WO2021010676A1 - 순환하는 유동체로 다양한 캡슐을 제조하는 캡슐제조장치 - Google Patents

순환하는 유동체로 다양한 캡슐을 제조하는 캡슐제조장치 Download PDF

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WO2021010676A1
WO2021010676A1 PCT/KR2020/009117 KR2020009117W WO2021010676A1 WO 2021010676 A1 WO2021010676 A1 WO 2021010676A1 KR 2020009117 W KR2020009117 W KR 2020009117W WO 2021010676 A1 WO2021010676 A1 WO 2021010676A1
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WO
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capsule
fluid
mesh
tank
cooling
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/009117
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English (en)
French (fr)
Inventor
김윤규
박명례
곽경민
임효선
정수희
Original Assignee
㈜한국생명과학연구소
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/04—Making microcapsules or microballoons by physical processes, e.g. drying, spraying

Definitions

  • the present invention relates to a capsule manufacturing apparatus capable of manufacturing various capsules with a circulating fluid.
  • the capsule manufacturing apparatus relates to a capsule manufacturing apparatus capable of reusing a fluid by circulating a fluid, and handling both a capsule manufacturing process requiring a fluid and a capsule manufacturing process that is not required.
  • Capsules may have various properties or properties of the raw materials to be preserved therein, and may undergo different capsule manufacturing processes depending on the physical and chemical properties of the raw materials.
  • Korean Patent Registration No. 10-1128488 relates to a die roll setting auxiliary device of a capsule manufacturing apparatus, and the soft capsule manufacturing apparatus is a device for manufacturing capsules using gelatin supplied from a gelatin tank. Since the raw material is not considered, there is a problem that an additional device is required to manufacture capsules other than gelatin.
  • each capsule may be mixed when the capsule is recovered by increasing the size or number of capsules as necessary, and it does not include the process of reusing once the cooling liquid is used. There was a problem that did not consider production efficiency and economics.
  • Korean Patent Registration No. 10-0586019 relates to a soft gelatin capsule maker, in which a gelatin sheet is pressed with a drum to form, and the capsule solution is directly dropped from several nozzles into a cooling tank containing the cooling liquid. Let's make it fall. However, this causes several nozzle pipes to fall into one cooling collection tank, so each nozzle must be controlled at the same time with delicate and identical specifications, and if a problem occurs with some of the nozzles, the size or shape of the capsules collected at once into the tank is not constant. There is a danger of things getting mixed up. In addition, since the process of reusing the cooling liquid once and then reused is not included, production efficiency and economy are low, and there are problems such as quality deterioration.
  • Patent Document 1 Korean Patent Registration No. 10-1128488
  • Patent Document 2 Korean Patent Registration No. 10-0586019
  • the present invention was devised to solve the above problems.
  • a plurality of capsule processes are possible in one device to manufacture various capsules.
  • the fluid tank 320 is located below the cooling tank 300, and a cooling pump 330 is located in the fluid supply passage 340, so that the fluid tank is operated by the cooling pump 330. It is preferable that the fluid 310 flows into the cooling tank 300 from the tank 320.
  • a flow path blocking member 360 is located in the fluid supply flow path 340, and the flow blocking member 360 opens and closes the fluid supply flow path 340, so that the cooling tank 300 is removed from the fluid tank 320. ), it is preferable that the inflow of the fluid 310 is blocked.
  • the fluid layer 311 formed outside the capsule 220 passes through the mesh 500 and is separated into the fluid collection tank 420, and the diameter of the mesh 500 is the capsule 220 Smaller than the diameter of the capsule 220 is preferably collected on the mesh 500 and separated by the capsule collection tank 410.
  • the mesh 500 is a size between the first mesh 501 having the largest diameter, the third mesh 503 having the smallest diameter, and the diameters of the first mesh 501 and the third mesh 503 Including a second mesh 502,
  • the capsule collection tank 410 includes a first capsule collection tank 411, a second capsule collection tank 412 and a third capsule collection tank 413, the The first mesh 501, the second mesh 502, and the third mesh 503 overlap in the vertical direction, and according to the size of the capsule 220, the capsules collected in the first mesh 501 ( 220 is separated by the first capsule collection tank 411, passes through the first mesh 501, and the capsule 220 collected in the second mesh 502 is the second capsule collection tank ( It is preferable that the capsule 220 separated by 412, passing through the second mesh 502, and collected in the third mesh 503 is separated by the third capsule collection tank 413.
  • the mesh 500 is preferably inclined in a vertical direction.
  • a fluid recovery passage 440 communicating the collection unit 400 and the fluid tank 320.
  • the present invention in one device, it is possible to manufacture a variety of capsules such as alginate capsules, agar capsules, gelatin capsules, double capsules.
  • the fluid used to make the capsule can be recovered and reused.
  • the capsule can be continuously dropped from the nozzle and adjusted to the desired scale.
  • the size of the capsule can be adjusted according to the diameter of the nozzle.
  • the production rate of the capsule can be controlled.
  • FIG. 1 is a view showing a capsule manufacturing apparatus.
  • FIG. 2 is a view showing that a capsule is formed.
  • 3 is a view showing the mesh, the diameter of the mesh and the diameter of the capsule.
  • FIG. 4 is a view showing a plurality of meshes and collection tanks.
  • FIG. 5 is a view showing the size of the capsule according to the diameter of the nozzle.
  • FIG. 6 is a view showing the capsule production amount according to the diameter of the nozzle.
  • drop type refers to a method in which fluid forms a drop, which is a fluid droplet, and falls at intervals of time
  • vertical direction refers to an axis perpendicular to the ground
  • Up and down direction means the top and bottom of the ground
  • collect means that it remains on the surface without passing through.
  • the capsule manufacturing apparatus includes a capsule material supply unit 100, a nozzle 200, a cooling tank 300, and a collection unit 400. Referring to Figs. 1 to 4, the configuration of a capsule manufacturing apparatus will be described.
  • the capsule material supply unit 100 is a space for storing raw materials of various types of capsules 220.
  • the capsule material supply unit 100 may perform an operation of being heated or agitated according to the type of the raw material and in what state the raw material is placed at room temperature or under the driving conditions of the process.
  • the capsule material supply unit 100 for storing the agar capsule may be heated to maintain the agar capsule in a liquid state.
  • One end of the capsule material supply unit 100 is connected to the nozzle 200, and the capsule 220 stored in the capsule material supply unit 100 may fall into the nozzle 200.
  • a heating device for heating the capsule material supply unit 100 may be additionally installed on one side of the capsule material supply unit 100.
  • the working conditions may be performed so that the material of the capsule 220 is not damaged.
  • the nozzle 200 is a tube through which the capsule material drop 210 is discharged from the capsule material supply unit 100.
  • the raw material of the capsule 220 is stored in the capsule raw material supply unit 100, it does not have a capsule shape.
  • the raw material of the capsule 220 passes through the nozzle 200 and falls in a drop method that falls under a preset condition.
  • the resulting capsule material drop 210 falls into the cooling tank 300 located under the nozzle 200.
  • the capsule material drop 210 is in contact with the fluid 310 flowing through the cooling tank 300 and cooled to form a shape of the capsule 220 including a sphere, and then separated from the fluid 310 to form the capsule 220. To form.
  • the preset condition refers to a time period in which the capsule material drops 210 falling from the nozzle 200 are dropped, and the period of time may be adjusted according to the required production amount or production speed.
  • the nozzle 200 may have various injection diameters. Since the diameter of the capsule material drop 210 varies according to the size of the injection diameter, the nozzle 200 is sprayed according to the required size of the capsule 220 The diameter can be adjusted. The production speed and production amount of the capsule 220 may vary depending on the injection diameter, the time interval and the speed of falling from the nozzle 200, which will be described later.
  • the positions and structures of the nozzle 200 and the cooling tank 300 are not limited to those shown.
  • the temperature of the nozzle 200 may be 80 to 100°C at the maximum, 60 to 120°C at the maximum, and the diameter of the nozzle 200 is 10 to 40 mm, 5 to 50 mm at the maximum, and the diameter of the nozzle is 10 to 40mm, the maximum range may be 5 ⁇ 50mm, but is not limited thereto.
  • the cooling tank 300 is a pipe through which the fluid 310 is stored and the fluid 310 flows, and one side of the cooling tank 300 is connected to the fluid supply passage 340.
  • the fluid supply passage 340 is a space in which the fluid 310 supplied from the fluid tank 320 flows, and the cooling tank 300 is supplied with the fluid 310 from the fluid tank 320.
  • a cooling pump 330 may be further formed in the fluid supply passage 340, so that the flow rate of the fluid 310 supplied from the fluid tank 320 to the cooling tank 300 can be adjusted, and the fluid ( The fluid 310 may be pulled up from the fluid tank 320 so as to smoothly supply 310).
  • the supplied fluid 310 flows in the cooling tank 300 and contacts the capsule material drop 210 falling from the nozzle 200.
  • the flow rate of the fluid 310 can be adjusted, and if the flow rate of the fluid 310 is high, the production rate of the capsule 220 can be increased.
  • the fluid in contact with the capsule material drop 210 forms a fluid layer 311 outside the capsule material drop 210.
  • the fluid layer 311 refers to the fluid 310 attached to the outside of the drop 210 or capsule 220.
  • the fluid 310 may be, for example, hydrocarbons or ester oils, but is not limited thereto.
  • the fluid 310 has an optimum temperature range of -20 to -10°C, a maximum temperature range of -20 to 0°C or an optimum temperature range of -20 to -30°C, so that the capsule material drop 210 that contacts the fluid 310 ) To lower the temperature.
  • the flow direction of the fluid 310 flows toward the capsule supply passage 350.
  • the rate and amount at which the capsule 220 is produced can be controlled. For example, when the speed of the fluid 310 is increased, the time to flow in the cooling tank 300 is shortened, and it moves to the capsule supply passage 350, so that the production speed and the production amount of the capsule 220 can be increased. .
  • the capsule material drop 210 falls from the nozzle 200, it is not in the form of the capsule 220, but is cooled in contact with the fluid 310, so that a capsule 220 including a spherical shape can be formed. It may be a capsule 220 in which the fluid layer 311 is formed.
  • the other side of the cooling tank 300 is connected to the capsule supply channel 350, and in the capsule supply channel 350, the capsule material drop 210 sufficiently flows in the cooling tank 300, and sufficiently contacts the fluid 310 It is formed in a position where it can be cooled.
  • the capsule supply passage 350 flows the capsule 220 generated from the cooling tank 300 to a preset position.
  • the preset position means the pedestal 351 or the mesh 500, but is not limited thereto.
  • the pedestal 351 is a plate in which the capsule 220 can be accommodated, and the capsule 220 having a fluid layer 311 passing through the capsule supply passage 350 inclined vertically to the lower side of the capsule supply passage 350 This is to ensure that it can be stably introduced into the mesh 500.
  • the capsule 220 on which the fluid layer 311 has moved the pedestal 351 is formed may move to the mesh 500.
  • the capsule supply passage 350 is shown below the cooling tank 300, but is not limited to the illustrated position.
  • the capsule supply passage 350 may be formed on the side of the cooling tank 300, and the flow direction of the capsule 220 in which the fluid layer 311 is formed may be changed to the side.
  • cooling tanks 300 is illustrated as one, but is not limited thereto, and may be formed in plural.
  • the cooling tank 300 has an outer diameter of 35
  • Inner diameter 15 Can be the size of the outer diameter 35
  • Inner diameter 25 May be, but is not limited thereto,
  • the capsule 220 may maintain its shape and properties while moving.
  • the fluid 310 is not supplied to the cooling tank 300.
  • the capsule material drop 210 dropped from the nozzle does not form a fluid layer 311 on the surface. Since there is no need to supply the fluid 310 from the fluid tank 320, the fluid supply passage 340 can be closed. When the fluid supply passage 340 is closed, the fluid 310 is not supplied, so that the fluid 310 may not exist in the cooling tank 300.
  • the flow path blocking member 360 refers to a member capable of blocking a flow path, such as an electromagnetic valve or a solenoid valve, but is not limited thereto.
  • the fluid 310 is supplied from the fluid tank 320 to the cooling tank 300 through the fluid supply passage 340 against gravity. In order to do so, it is necessary that the cooling pump 330 be positioned on the fluid supply passage 340. At this time, by stopping the operation of the cooling pump 330, the supply of the fluid 310 to the cooling tank 300 may be stopped.
  • FIG. 2(b) shows a process of forming the capsule 220 of a material having such properties. Since there is no need to contact the fluid layer 311, it is dropped from the nozzle 200 to form the capsule 220. The capsule 220 passes through the capsule supply passage 350 connected to the lower side of the cooling tank 300, and the capsule 220 having a diameter larger than the mesh 500 may be separated into the capsule collection tank 410.
  • the fluid component is not adsorbed or penetrated into the capsule when the capsule 220 is manufactured, thereby additionally removing the fluid 310 after the capsule 220 is separated.
  • the ethanol washing process can be omitted.
  • the formed capsule 220 is, for example, a polysaccharide polymer alginate capsule composed of mannuronic acid and gluronic acid, and an agar capsule which is a polysaccharide obtained by polymerization of agarobiose obtained from red algae.
  • Gelatin capsule, a 20kDa ⁇ 50kDa protein polymer obtained by decomposing collagen, an animal protein, has the effect of maintaining moisture for a long time by forming a moisturizing membrane, and a wax capsule that changes phase variably by temperature change, a double containing functional substances inside Capsules may be included and may be generated, but the present invention is not limited thereto.
  • the collection unit 400 includes a capsule collection tank 410, a fluid collection tank 420, a recovery pump 430, and a fluid recovery passage 440.
  • the capsule collection tank 410 is larger than the diameter of the mesh 500, and the capsule 220, which is not filtered by the mesh 500, moves in the left and right direction of the mesh 500, falls and is separated and collected.
  • the capsule collection tank 410 may be formed of a size and material suitable for collecting capsules. At this time, the capsule collection tank 410 may maintain its shape and properties while the capsule 220 falls.
  • the fluid collection tank 420 separates and collects the fluid 310 that has moved through the mesh 500 in the vertical direction.
  • the fluid collection tank 420 may be supplied to the cooling tank 300 to separate all the used fluids 310.
  • the fluid 310 supplied from the fluid tank 320 to the cooling tank 300 is separated from the mesh 500 into the fluid collection tank 420 after forming the capsule 220, and then returned to the fluid tank 320. It is movable, and the fluid 310 can be recycled and reused through the process in which the capsule 220 is formed.
  • One end of the fluid collection tank 420 may be connected to the fluid recovery channel 440, and the fluid 310 separated by the fluid collection tank 420 moves through the fluid recovery channel 440 and enters the fluid tank 320. Can be saved.
  • a recovery pump 430 may be further formed in the fluid recovery passage 440 to control the flow rate of the fluid 310 moving from the fluid collection tank 420 to the fluid tank 320, and Can help flow.
  • the mesh 500 refers to a material or mesh in which a fine mesh is penetrated.
  • the mesh 500 is composed of a network having a predetermined size, and can selectively collect only the capsule 220 having a diameter larger than the predetermined size. In consideration of the size of the capsule 220 to be generated, the mesh 500 may have a mesh 500 having a predetermined size smaller than the diameter of the capsule 220.
  • the mesh 500 is formed in the lower side of the capsule supply passage 350 and the pedestal 351 to pass the fluid 310 and separate the capsule 220, and the mesh 550 is partially in the fluid collection tank 420 Can be fixed. If the capsule 220 on which the fluid layer 311 is formed is larger than the diameter of the mesh according to the diameter of the mesh, it cannot pass through the mesh 500 and moves along the mesh 500 to be separated into the capsule collection tank 410. have.
  • the diameter d2 of the net is formed smaller than the diameter d1 of the capsule 220 on which the fluid layer 311 is formed, so that the fluid layer (d2) in the process of moving the capsule 220 to the collection unit 400 311) may be separated from the capsule 220, the fluid layer 311 is filtered by the mesh 500, the fluid 310 may be separated in the fluid collection tank 420.
  • the mesh 500 can be inclined in a vertical direction with respect to the ground, so by gravity, the capsule 220 can be easily moved to the collection unit 400, and the fluid is increased by increasing friction with the mesh 500.
  • the 310 may be easily separated from the capsule 220, but is not limited thereto.
  • the shape of the mesh 500 may be formed in any shape such as a square or a circle, and when the shape of the mesh 500 is a square, the diameter may mean the length of the largest edge.
  • the fluid 310 may be sufficiently separated from the capsule 220 when the capsule 220 moves along the mesh 500 or stops.
  • the mesh 500 may be formed in multiple layers, and in this case, the meshes of each mesh 500 may have all different diameters, so that the capsules 220 having different diameters may be separated. At this time, by varying the spray diameter and speed of the nozzle 200, the capsule material drop 210 having a different diameter may be formed.
  • the mesh 500 includes a first mesh 501 having the largest network diameter, a third mesh 503 having the smallest diameter, and the first mesh 501 and the third mesh. It may include a second mesh 502 that is a size between the diameters of the network of a predetermined size of 503, the first mesh 501, the second mesh 502, the third mesh 503 It overlaps in the vertical direction.
  • the size of the capsule 220 is large, so that the capsule 220 that has not passed the first mesh 501 is separated into the first capsule collection tank 411, and the first The capsule 220 passing through the mesh 501 and not passing through the second mesh 502 is separated into the second capsule collection tank 410, passes through the second mesh 502, and The capsule 220 that has not passed the 3 mesh 503 may be separated in the third capsule collection tank 413.
  • the number of the illustrated mesh 500 and the capsule collection tank 410 is only an example and is not limited to the illustrated number, and may be formed as necessary.
  • a double capsule is a capsule containing a raw material for a capsule containing an oil-soluble functional material inside and a water-soluble functional material on the outside.
  • the capsule material drop 210 is discharged from the capsule material supply unit 100 by the above-described drop method, and falls into the cooling tank 300.
  • the fluid layer 311 is formed on the outside of the oil-soluble functional material, which is the dropped capsule material drop 210 by the fluid 310 flowing in the cooling tank 300.
  • the drop 210 cooled by the fluid 310 creates a capsule 220.
  • the cooling tank 300 may be a plurality as described above, and the capsule 220 already formed of an oil-soluble functional material may flow to another cooling tank 300.
  • the cooling tanks 300 are connected by flow paths, and may include a flow path blocking member.
  • the capsule raw material to be supplied to the other cooling tank 300 changes the raw material stored in the capsule raw material supply unit 100, or from the other capsule raw material supply unit 100, for example, to supply a water-soluble functional material such as alginate or agar. I can.
  • alginate since alginate may be solidified at room temperature, a separate fluid 310 is not required, so that the fluid 310 may not be supplied to the other cooling tank 300.
  • the alginate capsule raw material may be dropped onto the capsule 220 formed of an oil-soluble functional material to manufacture a double capsule.
  • the fluid 310 may not be supplied to the cooling tank 300 in a state in which the oil-soluble functional material has already been cooled.
  • the fluid 310 can be supplied, and at this time, it will be easier to maintain the shape of the capsule 220 .
  • the generated capsule 220 and the fluid 310 flow through the capsule supply passage 350 and pass through the mesh 500. While moving the mesh 500, the capsule 220 and the fluid 310 are separated, and are separated into a capsule collection tank 410 and a fluid collection tank 420, respectively, to generate a double capsule.
  • It illustrates a capsule manufactured by the capsule manufacturing apparatus. However, it is not limited to the following conditions and types, and illustrates the working conditions of the capsule and the capsule manufacturing apparatus.
  • Alginate Capsule no Raw material name content One Purified water 84.80 2 Sodium alginate 0.50 3 Potassium alginate 0.50 4 glycerin 7.00 5 Butylene Glycol 5.00 6 Xanthan gum 0.20 7 1.2 Nucleic acid diol 2.00
  • Raw materials 1 to 7 are precisely weighed and completely dissolved using an azimixer at room temperature and then connected to a capsule machine to form a capsule.
  • the nozzle is 2mm
  • the hourly production (g/hr) is 140g
  • the fluid fluid is 0.5% calcium chloride solution
  • the cooling temperature is -25°C
  • the fluid flow rate is min/2L
  • the cooling tank size is 35 outside diameter.
  • Baby Capsule no Raw material name content One Purified water 82.35 2 Butylene Glycol 8.00 3 glycerin 5.00 4 Agar 0.70 5 Gellan gum 1.50 6 Xanthan gum 0.15 7 Hydroxyethyl cellulose 0.20 8 Sodium hyaluronate 0.10 9 1.2 Nucleic acid diol 2.00
  • Raw materials 1 ⁇ 9 are precisely weighed and completely dissolved using an azimixer at heating (95°C) and then connected to a capsule machine to form a capsule.
  • the nozzle is 2mm
  • the output per hour (g/hr) is 140g
  • the fluid liquid is mineral oil
  • the cooling temperature is -15°C
  • the flow rate is min/2L
  • the cooling tank size is 35 outside diameter.
  • Gelatin capsules no Raw material name content
  • Raw materials 1 to 6 are precisely weighed, heated (95°C), completely dissolved using an azimixer, and then connected to a capsule machine to form a capsule.
  • the nozzle is 2mm
  • the output per hour (g/hr) is 140g
  • the fluid liquid is mineral oil
  • the cooling temperature is -15°C
  • the flow rate is min/2L
  • the cooling tank size is 35 outside diameter.
  • Double capsule no Raw material name content One Purified water 85.25 2 Butylene Glycol 5.00 3 glycerin 5.00 4 Agar 1.50 5 Gellan gum 1.00 6 Xanthan gum 0.10 7 Hydroxyethyl cellulose 0.15 8 1.2 Nucleic acid diol 2.00 9 Vegetable fluid 100.00
  • Raw materials 1 to 8 are precisely weighed, heated (95°C), completely dissolved using an azimixer, and then molded by connecting the double capsule exclusive nozzle (double nozzle) to the capsule machine.
  • double nozzle is 2mm (outer box)/0.5mm (inner box), hourly production (g/hr) is 140g, fluid fluid is mineral oil, cooling temperature is -15°C, flow rate is min/2L, cooling tank size is OD 35 , Inner diameter 15 You can do it with
  • the size of the capsule 220 increases within about 0.5 mm and 1 mm, respectively. Since the capsule material drop 210 falls through the diameter of the nozzle 200, the size of the capsule material drop 210 increases when the diameter of the nozzle 200 increases, and the capsule 220 formed through the capsule material drop 210 The size can also be increased. However, this shows that the size of the capsule 220 changes according to the diameter of the nozzle 200 and is not limited thereto.
  • an increase in the aperture of the nozzle 200 may mean that the number of apertures of the nozzle 200 increases, and may mean that the size of the aperture of the nozzle 200 increases.
  • the capsule size and production amount can be adjusted, and as described above, the period of time, which is a preset condition of the nozzle 200, is reduced, and the falling speed of the capsule material drop 210 is increased. And, by increasing the speed and flow rate of the fluid 310 flowing through the cooling tank 300, the production amount of the capsule 220 can be increased.

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Abstract

본 발명은 캡슐제조장치에 관련된 것으로， 캡슐원료 공급부; 캡슐원료를 공급받아 드롭 방식 으로 배출시키는 노즐; 노즐로부터 낙하된 캡슐원료 드롭이 유동체와 접촉， 냉각되어 캡슐이 형성되는 냉각조; 냉각조에서 생성된 캡슐과 유동체가 이동하는 캡슐공급유로; 메쉬를 통해 여과된 유동체가 저류되는 유동체 수집조와 메쉬에 의해 포집된 캡슐 수집조를 포함하는 수 집부; 및 유동체 수집조로부터 공급받은 유동체를 다시 냉각조로 공급하는 유동체 탱크를 포 함하여 다양한 캡슐을 생산할 수 있고 유동체의 재사용 및 노즐의 효과적인 제어를 통해 생 산효율성과 경제성 및 제품의 품질을 높인 캡슐제조장치를 제공한다.

Description

순환하는 유동체로 다양한 캡슐을 제조하는 캡슐제조장치
본 발명은 순환하는 유동체로 다양한 캡슐을 제조할 수 있는 캡슐제조장치에 관한 것이다. 구체적으로, 캡슐제조장치는 유동체가 순환하여 유동체를 재사용할 수 있고, 유동체가 요구되는 캡슐 제조 공정과 요구되지 않는 캡슐 제조 공정을 모두 처리할 수 있는 캡슐제조장치에 관한 것이다.
최근에는 화장품, 식품분야에서는 캡슐을 이용하는 기술이 개발되고 있다. 캡슐을 이용하여, 캡슐 내 보존된 원료의 보존성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 캡슐은 식감 또는 심미적으로 풍부한 효과가 있다. 캡슐은 안에 보존되는 원료의 물성 또는 성질이 각기 다양할 수 있고, 원료의 물리적, 화학적 성질에 따라 각기 다른 캡슐제조공정을 거칠 수 있다.
종래에는, 하나의 종류 또는 유사한 물성의 캡슐제조공정을 포함한 장치만을 제조하여, 다른 캡슐의 제조공정이 필요할 경우, 별도의 장치가 설치하여 생산효율성과 경제성이 낮은 문제가 있었다.
예를 들어, 한국등록특허 제10-1128488호는 캡슐제조장치의 다이롤 셋팅 보조장치에 관한 것으로서, 연질캡슐제조장치는 젤라틴 탱크에서 공급되는 젤라틴을 이용하여 캡슐을 제조하기 위한 장치로, 별도로 다른 원료를 고려하고 있지 않아, 젤라틴 외의 다른 캡슐을 제조하기 위해서는 추가적인 장치가 필요한 문제가 있다.
또한, 종래에는 필요에 따라 캡슐의 크기나 개수를 증가시켜 캡슐을 회수 할 때 각각의 캡슐이 섞일 수 있는 문제가 발생하였고, 일회 냉각액을 사용시 다시 재사용하는 과정을 포함하고 있지 않아, 캡슐제조장치의 생산효율성과 경제성을 고려하지 않은 문제가 있었다.
예를 들어, 한국등록특허 제10-0586019호는 소프트 젤라틴 캡슐 제조기에 관한 것으로, 젤라틴 시트를 드럼으로 압착하여 성형하는 방식으로, 캡슐용액을 여러 개의 노즐로부터 바로 냉각액이 담겨있는 냉각탱크로 직접 낙하시켜 떨어트리는 제조한다. 다만, 이는 여러 개의 노즐관을 한 개의 냉각수집탱크로 낙하시키게 됨으로 각 노즐을 섬세하게 동일한 규격으로 동시에 제어해야만 하고 이중 일부 노즐에 문제가 생길 경우 탱크 내로 한꺼번에 수집되는 캡슐크기나 모양이 일정치 않은 것들이 섞이게 될 위험성이 있다. 또한, 냉각액을 일회 사용 후 다시 재사용하는 과정을 포함하지 않아, 생산효율성과 경제성이 낮고 품질저하 등의 문제가 있었다.
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1128488호
(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-0586019호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다.
구체적으로, 하나의 장치에서 다수의 캡슐공정이 가능하여 다양한 캡슐을 제조하기 위함이다.
캡슐을 제조하는데 이용되는 유동체를 재사용하기 위함이다.
노즐을 하나로 사용하여, 노즐의 제어를 효과적으로 하기 위함이다.
생산효율성과 경제성이 높고, 품질이 우수한 캡슐을 제조하기 위함이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는,
캡슐원료 공급부(100); 상기 캡슐원료 공급부(100)로부터 캡슐원료를 공급받으며, 기설정된 조건에 따라, 드롭방식(drop type)으로 상기 캡슐원료를 배출시키는 노즐(200); 상기 노즐(200)로부터 낙하된 캡슐원료 드롭(210)이 수용되며, 상기 캡슐원료 드롭(210)을 냉각시키는 유동체(310)가 저류되는 냉각조(300)로서, 상기 캡슐원료 드롭(210) 및 상기 유동체(310)와의 접촉을 통해 캡슐(220)이 형성되는 냉각조(300); 상기 냉각조(300)로부터 생성된 상기 캡슐(220) 및 상기 유동체(310)를 기설정된 위치로 유동시키는 캡슐공급유로(350); 상기 캡슐공급유로(350)의 하측에 위치되되, 기설정된 크기의 망으로 구성되어 상기 기설정된 크기보다 큰 직경을 갖는 캡슐(220)만 선별적으로 포집하는 메쉬(500); 상기 메쉬(500)의 하측에 위치되되, 상기 메쉬(500)를 통해 여과된 상기 유동체(310)가 저류되는 유동체 수집조(420)와 상기 메쉬(500)에 의해 포집된 캡슐(220)이 분리되는 캡슐 수집조(410)를 포함하는, 수집부(400); 및 상기 유동체 수집조(420)로부터 유동체(310)를 공급받는 유동체 탱크(320)로서, 유동체공급유로(340)를 통해 상기 냉각조(300)로 유동체(310)를 공급하는, 유동체 탱크(320); 을 포함하며, 상기 유동체(310)는, 상기 유동체 탱크(320), 냉각조(300) 및 유동체 수집조(420)를 순환하는, 캡슐제조장치를 제공한다.
또한, 상기 유동체 탱크(320)는 상기 냉각조(300)의 하측에 위치하고, 상기 유동체공급유로(340)에는 냉각용 펌프(330)가 위치하여, 상기 냉각용 펌프(330)의 동작으로 상기 유동체 탱크(320)로부터 상기 냉각조(300)로 상기 유동체(310)가 유입되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉각용 펌프(330)의 동작이 중지되면, 상기 유동체 탱크(320)로부터 상기 냉각조(300)로 상기 유동체(310)의 유입이 차단되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유동체공급유로(340)에는 유로 차단 부재(360)가 위치하고, 상기 유로 차단 부재(360)는 상기 유동체공급유로(340)를 개폐하여, 상기 유동체 탱크(320)로부터 상기 냉각조(300)로 상기 유동체(310)가 유입이 차단되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 캡슐(220)의 외측에 형성된 상기 유동체층(311)은 상기 메쉬(500)를 통과하여 상기 유동체 수집조(420)로 분리되고, 상기 메쉬(500)의 직경은 상기 캡슐(220)의 직경보다 작아 상기 캡슐(220)은 상기 메쉬(500) 상에 포집되고 상기 캡슐 수집조(410)로 분리되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 메쉬(500)는 직경이 가장 큰 제1 메쉬(501), 직경이 가장 작은 제3 메쉬(503), 상기 제1 메쉬(501) 및 제3 메쉬(503)의 직경의 사이의 크기인 제2 메쉬(502)를 포함하고, 상기 캡슐 수집조(410)는 제1 캡슐 수집조(411), 제2 캡슐 수집조(412) 및 제3 캡슐 수집조(413)를 포함하고, 상기 제1 메쉬(501), 제2 메쉬(502), 제3 메쉬(503)는 상하방향으로 겹쳐지고, 상기 캡슐(220)의 크기에 따라, 상기 제1 메쉬(501)에 포집된 상기 캡슐(220)은 상기 제1 캡슐 수집조(411)로 분리되고, 상기 제1 메쉬(501)를 통과하고, 상기 제2 메쉬(502)에 포집된 상기 캡슐(220)은 상기 제2 캡슐 수집조(412)로 분리되고, 상기 제2 메쉬(502)를 통과하고, 상기 제3 메쉬(503)에 포집된 상기 캡슐(220)은 상기 제3 캡슐 수집조(413)로 분리되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 메쉬(500)는 수직방향으로 기울어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 수집부(400)와 상기 유동체 탱크(320)를 연통시키는 유동체회수유로(440)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 하나의 장치에서, 알지네이트 캡슐, 아가캡슐, 젤라틴캡슐, 이중캡슐 등 다양한 캡슐을 제조할 수 있다.
캡슐을 제조하기 위해 사용되는 유동체를 회수하여, 재사용할 수 있다.
노즐에서 연속적으로 캡슐을 낙하시켜 원하는 스케일로 조절할 수 있다.
노즐의 직경에 따라 캡슐의 크기를 조절할 수 있다.
다양한 종류 및 대량의 캡슐을 한번의 공정으로, 수집할 수 있다.
냉각조에 흐르는 유동체의 유속을 조절하여, 캡슐의 생산속도를 조절할 수 있다.
도 1은 캡슐제조장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 캡슐이 형성된 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 메쉬, 메쉬의 직경 및 캡슐의 직경을 나타낸 도면이다.
도 4는 다수의 메쉬와 수집조를 나타낸 도면이다.
도 5는 노즐의 직경에 따른, 캡슐 사이즈를 나타낸 도면이다.
도 6은 노즐의 직경에 따른, 캡슐 생산량을 나타낸 도면이다.
이하에서,"드롭방식(drop type)"은 유체가 유체방울인 드롭의 형태를 형성하며 시간 간격을 두면서 낙하되는 방식을 의미하고, "수직 방향"은 지면을 기준으로 수직인 축을 의미하고, "상하 방향"은 지면을 기준으로 위쪽과 아래쪽을 의미하고, "포집"은 통과되지 않고 표면에 잔류되는 것을 의미한다.
이러한 방향 기준은 본 발명의 설명을 위한 것에 불과하며, 방향이 다르거나 지칭하는 용어가 달라져도 본 발명의 청구범위에 의해 특정되는 권리범위가 축소되거나 변경되어 해석되어서는 안됨에 주의한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
1. 캡슐제조장치의 구성설명
본 발명에 따른 캡슐제조장치는 캡슐원료 공급부(100), 노즐(200), 냉각조(300), 수집부(400)를 포함한다. 도1 내지 도4를 참조하여, 캡슐제조장치의 구성을 설명한다.
1.1캡슐원료 공급부(100)
캡슐원료 공급부(100)는 다양한 종류의 캡슐(220)의 원료를 저장하는 공간이다.
캡슐원료 공급부(100)는 원료의 종류에 따라, 원료가 상온 또는 공정의 구동 조건 하에서 어떤 상태에 놓이는지에 따라, 가열되거나 교반되는 작업을 수행할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 캡슐(220) 중 하나인 아가캡슐은 상온에서 고체로 존재하므로, 아가캡슐을 저장하는 캡슐원료 공급부(100)는 가열하여 아가캡슐을 액체상태로 유지할 수 있다. 캡슐원료 공급부(100)의 일단은 노즐(200)과 연결되고, 캡슐원료 공급부(100)에 저장되는 캡슐(220)이 노즐(200)로 낙하될 수 있다.
이 때, 캡슐원료 공급부(100)의 일측에는, 캡슐원료 공급부(100)를 가열하기 위한 가열장치가 추가적으로 설치될 수 있다.
이 때, 캡슐원료 공급부(100)가 가열되거나 교반될 경우, 작업조건은 캡슐(220)의 원료가 손상되지 않도록 수행될 수 있다.
1.2노즐(200)
노즐(200)은 캡슐원료 공급부(100)로부터 캡슐원료 드롭(210)이 배출되는 관이다. 캡슐원료 공급부(100)에는 캡슐(220)의 원료가 저장되어 있으나, 캡슐의 형태를 가지지는 않는다. 캡슐(220)의 원료가 노즐(200)을 통과하며, 기 설정된 조건으로 낙하하는 드롭방식으로 낙하한다. 생성된 캡슐원료 드롭(210)은 노즐(200)의 하측에 위치하는 냉각조(300)로 낙하한다. 캡슐원료 드롭(210)은 냉각조(300)를 유동하는 유동체(310)와 접촉되어 냉각되어 구형을 비롯한 캡슐(220)의 형상을 형성한 후에, 유동체(310)와 분리되어 캡슐(220)을 형성한다.
이 때, 기 설정된 조건은 노즐(200)에서의 낙하되는 캡슐원료 드롭(210)들 간의 낙하되는 시간 주기를 의미하는 것으로, 시간의 주기는 요구되는 생산량 또는 생산속도에 따라 조절될 수 있다. 또한, 노즐(200)은 다양한 분사직경을 가질 수 있는데, 분사직경의 크기에 따라, 캡슐원료 드롭(210)의 직경이 달라지므로, 요구되는 캡슐(220)의 크기에 따라 노즐(200)의 분사직경을 조절할 수 있다. 분사직경과 노즐(200)에서의 낙하되는 시간 간격, 속도에 따라 캡슐(220)의 생산속도와 생산량이 달라 질 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다. 노즐(200) 및 냉각조(300)의 위치와 구조는 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.
노즐(200)의 온도는 최적으로는 80~100℃, 최대로 60~120℃가 될 수 있고, 노즐(200)의 직경은 10~40mm, 최대로는 5~50mm, 노즐의 구경은 10~40mm, 최대범위는 5~50mm가 될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
이 때, 알지네이트 또는 이와 유사한 성질을 갖는 원료로 한 캡슐원료 드롭(210)의 경우는, 별도로 유동체(310)와 접촉하는 과정을 거치지는 않는데, 이에 대하여는 후술한다.
1.3냉각조(300)
냉각조(300)은 내부에 유동체(310)가 저류되어, 유동체(310)가 유동하는 관으로, 냉각조(300)의 일측은 유동체공급유로(340)와 연결된다. 유동체공급유로(340)는 유동체 탱크(320)로부터 공급되는 유동체(310)가 유동하는 공간으로, 냉각조(300)은 유동체 탱크(320)로부터 유동체(310)가 공급된다.
이 때, 유동체공급유로(340)에는 냉각용 펌프(330)가 더 형성될 수 있어, 유동체 탱크(320)에서 냉각조(300)로 공급되는 유동체(310)의 유량을 조절할 수 있고, 유동체(310)의 공급을 원활하게 할 수 있도록 유동체(310)를 유동체 탱크(320)로부터 끌어올릴 수 있다. 공급되는 유동체(310)는 냉각조(300)에서 유동하며, 노즐(200)에서 낙하되는 캡슐원료 드롭(210)과 접촉한다. 이 때 유동체(310)의 유속은 조절될 수 있어, 유동체(310)의 유속이 빠르면, 캡슐(220)의 생산속도가 증가할 수 있다.
도 2(a)에서는 캡슐원료 드롭(210)이 캡슐(220)로 형성되는 과정을 도시한다. 캡슐원료 드롭(210)과 접촉한 유동체는 캡슐원료 드롭(210) 외측의 유동체층(311)을 형성한다. 유동체층(311)은 드롭(210) 또는 캡슐(220)의 외측에 부착된 유동체(310)를 의미한다. 유동체(310)는 예를 들어, 탄화수소류, 에스테르류 오일 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 유동체(310)는 최적온도범위 -20~-10℃, 최대온도범위는 -20~0℃ 또는 최적온도범위 -20~-30℃가 사용되어, 유동체(310)와 접촉하는 캡슐원료 드롭(210)의 온도를 낮출 수 있다. 냉각조(300)에서 유동체(310)의 유동방향은 캡슐공급유로(350)를 향하여 유동한다. 유동체(310)의 유동속도를 조절하여, 캡슐(220)이 생산되는 속도와 양을 조절할 수 있다. 예를 들어, 유동체(310)의 속도가 증가되면, 냉각조(300)에서 유동하는 시간이 짧아지고 캡슐공급유로(350)로 이동하여, 캡슐(220)의 생산 속도와 생산량을 증가시킬 수 있다.
캡슐원료 드롭(210)은 노즐(200)에서 낙하될 때는, 캡슐(220)의 형태가 아니나, 유동체(310)와 접촉하여 냉각되므로, 구형을 비롯한 캡슐(220)을 형성할 수 있고, 이 때에는 유동체층(311)이 형성된 캡슐(220)이 될 수 있다.
냉각조(300)의 다른 일측에는 캡슐공급유로(350)와 연결되고, 캡슐공급유로(350)는 캡슐원료 드롭(210)이 냉각조(300)에서 충분히 유동하여, 유동체(310)와 충분히 접촉하여 냉각될 수 위치에 형성된다. 캡슐공급유로(350)는, 냉각조(300)로부터 생성된 캡슐(220)을 기설정된 위치로 유동시킨다. 기설정된 위치는 받침대(351) 또는 메쉬(500)를 의미하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
받침대(351)는 캡슐(220)이 수용될 수 있는 판으로, 캡슐공급유로(350)의 하측으로 수직으로 기울어진 캡슐공급유로(350)를 통과한 유동체층(311)이 형성된 캡슐(220)이 메쉬(500)에 안정적으로 유입될 수 있도록 하기 위함이다. 받침대(351)를 이동한 유동체층(311)이 형성된 캡슐(220)은 메쉬(500)로 이동할 수 있다.
이 때, 캡슐공급유로(350)는 냉각조(300)의 하측으로 도시되었으나, 도시된 위치에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 캡슐공급유로(350)는 냉각조(300)의 측면에 형성될 수 있고, 유동체층(311)이 형성된 캡슐(220)의 유동 방향도 측면으로 변경될 수 있다.
이 때, 냉각조(300)의 개수는 1개로 도시되었으나 이에 제한된 것은 아니고, 다수로 형성될 수 있다.
이 때, 냉각조(300)는 외경 35
Figure PCTKR2020009117-appb-I000001
, 내경 15
Figure PCTKR2020009117-appb-I000002
의 크기가 될 수 있고, 외경 35
Figure PCTKR2020009117-appb-I000003
, 내경 25
Figure PCTKR2020009117-appb-I000004
이 될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다,
이 때, 캡슐(220)은 이동하면서, 그 형상과 성질을 유지할 수 있다.
알지네이트를 원료로 한 알지네이트캡슐의 경우에는, 이미 고형화된 상태로 구형의 형상으로 존재할 수 있는 바, 이러한 성질을 갖는 물질을 제조할 경우에는, 냉각조(300)에 유동체(310)를 공급하지 않을 수 있고, 노즐에서 낙하된 캡슐원료 드롭(210)은 표면에 유동체층(311)을 형성하지 않는다. 유동체 탱크(320)로부터 유동체(310)를 공급할 필요가 없기에 유동체공급유로(340)를 폐쇄할 수 있다. 유동체공급유로(340)가 폐쇄되면, 유동체(310)가 공급되지 않아, 냉각조(300)에는 유동체(310)가 존재하지 않을 수 있다.
이 때에는 다른 성질의 캡슐을 제조할 때에도 별도의 장치가 사용될 필요 없이, 유동체공급유로(340) 상에 설치되는 유로 차단 부재(360)에 의해 폐쇄하여, 유동체공급유로(340)를 통해 유동체(310)의 공급을 중단할 수 있다. 또한, 유로 차단 부재(360)를 설치할 경우, 유동체 탱크(320)로부터 역류될 수 있는 유동체(310)의 유동을 차단할 수 있어, 유동체(310)를 이용하는 캡슐(220)을 제조할 경우에도 유로 차단 부재(320)를 사용할 수 있다. 유로 차단 부재(360)는, 전자식 밸브, 솔레노이드 밸브 등의 유로를 차단할 수 있는 부재를 의미하는 것으로, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 유동체 탱크(320)가 냉각조(300)의 하측에 위치할 경우, 유동체공급유로(340)를 통해, 중력을 거슬러 유동체 탱크(320)로부터 냉각조(300)로 유동체(310)를 공급하기 위해서는, 유동체공급유로(340) 상에 냉각용 펌프(330)가 위치하는 것이 필요하다. 이 때, 냉각용 펌프(330)의 작동을 중단함으로서, 냉각조(300)에 유동체(310)의 공급을 중단할 수 있다.
도 2(b)는 이러한 성질을 갖는 물질의 캡슐(220) 형성과정을 도시한다. 유동체층(311)과 접촉할 필요가 없어 노즐(200)에서 낙하되어, 캡슐(220)을 형성할 수 있다. 캡슐(220)은 냉각조(300) 하측에 연결된 캡슐공급유로(350)를 통과하여, 메쉬(500)보다 큰 직경을 가지는 캡슐(220)은 캡슐 수집조(410)에로 분리될 수 있다.
이 때, 캡슐(220) 원료 제조 시 계면활성제를 사용하지 않음으로써 유동체성분이 캡슐(220) 제조 시 캡슐에 흡착되거나 내부로 침투되지 않도록 함으로써 캡슐(220) 분리 후 유동체(310)를 추가적으로 제거하는 에탄올 세척공정을 생략할 수 있다.
이 때, 형성되는 캡슐(220)은 예를 들어, 마뉴론산(mannuronic acud)과 글루론산(gluronic acid)로 구성된 다당류 중합체 알지네이트캡슐, 홍조류로부터 얻어낸 아가로비오스(agarobiose)가 중합된 다당류인 아가캡슐, 동물성 단백질인 콜라겐을 분해하여 얻은 20kDa~50kDa 단백질 중합체인 젤라틴 캡슐, 보습막을 형성하여 보습을 오랫동안 유지시키는 효능을 가지며 온도 변화에 의해 가변적으로 상변화하는 왁스류 캡슐, 기능성 물질을 내부에 포함한 이중캡슐을 포함할 수 있고 이를 생성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
1.4 수집부(400)
수집부(400)는 캡슐 수집조(410), 유동체 수집조(420), 회수용 펌프(430), 유동체회수유로(440)를 포함한다.
캡슐 수집조(410)는 메쉬(500)의 직경보다 커, 메쉬(500)로 여과되지 않은 캡슐(220)이 메쉬(500)의 좌우방향으로 이동하여 낙하되어 분리되어 수집된다. 캡슐 수집조(410)는 캡슐을 수거하기에 적합한 크기와 재질로 형성될 수 있다. 캡슐 수집조(410)는 이 때, 캡슐(220)은 낙하하면서, 그 형상과 성질을 유지할 수 있다.
유동체 수집조(420)는 메쉬(500)를 상하방향으로 통과하여 이동한 유동체(310)가 분리되어 수집된다. 유동체 수집조(420)는 냉각조(300)로 공급되어 사용된 유동체(310)를 모두 분리할 수 있다.
유동체 탱크(320)에서 냉각조(300)로 공급되는 유동체(310)는 캡슐(220)을 형성한 후, 메쉬(500)에서 유동체 수집조(420)로 분리되어, 유동체 탱크(320)로 다시 이동할 수 있고, 유동체(310)는 캡슐(220)이 형성되는 과정을 통해 순환되어 재사용될 수 있다.
유동체 수집조(420)의 일단은 유동체회수유로(440)와 연결될 수 있고, 유동체 수집조(420)로 분리된 유동체(310)는 유동체회수유로(440)를 통해 이동하여 유동체 탱크(320)에 저장될 수 있다.
유동체회수유로(440)에는 회수용 펌프(430)가 더 형성될 수 있어, 유동체 수집조(420)에서 유동체 탱크(320)로 이동하는 유동체(310)의 유량을 조절하고, 유동체(310)의 유동을 도울 수 있다.
1.5메쉬(500)
메쉬(500)는 촘촘한 망이 뚫려있는 소재 또는 망을 의미한다. 메쉬(500)는 기설정된 크기의 망으로 구성되어, 기설정된 크기보다 큰 직경을 갖는 캡슐(220)만 선별적으로 포집할 수 있다. 메쉬(500)는 생성할 캡슐(220)의 크기를 고려하여, 기설정된 크기의 망의 직경은 캡슐(220)의 직경보다 작은 메쉬(500)를 설치할 수 있다.
메쉬(500)는 유동체(310)를 통과시키고 캡슐(220)을 분리하기 위해 캡슐공급유로(350)와 받침대(351)의 하측으로 형성되고, 메쉬(550)는 유동체 수집조(420)에 일부 고정될 수 있다. 유동체층(311)이 형성된 캡슐(220)은 망의 직경에 따라 망의 직경보다 크다면, 메쉬(500)를 통과하지 못하고 메쉬(500)를 따라 이동하여 캡슐 수집조(410)로 분리될 수 있다.
도 3에서, 망의 직경(d2)는 유동체층(311)이 형성된 캡슐(220)의 직경(d1)보다 작게 형성되어, 캡슐(220)이 수집부(400)로 이동하는 과정 중에서 유동체층(311)은 캡슐(220)로부터 분리될 수 있고, 유동체층(311)은 메쉬(500)에 의해 여과되어 유동체(310)는 유동체 수집조(420)에 분리될 수 있다.
이 때, 메쉬(500)는 지면을 기준으로 수직방향으로 기울어질 수 있어 중력에 의해, 캡슐(220)은 수집부(400)로 용이하게 이동할 수 있고, 메쉬(500)와의 마찰의 증가로 유동체(310)가 캡슐(220)로부터 분리가 용이할 수 있으나, 이에 제한되어 형성되는 것은 아니다.
이 때, 메쉬(500)의 망의 형상은 사각형, 원형 등 어떤 형상으로도 형성될 수 있으며, 메쉬(500)의 망의 형상이 사각형인 경우 직경은 가장 큰 모서리의 길이를 의미할 수 있다.
이 때, 메쉬(500)에 존재할 수 있는 잔여물 또는 이물질을 주기적으로 청소하여, 망의 직경의 크기를 유지할 수 있다.
이 때, 유동체(310)는 캡슐(220)이 메쉬(500)를 따라 이동하거나, 정지 시 캡슐(220)로부터 충분히 분리될 수 있다.
메쉬(500)는 다수겹으로 형성될 수 있고, 이 때에는 각각의 메쉬(500)의 망은 직경을 모두 다르게 할 수 있어, 직경의 크기가 다른 캡슐(220)을 분리할 수 있다. 이 때, 노즐(200)의 분사직경과 속도를 달리하여, 직경의 크기가 다른 캡슐원료 드롭(210)을 형성할 수 있다.
예를 들어 도 4에서, 메쉬(500)는 기설정된 크기의 망직경이 가장 큰 제1 메쉬(501), 직경이 가장 작은 제3 메쉬(503), 상기 제1 메쉬(501) 및 제3 메쉬(503)의 기설정된 크기의 망의 직경의 사이의 크기인 제2 메쉬(502)를 포함할 수 있고, 상기 제1 메쉬(501), 제2 메쉬(502), 제3 메쉬(503)는 상하방향으로 겹쳐진다. 상기 캡슐(220)의 크기에 따라, 캡슐(220)의 크기가 커 상기 제1 메쉬(501)를 미통과한 캡슐(220)은 상기 제1 캡슐 수집조(411)로 분리되고, 상기 제1 메쉬(501)를 통과하고, 상기 제2 메쉬(502)를 미통과한 캡슐(220)은 상기 제2 캡슐 수집조(410)에 분리되고, 상기 제2 메쉬(502)를 통과하고, 상기 제3 메쉬(503)를 미통과한 캡슐(220)은 상기 제3 캡슐 수집조(413)에 분리될 수 있다. 도시된 메쉬(500)와 캡슐 수집조(410)의 개수는 예시일 뿐이고 도시된 개수에 제한되는 것은 아니고 필요에 따라 형성할 수 있다.
1.6이중캡슐 제조과정
본 발명에 따라, 이중캡슐을 제조하는 과정에 대해 설명한다.
이중캡슐은 캡슐원료를 유용성 기능성 물질을 가장 내부에 함유하고, 그 외측에 수용성 기능성 물질을 함유하는 캡슐이다. 캡슐원료 드롭(210)은 캡슐원료 공급부(100)로부터 상기한 드롭방식에 의해 배출되어, 냉각조(300)에 낙하된다. 냉각조(300)에 유동하는 유동체(310)에 의해, 낙하된 캡슐원료 드롭(210)인 유용성 기능성 물질의 외측에 유동체층(311)이 형성된다. 유동체(310)에 의해 냉각된 드롭(210)은 캡슐(220)을 생성한다.
냉각조(300)는 상기한 바와 같이 다수개 일 수 있고, 이미 유용성 기능성 물질로 형성된 캡슐(220)은 다른 냉각조(300)로 유동할 수 있다. 이때 냉각조(300) 사이에는 유로로 연결되어 있고, 유로 차단 부재를 포함할 수 있다. 이 때, 다른 냉각조(300)로 공급될 캡슐원료는 캡슐원료 공급부(100)의 저장된 원료를 변경하거나, 다른 캡슐원료 공급부(100)로부터 예를 들어, 알지네이트 또는 아가와 같은 수용성 기능성 물질을 공급할 수 있다.
이 때, 알지네이트의 경우는 상온에서 고형화될 수 있어, 별도로 유동체(310)가 요구되지 않으므로, 다른 냉각조(300)에는 유동체(310)가 공급되지 않을 수 있다. 이 때에는 유용성 기능성 물질로 형성된 캡슐(220)에 알지네이트 캡슐원료를 낙하하여 이중캡슐을 제조할 수 있다.
또한, 아가와 같은 물질도, 이미 유용성 기능성 물질이 냉각된 상태로 냉각조(300)에 유동체(310)가 공급되지 않을 수 있다. 다만, 우선 아가와 같은 물질을 유용성 기능성 물질로 형성된 캡슐(220)의 외측에 낙하하여 형성한 후, 유동체(310)를 공급할 수 있고, 이 때에는 캡슐(220)의 형태를 유지하기 더욱 용이할 것이다. 이 때에는 생성된 캡슐(220)과 유동체(310)는 캡슐공급유로(350)로 유동하여, 메쉬(500)를 통과한다. 메쉬(500)를 이동하며 캡슐(220)과 유동체(310)는 분리되고, 각각 캡슐 수집조(410)와 유동체 수집조(420)로 분리되어 이중캡슐을 생성할 수 있다.
2. 캡슐제조장치로 제조한 캡슐
상기 캡슐제조장치로 제조한 캡슐을 예시한다. 다만, 하기의 조건과 종류에 제한되는 것은 아니고, 캡슐과 캡슐제조장치의 작업조건을 예시한다.
2.1알지네이트 캡슐제조
알지네이트캡슐
no 원 료 명 함량
1 정제수 84.80
2 소듐알지네이트 0.50
3 포타슘알지네이트 0.50
4 글리세린 7.00
5 부틸렌글라이콜 5.00
6 잔탄검 0.20
7 1.2핵산다이올 2.00
원료 1~7을 정밀하게 계량하여 상온에서 아지믹서를 이용하여 완전 용해 후 캡슐기계에 연결하여 캡슐 성형한다.
이 때, 노즐은 2mm, 시간당 생산량(g/hr)은 140g, 유동체액은 0.5% 염화칼슘용액, 냉각온도는 -25℃ , 유동체 유속는 min/2L, 냉각조 사이즈는 외경 35
Figure PCTKR2020009117-appb-I000005
, 내경 15
Figure PCTKR2020009117-appb-I000006
로 할 수 있다.
2.2아가캡슐제조
아가캡슐
no 원 료 명 함량
1 정제수 82.35
2 부틸렌글라이콜 8.00
3 글리세린 5.00
4 한천 0.70
5 젤란검 1.50
6 잔탄검 0.15
7 하이드록시에틸셀룰로오스 0.20
8 소듐하이알루로네이트 0.10
9 1.2핵산다이올 2.00
원료 1~9를 정밀하게 계량하여 가온(95℃) 에서 아지믹서를 이용하여 완전 용해 후 캡슐기계에 연결하여 캡슐 성형한다.
이 때, 노즐은 2mm 시간당 생산량(g/hr)은 140g, 유동체액은 미네랄오일, 냉각 온도는 -15℃ , 유속은 min/2L, 냉각조 사이즈는 외경 35
Figure PCTKR2020009117-appb-I000007
, 내경 15
Figure PCTKR2020009117-appb-I000008
로 할 수 있다.
2.3젤라틴 캡슐제조
젤라틴 캡슐
no 원 료 명 함량
1 정제수 85.35
2 젤라틴 2.50
3 부틸렌글라이콜 5.00
4 글리세린 5.00
5 하이드록시에틸셀룰로오스 0.15
6 1.2핵산다이올 2.00
원료 1 ~ 6을 정밀하게 계량하여 가온(95℃)하여 아지믹서를 이용하여 완전 용해 후 캡슐기계에 연결하여 캡슐 성형한다.
이 때, 노즐은 2mm 시간당 생산량(g/hr)은 140g, 유동체액은 미네랄오일, 냉각 온도는 -15℃, 유속은 min/2L, 냉각조 사이즈는 외경 35
Figure PCTKR2020009117-appb-I000009
, 내경 15
Figure PCTKR2020009117-appb-I000010
로 할 수 있다.
2.4이중 캡슐제조
이중캡슐
no 원 료 명 함량
1 정제수 85.25
2 부틸렌글라이콜 5.00
3 글리세린 5.00
4 한천 1.50
5 젤란검 1.00
6 잔탄검 0.10
7 하이드록시에틸셀룰로오스 0.15
8 1.2핵산다이올 2.00
9 식물성유동체 100.00
원료 1 ~ 8을 정밀하게 계량하여 가온(95℃) 하여 아지믹서를 이용하여 완전 용해 후 캡슐기계 2중 캡슐전용 노즐(2중노즐)연결하여 캡슐 성형한다.
이 때, 이중노즐은 2mm (외상)/0.5mm (내상), 시간당 생산량(g/hr)은 140g, 유동체액은 미네랄오일, 냉각 온도는 -15℃ , 유속은 min/2L, 냉각조 사이즈는 외경 35
Figure PCTKR2020009117-appb-I000011
, 내경 15
Figure PCTKR2020009117-appb-I000012
로 할 수 있다.
2.5노즐 구경 별 캡슐 사이즈 및 캡슐 생산량
도 5는 노즐 구경 별 캡슐 사이즈를 도시한다.
노즐(200) 구경이 0.5, 1mm 증가할 때마다, 캡슐(220)의 크기가 각각 약 0.5mm, 1mm이내로 증가하는 것을 도시한다. 노즐(200) 구경을 통해 캡슐원료 드롭(210)이 낙하하므로, 노즐(200) 구경이 커지면 캡슐원료 드롭(210)의 크기가 커지고, 캡슐원료 드롭(210)을 통해 형성되는 캡슐(220)의 크기도 증가할 수 있다. 다만, 이는 노즐(200) 구경에 따라, 캡슐(220) 사이즈가 변화하는 것을 도시하는 것으로 이에 제한되지 않는다.
도 6은 노즐 구경 별 캡슐 생산량을 도시한다.
노즐(200) 구경이 2배로 증가하면, 캡슐(220)의 시간당 생산량이 약 2배가 됨을 도시한다. 예를 들어 구경이 1.5mm일 때, 시간당 생산량은105g/hr이고, 구경이 3mm일 때 시간당 생산량은 210g/hr이다. 이 때, 노즐(200) 구경이 증가함은 노즐(200) 구경의 개수가 증가함을 의미할 수 있고, 노즐(200) 구경의 크기가 증가함을 의미할 수 있다.
노즐(200)의 구경을 변경하는 것으로 캡슐 사이즈와 생산량을 조절할 수 있고, 상기에 기재된 바와 같이 노즐(200)의 기 설정된 조건인 시간의 주기를 줄이고, 캡슐원료 드롭(210)의 낙하속도를 증가시키고, 냉각조(300)를 유동하는 유동체(310)의 속도, 유량을 증가시키므로써, 캡슐(220)의 생산량 증가시킬 수 있다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
(부호의 설명)
100: 캡슐원료 공급부
200: 노즐
210: 캡슐원료 드롭
220: 캡슐
300: 냉각조
310: 유동체
311: 유동체층
320: 유동체 탱크
330: 냉각용 펌프
340: 유동체공급유로
350: 캡슐공급유로
351: 받침대
360: 유로 차단 부재
400: 수집부
410: 캡슐 수집조
411: 제1 캡슐 수집조
412: 제2 캡슐 수집조
413: 제3 캡슐 수집조
420: 유동체 수집조
430: 회수용 펌프
440: 유동체회수유로
500: 메쉬
501: 제1 메쉬
502: 제2 메쉬
503: 제3 메쉬
d1: 캡슐의 직경
d2: 망의 직경

Claims (8)

  1. 캡슐원료 공급부(100);
    상기 캡슐원료 공급부(100)로부터 캡슐원료를 공급받으며, 기설정된 조건에 따라, 드롭방식(drop type)으로 상기 캡슐원료를 배출시키는 노즐(200);
    상기 노즐(200)로부터 낙하된 캡슐원료 드롭(210)이 수용되며, 상기 캡슐원료 드롭(210)을 냉각시키는 유동체(310)가 저류되는 냉각조(300)로서, 상기 캡슐원료 드롭(210) 및 상기 유동체(310)와의 접촉을 통해 캡슐(220)이 형성되는 냉각조(300);
    상기 냉각조(300)로부터 생성된 상기 캡슐(220) 및 상기 유동체(310)를 기설정된 위치로 유동시키는 캡슐공급유로(350);
    상기 캡슐공급유로(350)의 하측에 위치되되, 기설정된 크기의 망으로 구성되어 상기 기설정된 크기보다 큰 직경을 갖는 캡슐(220)만 선별적으로 포집하는 메쉬(500);
    상기 메쉬(500)의 하측에 위치되되, 상기 메쉬(500)를 통해 여과된 상기 유동체(310)가 저류되는 유동체 수집조(420)와 상기 메쉬(500)에 의해 포집된 캡슐(220)이 분리되는 캡슐 수집조(410)를 포함하는, 수집부(400); 및
    상기 유동체 수집조(420)로부터 유동체(310)를 공급받는 유동체 탱크(320)로서, 유동체공급유로(340)를 통해 상기 냉각조(300)로 유동체(310)를 공급하는, 유동체 탱크(320); 을 포함하며,
    상기 유동체(310)는,
    상기 유동체 탱크(320), 냉각조(300) 및 유동체 수집조(420)를 순환하는,
    캡슐제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유동체 탱크(320)는 상기 냉각조(300)의 하측에 위치하고,
    상기 유동체공급유로(340)에는 냉각용 펌프(330)가 위치하여,
    상기 냉각용 펌프(330)의 동작으로 상기 유동체 탱크(320)로부터 상기 냉각조(300)로 상기 유동체(310)가 유입되는,
    캡슐제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각용 펌프(330)의 동작이 중지되면,
    상기 유동체 탱크(320)로부터 상기 냉각조(300)로 상기 유동체(310)의 유입이 차단되는,
    캡슐제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유동체공급유로(340)에는 유로 차단 부재(360)가 위치하고,
    상기 유로 차단 부재(360)는 상기 유동체공급유로(340)를 개폐하여, 상기 유동체 탱크(320)로부터 상기 냉각조(300)로 상기 유동체(310)가 유입이 차단되는,
    캡슐제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캡슐(220)의 외측에 형성된 상기 유동체층(311)은 상기 메쉬(500)를 통과하여 상기 유동체 수집조(420)로 분리되고,
    상기 메쉬(500)의 직경은 상기 캡슐(220)의 직경보다 작아 상기 캡슐(220)은 상기 메쉬(500) 상에 포집되고 상기 캡슐 수집조(410)로 분리되는,
    캡슐제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메쉬(500)는 기설정된 크기의 망의 직경이 가장 큰 제1 메쉬(501), 기설정된 크기의 망의 직경이 가장 작은 제3 메쉬(503), 상기 제1 메쉬(501)의 기설정된 크기의 망의 직경보다 작고 제3 메쉬(503)의 기설정된 크기의 망의 직경보다는 큰 제2 메쉬(502)를 포함하고,
    상기 캡슐 수집조(410)는 제1 캡슐 수집조(411), 제2 캡슐 수집조(412) 및 제3 캡슐 수집조(413)를 포함하고,
    상기 제1 메쉬(501), 제2 메쉬(502), 제3 메쉬(503)는 상하방향으로 겹쳐지고, 상기 캡슐(220)의 크기에 따라,
    상기 제1 메쉬(501)에 포집된 상기 캡슐(220)은 상기 제1 캡슐 수집조(411)로 분리되고,
    상기 제1 메쉬(501)를 통과하고, 상기 제2 메쉬(502)에 포집된 상기 캡슐(220)은 상기 제2 캡슐 수집조(412)로 분리되고,
    상기 제2 메쉬(502)를 통과하고, 상기 제3 메쉬(503)에 포집된 상기 캡슐(220)은 상기 제3 캡슐 수집조(413)로 분리되는,
    캡슐제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬(500)는 수직방향으로 기울어진,
    캡슐제조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수집부(400)와 상기 유동체 탱크(320)를 연통시키는 유동체회수유로(440)를 더 포함하는,
    캡슐제조장치.
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