WO2000015173A1 - Verfahren zur herstellung von kapseln - Google Patents

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WO2000015173A1
WO2000015173A1 PCT/DE1999/002919 DE9902919W WO0015173A1 WO 2000015173 A1 WO2000015173 A1 WO 2000015173A1 DE 9902919 W DE9902919 W DE 9902919W WO 0015173 A1 WO0015173 A1 WO 0015173A1
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capsules
filling material
nozzle
filling
strand
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PCT/DE1999/002919
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Gunter M. Voss
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Voss Gunter M
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61JCONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
    • A61J3/00Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms
    • A61J3/07Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms into the form of capsules or similar small containers for oral use
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05Filamentary, e.g. strands
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30Extrusion nozzles or dies
    • B29C48/302Extrusion nozzles or dies being adjustable, i.e. having adjustable exit sections
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07Flat, e.g. panels

Definitions

  • the invention relates to processes for the production of capsules, the shell material of which consists of soft gelatin, starch or the like, and which are filled with at least one filling material, such as an active ingredient and / or flavoring, according to the preamble of the independent claims directed to a process .
  • the invention relates to an apparatus for performing these methods and to the use of this apparatus.
  • Capsules that can be produced using the generic methods are, for example, gelatin capsules that are used as carriers for active substances of all kinds in the pharmaceutical field.
  • Other examples are pellets or foods, such as candies made from a melted sugar with one or more additional flavorings.
  • generic capsules can also be used in the hygiene sector, for example as TABs for dishwashers or washing machines.
  • TABs for dishwashers or washing machines.
  • two tapes in particular gelatin tapes, are produced, which typically still have a water content of about 30%.
  • the two gelatin strips are brought together between two rollers with depressions - also referred to as a pocket - the depressions having raised edges on one side for squeezing the gelatin.
  • the filling with filling material takes place via a "wedge", which has channels in the lower area corresponding to the troughs bypassed, from which the filling material or the active ingredient is pumped in time.
  • the wedge too is referred to as the filler or active ingredient segment, so to speak "floats" on a thin oil layer on the two rollers, which in turn are separated by the two belts towards the wedge.
  • the capsules can be filled air-free.
  • the capsules are then dried in a time-consuming process.
  • a device for producing "seamless" gelatin capsules is known under the name "globex mark II capsulator”; this known device works according to the so-called drip or bubble method.
  • this device a double capillary is used, from which gelatin solution with the active ingredient is dripped into a cooling bath filled with oil by means of pulsating pump pulses. The individual drops form the capsules in the cooling bath. This process is almost exclusively suitable for encapsulating oils.
  • Another device for the production of gelatin capsules is the Norton encapsulation machine, in which molded parts, which are structured somewhat like suspension casting molds, are used to separate the capsules from a soft gelatin strip.
  • a disadvantage of this device is in addition to the complicated structure, the fast operation and thus a high output complicates, the comparatively high amount of waste that arises due to the "parallel production of several capsules next to each other and which must be disposed of.
  • the invention is based on the object of specifying methods and devices for the production of capsules with which capsules for any application can be produced from largely any shell materials and fillers or filling goods without the disadvantages described above occurring.
  • the invention is intended to prevent waste material from accumulating in significant quantities and / or filling material from the gelatin shell in some way.
  • an apparatus for carrying out the method can contain a segment with a double nozzle and in particular an annular double nozzle for filling the capsule.
  • the filling nozzle At the center is the filling nozzle; this is surrounded on the outside by a second ring nozzle from which Computer-controlled, in particular via a proportional valve, a liquid substance emerges or is pumped out in fractions of a second, at the center of which, likewise computer-controlled, the actual active ingredient fills the capsule.
  • the outer ring can doses in the “insulating layer” for a fraction of a second, which thus separates the gelatin capsule and the filler, since it envelops the filler inside the gelatin capsule.
  • composition of the external separating substance is to be designed in such a way that it can isolate from the gelatin one ethanolic substance and one aqueous substance (as the actual filling),
  • a ring double nozzle can also be used, in which in particular a double proportional valve, which supplies the central nozzle with the actual active substance in cycles and thereby alternatively realizes the thread break as follows:
  • a fraction of a second can also be added via the second proportional valve (also computer-controlled) and / or a vacuum applied to the filling process (at the end). So it is from the tough sub- Punched back a little in the nozzle outlet area and so much that the thread cannot form.
  • the jacket material is conveyed as a strand, the outer contour of which corresponds to the largest cross section of the capsule to be produced.
  • a separation valve unit is used which has a channel for the strand, which is opened and closed in a controlled manner.
  • All of the methods according to the invention have the advantage that the water content of the tapes and in particular the gelatin tapes can be reduced; in particular, the value of 30% should be seen as an upper limit.
  • the procedure according to the invention in which the capsules are produced one after the other from a strand, avoids, in the form of a lattice, waste of sheath material, which occurs in the form of a grid, unlike the methods which use strips from which a plurality of capsules are “punched out”. Since the strand can be conveyed practically continuously due to the use of a separation valve unit, large numbers of capsules can nevertheless be produced. Since the device according to the invention is comparatively inexpensive, several strands can be produced in parallel to increase the number of pieces, if required.
  • a valve is provided at least between the feed pump (s) for the filling material or the filling goods and the respective central nozzle, which valve opens and closes the conveying path for the filling material.
  • This valve can in particular be a proportional valve:
  • the method and the device according to the invention can be used not only for the production of soft gelatin capsules, but also for the production of capsules filled with at least one active ingredient and / or flavoring with almost any coating layers: for example, at least one coating layer made of soft gelatin, starch, melts and in particular sugar melts and their substitutes exist. It is also possible to manufacture capsules which have a plurality of cladding layers, possibly with different active ingredients embedded between them.
  • the cladding layers can have a switch function: for example, the cladding layers can be at different temperatures, as e.g. occur during the individual cleaning processes of a dishwasher, dissolve so that the active ingredients are released in a targeted manner.
  • the method according to the invention can also be used to process fillers which cannot be processed using conventional methods. Not only “simple” ring nozzle units, but also multiple nozzles, such as a double ring nozzle, can be used to fill the "outer jacket material hose":
  • the filling nozzle is in the center; this is surrounded on the outside by a second ring nozzle, from which a liquid substance emerges or is pumped out in fractions of a second in advance under computer control, in particular via a proportional valve, at the center of which, likewise computer-controlled, the actual active ingredient is derived from the jacket material which exits through an outer ring nozzle, enclosed cavity fills.
  • the outer ring can doses in the “insulating layer” for a fraction of a second, which thus separates the gelatin capsule and the filler, since it envelops the filler inside the gelatin capsule.
  • composition of the external separating substance is to be designed in such a way that it can isolate from the gelatin one ethanolic substance and one aqueous substance (as the actual filling),
  • a ring double nozzle can be used, in which a double proportional valve is used in particular, which supplies the central nozzle with the actual active substance in cycles and alternatively realizes the thread break as follows:
  • the metering is carried out after a fraction of a second, and metering - especially via the second computer-controlled integrated piezo valve - one suitable separating substance, which can also consist of a liquid gelatin mass.
  • a fraction of a second can also be added via the second proportional valve (also computer-controlled) and / or a vacuum applied to the filling process (at the end). So the viscous substance is sucked back a little in the nozzle outlet area and so much that the thread cannot form.
  • Fig. 1 shows schematically the structure of a device according to the invention, in which the capsules K are made from a single jacket material M and a single filling material F, which of course can consist of an active ingredient and / or flavor mixture, without restricting the generality.
  • a pump 11 conveys the jacket material from a (storage) container 21 to a tube 3. Inside the tube there is an annular nozzle, not shown, through the annular outlet of which the jacket material exits into the actual “junction path” in tube 3, the inside diameter of which is approximately corresponds to the largest outside diameter of the capsules to be produced.
  • a pump 12 conveys the filling material F from a container 22 to a proportional valve 4, the outlet of which is connected to the central opening of the ring nozzle, so that the filling material F is conveyed into the central area of the “junction path” of the pipe 3 surrounded by the jacket material M.
  • the conveyance of the filler can thus be stopped briefly again and again, so that - as already stated - the filler is embedded as a core in the casing material in the “merging section”.
  • a separation valve unit 5 is arranged at the end of the tube 3 (on the right in FIG. 1), which also has a channel for the strand, which is a Control unit, not shown, opens and closes in the manner described below in connection with FIG. 2.
  • the control unit can also control the other elements of the device, such as pumps 11 and 12 and proportional valve 4, as well as the conveyor described below.
  • the control unit can control the introduction of the filling material or products into the line in relation to the actuation of the separation valve unit.
  • the capsules From the separating valve unit 5, the capsules reach a walking beam feed conveyor 6, which will be described in connection with FIG. 3, and from which the capsules are conveyed to a bath 7, which cools the capsules K and, if necessary, for example Soft gelatin capsules - oiled.
  • the capsules are washed in a collecting container and optionally provided with a release agent.
  • FIGS. 2a-2f show the mode of operation of the separating valve unit 5.
  • a longitudinal section through the tube 3 and the separating valve unit 5 is shown.
  • With 4 'the position of the ring nozzle is shown schematically.
  • the separating valve unit 5 has a series of slides 51, which are actuated by an actuator 52 in the exemplary embodiment shown.
  • the actuator 52 moves the slide 51 assigned to it in the radial direction of the channel.
  • the actuators can be electromagnetic, magnetostrictive or piezoelectrically actuated actuators.
  • Ren 2 is indicated schematically that the actuators consist of a double stack of piezo elements, which are deflected by opposing.
  • swiveling slats can also be used, which are constructed similar to an iris diaphragm.
  • the control unit controls the individual actuators 52 in such a way that the valve unit 5 opens the channel in such a way that the valve opening increases or decreases in a controlled manner from the center of the channel to the outside.
  • Fig. 2a shows the device in the state in which the slide 51 completely close the channel in the tube 3.
  • Fig. 2b shows the state in which the slide 51 begin to open the valve opening O so that the capsule start can emerge.
  • the capsule start consists of jacket material M.
  • 2e shows the case in which the slides 51 begin to close the valve opening O again.
  • 2f shows the case in which the slides 51 have closed the valve opening again and the capsule K is completely manufactured with an active substance core F, which is surrounded by a jacket M.
  • the capsule K is then taken over by the walking beam feed conveyor 6 provided after the separation valve unit 5.
  • FIGS. 3a to 3d show the transfer of the capsules K and the conveyance to the bath (not shown in FIG. 3) in different phases.
  • a top view is shown in the figures and a side view is shown below.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung von Kapseln, deren Mantelmaterial aus Weichgelatine, Stärke oder dgl. besteht, und die mit wenigstens einem Füllgut, wie einem Wirk- und/oder Geschmacksstoff gefüllt sind, bei dem; das Füllgut in das Mantelmaterial eingebracht wird, und anschließend die mit Füllgut gefüllten Kapseln hergestellt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich beispielsweise dadurch aus, dass das Mantelmaterial als Strang gefördert wird, dessen Außenkontur dem größten Querschnitt der herzustellenden Kapsel entspricht, und dass zur Abtrennung der mit Füllgut gefüllten Kapseln aus dem mit Füllgut gefüllten Strang eine Abtrenn-Ventileinheit verwendet wird, die einen Kanal für den Strang aufweist, der gesteuert geöffnet und geschlossen wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von Kapseln
B E S C H R E I B U N G
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Kapseln, deren Mantelmaterial aus Weichgelatine, Stärke oder dgl. besteht, und die mit wenigstens einem Füllgut, wie einem Wirk- und/oder Geschmacksstoff gefüllt sind, gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahren sowie auf eine Verwendung dieser Vorrichtung.
Kapseln, die mit den gattungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, sind beispielsweise Gelatinekapseln, die als Träger für Wirkstoffe aller Art im pharmazeutischen Bereich eingesetzt werden. Weitere Beispiele sind Pellets oder Lebensmittel, wie Bonbons aus einer Zuckerschmelze mit einem oder mehreren zusätzlichen Geschmacksstoffen.
Darüber hinaus können gattungsgemäße Kapseln auch im Hygiene-Bereich, wie beispielsweise als TAB's für Geschirrspülmaschinen oder Waschmaschinen eingesetzt werden. Stand der Technik
Seit langem erfolgt die Herstellung gattungsgemäßer Kapseln insbesondere im pharmazeutischen Bereich in etwa wie folgt:
Zunächst werden zwei Bänder, insbesondere Gelatinebänder hergestellt, die typischerweise noch ca. 30% Wassergehalt besitzen. Die beiden Gelatinebänder werden zwischen zwei Walzen mit Mulden - auch als Pocket bezeichnet - zusammengeführt, wobei die Mulden halbseitig erhabene Kanten zum Quetschen der Gelatine aufweisen. Die Füllung mit Füllgut, wie Wirkstoffen, Geschmacksstoffen, Reinigungsmitteln oder beispielsweise Glanzstoffen erfolgt über einen „Keil", der im unteren Bereich entsprechend den vorbeigeführten Mulden Kanäle besitzt, aus denen im Takt das Füllgut bzw. der Wirkstoff gepumpt wird. Der Keil, der auch als Füllgutbzw. Wirkstoff-Segment bezeichnet wird, „schwimmt" quasi auf einer dünnen ölschicht auf den beiden Walzen, die wiederum zum Keil hin durch die beiden Bänder getrennt sind.
Auf diese Weisen können die Kapseln luftfrei gefüllt werden. Anschließend werden die Kapseln in einem zeitraubenden Verfahren getrocknet.
Diese derzeit wohl allgemein übliche Form der Herstellung von Kapseln und insbesondere von Gelatinekapseln weist eine Reihe von Nachteilen auf:
1. Es können nur ölhaltige Flüssigkeiten eingesetzt werden, da ethanoli- sche Zubereitungen mit der Zeit durch die Gelatinehülle diffundieren.
2. Gleiches gilt für wässrige Zubereitungen, da diese die Gelatinehülle anlösen würden. 3. Hochzähe Wirkstoffe bilden beim Einpumen oft einen nicht abreissenden „Faden", der sozusagen die Kapseln vor dem Trennen aus dem auszustanzenden Gelatine-Gitterband untereinander verbindet. An dieser Stelle erhält die Kapsel eine unerwünschte Kapillare, aus der (per osmotischer Kraft) später die Füllung heraustreten kann.
4. Vor allem aber ist nachteilig, dass vergleichsweise viel Material aus dem Band - nämlich das nach dem Ausstanzen der mehreren nebeneinander hergestellten Kapseln verbleibende „Gelatinegitter" - nicht für die Kapseln verwendet wird, sondern als Abfall anfällt, der teuer und umständlich entsorgt werden muss. Dies ist gerade im pharmazeutischen Bereich, in dem die als Füllgut verwendeten Wirkstoffe sehr teuer sein können, von besonderem Nachteil.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von „nahtlosen" Gelatinekapseln ist unter dem Namen „globex mark II capsulator" bekannt; diese bekannte Vorrichtung arbeitet nach dem sog. Tropf- bzw. Blasenverfahren. Bei dieser Vorrichtung wird eine Doppelkapillare verwendet, aus der durch pulsierende Pumpstöße Gelatinelösung mit dem Wirkstoff in ein mit Öl gefülltes Kühlbad getropft wird. Die einzelnen Tropfen bilden im Kühlbad die Kapseln. Dieses Verfahren ist fast ausschließlich zur Verkapselung von Ölen geeignet.
Eine weitere Vorrichtung zur Herstellung von Gelatinekapseln ist die Nor- ton-Verkapselungs-Maschine, bei der Formteile, die in etwa wie Susposito- riengießformen aufgebaut sind, zur Abtrennung der Kapseln aus einem Weichgelatineband verwendet werden. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist neben dem komplizierten Aufbau, der einen schnellen Betrieb und damit einen hohen Ausstoß erschwert, die vergleichsweise hohe Abfallmenge, die aufgrund der „parallelen Herstellung mehrerer Kapseln nebeneinander anfällt und die entsorgt werden muß.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Kapseln anzugeben, mit denen aus weitgehend beliebigen Mantelmaterialien und Füllstoffen bzw. Füllgütern Kapseln für beliebige Anwendungen hergestellt werden können, ohne dass die vorstehend beschriebenen Nachteile auftreten würden.
Insbesondere soll durch die Erfindung vermieden werden, dass Abfallmaterial in nennenswerter Menge anfällt und/oder dass Füllgut auf irgendeine Weise aus der Gelatinehülle austritt.
Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe sind in den unabhängigen, auf ein Verfahren gerichteten Patentansprüchen angegeben. Vorrichtungen zur Ausführung der erfindungsgemäßen Verfahren sind Gegenstand der auf Vorrichtungen gerichteten Ansprüche.
Das im Anspruch 1 angegebene Verfahren weist die vorstehend genannten Nachteile 1 und 2 nicht auf, während beim dem - gegebenenfalls in Kombination mit dem Verfahren nach Anspruch 1 anwendbaren Verfahren nach Anspruch 2 der Nachteil 3 vermieden wird.
Insbesondere kann eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ein Segment mit einer Doppeldüse und insbesondere eine Ring-Doppeldüse zum Befüllen der Kapsel enthalten. Im Mittelpunkt befindet sich die Befül- lungsdüse; diese ist außen von einer zweiten Ring-Düse umgeben, aus der rechnergesteuert insbesondere über ein Proportionalventil Sekundenbruchteile vorab eine flüssige Substanz austritt bzw. ausgepumpt wird, in deren Mittelpunkt, ebenfalls rechnergesteuert, der eigentliche Wirkstoff die Kapsel füllt.
Die äußere Ringdose dosiert nach Beenden des Füllvorgangs noch wenige Sekundenbruchteile länger die „Isolierschicht" ein, die damit die Gelatinekapsel und den Füllstoff trennt, da sie den Füllstoff im Inneren der Gelatinekapsel umhüllt.
Die äußere Trennsubstanz ist von der Zusammensetzung so zu gestalten, dass sie einmal ethanolische Substanzan und einmal wässrige Substanzen (als eigentliche Füllung) von der Gelatine isolieren kann,
Beim dem Verfahren nach Anspruch 2 kann ebenfalls eine Ring-Doppeldüse eingesetzt werden, bei der insbesondere ein Doppelproportionalventil, welches einmal die Mitteldüse mit dem eigentlichen Wirkstoff taktweise versorgt und dabei den Fadenabriß alternativ wie folgt realisiert:
a) Nach dem Hauptfüllvorgang (über die Innendüse) erfolgt nach diesem um Sekundenbruchteile zeitlich versetzt, das Abdosieren - insbesondere über das zweite rechnergesteuerte integrierte Piezo- Ventil - einer geeigneten Trennsubstanz, die auch aus einer flüssigen Gelatinemasse besteben kann.
b) Nach dem Abdosieren der zähen Hauptsubstanz kann über das zweite Proportional-Ventil (ebenfalls rechnergesteuert) auch Sekundenbruchteile versetzt und/oder in den Füllvorgang (am Ende) hinein, ein Vakuum angelegt worden. Es wird also von der zähen Sub- stanz im Düsenaustrittsbereich etwas zurückgesaugt und zwar soviel, dass sich der Faden nicht bilden kann.
Die beiden letzt genannten Vorgänge können auch inversiv betrieben werden.
Bei der im Anspruch 3 angegebenen Lösung wird das Mantelmaterial als Strang gefördert wird, dessen Außenkontur dem größten Querschnitt der herzustellenden Kapsel entspricht. Zur Abtrennung der mit Füllgut gefüllten Kapseln aus dem mit Füllgut gefüllten Strang wird eine Abtrenn-Ventilein- heit verwendet, die einen Kanal für den Strang aufweist, der gesteuert geöffnet und geschlossen wird.
Alle erfindungsgemäßen Verfahren habe den Vorteil, dass der Wassergehalt der Bänder und insbesondere der Gelatinebänder reduziert werden kann; insbesondere ist der Wert von 30% als Obergrenze anzusehen.
Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise, bei der die Kapseln nacheinander aus einem Strang gefertigt werden, wird anders als bei den Verfahren, die Bänder verwenden, aus denen gleichzeitig mehrere Kapseln „ausgestanzt" werden, in „Form eines Gitters" anfallende Mantelmaterialabfall, vermieden. Da aufgrund der Verwendung einer Abtrenn-Ventileinheit der Strang praktisch kontinuierlich gefördert werden kann, können dennoch hohe Stückzahlen an gefertigten Kapseln erreicht werden. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung vergleichsweise kostengünstig ist, können zur Erhöhung der Stückzahlen - bei Bedarf - mehrere Stränge parallel gefertigt werden. Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist zumindest zwischen der Förder- pumpe(n) für das Füllgut bzw. die Füllgüter und der jeweiligen zentralen Düse ein Ventil vorgesehen, das den Förderweg für das Füllgut öffnet und schließt. Dieses Ventil kann insbesondere ein Proportionalventil sein:
Hierdurch ist es möglich, das Ausbringen des Füllstoffs durch die entsprechende Düse immer wieder kurz anzuhalten, so dass der Füllstoff bereits vor dem Abtrennen in der Abtrenn-Ventileinheit vollständig von Mantelmaterial umgeben ist. Damit ist der Füllstoff (oder die Füllstoffe) quasi als Kern in das Mantelmaterial eingelagert.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können nicht nur zur Herstellung von Weichgelatinekapseln, sondern zur Herstellung von mit wenigstens einem Wirkstoff und/oder Geschmacksstoff gefüllten Kapseln mit nahezu beliebigen Mantelschichten verwendet werden: So kann wenigstens eine Mantelschicht aus Weichgelatine, Stärke, Schmelzen und insbesondere Zuckerschmelzen und ihre Substituten bestehen. Auch ist es möglich, Kapseln zu fertigen, die mehrere Mantelschichten - gegebenenfalls mit dazwischen eingelagerten unterschiedlichen Wirkstoffen - aufweisen. Die Mantelschichten können dabei eine Schalterfunktion haben: beispielsweise können sich die Mantelschichten bei unterschiedlichen Temperaturen, wie sie z.B. bei den einzelnen Reinigungsvorgängen einer Geschirrspülmaschine auftreten, auflösen, so dass die Wirkstoffe gezielt freigesetzt werden.
Darüber hinaus können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Füllstoffe verarbeitet werden, die mit herkömmlichen Verfahren nicht verarbeitet werden können. So können nicht nur „einfache" Ringdüseneinheiten, sondern auch Mehrfachdüsen, wie z.B. eine Ring-Doppeldüse zum Befüllen des „äußeren Mantelmaterial-Schlauchs" eingesetzt werden:
Hierbei befindet sich im Mittelpunkt die Befüllungsdüse; diese ist außen von einer zweiten Ring-Düse umgeben, aus der rechnergesteuert insbesondere über ein Proportionalventil Sekundenbruchteile vorab eine flüssige Substanz austritt bzw. ausgepumpt wird, in deren Mittelpunkt, ebenfalls rechnergesteuert, der eigentliche Wirkstoff den vom Mantelmaterial, das durch eine äußere Ringdüse austritt, eingeschlossenen Hohlraum füllt.
Die äußere Ringdose dosiert nach Beenden des Füllvorgangs noch wenige Sekundenbruchteile länger die „Isolierschicht" ein, die damit die Gelatinekapsel und den Füllstoff trennt, da sie den Füllstoff im Inneren der Gelatinekapsel umhüllt.
Die äußere Trennsubstanz ist von der Zusammensetzung so zu gestalten, dass sie einmal ethanolische Substanzan und einmal wässrige Substanzen (als eigentliche Füllung) von der Gelatine isolieren kann,
Weiterhin kann eine Ring-Doppeldüse eingesetzt werden, bei der insbesondere ein Doppelproportionalventil verwendet wird, welches einmal die Mitteldüse mit dem eigentlichen Wirkstoff taktweise versorgt und dabei den Fadenabriß alternativ wie folgt realisiert:
a) Nach dem Hauptfüllvorgang (über die Innendüse) erfolgt nach diesem um Sekundenbruchteile zeitlich versetzt, das Abdosieren - insbesondere über das zweite rechnergesteuerte integrierte Piezo-Ventil - einer geeigneten Trennsubstanz, die auch aus einer flüssigen Gelatine masse besteben kann.
b) Nach dem Abdosieren der zähen Hauptsubstanz kann über das zweite Proportional-Ventil (ebenfalls rechnergesteuert) auch Sekundenbruchteile versetzt und/oder in den Füllvorgang (am Ende) hinein, ein Vakuum angelegt worden. Es wird also von der zähen Substanz im Düsenaustrittsbereich etwas zurückgesaugt und zwar soviel, dass sich der Faden nicht bilden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen hinsichtlich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig.2a - 2f Darstellungen zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten Abtrenn-Ventileinheit, und
Fig. 3a - 3d Darstellungen zur Erläuterung der Funktionsweise des Hubbalkenvorschub-Förderers. Darstellung von Ausführungsbeispieien
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ohne Beschränkung der Allgemeinheit die Kapseln K aus einem einzigen Mantelmaterial M und einem einzigen Füllgut F hergestellt werden, das selbstverständlich aus einem Wirk- und/oder Geschmacksstoff-Gemisch bestehen kann.
Eine Pumpe 11 fördert das Mantelmaterial aus einem (Vorrats)-Behälter 21 zu einem Rohr 3. Innerhalb des Rohres befindet sich eine nicht dargestellte Ringdüse, durch deren ringförmigen Auslaß das Mantelmaterial in die eigentliche „Zusammenführstrecke" im Rohr 3 austritt, deren Innendurchmesser in etwa dem größten Außendurchmesser der herzustellenden Kapseln entspricht.
Eine Pumpe 12 fördert das Füllgut F aus einem Behälter 22 zu einem Proportionalventil 4, dessen Augang mit der zentralen Öffnung der Ringdüse verbunden ist, so dass das Füllgut F in den zentralen, vom Mantelmaterial M umgebenen Bereich der „Zusammenführstrecke" des Rohrs 3 gefördert wird. Damit kann die Förderung des Füllstoffs immer wieder kurz gestoppt werden, so dass - wie bereits ausgeführt - der Füllstoff in der „Zusammenführstrecke" als Kern in das Mantelmaterial eingelagert ist.
Zur Bildung von Kapseln aus dem in der Zusammenführstrecke befindlichen und mit Füllgut-Kernen gefüllten Mantelmaterial ist am Ende des Rohrs 3 (in Fig. 1 rechts) eine Abtrenn-Ventileinheit 5 angeordnet, die e- benfalls einen Kanal für den Strang aufweist, den eine nicht gezeigte Steuereinheit in der nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 noch beschriebenen Weise öffnet und schließt. Die Steuereinheit kann auch die anderen Elemente der Vorrichtung, wie die Pumpen 11 und 12 und das Proportionalventil 4 sowie den nachstehend beschriebenen Förderer steuern. Insbesondere kann die Steuereinheit das Einbringen des oder der Füllgüter in den Strang in Relation zur Betätigung der Abtrenn-Ventileinheit steuern.
Aus der Abtrenn-Ventileinheit 5 gelangen die Kapseln auf einen Hubbalkenvorschub-Förderer 6, der in Verbindung mit Fig. 3 noch beschrieben werden wird, und von dem die Kapseln zu einem Bad 7 gefördert werden, das die Kapseln K kühlt und gegebenenfalls - beispielsweise bei Weichgelatinekapseln - beölt. Im allgemeinen Fall werden die Kapseln in einem Auffangbehälter gewaschen und gegebenenfalls mit einem Trennmittel versehen.
In den folgenden Figuren sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass auf eine erneute Vorstellung verzichtet wird.
Die Fig. 2a - 2f zeigen die Funktionsweise der Abtrenn-Ventileinheit 5. Links in denFiguren ist jeweils ein Längsschnitt durch das Rohr 3 und die Abtrenn-Ventileinheit 5 dargestellt. Mit 4' ist die Position der Ringdüse schematisch dargestellt.
Wie die Aufsicht in den rechten Teilfiguren der Figuren 2 zeigt, weist die Abtrenn-Ventileinheit 5 eine Reihe von Schiebern 51 auf, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel von jeweils einem Aktuator 52 betätigt werden. Der Aktuator 52 verschiebt den ihm jeweils zugeordneten Schieber 51 in Radialrichtung des Kanals. Die Aktuatoren können elektromagnetisch, magnetostriktiv oder piezoelektrisch betätigte Aktuatoren sein. In den Figu- ren 2 ist schematisch angedeutet, dass die Aktuatoren aus einem Doppelstapel von Piezoelementen bestehen, die durch gegensätzlich ausgelenkt werden.
Anstelle von in Radialrichtung verschiebbaren Schiebern können auch schwenkbare Lamellen verwendet werden, die ähnlich einer Irisblende aufgebaut sind.
Die Steuereinheit steuert die einzelnen Aktuatoren 52 so an, dass die Ventileinheit 5 den Kanal derart freigibt, dass sich die Ventilöffnung von der Mitte des Kanals aus gesteuert nach außen vergrößert bzw. wieder verkleinert.
Fig. 2a zeigt die Vorrichtung in dem Zustand, in dem die Schieber 51 den Kanal im Rohr 3 vollständig verschließen.
Fig. 2b zeigt den Zustand, in dem die Schieber 51 beginnen, die Ventilöffnung O freizugeben, so dass der Kapselanfang austreten kann. Bei geeigneter Ansteuerung des Ventils 4 für das Füllgut F besteht der Kapselanfang aus Mantelmaterial M.
Fig. 2c zeigt den Zustand, in dem die Schieber 51 die Ventilöffnung O vollständig freigegeben hat, so dass die Kapsel austreten kann.
Fig. 2d zeigt den Fall, dass die Kapsel fast vollständig ausgetreten ist.
Fig. 2e zeigt den Fall, dass die Schieber 51 beginnen, die Ventilöffnung O wieder zu verschließen. Fig. 2f zeigt den Fall, dass die Schieber 51 die Ventilöffnung wieder verschlossen haben und die Kapsel K mit einem Wirkstoffkern F, der von einem Mantel M umgeben ist, vollständig gefertigt ist. Die Kapsel K wird dann von dem im Anschluß an die Abtrenn-Ventileinheit 5 vorgesehenen Hubbalkenvorschub-Förderer 6 übernommen.
Der Förder- und Formungsvorgang - durch den Memoryeffekt in der Gelatine - für die hergestellten Kapseln ist in den Fig. 3a bis 3d dargestellt, die die Übernahme der Kapseln K und die Förderung zu dem in den Figuren 3 nicht dargestellten Bad in verschiedenen Phasen zeigen. Dabei ist in den Figuren oben eine Aufsicht und unten eine Seitenansicht dargestellt.
Bezüglich weiterer Einzelheiten wird auf die Figuren verwiesen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Herstellung von Kapseln, deren Mantelmaterial aus Weichgelatine, Stärke oder dgl. besteht, und die mit wenigstens einem Füllgut, wie einem Wirk- und/oder Geschmacksstoff gefüllt sind, bei dem zunächst wenigstens zwei Bänder aus dem Mantelmaterial hergestellt werden, die wenigstens zwei Bänder aus dem Mantelmaterial zusammengeführt werden, das Füllgut insbesondere im Bereich der Zusammenführung der beiden Bänder aus einem Wirkstoffsegment in das Mantelmaterial eingebracht wird, und anschließend die mit Füllgut gefüllten Kapseln hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Wirkstoff-Segment zusätzlich eine flüssige Substanz gepumpt wird, die den Wirkstoff einschließt, und die alleine an die Gelatine angrenzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach oder während dem Einbringen des oder der Wirkstoffe eine Trennsubstanz eingepumpt wird, oder dass nach dem Einbringen des Wirkstoffs ein Unterdruck angelegt wird, der den Wirkstoff zurücksaugt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelmaterial als Strang gefördert wird, dessen Außenkontur dem größten Querschnitt der herzustellenden Kapsel entspricht, und dass zur Abtrennung der mit Füllgut gefüllten Kapseln aus dem mit Füllgut gefüllten Strang eine Abtrenn-Ventileinheit verwendet wird, die einen Kanal für den Strang aufweist, der gesteuert geöffnet und geschlossen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder noch ca. 30% Wassergehalt besitzen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gelatinebänder zwischen zwei Walzen mit Mulden zusammengeführt werden, wobei die Mulden, je halbseitig erhabene Kanten zum Quetschen der Gelatine aufweisen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung mit Wirkstoffen über ein Wirkstoff-Segment erfolgt, das im unteren Bereich entsprechend den vorbeigeführten Mulden Kanäle besitzt, aus denen im Takt der Wirkstoff gepumpt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit den Kanal derart freigibt, dass sich die Öffnung von einem bestimmten Punkt und insbesondere der Mitte des Kanals aus gesteuert nach außen vergrößert.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Strangs und zum Einbringen des Füllguts in das oder die Mantelmaterialien wenigstens eine Ringdüseneinheit verwendet wird, die wenigstens eine zentrale Düse für Füllgut und wenigstens eine ringförmige Düse für das oder die Mantelmaterialien aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Förderpumpen das oder die Mantelmaterialien und das oder die Füllgüter zur der bzw. den Ringdüseneinheiten fördern.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen der Förder- pumpe(n) für das Füllgut bzw. die Füllgüter und der jeweiligen zentralen Düse ein Ventil vorgesehen ist, das den Förderweg für das Füllgut öffnet und schließt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Ventil ein Proportionalventil verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Mantelmaterialien verwendet werden, und dass Kapseln mit einem schichtweisen Aufbau aus den unterschiedlichen Mantelmaterialien hergestellt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Abtrenn- Ventileinheit ein Hubbalkenvorschub-Förderer die hergestellten Kapseln einzeln fördert.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbalkenvorschub-Förderer die Kapseln zusätzlich formt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapseln in einem Auffangbehäl- ter gewaschen und gegebenenfalls mit einem Trennmittel versehen werden.
16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch wenigstens eine Ringdüseneinheit, die zur Bildung eines mit einem oder mehreren Füllgütern gefüllten Strangs wenigstens eine zentrale Düse für Füllgut und wenigstens eine ringförmige Düse für das oder die Mantelmaterialien aufweist, und eine Abtrenn-Ventileinheit, die einen Kanal für den Strang gesteuert öffnet und schließt.
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass das Segment eine Doppeldüse und insbesondere eine Ring-Doppeldüse aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Doppel-Proportionalventil zur Dosierung der einzelnen Substanzen vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Pumpen vorgesehen sind, die aus Vorratsbehältern das oder die Mantelmaterialien und das oder die Füllgüter zu der oder den Ringdüsen fördern.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die den Öffnungs- und Schließvorgang der Abtrenn-Ventileinheit steuert.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit das Einbringen des oder der Füllgüter in den Strang in Relation zur Betätigung der Abtrenn-Ventileinheit steuert.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrenn-Ventileinheit eine Reihe von Schiebern oder schwenkbaren Lamellen aufweist, die von wenigstens einem Aktuator betätigt werden.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schieber in Radialrichtung des Kanals verschiebbar ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Aktuator vorgesehen ist, so dass die Lamellen bzw. Schieber zumindest teilweise unabhängig voneinander betätigbar sind.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Aktuatoren elektromagnetisch, magnetostriktiv oder piezoelektrisch betätigte Aktuatoren sind.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hubbalkenvorschub-Förderer die abgetrennten Kapseln aufnimmt und formt.
27. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26 zur Herstellung von mit wenigstens einem Wirkstoff und/oder Geschmacksstoff gefüllten Kapseln mit wenigstens einer Mantelschicht aus Weichgelatine, Stärke, Schmelzen und insbesondere Zuckerschmelzen und ihre Substitute.
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