oppfinnelsen er kveilingen 18 lang og festet til frontplaten uten justeringer i form av et første rom 28 beskrevet i forbindelse med figur 1. Nebbet 40 gjør det mulig å tilføre objekter og gelatineringsløsning i trommelen uten at de passerer rett over den første kveilringen i kveilingen mens kveilingen roteres. Objekter kan tilføres direkte til nebbet 40 eller til nebbet via en renne. Dette eksempelet på utførelse danner en annen mekanisme for å holde væskenivået under den første rotasjonen forholdsvis konstant, og minimerer påkjenningene på objektene som skal kapsles inn. Et synkegulv kan i dette tilfellet være unødvendig. Kveilingen kan tjenlig modifiseres noe for å festes til frontplaten 15 eller nebbet 40 på en slik måte at det ikke er noen spisse vinkler mellom kveilingen eller noen som helst del av frontplaten, nebbens ytterkant, ettersom slike vinkler vil kunne fange behandlet materiale på en uønsket måte. Frontplatens høyde kan bli justert, i hvilket tilfelle nebbet er festet rett på ytterkanten, opptil en høyde tilsvarende kveilingens høyde. Den øvre høyden til nebbet kan tjenlig være større enn høyden til kveilingene, noe som gjør det mulig å vaske trommelen med bruk av en rengjøringsløsning, så som varmt vann, som dekker hele kveilingen, men likevel vil holdes inne i trommelen av høyden til nebbet.

Figur 6 illustrerer kveilingen 18 inneholdt eller anordnet i trommelen 10 med frontplate 15. Høyden 540 til hver kveilring 20 i kveilingen 18 må videre være tilstrekkelig til eller innrettet for å hindre at gelatineringsobjekter og gelatinerings-løsning 24 kommer seg fra ett kammer til et annet. Rotasjonshastigheten (omdreininger pr. minutt) til trommelen 10 eller kveilingen 18 inne i en stasjonær trommel 10 bestemmer den totale gjennomsnittlige oppholdstiden, oppfyllingstiden for ett kammer og hvor mye turbulens som dannes under bruk av innkapslings anordningen ifølge oppfinnelsen. Følgelig vil de oppnådde oppholdstidene i trommelen være innenfor den gjennomsnittlige oppholdstiden ± 1/£ oppfyllingstid.

Materialet i kveilingen 18 og innsiden av trommelen 10 bør ha en overflate som unngår at gelatineringsløsning eller gelatinerte objekter hefter til kveilingen 18 og innsiden av trommelen 10. Mulige materialer kan være elektropolert eller over-trukket (f.eks. med et ikke-klebende overflatebehandlingsmiddel så som en TEFLON<®->fluorokarbonharpiks) rustfritt stål eller en plast, f.eks. polyetylen, poly-propylen eller annen passende plast, som vil være kjent for fagmannen. Figur 13 er en skisse av en alternativ utførelsesform av innkapslingsanordningen ifølge oppfinnelsen. Innkapslingsanordningen 1300 omfatteren kveiling 1310 anordnet på en plate, så som en perforert plate 1320. Kveilingen 1310 og den perforerte platen 1320 er satt inn i en skål 1330 som inneholder gelatineringsløsning 24. Objekter som skal kapsles inn mates av en renne 1340, via avlederen 1350, inn i et første kammer av kveilingen 1310, som er neddykket i gelatineringsløsning 24. Objektene som skal kapsles inn vil enten flyte i gelatineringsløsningen eller synke til bunnen av gelatineringsløsningen, der de hviler på den perforerte platen 1320. Kveilingen 1310 transporterer objektene som skal innkapsles gjennom gelatinerings-løsningen i retning av pilen 1370, der objektene som skal innkapsles blir eksponert for gelatineringsløsningen under en forbestemt oppholdstid. Objektene som skal innkapsles blir agitert av én eller flere strømningsavbøyere 1360. Figur 14 er et profilsnitt av utførelsesformen av innkapslingsanordningen i figur 13. Figur 15 illustrerer et eksempel på utførelse av en løfteutmatingsmekanisme ved utmatingsenden av innkapslingsanordningen 1. Figur 15 er et sidesnitt fra utmatingsenden av trommelen 10. Til utmatingsenden, i fluidkommunikasjon med den siste kveilingen 19 i trommelen 10, er det festet en løfteutmatingsmekanisme omfattende en formet sikt 1510. Når trommelen 10 roterer i retning av pilen A, blir innkapslede objekter ført fra den siste kveilingen i trommelen og inn i den formede sikten 1510. Den formede sikten 1510 samler opp de innkapslede objektene og styrer dem inn i en trakt 1520 eller en tilsvarende oppfangningsanordning. Fra trakten 1520 blir kapslene transportert til en tørkestasjon eller -hylle via rennen 1530. Alternativt kan den formede sikten 1510 være utformet slik at kapslene kan mates ut rett inn i annet utstyr, slik at en unngår bruk av trakten 1520.

Som beskrevet over kan innkapslingsanordningen 1 anvendes i serie (dvs. flere tromler) og sammen med en vibrerende rørledning, eller den vibrerende rør-ledningen kan anvendes alene eller i serie avhengig av den ønskede oppholdstiden for å produsere den ønskede kapselen eller gelatinerte kulen som skal dannes.

I ett eksempel på utførelse av den vibrerende rørledningen er den vibrerende rørledningen dannet i form av en flat kveil, illustrert i figurene 16 og 17.

Figur 16 er en skisse av et eksempel på flat kveil-utførelse av den vibrerende rørledningen. I denne utførelsesformen omfatter den flate kveilen en kontinuerlig spiral 1620 der objektene som skal kapsles inn og gelatineres kommer inn ved innmatingen 1640, føres gjennom kveilen og forlater ved utmatingen 1650. Den flate kveilen inneholder gelatineringsløsning 24. Utformingen av den flate kveilen gjør at den vibrerte gelatineringsløsningen og kapselbiter kan strømme kontinuerlig gjennom denne på en slik måte at kapselbitene ikke hefter til hverandre mens de strømmer fra fragmentdannelsen til utmatingen 1650. Som vist i figur 17 er vinkelen mellom innmatingen 1640 til spiralene i den flate kveilen slik at objekter som skal kapsles inn ikke skades idet de kommer inn, og vinklingen av utmatingen 1650 er slik at de helt eller delvis innkapslede objektene ikke skades idet de passerer fra den flate kveilen til en annen flat kveil eller til en innkapslingsanordning 1 eller til et ytterligere prosesseringstrinn, så som vasking eller plastisering eller lagring.

Flat kveil-utførelsen av den vibrerende rørledningen som omfatter den kontinuerlige spiralen 1620 har en hvilken som helst ønsket lineær lengde i henhold til tykkelsen til den ønskede resulterende innkapslingsveggen. Ifølge én utførelses-form har spiralen en lineær lengde på fra omtrent 30 cm (1 fot) til et hundretalls meter (flere hundre fot), for eksempel omtrent 4,3 m (14 fot) eller omtrent 10,7 m (35 fot). Strømningen inne i kveilringen kan reguleres mellom omtrent 0,03 og omtrent 0,61 m/s (mellom 0,1 og 2 fot/s), for eksempel omtrent 0,15 m/s (0,5 fot/s). Den gjennomsnittlige oppholdstiden for objekter i flatkveilutførelsen av den vibrerende rør-ledningen avhenger av den lineære lengden til spiralen, og kan variere fra omtrent 2 s til i hvert fall 1200 s, for eksempel 20±5 s eller 75±15 s, av strømningsmengden som bestemmes av oppfyllingshastigheten i rørledningen, av vibrasjonen av den flate kveilen og av densiteten til innkapslede eller gelatinerte objekter.

Den totale lineære lengden til den vibrerende rørledningen kan justeres for å tilpasse den nødvendige gelatineringstiden i systemet. Det lineære lengden kan justeres ved å øke antallet kveilringer, f.eks. i flatkveilutførelsen av den vibrerende rørledningen. I ett utførelseseksempel blir en rekke flate kveiler stablet oppå hverandre for om nødvendig å gi lengre oppholdstider. I en slik utførelse kan de flate kveilene være koblet gjennom en enkel forbindelse så som et rør eller en slange. Alternativt kan kveilene være sammenkoblet direkte dersom kveilringene er snodd og står i motsatte retninger, slik at dersom innløpet til den nedre flate kveilen står i midten, utløpet fra kveilen over står i sentrum. Denne utførelsen med stablede, flate kveiler kan tjenlig dannes med en rørledning formet som et åpent U-formet rør. Med denne U-formede rørledningen kan den øverste flate kveilen i stabelen fungere som lokk for den flate kveilen umiddelbart under seg, og således danne et lukket system som enkelt kan demonteres for passende vasking og skylling i rengjøringsprosesser.

Den flate kveilen blir vibrert og kan være koblet til vibrasjonssikten 1610. Vibrasjonssikten 1610 agiterer forsiktig gelatineringsløsningen 24 og objektene som skal innkapsles eller gelatineres med en kraft som er tilstrekkelig til å hindre at to objekter i gelatineringsløsningen kleber seg sammen. Vibrasjonen er imidlertid svak nok til ikke å skade de skjøre objektene som skal kapsles inn.

I et utførelseseksempel er vibrasjonsfrekvensen til vibrasjonssikten fra 1 til i hvert fall 42 Hz, f.eks. for en 2-2,5 tommers (omtrent 5,1 til omtrent 6,4 cm) slange, som gir en amplitude på omtrent 5 mm. Fortrinnsvis er vibrasjonsfrekvensen fra 2 til 30 Hz, eller 1 til 20 Hz. For lavere frekvenser enn 2 Hz, for eksempel ved 1 Hz, har kapsler en tendens til å aggregere. Vibrasjonsfrekvensen bør ikke svare til systemets antiresonansfrekvens, som ikke vil agitere væsken. Vibrasjonen bør påføres på en slik måte at væsken blir vibrert slik at den gir tilstrekkelig agitasjon til å hindre at kapsler blir gelatinert sammen og samtidig ikke skader kapslene.

Den vibrerende rørledningen med en flat kveilutførelse kan være lett skråstilt dersom høyden til midten av flat kveil-anordningen er høyere enn de ytre kveilringene i flat kveil-utførelsen.

Den vibrerende rørledningen kan være helt eller delvis fylt med den kontinuerlig strømmende, flytende gelatineringsløsningen. Dersom den vibrerende rør-ledningen er delvis fylt, kan objektene som skal innkapsles bli vibrert på en styrt måte med en kraft som er tilstrekkelig til å gi styrt oppholdstid og passende agitering. Dersom den vibrerende rørledningen er helt fylt, kan objektene som skal innkapsles fortsatt bli vibrert på en styrt måte med en kraft som er tilstrekkelig til å gi styrt oppholdstid og passende agitering, selv om den påførte agitasjonen kan være høyere enn for en delvis fylt rørledning. Figur 18 er en perspektivskisse av et eksempel på en stående spiral-utførelse av den vibrerende rørledningen ifølge et aspekt ved oppfinnelsen. Stående spiral-utførelsen omfatter en lengde av et rør eller annet materiale innrettet i en sekvens av stående spiraler 1810, som blir vibrert ved hjelp av en vibrasjonsanordning så som et vibrasjonsbord. I denne utførelsesformen blir objektene som skal innkapsles matet inn i en stående spiral 1810 via en innmating 1820 som går i en gradvis kurve 1830. Den stående spiralen 1810 inneholder også gelatineringsløsning 24. Oppholdstiden for objekter som skal kapsles inn eller gelatineres avhenger av de samme parametere som i figurene 16 og 17, men det er et bidrag fra skråstillingen som er gitt ved slangediameteren/lengden til én spiral. I eksempel 12 er skråstillingen 5/140. Et eksempel på lineær lengde for slangen som omfatter en stående spiral er fra 5-35 meter, for eksempel 20 meter. Den gjennomsnittlige oppholdstiden for objekter som skal kapsles inn i den stående spiralen varierer fra 20 til 300s.

Figur 19 er en skisse av den stående spiralen i figur 18.

Gelatinering av objekter kan også utføres i en kombinasjon av både den flate kveilen og den stående kveilen, der kombinasjonen omfatter en utførelse med stående, flat kveil.

Figur 20 illustrerer en annen utførelsesform av en vibrerende rørledning. Vist i figur 20 er en skisse av en vibrerende renne 2000. Den vibrerende rennen 2000 kan settes i vibrasjon og omfatter en serie av frem- og tilbakekanaler 2010 fylt med gelatineringsløsning. Ifølge én utførelsesform har hver suksessive nedstrøms kanal samme høyde som den foregående kanalen, og står således i samme horisontalplan. I en annen utførelsesform har hver suksessive nedstrøms kanal en litt lavere høyde enn den foregående kanalen. Objekter som skal kapsles inn kommer inn i den vibrerende rennen 2000 ved innmatingen 2015 og forlater den ved 2030. Når rennen 2000 blir vibrert, føres objektene som skal kapsles inn langs kanalene i banen og retningen som angitt av pilene 2020 i figur 20. Den vibrerende rennen 2000 omfatter fra 1 til 40, 5-25 eller 10 kanaler avhengig av kanallengden. Hver kanal kan ha en lengde på fra omtrent 0,6 til omtrent 9,1m (2 til 30 fot), fra omtrent 1,5 til omtrent 6,1 m (5-20 fot) eller fra omtrent 3,0 til omtrent 4,6m (10-15 fot). I ett utførelses-eksempel er om nødvendig et antall vibrerende renner 2000 stablet oppå hverandre for å gi lengre oppholdstider. I en slik utførelse kan de vibrerende rennene være sammenkoblet gjennom en enkel forbindelse, så som et rør eller en slange. Alternativt kan den vibrerende rennen være koblet direkte dersom innløpet til den nedre rennen befinner seg under utløpet fra rennen over. Denne utførelsen med stablede vibrerende renner kan tjenlig være dannet med en rørledning formet som et åpent U-formet rør. Med denne U-formede rørledningen kan den øverste vibrerende rennen i stabelen fungere som et lokk for rennen umiddelbart nedenfor seg, og således danne et lukket system som enkelt kan demonteres for passende vasking og skylling i rengjøringsprosesser.

Figur 21 viseren renne 2100 laget slik at en innledende del 2110 av rennen 2100 er spesielt bratt, med en vinkel y som er mellom 45° og 90°, fortrinnsvis mellom 70° og 90°, og en senere del 2120 som er mindre bratt, fra -10° til 50°, fortrinnsvis mellom 0° og 45°. Som vist i figuren kan den senere delen 2120 omfatte mer enn én seksjon, der hver suksessive seksjon er mindre bratt enn den foregående seksjonen. Objektet som skal kapsles inn eller gelatineres kan bli tilført vertikalt i rennen i den innledende delen, slik at det får et veldig mykt nedslag i den flytende gelatinerings-løsningen i rennen. Vinkelen mellom rennen og tilførselsvinkelen for objekter bør holdes liten nok til å hindre uønsket deformasjon av objekter ved tilførselspunktet. Objektene beveger seg gjennom rennen 2100 til renneutløpet 2150, der de kan bli tilført til den ytterligere innkapslingsanordningen eller den vibrerende rørledningen på en styrt måte slik at slagene på objektet i overgangen mellom rennen og den ytterligere innkapslingsanordningen eller den vibrerende rørledningen kan minimeres. Vinklene på rennen kan enten være trinnvise endringer, for eksempel i 2 eller flere bend, eller kontinuerlige endringer, der vinkelen varierer kontinuerlig over rennens lengde. Den flytende gelatineringsløsningen kan bli tilført fra reservoaret 2130 ovenfor den innledende delen av rennen, dvs. gjennom en slangeforbindelse ved reservoarets endevegg, eller den kan bli tilført direkte i den innledende delen av rennen. Den flytende gelatineringsløsningen kan da strømme som en foss ved den innledende delen av rennen. Denne rennen kan være spesielt nyttig for produksjon av større kapsler, som i alminnelighet er mer utsatt for deformasjon når de tilføres i gelatineringsbadet.

Innkapslingsprosess

Kapsler med en kapselvegg av gelatinert, geldannende polymer dannes ved å tilføre deler av en emulsjon som omfatter et passende gelatineringsmiddel i en vandig gelatineringsløsning som omfatter en passende geldannende polymer, og med det kapsle inn emulsjonsandelene i et lag av gelatinert, geldannende polymer. Laget av gelatinert, geldannende polymer, eller kapselveggen, dannes ved å gelatinere den geldannende polymeren med gelatineringsmiddelet. Gelatineringsmiddelet omfatter typisk en flerverdig kation, typisk en toverdig og/eller en treverdig kation, eller en blanding av flerverdige kationer som er i stand til å gelatinere den geldannende polymeren.

De geldannende polymerene er geldannende polysakkarider, som for eksempel omfatter karragener, så som kappa-, kappa II- og iota-karragener; alginater; chitosaner; og pektiner så som lavmetoksy- og amiderte lavmetoksy-pektiner; og blandinger av dette. En typisk konsentrasjon av geldannende polymer i gelatineringsløsningen 24 er fra omtrent 0,1 vekt% til omtrent 10 vekt%, fortrinnsvis fra omtrent 0,5 vekt% til omtrent 7 vekt%, av den totale vekten til gelatinerings-løsningen.

Pektin er en naturlig forekommende polysakkarid som finnes i røttene, stammen, bladene og fruktene til forskjellige planter, spesielt i skallet til sitrusfrukter så som lime, sitron, grapefrukt og appelsiner. Pektiner inneholder polymere enheter avledet fra D-galakturonsyre. Omtrent 20-60% av enhetene avledet fra D-galakturonsyre, avhengig av pektinkilden, erforestret med metylgrupper. Disse er kommersielt kjent som høymetoksy-pektin og lavmetoksy-pektin, der sistnevnte også omfatter amiderte pektiner.

Karragen refererer til en gruppe av sulfatholdige galaktaner ekstrahert fra rødtare. Karragener er lineære kjeder av D-galaktopyranosyl-enheter sammenkjedet med alternerende (1—>3) a-D og (1—>4) p-D-glykosidbindinger. Karragener kan delvis være kjennetegnet ved graden og posisjonen av sulfering. De fleste sukkerenheter har én eller to sulfatgrupper forestret til en hydroksylgruppe ved karbonene C-2 eller C-6. Det er tre hovedtyper karragen: kappa-karragen, iota-karragen og lambda-karragen. Kappa-karragener produserer sterkt rigide geler mens de som produseres av iota-karragen er slappe og elastiske. Lambda-karragener stivner ikke i vann. Iota- karragen har en gjentagende enhet av D-galaktose-4-sulfat-3,6-anhydro-D-galaktose-2-sulfat, som gir et innhold av sulfatester på omtrent 25 til 34%.

En foretrukket geldannende polymer er alginat. Alginater er salter av alginsyre. Alginsyre, som isoleres fra tare, er en polyuronsyre dannet av to uronsyrer: D-mannuronsyre (M) og L-guluronsyre (G). Alginater er ikke tilfeldige kopolymerer, men består av blokker av tilsvarende og alternerende restkonsentrasjoner, for eksempel MMMM, GGGG og GMGM, og er i alminnelighet nyttig i form av alginsyre eller salter av denne. Forholdet mellom mannuronsyre og guluronsyre varierer med faktorer så som tareart, plantens alder og delen av taren (f.eks. stamme, blad).

Vannuløselige alginatsalter, der hovedkationet er kalsium, finnes i bladene og stammen til tare fra klassen Phaeophyceae, eksempler på hvilke er Fucus vesiculosus, Fucus spiralis, Ascophyllum nodosum, Macrocystis pyrifera, Alaria esculenta, Eclonia maxima, Lessonia nigrescens, Lessonia trabeculata, Laminaria japonica, Durvillea antarctica, Laminaria hyperborea, Laminaria longicruris, Laminaria digitata, Laminaria saccharina, Laminaria cloustoni og Saragassum sp. Fremgangsmåter for utvinning av alginsyre og dens vannløselige salter, spesielt natriumalginat, fra naturlige kilder er velkjente, og er for eksempel beskrevet av Green i U.S.-patentet 2,036,934 og Le Gloahec i U.S.-patentet 2,128,551.

Alginsyre er tilnærmet uløselig i vann. Den danner vannløselige salter med alkalimetaller så som natrium, kalium og litium; magnesium; ammonium; og de substituerte ammoniumkationene avledet fra lavere aminer, så som metyl-amin, etanol-amin, dietanol-amin, dimetyletanol-amin, metydietanol-amin og trietanol-amin. Disse saltene er løselige i vandige medier med en pH-verdi over omtrent pH 4, men omdannes til alginsyre når pH-verdien reduseres til under omtrent pH 4. Et vannuløselig alginat dannes dersom bestemte flerverdige kationer (gelatineringsmidler), spesielt Ca<2+>, Ba<2+>, Sr<2+>, Zn<2+>, Fe<2+>, Cu<2+>, Al<3+>og blandinger av disse, er tilstede i mediet i passende konsentrasjoner.

Passende alginater har en vektmidlere molekylærvekt på fra 20000 Dalton til 500000 Dalton, og et G-innhold på minst 30%, fortrinnsvis omtrent 40% til 80% eller omtrent 50% til 90%. Vektmidlere molekylærvekt beregnes ved først å bestemme intrinsic viskositet og så anvende Mark-Houwink Sakurada-likningen, som i Martinsen m.fl; "Comparison of Different Methods for Determination of Molecular Weights and Molecular Weight Distribution of Alginates" (Carbohydr. Polvm., 15, 171-193, 1991). En passende alginat for gelatineringsløsningen 24 er en alginat med en vektmidlere molekylærvekt på fra 20000 Dalton til 500000 Dalton, som har et G-innhold på minst 30%, fortrinnsvis i området fra 40% til 80% eller 50% til 90%.

En blanding av alginater med både lav og høyere vektmidlere molekylærvekt i gelatineringsløsningen gir alginatkapselveggen foretrukne egenskaper. For eksempel omfatter en foretrukket blanding av alginater (i) en alginat med en lav vektmidlere molekylærvekt på fra 30000 Dalton til 40000 Dalton, og (ii) en alginat med en høyere vektmidlere molekylærvekt på 150000 Dalton til 500000 Dalton. Økning av andelen av en alginat med høyere vektmidlere molekylærvekt gir en mer elastisk alginatgel-kapsel. Økning av andelen alginat med lav vektmidlere molekylærvekt gir en mindre viskøs gelatineringsløsning og en mer gunstig kapseldannelseshastighet. Avhengig av egenskapene som ønskes i den alginat-inneholdende kapselveggen som skal dannes rundt emulsjonen, er et passende forhold mellom alginat (i) med lav vektmidlere molekylærvekt og alginat (ii) med høyere vektmidlere molekylærvekt i gelatineringsløsningen fra omtrent 0,1 til 20 av (i) til 1 av (ii) (0,1-20:1). Et foretrukket forhold mellom alginat (i) med lav vektmidlere molekylærvekt og alginat (ii) med høyere vektmidlere molekylærvekt er omtrent 1 til 16 av (i) til 1 av (ii) (1-16:1).

Gelatineringsløsningen 24 kan inneholde ytterligere komponenter så som buffermidler, fargemidler, sekundære filmdannere, antioksidanter, plastiseringsmidler, stabiliserende polymerer, emulsjon-destabilisatorer og antiskumingsmidler. Stabiliserende polymerer er materialer som stabiliserer emulsjonen ved å øke vannfasens viskositet. Emulsjon-destabilisatorer er materialer som, når de tilføres i gelatinerings-løsningen, fremmer destabilisering av emulsjonen i gelatineringsløsningen. Vann utgjør typisk resten av gelatineringsløsningen.

Vannemulsjoner som inneholder forholdsvis store mengder olje kan bli kapslet inn av de geldannende polymerene. Oljen kan utgjøre minst 50% av emulsjonens totale vekt. Oljeinnholdet beregnes basert på den totale vekten av olje, vann, emulgeringsmiddel og gelatineringsmiddel i emulsjonen. Selv om, som beskrevet nedenfor, emulsjonen kan anvendes som en bærer eller et bindemiddel for en rekke forskjellige tilsetningskomponenter, er nevnte minst 50% av emulsjonens totale vekt fraregnet eventuelle tilsetningskomponenter.

Oljen velges fra en hvilken som helst olje, eller kombinasjon av oljer, som er nyttig i innkapslet form, for eksempel for bruk innen farmasi (farmasi omfatter her veterinær og nutraceutical), næringsmiddel, ernæring, kosmetikk, jordbruk og liknende bransjer. Egnede oljer omfatter for eksempel oljer avledet fra dyr, planter, mikroorganismer eller ekstrakter av slike; oljer som er kjemiske forbindelser avledet fra syntetiske eller andre midler, eller formuleringer av slike; oljer som er fettsyrer, estere eller derivater av slike; eller oljer som kan være et farmasøytisk aktivt middel, et ernæringssupplement, en smaksolje, eller et næringsmiddel. Olje omfatter også oljer som tjener som bærere eller oppløsningsmidler for oljeløselige aktive materialer, så som et oljeløselig farmasøytisk aktivt middel, et næringsstoff, smaksstoff, luktestoff, supplement eller en matvare. Andre oljer er de som omfatter naturlig forekommende emulgeringsmidler. Én slik olje er soyaolje, som inneholder lecitin. Lecitin er nyttig i matproduksjon som et emulgeringsmiddel i produkter med høyt innhold av fett og olje. Foretrukne oljer er de som er flytende, eller som kan gjøres flytende ved en temperatur på fra omtrent 20°C til omtrent 95°C.

En emulsjon av olje og vann er et heterogent system, der oljen og vannet ikke er blandbare og enten 1) vannet er godt dispergert i oljen, eller 2) oljen er godt dispergert i vannet, idet det dispergerte materialet er i form av dråper. Emulgeringsmidler anvendes typisk for å hindre sammensmelting av den dispergerte fasen. Et emulgeringsmiddel har typisk 1) en hydrofil gruppe og 2) en lipofil gruppe i sin struktur. Som er velkjent for fagmannen kan et emulgeringsmiddel beskrives ved sin hydrofil/lipofil-balanse ("HLB"). Nyttige emulgeringsmidler har typisk en HLB-verdi på omtrent fra 1 til 19. Generelt er emulgeringsmidler med lavere HLB-verdi, for eksempel 3-9, mer egnet for fremstilling av vann-i-olje-emulsjoner, og emulgeringsmidler med høyere HLB-verdi, for eksempel 9-18, er mer egnet for fremstilling av olje-i-vann-emulsjoner. Imidlertid finnes det emulgeringsmidler som er nyttig for begge typer emulsjoner.

Typiske emulgeringsmidler omfatter for eksempel glyserin-fettsyreestere; melkesyreestere av monoglyserider; lecitiner; polyglyserol-polyricinoleat; sorbitanestere av fettsyre-etoksylater, så som polyoxyetylen(20)-sorbitan-monolaurat (TWEEN® 20), polyoxyetylen-sorbitan-monopalmitat (TWEEN® 40), polyoxyetylen-sorbitan-monostearat (TWEEN® 60), polyoxyetylen-sorbitan-monooleat (TWEEN® 80) og polyoxyetylen-sorbitan-trioleat (TWEEN® 85); ravsyreestere av mono glyserider; sitronsyreestere av monoglyserider; diacetyl-vinsyreestere av mono-glyserid; polyglyserolestere av fettsyrer; sakkaroseestere av fettsyrer; polyoxyetylen-sorbitol-ester av fettsyrer; umettede monoglyserider og diglyserider, omfattende monoglyserider og diglyserider av oljesyre, linolsyre, linolensyre, eller andre alminnelig tilgjengelige høyere umettede fettsyrer; og blandinger av slike. Foretrukne emulgeringsmidler omfatter for eksempel polyoxyetylen(20)-sorbitan-monolaurat (TWEEN® 20), polyoxyetylen-sorbitan-monopalmitat (TWEEN® 40), polyglyserolestere av fettsyrer, polyglyserol-polyricinoleat (PGPR® 90), kalsium-stearoyl-2-laktylat (VERV® K), sorbitan-monooleat (SPAN® 80) og blandinger av dette. Mer foretrukne emulgeringsmidler omfatter polyoxyetylen(20)-sorbitan-monolaurat, polyoxyetylen-sorbitan-monopalmitat (TWEEN® 40), polyglyserol-polyricinoleat og blandinger av dette.

Emulsjonen omfatter et gelatineringsmiddel, som gelatinerer den geldannende polymeren. En hvilken som helst syre eller salt som vil gelatinere den geldannende polymeren kan anvendes som gelatineringsmiddel. En salt eller en kombinasjon av salter som gir det ønskede kationet eller den ønskede blandingen av kationer anvendes typisk som gelatineringsmiddel. Gelatineringsmiddelet omfatter et kation, typisk et toverdig og/eller et treverdig kation, eller en blanding av kationer som er i stand til å gelatinere den geldannende polymeren. Passende flerverdige kationer omfatter for eksempel kalsium(2+), barium(2+), strontium(2+), jern(2+), sink(2+), kobber(2+) og aluminum(3+). Alternativt kan den geldannende polymeren bli gelatinert av en syre, typisk ved å redusere gelatineringsløsningens pH-verdi til omtrent 4 eller lavere. Foretrukne kationer er toverdige metall-kationer, mer foretrukket kalsium (2+)-kationet. Foretrukne gelatineringsmidler er vannløselige kalsiumsalter, mer foretrukket kalsiumklorid, i enten hydrert eller vannfri form. Alternativt kan gelatineringsmiddelet være en syre som gelatinerer den geldannende polymeren, typisk en syre som reduserer gelatineringsløsningens pH-verdi til omtrent 4 eller lavere.

Økning av konsentrasjonen av gelatineringsmiddel i emulsjonen øker kapselveggens tykkelse, og gjør dermed kapslene sterkere. Emulsjonen omfatter i hvert fall en geldannende mengde av gelatineringsmiddelet, det vil si en mengde som er tilstrekkelig til å danne en kapselvegg av gelatinert, geldannende polymer som omgir emulsjonsobjektet. Gelatineringsmiddelet utgjør typisk 25 vekt% eller mindre av

emulsjonen, basert på vekten av emulsjonen fratrukket eventuelle tilsetningskomponenter, fortrinnsvis fra omtrent 2 vekt% til omtrent 15 vekt% av emulsjonen, basert på vekten av emulsjonen fratrukket eventuelle tilsetningskomponenter.

Den eventuelt tilsatte tilsetningskomponenten kan omfatte ett eller flere legemidler, dyrlegemidler, næringssupplementer, landbruksmidler, næringsmidler, kosmetikkbestanddeler og/eller bindemidler.

En rekke forskjellige legemidler som er velkjente for fagmannen, for eksempel kardiovaskulær/nyre-medikamenter; antidiabetika; antidepressiva; smertestillende midler; H2-blokkere, så som cimetidin og ranitidin; og antibiotika, kan anvendes som tilsetningskomponent. Passende farmasøytisk aktive midler omfatter for eksempel oljeløselige eller oljeuløselige medikamenter, og medikamenter med høyere vann-løselighet, så som paracetamol (acetaminofen) og verapamil-hydroklorid. Passende næringssupplementer omfatter enzymer og ko-enzymer så som ubidecarenon (koenzym QIO), vitaminer, urter, røtter, blader, frukt, blomster, gress, bark, fruktskall og mineraler eller spormineraler i ionisk eller elementær form, så som kalsium, magnesium, sink, selen og jern. Passende aktive landbruksmidler omfatter ugress-drepende og insektdrepende midler. Andre passende komponenter omfatter for eksempel farge; fargestoffer og pigmenter så som titan-diosid og kalsiumkarbonat; plastiseringsmidler, så som glyserol, sorbitol, mannitol, xylitol, maltitol og polyetylen-glykoler; konserveringsmidler så som lavere alkylparabener, benzosyre, natrium-benzoat og benzyl-alkohol, kalium-sorbat; og antioksidanter så som askorbinsyre og dens salter, så som natrium-askorbat, natrium-D-isoaskorbat, etylendiamin tetraeddiksyre-(EDTA)-salter, askorbyl-palmitat, sulfitter, tokoferoler så som a-tokoferol og L-tokoferol, butyl-hydroksyanisol og propyl-gallat. Andre materialer som kan kapsles inn, vil sees av fagmannen. Tilsetningskomponentene kan utgjøre opptil 85 vekt% av den tørkede kapselen. Fortrinnsvis utgjør tilsetningskomponentene, når de er tilsatt, fra 30 vekt% til 85 vekt% av den tørkede kapselen.

De eventuelle tilsetningskomponentene kan bli tilsatt i væskeform, så som simetikon eller vitamin E (a-tokoferol) eller i fast form, så som et uløselig medika-ment. Tilsetningskomponentene blir blandet, før eller etter emulgering av oljen, vannet, emulgeringsmiddelet og gelatineringsmiddelet for å danne en slemning. Fordeler ved å tilsette komponentene i emulsjonen omfatter for eksempel mulighet til å tilsette store mengder aktiv bestanddel umiddelbart før innkapsling og til å minimere kontakten med høye temperaturer, vann og miljøer med høyt skjær, ettersom dette vil kunne ødelegge noen komponenter for eksempel ved nedbrytning, oksydasjon og rekrystalllisering. Som følge av dette kan kapslene være i faste doseformer av legemidler, dyrlegemidler, landbruksmidler eller nutrasøytiske midler, og kan benyttes i spesielle anvendelser så som paintball-kuler, eller som et kosmetisk produkt så som badeolje, etc. Avhengig av emulsjonen som anvendes og komponentene som tilsettes kan kapslene manipuleres for å styre frigjøringen av den aktive bestanddelen som ønsket hos brukeren, f.eks. kan kapslene in vivo gi umiddelbar eller forsinket frigjøring.

De eventuelle tilsetningskomponentene kan omfatte ett eller flere plastiseringsmidler, antioksidanter, konserveringsmidler og/eller antiskummidler. Antioksidanter er materialer som hindrer oksydering av bestanddelene i kapselen. Konserveringsmidler er materialer som hindrer bakterievekst inne i kapselen. Antiskummidler er materialer som hindre skumdannelse. Også materialer så som cellelinjer og mikroorganismer,

prebiotiske midler og enzymer kan innlemmes i kapslene.

Plastiseringsmidler bidrar til å binde vann til kapselveggen av gelatinert, geldannende polymer, og med det gjøre kapselveggen mykere. Plastiseringsmidler, så som glyserol, sorbitol, mannitol, xylitol, maltitol og polyetylen-glykoler, kan bli tilført i gelatineringsbadet, emulsjonen eller i et eget trinn for å gjøre kapslene mykere. Densitetsreguleringsmidler, også kjent som vektmateriale, er typisk smaksløse, oljeløselige materialer som har en egenvekt som er større enn den til oljen. De kan bli lagt til for å tilpasse emulsjonens densitet, typisk slik at den synker i gelatinerings-løsningen. Ofte brukte densitetsreguleringsmidler er esterharpiks, dammarharpiks og sakkarose-acetat-iso-butyrat (SAIB).

Sekundære filmdannere kan enten bli tilsatt gelatineringsløsningen og/eller bli belagt på kapselveggen i et eget trinn for å endre kapselveggens egenskaper, for eksempel kapselveggens styrke, elastisitet, gasspermeabilitet, løselighet og/eller utseende. Sekundære filmdannere omfatter for eksempel gelatinerende eller ikke-gelatinerende polymerer og enteriske polymerer, for eksempel alginater, propylenglykol-alginat, karragener, pektiner så som høymetoksy- (HM), lavmetoksy-(LM) samt amiderte lavmetoksy-pektiner, chitosaner, natrium-karboksymetylcellulose, karboksymetylcellulose, cellulose-acetat-ftalat, cellulose-acetate-succinat, metylcellulose-ftalat, etylhydroksycellulose-ftalat, polyvinylacetateftalat, polyvinylbutyrat- acetat, vinylacetat-maleinsyreanhydrid-kopolymer, styren-malein-monoester-kopolymer, metylakrylat-metakrylsyre-kopolymer, metakrylat-metakrylsyre-oktylakrylat-kopolymer og andre enteriske polymerer, cetyl-hydroksyetylcellulose, hydroksypropylmetylcellulose, hydroksypropylcellulose, hydroksyetylcellullose, metylcellulose og andre cellulosederivater, lanolinvoks, polyvinylacetate, polyvinyl-pyrrolidon, polyvinylalkohol, guar-harpiks, akasieharpiks, pullulan, gellanharpiks, johannesbrød-harpiks, xantanharpiks, tragant-harpiks, stivelse, malto-dekstrin og andre sekundære filmdannere. Varierende konsentrasjoner av sekundær filmdanner gir varierende nivåer av kapselstyrke og varierende kapselegenskaper, så som frigjøringshastighet.

Kompleksdannere er forbindelser som binder eller danner komplekser av

gelatineringsionet, typisk kalsium, i kapselveggen, og således endrer kapselveggens fysiske egenskaper, for eksempel gjør kapslene mer vannløselige. Kompleksdannere omfatter for eksempel natriumsitrat, fosfatsalter, etylendiamin-tetraeddiksyre (EDTA) og salter av dette, og etylenglykol-bis(p-aminoetyl-ester)-N,N,N',N'-tetraeddiksyre (EGTA). Kapslene kan også bli vasket med en vandig løsning av alkohol og/eller kompleksdanner for å øke kapslenes vannløselighet.

Emulsjonen kan være en olje-i-vann-emulsjon. Emulsjonen kan fremstilles ved å løse opp gelatineringsmiddelet og minst ett emulgeringsmiddel i vann. Den resulterende blandingen kan så bli homogenisert, samtidig som oljen, for eksempel fiskeolje, soyaolje, oljesyre eller mineralolje, blir tilført langsomt for å danne en sterkt viskøs olje-i-vann-emulsjon. Oljen utgjør typisk omtrent fra 70% vekt% til 98% vekt% av emulsjonen, basert på vekten av olje, vann, emulgeringsmiddel og gelatineringsmiddel; fortrinnsvis omtrent fra 85 vekt% til 95 vekt% av emulsjonen, basert på vekten av olje, vann, emulgeringsmiddel og gelatineringsmiddel.

Emulsjonen kan være en vann-i-olje-emulsjon. Emulsjonen kan fremstilles ved å tilføre en vannløsning av gelatineringsmiddelet og minst ett emulgeringsmiddel i oljen, samtidig som blandingen blir homogenisert for å danne vann-i-olje-emulsjonen. Oljen utgjør typisk omtrent fra 65 vekt% til 85 vekt% av emulsjonen, basert på vekten av olje, vann, emulgeringsmiddel og gelatineringsmiddel; fortrinnsvis omtrent fra 70 vekt% til 80 vekt% av emulsjonen, basert på vekten av olje, vann, emulgeringsmiddel og gelatineringsmiddel. Vann-i-olje-emulsjoner av soyaolje kan være stabile for en tidsperiode som er lang nok til at emulsjonen kan kapsles inn uten tilførsel av ytterligere emulgeringsmiddel.

Emulsjonen kan være en vann-i-olje-i-vann-emulsjon. En vann-i-olje-i-vann-emulsjon gjør det mulig å kapsle inn ikke bare en olje, eller en oljeløselig substans, men også en vannløselig substans eller en vannløselig aktiv bestanddel. Følgelig kan en indre fase bestående av en løsning av en vannløselig substans i vann bli tilført i en midtfase bestående av en olje og et emulgeringsmiddel, for eksempel polyglyserol-polyricinoleat, samtidig som blandingen kan bli homogenisert for å danne en vann-i-olje-emulsjon. Den således dannede vann-i-olje-emulsjonen kan så bli tilført i en ytre fase bestående av en vannløsning av gelatineringsmiddel og emulgeringsmiddel, foreksempel polyoxyetylen(20)-sorbitan-monolaurat (TWEEIM® 20), samtidig som blandingen kan bli homogenisert for å danne en sterkt viskøs vann-i-olje-i-vann-emulsjon. Oljen utgjør typisk omtrent fra 60 vekt% til 90 vekt% av emulsjonen, basert på vekten av olje, vann, emulgeringsmiddel og gelatineringsmiddel; fortrinnsvis omtrent fra 70 vekt% til 80 vekt% av emulsjonen, basert på vekten av olje, vann, emulgeringsmiddel og gelatineringsmiddel. Vann-i-olje-emulsjoner av soyaolje kan være stabile for en tidsperiode som er lang nok til at emulsjonen kan kapsles inn uten tilførsel av ytterligere emulgeringsmiddel.

En foretrukket emulsjon er en olje-i-vann-emulsjon. Om ønsket kan en tørke-prosess under opphøyet temperatur, for eksempel omtrent 60°C for å fjerne vann fra olje-i-vann-emulsjonen før den kapsles inn, fjerne en stor andel vann fra innkapslingstrinnet, og dermed gi en forholdsvis tørr kapsel. Varigheten av et eget kapsel-tørkingstrinn kan derfor reduseres. For å bidra til å redusere varigheten av et kapsel-tørkingstrinn, dersom et slikt er ønsket, kan også noe av vannet i emulsjonen bli erstattet med et vannblandbart løsningsmiddel, for eksempel en Ci-C4-alkohol, så som etanol.

Metodene som anvendes for å tilføre olje- og vann-emulsjonene, eller slemningene, i gelatineringsløsningen 24, bestemmer blant annet størrelsen til kapslene som dannes. Emulsjonen, eller slemningen, som kan være i form av en tykk masse eller i form av en væske med lav viskositet, kan bli oppdelt eller på en eller annen måte bli formet til andeler, enten før eller samtidig med at den blir tilført gelatineringsløsningen. Passende metoder for å tilsette emulsjonen, eller slemningen, til gelatineringsløsningen omfatter for eksempel å la emulsjonen falle ned fra en pipette eller en dyse, ekstrudere emulsjonen gjennom en kappe-mekanisme, forme emulsjonen i en støpeform, og andre metoder.

Den sømløse kapselen kan tilvirkes med en rekke forskjellige former. Formen til de dannede kapslene kan bestemmes av metoden for å tilsette emulsjonen eller slemningen til gelatineringsløsningen og av den spesifikke sammensetningen av emulsjonen eller slemningen. Når en sammensetning med lav viskositet slippes ned fra en pipette, vil de ferdige kapslene bli sfæriske. Sammensetninger med høyere viskositet som slippes fra en pipette, kan gi ovale kapsler. Sterkt viskøse sammensetninger kan bli formet eller ekstrudert. Når en støpeform anvendes, kan støpe-formen være innrettet for å gi sfæriske, ovale og avlange kapselformer. Når sammensetningen blir ekstrudert gjennom en dyse og kappet opp med en kutteanordning, for eksempel en kniv, skjæretråd, vannstråle, laser eller en irislukker-liknende anordning, kan kapslenes form være bestemt av diameteren til hullet og lengden til den opp-skårede emulsjonsbiten. Dersom diameteren til hullet er omtrent lik lengden til emulsjonsbiten, kan kapslene ha en sfærisk form. Dersom lengden til emulsjonsbiten er større enn diameteren til hullet, vil kapslene få en oval, avlang eller sylindrisk form. Som følge av gelatineringsprosessen vil kapselveggen gjennomgå en viss sammentrekning, mens skarpe kanter vil bli rundet. Graden av sammentrekning påvirkes av viskositeten til emulsjonen eller hvor mye komponent som tilsettes i emulsjons-binderen.

Overflaten til andelene av emulsjonen kan gis redusert klebrighet før tilsetning

i gelatineringsløsningen. Reduksjon av klebrigheten til overflaten av andelene av emulsjonen kan bidra til å (a) sikre fullstendig frigjøring av andelene fra en hvilken som helst anordning som anvendes for å danne, forme (for eksempel en støpeform) eller overføre andelene til gelatineringsløsningen; (b) gjøre det enklere og raskere å behandle andelene; og/eller (c) unngå agglomering eller fastklebing av de individuelle andelene av emulsjonen mens de innledningsvis tilføres i gelatinerings-løsningen. Overflaten til emulsjonsandelene kan gis redusert klebrighet med en hvilken som helst passende metode som ikke hindrer dannelse av polysakkaridgel-membranen som omgir emulsjonsandelene når de tilsettes i gelatineringsløsningen. Slike passende metoder for å redusere klebrigheten til overflaten til emulsjonsandeler omfatter for eksempel i) overflatetørking, eller ii) overflatestørkning av hver emulsjonsandel, eller iii) påføring av et overflatebelegg på i hvert fall en del av hver

emulsjonsandel. Passende overflatebelegg, så som formslippmidler, antiklebemidler og smøremidler omfatter for eksempel polysakkarider, så som alginater, og andre polysakkarider; C10-C15alkyl-laktater, så som lauryllaktat; kalsiumsilikat, dioktylmalat, magnesiumkarbonat, D-mannitol, silika, hydrert silika, talkum; oljer og hydrerte oljer, så som laksérolje, kokosnøttolje, bomullsfrøolje, palmeolje, soyaolje, jojobaolje, aprikosolje, kjerneolje, mineralolje, olivenolje, sesamolje, valnøttolje, hvetekimolje og andre oljer; voks, så som lanolinvoks, og annen voks; mikrokrystalllin cellulose; stearater, så som isocetyl-stearat, isocetyl-stearoyl-stearat, isopropyl-stearat, magnesium-stearat, sink-stearat og andre stearater; glyserolderivater, så som glyserol-behenat, glyserol-cocoat, glyserol-dioleat, glyserol-dioleat SE, glyserol-distearat, glyserol-distearate SE, glyserol-laurat SE, glyserol-oleat SE, glyserol-polymetakrylat, glyserol-ricinoleat SE og andre glyserolderivater; fettsyrer, så som palmitinsyre, laurinsyre, stearinsyre og andre fettsyrer; polyetylenglykol (PEG) og derivater, så som PEG-6, PEG-100, PEG-200, PEG-40 stearat, og andre polyetylenglykol-derivater; kombinasjoner av slike, og andre overflatebelegg. Mer foretrukket er at alginater anvendes som overflatebelegg. I én fremgangsmåte kan en del av emulsjonen, eller slemningen for eksempel bli formet i en støpeform, der i hvert fall en del av støpeformen kan være behandlet med et passende overflatebelegg, så som en alginat, før støping av andelen av emulsjonen eller slemningen og dermed overføre et overflatebelegg til i hvert fall en del av andelen av emulsjonen eller slemningen. Støpeformen kan behandles med en alikvot av gelatineringsløsningen 24, eller støpeformen kan behandles med forskjellige løsninger av en alginat.

Under trinnet med å kapsle inn olje- og vann-emulsjonen, eller -slemningen, er det foretrukket at gelatineringsløsningen holdes ved en temperatur på minst 20°C, og mer foretrukket fra omtrent 20°C til omtrent 60°C. Kapselveggen vil tjenlig få et høyere nivå av fast alginat når innkapslingstrinnen blir utført ved høy temperatur. I tillegg kan det å øke temperaturen gi en økning av gelatineringshastigheten og redusere etterfølgende behandlingstider, og gir også kapsler med et forbedret, skinnende utseende.

Egenskaper som ønskes for kapselen kan optimeres under innkapslingstrinnet av fagmannen, avhengig av materialene som anvendes. Generelt kan dette trinnet bli gjennomført over en tidsperiode på opptil 240 minutter fra en begynner å tilsette andeler av olje- og vann-emulsjonen eller -slemningen, fortrinnsvis over en periode fra 2 minutter til 60 minutter, og mer foretrukket over en periode fra 10 minutter til 40 minutter. Kapsler tilvirket med metodene angitt over har en kapseldiameter på fra omtrent 1 millimeter til omtrent 40 millimeter, selv om diameteren til den tilvirkede kapselen ikke begrenses av tilvirkningsmetoden. Tykkelsen til kapselvegger tilvirket med metodene angitt over er i alminnelighet omtrent fra 0,3 millimeter til 4 millimeter.

Som beskrevet kan de sømløse kapslene ha en ikke-sfærisk form, så som oval, avlang eller sylindrisk, der kapslene har både en lengde og en diameter der kapslenes lengde er forskjellig fra kapslenes diameter og der enten lengden eller diameteren er fra omtrent 1 til omtrent 40 mm. Ikke-sfæriske, større kapsler, dvs. kapsler med en lengde eller diameter som er over omtrent 12 mm, kan være spesielt egnet for oral bruk ettersom ikke-sfæriske former kan gi fordeler så som å være enkle å svelge sammenliknet med en sfærisk kapsel.

Kapslene kan bli vasket eller skyllet med en vandig løsning, så som vann eller en vandig alkoholløsning, etter innkapslingstrinnet og før eventuelle plastiserings-, tørke- og overtrekkingstrinn. De vaskede eller skyllede kapslene kan eventuelt også bli overført til et herdebad før de er eventuelt tørkes og overtrekkes.

Vasketrinnet for kapslene kan kreve opptil fra omtrent 4 til omtrent 8 timers vasking for fullstendig å fjerne overskytende gelatineringsioner fra kapselkjernen. Vasketrinnets varighet avhenger av formuleringen samt størrelsen til og utformingen av doseringsformen til objektene som skal kapsles inn. Vasketrinnet kan bli utført med et kapsel:vann-forhold på fra 1:1 til 1 :8, fortrinnsvis fra 1:1 til 1:4. Vasketiden og ovennevnte forhold kan reduseres dersom vaskevannet skiftes ut kontinuerlig under vaskeprosessen. Temperaturen under vasketrinnet varierer fra 20 til 100°C, fortrinnsvis fra 20-80°C. Kapslene kan bli forsiktig omrørt under vasketrinnet. Vasking kan gjøres med vann eller en vandig løsning som inneholder ytterligere forbindelser, så som kompleksdannere, for å binde eventuelle ureagerte gelatineringsioner til stede i vaskeløsningen som følge av vasketrinnet.

Plastiseringstrinnet kan bli utført etter vasketrinnet for å påføre en tilstrekkelig mengde plastiseringsmiddel på kapslene. Badet av plastiseringsmiddel kan inneholde fra 0-99% plastiseringsmiddel, fortrinnsvis fra 7-40%. Plastiseringstrrinnet kan bli utført over opptil 2 timer, fortrinnsvis fra 2-40 min. Temperaturen i plastiseringsmiddel-badet er fra 20 til 100°C, fortrinnsvis fra 20-60°C.

Selv om tørking og overtrekking av kapslene kan gjøres separat og i vilkårlig rekkefølge, er én metode å utføre tørketrinnet og overtrekkingstrinnet samtidig. Samtidig tørking og overtrekking av kapslene kan for eksempel gjøres ved å 1) la de våte kapslene gjennomgå en fortørking over en kort tidsperiode (omtrent 10 minutter) i en fluidisert sjikt-anordning, 2) tilsette en overtrekksløsning, og så 3) la de over-trukkede kapslene gjennomgå en annen, vanligvis lengre, tørkeperiode, som gir kapslene i tørr form. En "fluidisert sjikt-anordning" er en anordning som kan anvendes for tørking og/eller overtrekking av kapsler, der kapslene plasseres i en strøm av luft (fluidet) med en hastighet slik at kapslene flyter i luftstrømmen og dermed tørker. Én slik anordning selges under navnet og varemerket STREA-1, produsert av Niro-Aeromatic Ltd, Hauptstrasse 145, CH-4416 Bubendorf i Sveits.

Avhengig av den tiltenkte bruken av kapslene kan det være foretrukket at kapslene er tørre. I et tørketrinn fjernes vannet som er inneholdt i den nå innkapslede olje- og vann-emulsjonen og vann innenfor kapselveggen. Når de er "tørket", betraktes kapslene å være i en "tørr form", selv om fagmannen vil forstå at en kapsel i tørr form kan omfatte noe vann, for eksempel opptil omtrent 20%. Fortrinnsvis er vanninnholdet i kapslene lavere enn 10% av den totale vekten til de tørkede kapslene. Etter tørking blir kapselveggen fastere ettersom den krymper og danner en tynnere vegg på kapselens utvendige overflate. Fortrinnsvis er innholdet i kapselen etter tørking tilstede i en andel på minst 70 vekt% av kapselen, mer foretrukket minst 90 vekt%. Kapsler tilvirket med denne metoden mister tjenlig ikke sin form ved tørking, og synes derfor glatte og sømløse. Kapslene i tørr form kan ha varierende kapseldiameter avhengig av den tiltenkte anvendelsen; f.eks. kan kapseldiameteren være forholdsvis liten eller noe større, og være fra omtrent 0,5 millimeter til omtrent 35 millimeter, idet den tørre polysakkaridgel-filmen i alminnelighet har en tykkelse på omtrent fra 40 um til 500 um.

De sømløse, tørre kapslene kan ha en ikke-sfærisk form, for eksempel oval, avlang eller sylindrisk, slik at kapslene har både en lengde og en diameter der lengden er forskjellig fra diameteren og enten lengden eller diameteren er i området fra 0,5 til 35 mm. Ikke-sfæriske, større kapsler, dvs. kapsler med en lengde eller diameter som er over omtrent 12 mm, kan være spesielt egnet for oral bruk ettersom ikke-sfæriske former kan gi fordeler så som å være enkle å svelge sammenliknet med en sfærisk kapsel. Typiske dimensjoner for en slik stor kapsel er en lengde på fra omtrent 12 mm til omtrent 30 til 35 mm og til og med 40 mm, for eksempel fra omtrent 15 til omtrent 30-35 mm, fra omtrent 18 til omtrent 30-35 mm, fra omtrent 20 til omtrent 30-35 mm, eller fra omtrent 25 til omtrent 30-35 mm, og en diameter som er omtrent 5-12 mm, for eksempel omtrent 7-12 mm, omtrent 8-12 mm eller 10-12 mm. Fyllvekten til en slik stor kapsel kan være omtrent 500-2500 mg, for eksempel omtrent 750-2000 mg, omtrent 1000-1500 mg eller 1200-1400 mg. Innkapslingsanordningen ifølge oppfinnelsen er egnet for tilvirkning av disse store kapslene. Under tørking blir det meste av vannet som dannet den innkapslede emulsjonen fjernet, slik at det er mulig å lage store, "oljefylte" kapsler i prosessen med å kapsle inn emulsjonen og tørke de resulterende kapslene.

Anordningen er også egnet til innkapsling av objekter der oljeinnholdet er lavere enn 50%. Slike objekter kan for eksempel være kunstig kaviar eller fiskerogn der styrt oppholdstid og passende agitering er viktig for produktets egenskaper. Én slike fremgangsmåte for tilvirkning av kunstig fiskerogn (kunstig kaviar) er beskrevet av Ueda i U.S.-patentet 4,702,921, som inntas her som referanse. I denne fremgangsmåten omfatter materialet som skal kapsles inn typisk et vannløselig matfargingsmiddel, så som gardenia-farge, så vel som en vannløselig fiskeekstrakt, så som lakse- og/eller ansjonsekstrakt og/eller krabbekjøttekstrakt.

Andre objekter som skal kapsles inn kan være laget uten flytende olje, og således bestå av en viskøs kjerne, omfattende et gelatineringsmiddel, viskositetsøker og andre tilsetningskomponenter, så som for eksempel legemidler, nutrasøytiske midler, næringsmidler eller konfektkomponenter, der de innkapslede objektene for eksempel kan anvendes innenfor farmasi, nutrasøytisk industri, næringsmiddel-industrien eller konfektindustrien.

Selv om virkemåten til anordningen hovedsaklig er beskrevet i forbindelse med dannelse av kapsler der kapselveggen er et lag av gelatinert, geldannende polymer eller geldannende polysakkarid, er ikke bruksområdet begrenset til denne anvendelsen. Andre bruksområder for anordningen er beskrevet som ved tilvirkning av tradisjonelle polymerkuler, der det overraskende er funnet at utførelsesformer av det beskrevne utstyret gir en stor fordel for kontinuerlig produksjon som gir både styrt agitering og styrt oppholdstid med en smal oppholdstidfordeling for kuler med både med høy og lav densitet. Ved tilvirkning av en gelatinert kule vil den flytende gelatineringsløsningen 24 omfatte gelatineringsmiddelet, så som Ca<2+>for alginat, pektin eller iota-karragen; eller K<+>for kappa-karragen; eller der den flytende gelatineringsløsningen 24 er en kald eller varm hydrofob eller hydrofil væske, så som en olje, der temperaturindusert gelatinering utføres for varmgelatineringspolymerer. Kuldeindusert gelatinering kan bli utført for polymerer så som karragen, agar-agar eller også gelatin, selv om dette ikke er foretrukket som følge av animalske kilder, mens varmeindusert gelatinering kan bli utført for metylcellulose eller hydroksypropylemetylcellulose.

I et slikt tilfelle omfatter bitene som skal gelatineres gelatineringspolymeren og bestanddeler som skal kapsles inn, så som celler, bakterier, for eksempel prebiotiske bakterier, oljer, fett, legemidler, nutrasøytiske midler, konfektingredienser, så som sukker, smakstilsetninger eller farger, eller næringsmidler, så som nøtter, røtter, grønnsaker, frukt eller puréer laget av disse. Bitene som skal gelatineres kan være oppdelt med tradisjonelle metoder, så som nedslipp fra én eller flere dyser, ekstrudering gjennom en vibrasjonsdyse, ekstrudering gjennom en kuttemekanisme, eller andre tradisjonelle metoder. Ettersom gelatineringstiden kan styres på en tilfredsstillende måte med innkapslingsanordningen eller den vibrerende rør-ledningen, kan både delvis eller fullstendig gelatinering skje på en styrt måte. Delvis gelatinering kan observeres når bare for eksempel den ytre delen av den gelatinerte kulen er gelatinert. Kontinuerlig operasjon kombinert med styrt agitering og oppholdstid i det beskrevne utstyret kan gi en fordel for høyere produksjonshastighet, for eksempel med bruk av raske kulledannelsesanordninger. Det beskrevne utstyret kan også tjenlig anvendes sammen med tradisjonelle metoder med enkle, doble eller multiple vibrasjonsdyser. Den flytende gelatineringsløsningen kan bli resirkulert og matet tilbake inn i utstyret. Biten som skal gelatineres kan bli tilført gjennom en renne, fortrinnsvis gjennom en bratt renne, i innkapslingsanordningen eller i den vibrerende rørledningen.

Den kan anvendes i en rekke forskjellige innkapslingsprosesser, så som de som omfatter grenseflatepolymerisering der ett av reaksjonsmellomproduktene i objektet som skal kapsles inn og det andre er i gelatineringsbadet. For eksempel kan objektet som skal kapsles inn, være en alikvot av en løsning eller en bit av en emulsjon som omfatter et reaktivt flerfunksjonelt syreklorid eller en blanding av flerfunksjonene syreklorider og/eller en reaktiv flerfunksjonen isocyanat eller en blanding av reaktiv flerfunksjonen isocyanat og/eller en reaktiv flerfunksjonen sulfonsyreklorid eller en blanding av sulfonsyreklorider, som tjener som gelatineringsmiddel; og det vandige gelatineringsbadet kan inneholde en reaktiv flerfunksjonen amin eller en blanding av flerfunksjonene aminer, som tjener som geldannende polymer. En grenseflatereaksjon av isocyanatet og/eller syrekloridet med aminet danner kapselveggen. Innkapsling ved grenseflatepolymerisering er velkjent for fagmannen, som beskrevet for eksempel av Vandegaer i U.S.-patentet 3,577,515; DeSavigny i U.S.-patentet 3,959,464; Scheri U.S.-patentet 4,140,516; Garberi U.S. patentet4,309,213; og Lim i U.S.-patentet4,324,683, som alle inntas herved referanse.

INDUSTRIELL ANVENDELIGHET

Fremgangsmåtene og anordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes for å tilvirke sømløse polysakkaridkapsler med høyt oljeinnhold, som kan anvendes i stedet for gelatinkapsler for eksempel ved levering av nutrasøytiske midler eller legemidler, så som fiskeolje, konsentrerte omega-3 fettsyrer, agurkurtolje, hvitløksolje, hvetekimolje, linfrøolje, bæreroljer med medikamenter og andre oljer som i dag blir levert enten i gelatinkapsler eller ikke-animalske kapsler eller enterisk overtrukne kapsler og legemidler, når et skifte fra gelatinholdige kapsler er ønsket av estetiske, religiøse og/eller helsemessige grunner.

De fordelaktige trekkene ved denne oppfinnelsen kan sees ved å henvise til de følgende eksemplene som illustrerer, men ikke begrenser oppfinnelsen.

Eksempler

EKSEMPEL 1

Dette eksempelet illustrerer tilvirkning av oljeholdige polysakkaridkapsler med bruk av et eksempel på anordning ifølge oppfinnelsen.

En emulsjon ble dannet og pumpet gjennom en dyse (diameter 8,5 mm). Etter utmating fra dysen ble emulsjonen skåret opp i biter med en roterende kutteanordning som roterte med 415 omdreininger pr. minutt og som omfattet to polyamid-tråder med en diameter på omtrent 0,127 mm og som hadde en måltykkelsesvekt på 0,7 g tillagt hver tråd. Ekstruderingshastigheten for emulsjonen var 955 g/min, hvilket ga 830 emulsjonsbiter med en vekt på 1150 mg i minuttet. Disse emulsjonsbitene ble tilført med en 1 meter lang materenne med en helling på 1/2 i nebbet på en trommel som inneholdt en gelatineringsløsning med en temperatur på omtrent 25°C. Gelatineringsløsningen omfattet alginat og vann. Vinkelen til rennen var liten, og bitene ble matet til trommelen inn i nebbet fra innmatingsenden. Den rustfri vindingen omfattet en trommel med en lengde på omtrent 3478 mm, med en utvendig diameter på omtrent 1500 mm og en veggtykkelse på 9 mm. Trommelen inneholdt en 5 mm tykk kveiling med 20 kveilringer og et skritt på omtrent 123 mm. Høyden til sidene i kammeret avgrenset av vedsidenliggende kveilringer i kveilingen var omtrent 200 mm. Rotasjonshastigheten til kveilingen var 1,2 omdreininger pr. minutt. Kapselen hadde en oppholdstid på 17 min ± 25 s. Det første kammeret i kveilingen var utstyrt med et falsk gulv eller synkegulv for å opprettholde høyden av gelatineringsløsning gjennom hele trommelen. Nebbet hadde en innvendig diameter på omtrent 1000 mm, en utvendig diameter på omtrent 1200 mm og en helling på omtrent 1/2, og vårfestet til den øvre kanten av frontplaten.

Etter gjennomsnittlig 17 min i innkapslingsanordningen ble de dannede kapslene skilt fra gelatineringsløsningen, som ble resirkulert med en sikt, og sendt til et vasketrinn med varighet 3 timer for å fjerne overskytende gelatineringsreagenser. Etter vasking ble kapslene ført til et plastiseringstrinn omfattende 10% glyserin i 25 min., før kapslene ble hentet ut og til slutt tørket. Vrakingsprosenten etter 10 timer var i gjennomsnitt mindre enn 1 %.

EKSEMPEL 2

Dette eksempelet illustrerer tilvirkning av oljeholdige polysakkaridkapsler med bruk av en anordning ifølge oppfinnelsen.

En emulsjon ble dannet og pumpet gjennom en dyse (diameter 9 mm). Rett under dysen ble emulsjonen skåret opp i biter med en roterende kutteanordning (500 omdreininger pr. minutt) omfattende to skjæretråder med diameter 0,2 mm. Pumpe-mengden var 950 g/min., hvilket ga 1000 emulsjonsbiter med vekt 950 mg i minuttet.

Disse emulsjonsbitene ble tilført med en 1,2 meter lang materenne med en skråstilling på 1/16 til en trommel som inneholdt en gelatineringsløsning med en temperatur på omtrent 36°C. Gelatineringsløsningen omfattet alginat, plastiseringsmiddel og vann. Vinkelen til rennen var liten, og bitene ble matet til trommelen inn i kveilingen fra innmatingsenden. Den rustfrie kveilingen omfattet en 2000,3 mm lang trommel med en utvendig diameter på 1003,3 mm og en veggtykkelse på 4,7 mm. Trommelen inneholdt en kveiling med 20 kveilringer med et skritt på 101,6 mm. Med en tykkelse på 3,2 mm for kveilingen var bredden til hvert kammer dannet mellom vedsidenliggende kveilringer 98,4 mm. Høyden til sidene i kammeret avgrenset av vedsidenliggende kveilringer i kveilingen var omtrent 200 mm. Rotasjonshastigheten for kveilingen var 1 omdreining pr. minutt. Kapselen hadde en oppholdstid på 20 ± 1/2 min. Det første kammeret i kveilingen var utstyrt med et falskt gulv eller synkegulv for å opprettholde høyden av gelatineringsløsning gjennom hele trommelen.

Etter 20 min i innkapslingsanordningen ble de dannede kapslene skilt fra gelatineringsløsningen med en sikt og ført til et vasketrinn før tørking.

EKSEMPEL 3

I en annen utførelsesform var kveilingen en vanlig skrue-type med en akse og strømningsavbøyere festet til kveilingen. Når kveilingen ble rotert genererte strømningsavbøyerne nok turbulens til å hindre at emulsjonsbiter i trommelen klebet seg til hverandre. Rotasjonsbevegelsen ga også en foroverbevegelse av hvert kammer i kveilingen. Avstanden mellom kveilingen og platen eller trommelen var liten nok til både å unngå at kapsler gikk over fra ett segment til et annet, og til å unngå at kapsler ble fanget mellom kveilingen og platen eller gulvet i trommelen.

Den maksimale høyden av væske og emulsjonsbiter i ett kammer var slik at ingen biter ble overført til det neste kammeret. Høyden av løsning var lavere enn kveilingens akse. Ved utmatingsenden av kveilingen ble de dannede kapslene og væske matet ut, f.eks. opp på en sikt, og kapslene ble vasket og tørket.

EKSEMPEL 4

En annen utførelsesform av innkapslingsanordningen ifølge oppfinnelsen omfatter en kveiling anordnet på en perforert plate. Den beskrevne kveilingen ble plassert i en ekstern tank med gelatineringsløsning slik at gelatineringsløsningen kunne strømme fritt gjennom den perforerte platen. Væskehøyden ble bestemt ved hjelp av høyden av væske i den eksterne tanken. Hullene i den perforerte platen var mye mindre enn det gelatinerte produktet for å unngå lekkasje inn i den eksterne tanken. Kapslene ble ført ut av gelatineringsløsningsreservoaret når det var en tilstrekkelig positiv strømning ut av reservoaret. Alternativt ble kapslene mekanisk fjernet fra løsningen, f.eks. med en removerføring eller en bevegelig sikt, etc.

EKSEMPEL 5

Dette eksempelet illustrerer et eksempel på tilvirkningsprosess for å danne oljeholdige polysakkaridkapsler ved anvendelse av et eksempel på flat kveil-utførelse av den vibrerende rørledningen i kombinasjon med en innkapslingsanordning.

Disse emulsjonsbitene ble lagt til i den flate kveilen dannet av en omtrent 4,0m (13 fot) lang slange med en diameter på omtrent 5,1 cm (2 tommer) anordnet i en etterfølgende spiral inneholdt i en SWECO<®>vibrasjonssikt med en diameter på omtrent 0,61 m (2 fot). Oppholdstiden i den flate kveilen var20± 5 s. Gelatinerings-løsningen i den flate kveilen omfattet alginat og vann.

Når de forlot den flate kveilen ble objektene sendt til en innkapslingsanordning. Innkapslingsanordningen omfattet en trommel med lengde 3478 mm, en utvendig diameter på omtrent 1500 mm og en veggtykkelse på 9 mm. Trommelen inneholdt en 5 mm tykk kveiling av rustfritt stål som inneholdt 20 kveilringer og hadde et skritt på omtrent 123 mm. Trommelen inneholdt også en gelatineringsløsning som ble holdt ved 36°C. Høyden til sidene av et kammer avgrenset av vedsidenliggende kveilringer i kveilingen var omtrent 200 mm. Kveilingens rotasjonshastighet var 1,2 omdreininger pr. minutt. Kapselen hadde en oppholdstid i innkapslingsanordningen på omtrent 18±1/2 min. Det første kammeret i kveilingen var utstyrt med et falskt gulv eller synkegulv for å opprettholde høyden til gelatineringsløsningen over hele trommelen.

Den totale oppholdstiden i både den flate kveilen og innkapslingsanordningen var 18 min. De dannede kapslene som forlot innkapslingsanordningen ble skilt fra gelatineringsløsningen med en sikt, og gjenomgitt et vaske- og plastiseringstrinn før tørking.

EKSEMPEL 6

Dette eksempelet illustrerer et eksempel på tilvirkningsprosess for en oljeholdig polysakkaridkapsel laget i et eksempel på utførelse av den vibrerende rør- ledningen i form av en flat kveil, i kombinasjon med en innkapsling ifølge oppfinnelsen.

En emulsjon ble dannet og pumpet gjennom en dyse (diameter 8,5 mm). Rett under dysen ble emulsjonen skåret opp i biter med en roterende kutteanordning (500 omdreininger pr. minutt) omfattende to skjæretråder med diameter 0,127 mm. Pumpe-mengden var 1150 g/min, hvilket ga 1000 emulsjonsbiter med vekt 1150 mg i minuttet, svarende til 1000 mg olje.

Disse emulsjonsbitene ble samlet inn gjennom en bratt (75 grader), stasjonær renne, som førte til en flat kveil som omfattet en slange med en lengde på omtrent 10,7 m (35 fot) og en diameter på omtrent 6,4 cm (2,5 tommer) anordnet i en spiral og inneholdt i en vibrasjonssikt med en diameter på omtrent 1,22m (4 fot) (SWECO<®>48 tommer (omtrent 1.22 M) av rustfritt stål). Oppholdstiden i den flate kveilen var 75 ± 15s. Vibrasjonsfrekvensen til SWECO<®->vibrasjonssiktenheten var 11 Hz. Strømningen av gelatineringsløsning inn i den flate kveilen var 12 liter/min. Gelatineringsløsningen omfattet 2,5% alginat og vann.

Fra den flate kveilen ble emulsjonsbitene ført til en innkapslingsanordning. Innkapslingsanordningen omfattet en trommel med en lengde på omtrent 3478 mm, en utvendig diameter på omtrent 1500 mm og en veggtykkelse på 9 mm. Trommelen inneholdt en gelatineringsløsning med en temperatur på omtrent 20°C. Trommelen inneholdt en 5 mm tykk kveiling av rustfritt stål med 20 kveilringer og et skritt på omtrent 123 mm. Høyden til sidene av kammeret avgrenset av vedsidenliggende kveilringer i kveilingen i trommelen var omtrent 200 mm. Rotasjonshastigheten til kveilingen var 1,2 omdreininger pr. minutt. Oppholdstiden til en kapsel i innkapslingsanordningen var 17±1/2 min. Det første kammeret i kveilingen i trommelen var utstyrt med et falskt gulv eller synkegulv for å opprettholde høyden av gelatineringsløsning gjennom hele trommelen.

Oppholdstiden i både den flate kveilen og innkapslingsanordningen var omtrent 19 min. De dannede kapslene som forlot innkapslingsanordningen ble skilt fra gelatineringsløsningen ved utløpsenden av trommelen, ved hjelp av en løfte-utmatingsmekanisme i form av en formet sikt festet til utløpsenden av trommelen. Når trommelen ble rotert og kapselen beveget seg gjennom den siste kveilringen i kveilingen, ble kapslene ført inn på den formede sikten. Den formede sikten løftet da kapslene inn i en trakt festet til en renne som transporterte kapslene ved hjelp av tyngdekraften inn i den andre innkapslingsanordningen.

Den andre innkapslingsanordningen var innrettet for å vaske og plastisere den dannede kapselen. Den andre innkapslingsanordningen omfattet en 2000,3 mm lang trommel med en utvendig diameter på 1003,3 mm og en veggtykkelse på 4,7 mm. Trommelen inneholdt en kveiling av rustfritt stål med 20 kveilringer og et skritt på 101,6 mm. Med en tykkelse på 3,2 mm for kveilingen var bredden til hvert kammer dannet mellom vedsidenliggende kveilringer 98,4 mm. Høyden til sidene av kammeret avgrenset av vedsidenliggende kveilringer i kveilingen var omtrent 200 mm. Kveilingens rotasjonshastighet var 0,1 omdreininger pr. minutt. De første 16 kveilringene inneholdt en vaskeløsning og kapsler som skulle vaskes. Temperaturen var omgivelsestemperatur og oppholdstiden til objektene i de første 16 kamrene var 160 ± 5 min. Trommelveggen ved den 17. kveilringen var perforert, slik at vaske-løsningen kunne renne utfra trommelen. Omtrent ved kveilring 17<1>/£, ble kveilringen fylt med plastiseringsmiddelsløsning som inneholdt 10% glyserin. De siste 3 inneholdt således plastiseringsmiddelløsningen, og kapslene hadde en oppholdstid i plastiseringsmiddelløsningen på omtrent 30 ± 5 min. Etter plastiseringsmiddel-behandlingen ble kapslene matet ut fra trommelen, forsiktig rirtet og satt til tørking enten i en tørketrommel, skufftørker eller en kombinasjon av slike.

De tørkede kapslene hadde en gjennomsnittlig lengde på omtrent 20 mm og en diameter på omtrent 9,4 mm, og hadde en avlang form. Kapsler dannet i eksempel 6 omfatter mindre enn 0,1% avviste kapsler, og ingen lekkende kapsler ble observert.

EKSEMPEL 7

Dette eksempelet illustrerer en annen utførelsesform av en tilvirkningsprosess for å tilvirke oljeholdige polysakkaridkapsler ved innkapsling i vibrerende renne-utførelsen av den vibrerende rørledningen.

En emulsjon som inneholdt olje, vann, emulgeringsmmiddel, farge og Ca-salt ble dannet og pumpet gjennom en dyse (diameter 7 mm). Rett under dysen ble emulsjonen skåret opp i biter med en roterende kutteanordning (367 omdreininger pr. minutt) omfattende én metalledning. Den gjennomsnittlige størrelsen til materialet som skulle kapsles inn var 500 mg. Produksjonshastigheten var omtrent 22000 kapsler/t. Kjøringene ble utført over en tidsperiode på 19 timer, hvilket ga totalt 420000 kapsler.

Disse emulsjonsbitene ble lagt til i en vibrerende renne som inneholdt en væskestrøm. Strømmen fløt gjennom rennen, som var anordnet oppå vibrasjonssikten (Carman industries; lengde omtrent 356 cm (140 tommer), bredde omtrent 117 cm (46 tommer) og høyde omtrent 152 cm (60 tommer)). Rennen omfattet en serie av 10 etterfølgende kanaler som gelatineringsløsningen og emulsjonsbitene strømmet gjennom. De 10 etterfølgende kanalene som dannet rennen hadde hver en lengde på omtrent 3,7 m (omtrent 12 fot) og var koblet sammen gjennom bøyde hjørner, slik at rennen hadde en total lineær lengde på omtrent 36,6 m (omtrent 120 fot). Væskestrømmen inneholdt alginat, glyserin og vann. Materialet som skulle kapsles inn hadde en oppholdstid i rennen på omtrent 20 min. Når de forlot rennen, ble kapslene skilt fra væsken gjennom en sikt. Kapslene ble forsiktig skyllet i vann i omtrent 10s før de ble satt til tørking. Kapslene hadde en gjennomsnittlig veggtykkelse før tørking på 800 ± 100 mikroner. Den tørre veggtykkelsen etter tørking var 200 ± 20 mikroner.

EKSEMPEL 8

Dette eksempelet illustrerer et eksempel på tilvirkningsprosess for å produsere kunstig kaviar ved innkapsling ved anvendelse av et eksempel på stående spiral-utførelse av den vibrerende rørledningen.

En emulsjon med viskositet 810 eps ble dannet ved emulgering av 300g fiskeolje til 2700g vandig fase som inneholdt natrium-karboksymetyl-cellulose (CMC) og kalsiumklorid-dihydrat i vann. Selv om det ikke ble gjort i dette eksempelet, kunne også et vannløselig matfargingsmiddel og en vannløselig fiske- eller krabbekjøtt-ekstrakt ha blitt lagt til i emulsjonen. Emulsjonen ble oppdelt i dråper med en hastighet på 90 dråper/min. Dråpene og en gelatineringsløsning ble tilført i den stående spiralen. Den stående spiralen var laget av en slange med en innventig diameter på omtrent 5,1 cm (2 tommer). Den stående spiralen omfattet en serie av 14 stablede kveilringer av slangen. Hver kveilring hadde en omkrets på omtrent 140 cm, en diameter på omtrent 45 cm og en stigning på 1/28. Den totale lengden til slangen som dannet den stående spiralen var 20 meter. Den stående spiralen ble anordnet på et agitatorbord (IKA labortechnik KS250) satt til 120 omdreininger pr. minutt (2Hz) som satte den stående spiralen og væsken i denne i vibrasjon. Strømningsmengden av væsken var 1,2 liter/min ved omgivelsestemperatur.

Dråper og gelatineringsvæske ble tilført gjennom en tilsetningstrakt, som sikret at dråper umiddelbart ble helt dekket av væske. Gelatineringstiden i anordningen var omtrent 3 min. De fiskerogn-etterliknende kapslene ble tatt ut med en sikt og lagt i en lagringsløsning. De hadde en sfærisk form, og ingen doble eller triple kapsler ble observert. Kapslene hadde en diameter på omtrent 4,5 mm og en filmtykkelse på omtrent 0,35 mm.

EKSEMPEL 9

Dette sammenlikningseksempelet illustrerer produksjon av kunstig kaviar ved innkapsling med bruk av anordningen i eksempel 8, men uten agitatorbordet.

Ved anvendelse av samme oppsett som i eksempel 8 ble vibrasjonen av vibrasjonsbordet skrudd av, og emulsjonsdråper ble tilført i rennen på tilsvarende måte som i eksempel 8. Det ble observert at 10% av de dannede kapslene var i form av enten doble eller triple kapsler.

EKSEMPEL 10

Dette eksempelet illustrerer et eksempel på tilvirkningsprosess for å tilvirke en oljeholdig polysakkaridkapsel ved innkapsling som simulert bruk av flere stående spiraler i serie.

En emulsjon som inneholdt olje, vann, emulgeringsmiddel, farge og Ca-salt ble dannet og pumpet gjennom en dyse (diameter 8,5 mm). Rett under dysen ble emulsjonen skåret opp i biter med en roterende kutteanordning (340 omdreininger pr. minutt) omfattende én metalledning. Den gjennomsnittlige vekten til materialet som skulle kapsles inn var 1150 mg. Emulsjonsbitene og en gelatineringsløsning ble tilført i en stående spiral. Den stående spiralen var dannet av en slange med en innvendig diameter på omtrent 5,1 cm (2 tommer). Den stående spiralen omfattet en serie av 14 stablede spiraler av slangen. Hver spiral hadde en omkrets på omtrent 140 cm, en diameter på omtrent 45 cm og en stigning på 1/28. Den total lengden til slangen som dannet den stående spiralen var 20 m. Den stående spiralen ble anordnet på et agitatorbord (IKA labortechnik KS250) satt til 180 omdreininger pr. minutt (3Hz) som satte den stående spiralen og væsken i denne i vibrasjon. Strømningsmengden av væske inn i den stående spiralen var 2,4 liter/min ved omgivelsestemperatur.

Gelatineringstiden i den stående spiralen var omtrent 2 min og 10s. Den våte filmtykkelsen var uniform og ble beregnet til omtrent 0,45 mm. Noen kapsler ble tatt fra den stående spiralen og kjørt på nytt inn i den stående spiralen ytterligere 8 ganger, som simulerte bruk av en serie av stående spiraler. Den totale oppholdstiden til disse kapslene var 19,5 min. Filmtykkelsen til disse kapslene var uniform og ble målt til 0,95 ± 0,05 mm. Disse kapslene hadde en avlang form der den største diameteren var omtrent 23 mm og den minste diameteren var omtrent 11 mm.

EKSEMPEL 11

Dette sammenlikningseksempelet illustrerer tilvirkning av oljeholdige polysakkaridkapsler ved innkapsling med bruk av anordningen i eksempel 10, men uten vibrasjonsbordet.

Ved anvendelse av samme oppsett som i eksempel 10 ble vibrasjonen av vibrasjonsbordet skrudd av, og emulsjonsbiter ble tilført i den stående spiralen på tilsvarende måte. Det ble observert at kapsler klumpet seg sammen i slangen, noe som ga store klynger av sammenheftede biter. Oppholdstiden til bitene var vanskelig å beregne som følge av klumpingen, og det ble observert at omtrent 97% av de dannede kapslene ble avvist.

EKSEMPEL 12

Dette eksempelet illustrerer fordelingen av oppholdstid under tilvirkning av kapsler med bruk av en stående spiral-utførelse av den vibrerende rørledningen.

Modellmateriale (1000 mg alginatkapsler) ble lagt til i en stående spiral som inneholdt en væskestrøm i 5 sekunders intervaller. Strømmen fløt gjennom den stående spiralen laget av en slange med en innvendig diameter på omtrent 5,1 cm (2 tommer). Den stående spiralen omfattet en serie av 14 stablede spiraler. Hver spiral hadde en omkrets på omtrent 140 cm, en diameter på omtrent 45 cm og en stigning på 1/28. Den totale lineære lengden til slangen som dannet den stående spiralen var 20 meter. Den stående spiralen ble anordnet på et agitatorbord (IKA labortechnik KS250) satt til 180 omdreininger pr. minutt (3Hz) som satte den stående spiralen og væske i denne i vibrasjon. Væskestrømningsmengden inn i den stående spiralen var 2,4 liter/min ved omgivelsestemperatur. Tidspunktet da modellmaterialet forlot den stående spiralen ble registrert og den gjennomsnittlige oppholdstiden ble beregnet for 20 biter. Den gjennomsnittlige oppholdstiden for disse 20 bitene ble beregnet til 117,5s, med et standardavvik på 1,1 s. Den laveste registrerte oppholdstiden var 116s, og den høyeste registrerte verdien var 120s, som indikerte at oppholdstids-fordelingen for det vibrerende væskeoppsettet var smal.

EKSEMPEL 13

Dette eksempelet illustrerer tilvirkning av alginatkuler ved innkapsling i en utførelse av den vibrerende rørledningen i form av en vibrerende, stående spiral.

En geldannende polymerløsning som inneholdt 2% alginat ble tilført ved drypping i den stående spiralen, som inneholdt en væskestrøm av geldannende væske omfattende 2% kalsiumklorid-dihydrat. Alginatløsningen ble tilsatt i en mengde på 220 dråper/min, og strømningsmengden av Ca-løsning inn i den stående spiralen var 0,9 liter/min. Den stående spiralen omfattet en slange med en innvendig diameter på omtrent 5,1 cm (2 tommer). Den stående spiralen var snodd i 14 kveilringer, der hver kveilring hadde en omkrets på omtrent 140 cm, en diameter på omtrent 45 cm og en stigning på 1/28. Den totale lineære lengden til den stående spiralen var 20 meter. Den stående spiralen ble anordnet på et agitatorbord (IKA labortechnik KS250) satt til 150 omdreininger pr. minutt (2,5 Hz) som satte den stående spiralen og væske i denne i vibrasjon. Gelatineringstiden i den stående spiralen var omtrent 105-115s.

EKSEMPEL 14

Samme anordning og betingelser ble brukt som i eksempel 13 over, bortsett fra at den stående spiralen ikke ble vibrert. Med dette oppsettet ble gelatineringstiden for kapseldannelse observert til fra omtrent 80-140s, dvs. en variasjon i gelatineringstiden på 60 sekunder. Dette intervallet av gelatineringstider var betydelig lengre enn gelatineringstiden når den stående spiralen ble vibrert som i eksempel 13.

EKSEMPEL 15

Dette eksempelet illustrerer tilvirkning av objektfylte, synkende alginatkuler ved innkapsling i en utførelsesform av den vibrerende rørledningen i form av en vibrerende, stående spiral.

En geldannende polymerløsning som inneholdt 2% alginat og 20% kalsiumkarbonat-objekter ble tilført dråpevis i en vibrerende, stående spiral med en geldannende væskestrøm som omfattet 2% kalsiumklorid-dihydrat som strømmet gjennom denne i en strømningsmengde på 0,9 liter/min. Den stående spiralen omfattet en slange med en innvendig diameter på omtrent 5,1 cm (2 tommer). Den stående spiralen var snodd i 14 kveilringer, der hver kveilring hadde en omkrets på omtrent 140 cm, en diameter på omtrent 45 cm og en stigning på 1/28. Den totale lineære lengden til den stående spiralen var 20 m. Den stående spiralen ble anordnet på et agitatorbord (IKA labortechnik KS250) satt til 150 omdreininger pr. minutt (2,5 Hz) som satte den stående spiralen og væske i denne i vibrasjon. Den gjennomsnittlige gelatineringstiden i den stående spiralen var omtrent 140s.

EKSEMPEL 16

Samme anordning og betingelser ble brukt som i eksempel 15 over, bortsett fra at den stående spiralen ikke ble vibrert. Med dette oppsettet kom ikke kulene ut fra den stående spiralen. Med dette oppsettet kan således vibrasjon av den stående spiralen være nødvendig for innkapsling av tunge materialer.

EKSEMPEL 17

Dette eksempelet illustrerer innkapsling av bakterier gjennom dannelse av alginatkuler ved innkapsling i en vibrerende, stående spiral.

En geldannende polymerløsning som inneholdt 2,4% alginat og 5% Bifidobacterium bifidum probiotiske bakterier (INTB2, BioCare Ltd, UK) ble tilført dråpevis i en vibrerende, stående spiral som inneholdt en flytende, geldannende strømning som omfattet 2% kalsiumklorid-dihydrat, som strømmet inn i den stående spiralen i en strømningsmengde på 0,9 liter/min. Den stående spiralen omfattet en slange med en innvendig diameter på omtrent 5,1 cm (2 tommer). Den stående spiralen var snodd i 14 kveilringer, der hver kveilring hadde en omkrets på omtrent 140 cm, en diameter på omtrent 45 cm og en stigning på 1/28. Den totale lineære lengden til den stående spiralen var 20 m. Den stående spiralen ble anordnet på et agitatorbord (IKA labortechnik KS250) satt til 150 omdreininger pr. minutt (2,5 Hz) som satte kuler og væske i spiralen i vibrasjon. Den gjennomsnittlige gelatinerings tiden i den stående spiralen var omtrent 123 ± 3s. Den gjennomsnittlige vekten til kulene etter gelatinering og skylling var 65 mg (n=30).

EKSEMPEL 18

Dette eksempelet illustrerer tilvirkning av pektinkuler ved innkapsling i en utførelsesform av den vibrerende rørledningen i form av en vibrerende, stående spiral.

En geldannende polymerløsning som inneholdt 4% pektin (LM, amidert) ble tilført dråpevis i en vibrerende, stående spiral som inneholdt en flytende, geldannende strøm som omfattet 2% kalsiumklorid-dihydrat, som strømmet inn i den stående spiralen i en strømningsmengde på 0,9 liter/min. Den stående spiralen omfattet en slange med en innvendig diameter på omtrent 5,1 cm (2 tommer). Den stående spiralen var snodd i 14 kveilringer, der hver kveilring hadde en omkrets på omtrent 140 cm, en diameter på omtrent 45 cm og en stigning på 1/28. Den totale lineære lengden til den stående spiralen var 20 m. Den stående spiralen ble anordnet på et agitatorbord (IKA labortechnik KS250) satt til 150 omdreininger pr. minutt (2,5 Hz) som satte den stående spiralen og væske i denne i vibrasjon. Gelatineringstiden

i anordningen var omtrent 120-123 s.

Etter å ha beskrevet oppfinnelsen krever vi nå beskyttelse for det følgende samt deres ekvivalenter.

Claims

1. Fremgangsmåte for innkapsling av et materiale, der fremgangsmåten omfatter trinnene med å: (a) kontinuerlig tilføre materialet i en rørledning (1620, 1810, 2015) som inneholder en vandig gelatineringsløsning, der rørledningen har en innmatingsende og en utmatingsende; og (b) vibrere rørledningen (1620, 1810, 2015) i en grad som er tilstrekkelig til at materialet passerer gjennom rørledningen fra innmatingsenden til utmatingsenden på en styrt, agitert måte og med styrt oppholdstid; der materialet er en emulsjon omfattende olje, vann, et emulgeringsmiddel og et gelatineringsmiddel, der oljen er tilstede i en mengde på minst 50 vekt% av nevnte emulsjon, og karakterisert vedat den vandige gelatineringsløsning omfatter alginat, karragen eller pektin, og gelatineringsmiddelet omfatter Ca<2+>, Ba<2+>, Fe<2+>, Cu<2+>, K+, og blandinger av disse.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende trinnet med å fragmentere eller dele opp materialet som tilføres i atskilte objekter før trinn (a).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der rørledningen er en slange, et U-formet rør, et U-formet rør lukket med et avtagbart lokk, et rør, en renne, en kanal eller en ledning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der trinn (b) utføres med bruk av et rystebord, et vibrasjonsbord, en vibrasjonssikt eller et tilfestet vibrasjonselement.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der materialet passerer gjennom rørledningen fra innmatingsenden til utmatingsenden på en forbestemt tid.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, der den forbestemte tiden er fra omtrent 1 minutt til omtrent 30 minutter.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, der i trinn (a) vil den vandige gelatineringsløsningen strømme inn i rørledningen i en strømnings-mengde på fra omtrent 5 til omtrent 30 liter/min.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, der rørledningen er en slange med en diameter på fra omtrent 2,5 cm til omtrent 15,3 cm.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, der rørledningen er utformet som en flat kveil (1620).

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, der rørledningen er utformet som en stående spiral (1810).

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, der rørledningen er utformet som en renne (2015).

12. Fremgangsmåte ifølge krav 9, der den flate kveilen omfatter en serie av flate kveiler som er stablet oppå hverandre for å gi lengre oppholdstid for materialet.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, der de stablede flate kveiler omfatter flate kveiler som er oppspolet og stablet etter hverandre i motsatte retninger.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, der de stablede flate kveiler omfatter en flat kveil som har en høyde i midten som er høyere enn de ytre kveilene.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der produktet laget av nevnte fremgangsmåte, er en sømløs kapsel.