DD218113A5

DD218113A5 - Masse zum spritzformen und deren verwendung

Info

Publication number: DD218113A5
Application number: DD84260133A
Authority: DD
Inventors: Fritz Wittwer; Ivan Tomka
Original assignee: Warner Lambert Co
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1984-02-16
Publication date: 1985-01-30
Also published as: NO840598L; FI840614L; FI81823C; EP0118240B2; PT78123A; EP0118240B1; NO170590B; DK76584D0; DK76584A; AU2465684A; NO170590C; BG46154A3; PT78123B; TR23047A; AU572119B2; NZ207188A; DD218113B5; DE3479129D1; EP0118240A3; FI81823B

Abstract

Fuer das Spritzpressen zur Herstellung von z. B. Kapseln geeignete Staerke - Masse aus Staerke mit einer Molmasse von 10 000 bis 20 000 000 Dalton und 5 bis 30 Gew.-% Wasser und gegebenenfalls Platifiziermittel, Gleitmittel, faerbende Stoffe, Streckmittel und Polymeren mit Entero-Eigenschaften. Die Staerke kann durch Vernetzen oder chemisch oder durch Bestrahlung modifiziert sein.

Description

Titel der Erfindung

Masse zum Spritzformen und deren Verwendung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Massen für das Spritzformen von beispielsweise, Kapseln auf der Basis von Stärke wie Mais-,Kartoffel-, Reis oder, Tapiokastärke, welche im allgemeinen eine Molekularmasse zwischen "IO 000 und 20 000 Dalton haben.

Stärke enthält Q bis 100 % Amylose und 100 bis 0 % Amylopectin, vorzugsweise 0 bis 70 % Amylose und 95 bis 10 % Amylopectin, und ist bevorzugt Kartoffel- oder Maisstärke. .

Im folgenden umfaßt der Begriff "Stärke" auch Schäume, Modifikationen und Derivate von Stärken und deren Kombination mit hydrophilen Polymeren, deren Eigenschaften für die beabsichtigte Spr,itzformüng insbesondere als Kapselmaterial entsprechen. ·

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Hydrophile Polymere haben Molekularmassen in der Größenordnung von 10³ ₍bis 10 Dalton mit Molekülgruppen an ihrem Gerüst und/oder in Seitenketten'und sind in der Lage, Wasserstoffbrücken zu bilden und/oder an solchen beteiligt zu sein. Derartige hydrophile Polymere zeigen in ihrer Wasseraufnahme-Isothermen (im Temperaturbereich zwischen etwa 0 und 200⁰C) einen Knickpunkt nahe des Wasseraktivitätspunkts bei 0,5. ,

Hydrophile Polymere sind zu unterscheiden von sogenann-' ten " Hy dr ©kolloiden" durch ihre molekulare Dispersität, wobei ein Teil von Wasser - entsprechend dem Arbeitsbereich vorliegender Erfindung - von 5 bis 30 Gew.-% hydrophile Polymere enthalten sein muß, vorausgesetzt daß die GlastSbergahgs-Tenperatur dieser hydrophil en Polymeren im Arbeits-

f ". ·. ·· ' bereich von 80 bis 240⁰C nach der Erfindung liegt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ,.

Vorrichtungen zur Herstellung von Kapseln oder Kapsel-Maschinen arbeiten im allgemeinen nach der Tauch/Form-T.echriik,wobei ein entsprechend der Kapsel geformter Finger in eine Gelantinelösung getaucht und dann wieder aus die- ' ser herausgenommen, wird, die Gelantine auf dem Finger getrocknet und der gebildete Kapselteil vom Finger abgezogen, auf Länge eingestellt, beschnitten, verbunden und ausgeworfen wird. Bei den bekannten Kapselmaschinen werden mechanische zusammen mit pneumatischen Elementen für all diese Funktionen für eine Leistung von bis etwa 1₍ 200 min für Kapseln der Größe 0 eingesetzt. Diese Vorrichtungen sind im allgemeinen für den beabsichtigten Zweck geeignet, jedoch wird angestrebt, Kapseln durch Spritzformen mit beträchtlich höheren Geschwindigkeiten herzustellen, während gleichzeitig die Eigen-

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schäften der Stärke exakt eingestellt sein müssen, um Kapseln mit der erforderlichen Hygiene und minimalen Dimensionsvariationen in Hochgeschwindigkeits-Anlagen herstellen zu können. .- '

Eine Voraussetzung für jedes Material,- welches durch

Spritzformen verarbeitet werden soll, ist ein Glasübergangspunkt bei einer Temperatur, die mit der thermischen Stabilität des Materials und den technischen Mög^ lichkeiten der Spritzform-Presse vereinbar ist. Eine .10 Voraussetzung für jedes Material für geformte Gegenstände hoher Dimensionsstabilität durch Spritzformen <. ist ihre minimale elastische Erholung nach öffnen der Form. Dies läßt sich erreichen durch Festlegung der Dispersität des Materials hinsichtlich des Molekular- ' . · ' γ gewichts oder der Molekulargewichtsverteilung während

des Spritzformens.

Aus der US-PS 4 216 240 ist ein Verfahren zur Herstellung von orientierten Proteinfasern durch Spritzformen bekannt. Dieses faserige Material unterscheidet sich · grundlegend von dem transparenten glasartigen Material von Kapseln,wie man sie nach der Erfindung erhält. Um für dieses bekannte Verfahren eine fließfähige Masse zu erhalten, mußte das Proteingemisch denaturiert werden und verlor damit seine Lösungsfähigkeit.

Nach der US-PS 4 076 846 werden binäre Gemische von Stärke und Salzen von Proteinen zur Herstellung eßbarer Formkörper durch Spritzformän verarbeitet. Im Gegensatz dazu benötigt man nach der Erfindung keine Salze von Proteinen.

Aus der US-PS 3 911 159 ist die Herstellung von Protein-Filamentstrukturen für die Herstellung eßbarer Pro-

/4

^: . -. - 4 - ,

dukte verbesserter Zartheit beschrieben. Nach der Erfindung sind keine Filamentstrukturen aus Proteinen erforderlich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Masse auf der Basis von Stärke, welche sich durch Spritzformen auf Kapseln und dergleichen verarbeiten laßt. Für die Verarbeitung durch Spritzformen von Stärke für Kapseln und dergleichen sind hohe Formstabilität und minimale Dimensions-

"10 abweichungen gefordert. Außer Kapseln sollen sich aus der erfindungsgemäßen Masse auch Bonbons, Verpackungsbehälter für Nahrungsmittel, Pharmazeutika, Chemikalien, Farbstoffe, Gewürze, Düngemitteln, Saatgut, Kosmetika und Agrarprodukte herstellen lassen sowie auch Grundmassen verschiedener Formen Größen aus Stärkeprodukten enthaltend Substanzen und/ oder aktive Bestandteile einschließlich Nahrungsmitteln, Pharmazeutika, Chemikalien, Farbstoffen,Gewürzen,Düngemitteln, Saatgut, Kosmetika und landwirtschaftlichen Produkten,die sich mikrodispers innerhalb der Grundmasse befinden und aus dieser durch Zerstörung und/oder Auflösung und/oder Bioerosion und/oder Diffusion abhängig von ihren Löslichkeitseigenschaften freisetzen lassen. Einige'dieser Produkte können auch zu geregel-5 ter Verabreichung solcher eingeschlossener Substanzen herangezogen werden. Durch Spritzformen von Massen auf Stärkebasis lassen sich medizinische und chirurgische Produkte herstellen. Die Bioabbaubarkeit der Stärken lassen solche Produkte aus ökologischen Gründen anderen Produkten überlegen erscheinen. Die nicht toxischen, Gemische der Stoffe machen sie als Material für das Spritzformen besonders wünschenswert. Die Erfindung beruht darauf,- daß die Stärke einen Auflösungspunkt inncr-

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halb eines Temperaturbereichs besitzt wie er für das Spritzformen geeignet ist, vorausgesetzt, daß der Wassergehalt der Stärke innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt, so daß schließlich mit den erfindungsgemäßen Massen bei der Herstellung von Kapseln und dergleichen Verfahrensstufen zur Trocknung bzw. Anfeuchtung vermieden werden. Oberhalb des Auflösungspuriktes befindet sich die Stärke im Zustand molekularer Dispersität. Die erfindungsgemäße Masse auf der Basis der Stärke befindet sich während des Spritzformens be-

. trächtliche Zeit auf einer Temperatur, welche höher ist als die Temperatur des Auflösungspunktes. Wenn Stoffe wie Medikamente, Nahrungsmittel usw. in den Stärkemassen dispergiert sind, können solche Mengen nicht angewandt werden, die die Eigenschaften der Stärke beeinflussen und sie damit nicht mehr durch Spritzformen verarbeitbar machen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung betrifft nun spezielle Stärke-Massen für die Verarbeitung in einer automatischen Spritzform-An-, lage zur Einstellung optimaler Zeit, Temperatur, Druck und Wassergehalt in den Formteilen» Die ,Stärke in der erfindungsgemäßen Masse besitzt -eine Molekularmasse im Bereich von 10 000 bis 20 000 000 Dalton. Die Masse hat einen Wassergehalt von etwa 5 bis 30 Gew.-%; die Stärke enthält 0 bis 100 % Amylose und 100 bis 0 % Amylopectin.

Mit der erfindungsgemäßen Spritzform-Masse wird zumindest ein Nachteil der bekannten Massen vermieden. Darüberhinaus zeichnen sich die erfindungsgemäßen Massen dadurch aus, daß sie ein Formen mit hoher Geschwindigkeit und großer Präzision gestatten, so daß

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man im Falle von Kapseln diese mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Füllmaschinen zuführen kann.

Die Erfindung bzw. die Verwendung der erfindungsgemäßen Masse wird an den beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer hin- und hergehenden Schneckenspritzform für die Herstellung von Kapselteilen und

Fig. 2 zeigt schematisch den Arbeitscyclus bei der Herstellung von Kapselteilen;

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer mit einem Mikroprozessor kombinierten Schneckenpresse zum Spritzformen von Kapselteilen; <

Fig. -4 ist eine Detailansicht im Schnitt des Preßkopfes; , . ^ '. * ' Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der. Scherviskosität der- Stärke von der Schergeschwindigkeit;

Fig. 6 ist ein Diagramm über den Formbereich für Stärke, abhängig von Temperatur und Druck;

Fig. 7 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der Glasübergangstemperatur und der Schmelztemperatur vom ; Wassergehalt der Stärke; _v

Fig.;8 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der Wärmeaufnahme der Stärke, ermittelt in einem Differentialkalorimeter ,von der Temperatur und schließlich ist

Fig· 9 ein Diagramm über die Abhängigkeit des Gleichgewichts-Wassergehalts der Stärke von der Wasseraktivität.

Die Spritzform 29 nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus drei Einheiten, nämlich einem Vorratsbehälter 5, einer Spritzeinheit 1 und einer Formeinheit 2. '

Die Aufgabe des¹Vorratsbehälters 5 ist die Aufnahme, Aufbewahrung und Zuführung der Stärke 4 mit konstanter , Temperatur und konstantem Wassergehalt. Der Vorratsbehälter 5 wird von einem vertikalen Zylinder 30 mit Deckel 31, welcher eine Zuführung 32 für die Stärke 4 aufweist, gebildet. Am Boden des Zylinders 30 befindet sich ein geschlossener konischer Trichter 33 mit Auslaß 34, um aus diesem Stärke in die Spritzeinheit 1 abgeben zu können. Zwischen Deckel 31 und Auslaß 34 befindet sich eine Luftleitung 35 mit einem Gebläse 36 zum Umpumpen der Luft. Die Temperatur wird mit Hilfe ' eines Thyristors 37 und die relative Feuchte der Luft mit Hilfe eines Dampfinjektors 38 aufrechterhalten.

In der Spritzeinheit 1 wird die Stärke geschmolzen, in Wasser gelöst und im Aufnehmer 17 die aus dem Vorratsbehälter 5 zugeführte Stärke 6 plastifiziert, von wo die plastifizierte Stärke 14 in die Formeinheit 2 gespritzt wird. ·

Die Formeinheit 2 sorgt für die automatische Öffnung und Schließung der Form 6 mit Formräumen 19 für die Kapseln, aus welchen dann die fertigen Kapselteile 7 ausgeworfen werden..

In der Spritzeinheit 1 bewegt sich eine Schnecke 8 bei gleichzeitiger Drehung vor und zurück in Achsrichtung. Durch die Drehung der Schnecke 8 wird die Stärke geschmolzen, in Wasser gelöst und plastifiziert. Bewegt sich die Schnecke axial, so erfolgt das Einspritzen ^! durch Vorschub und Einpressen der plastifizierten Stärke 14 in die Form 6. Die Schnecke 8 wird mit Hilfe ei-

/8

-S-

nes hinsichtlich der Geschwindigkeit variierbar angetriebenen Motors 9 mit Übersetzung 10 gedreht. Die Axialbewegung der Schnecke erfolgt mit Hilfe eines Duplex-Hydraulikzylinders 11.

Die Verdichtung der plastifizieren'Stärke 14 vor der sich drehenden Schnecke 8 drückt diese zurück in den Schheckenteil 20 enthaltend die Schnecke 8, das Getrie-

' ι ' ' ,"..'.. be 10 und den Motor 9. Wenn der Schneckenteil 20 eine

vorbestimmte hintere Stellung erreicht hat, berührt er einen Begrenzungsschalter 12. Nach einer gewissen Zeit ist die aufgegebene Stärke 4 vollständig plastiziert und der Hydraulikzylinder 11 preßt die plastifizierte Stärke 14 mit dem Schneckenteil 20 nach vorne, wobei die Schnecke 8 als Stempel dient und die plastifizierte Stärke in eine Düseneinheit 50 drückt, .welche .ein Einwegventil 15, ein Nadelventil 23, eine Düse 22 und eine Öffnung 21 in der Förmeinheit 2 umfaßt. Das Einwegventil 15 verhindert ein Rückströmen der plastifizierten Stärke 14 in die Gänge 16 der Schnecke 8. Der Aufnehmer 1,7 weist Heizschlangen 18 auf, um die Stärke während ihres Durchgangs durch und Transports von der Schnecke bis zur Plastifizierung zu erwärmen. Zweckmäßigerweise wird die plastifizierte Stärke 14 auf die' geringstmögliche Temperatur erwärmt und mit der gerringstmöglichen Geschwindigkeit der Schnecke 8 vorwärts geschoben. Die Schneckengeschwindigkeit und die Erwärmung der plastif!zierten Stärke 14 innerhalb des Aufnehmers 17 mit Hilfe von Dampf in den Heizschlangen 18 gestatten die Einstellung der Qualität der Spritzlinge und der Leistung der Anlage. Die plastifizierte Stärke füllt die Formhohlräume 19 der Form 6 in der Formeinheit 2 und wird darin unter Druck gehalten. Kühlleitungen 24 umgeben die Form 6, so daß sich die darin befindende plastifizierte Stärke ausreichend ver-

/9.

' · ' - .' . - ⁹ - .. · - '

' festigt, worauf die Formeinheit 2 geöffnet, die Form 6 geteilt und die Kapselteile 7 ausgeworfen werden.

Anhand der Fig.l und 2 soll nun ein Arbeitscyclus zum Spritzformen von Stärke enthaltend etwa 20 Gew.-% Wasser beschrieben werden:

a) Stärke 4 gelangt in den Vorratsbehälter 5, wo sie bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 100⁰C unter einem Druck von 1 - 5*10 N/m² und einein Wassergehalt von 5 bis 30 Gew.-% gehalten wird;

b.) die Stärke wird unter geregelten Bedingungen ge-, schmolzen/nämlich bei 80 bis 24O⁰C, einem Wassergehalt von 5 bis 30 Gew.-% unter einem Druck von _s' 600 - 3 000 -10⁵ N/cm²;

c) die geschmolzene Stärke wird unter geregelten Bedingungen in Wasser gelöst, nämlich bei 80 - 240⁰C unter einem Druck von 600 bis 3 000 · 10 N/m² und einem Wassergehalt von 5 - 30 % öder mit anderen Worten unter den Bedingungen des Punkts b;

d) die gelöste Stärke aus c wird unter den Bedingungen von b plastifiziert;

e) die plastifizierte Stärke 14 wird unter den Bedingungen b in die Form 6 gespritzt. Die Schließkraft der Form 6 liegt im Bereich von etwa 100 bis 10 0.00

f) die kapseiförmigen Teile 7 werden aus der Form 6 aus geworfen.

Beginnend bei A aus Fig. 2 bewegt sich die Schnecke 8 vorwärts und füllt die Form 6 mit plastifizierter S-tarke 14 bis zu B und hält die eingespritzte, plastifizierte Stärke'unter Druck während der sogenannten Ver-

/10

; - ι tr - . ,

weilzeit von B bis C. Das Einwegventil 15 am Ende der Schnecke 8 verhindert ein Rückströmen der plastifizierten Stärke 14 aus dem zylindrischen Raum vor der Schnecke, in die Schneckengänge. Während der Verweilzeit wird plastifizierte Stärke nachgespeist zum Auffüllen des Volumens, der mit dem Abkühlen und Erstarrung zusammenhängenden Schrumpfung. Dann wird die Öffnung 21,d.i. ein enger Kanal zu der Formeinheit 2, geschlossen und damit die Formeinheit 2 von der Spritzeinheit 1 getrennt. In der Form befindet sich die plastifizierte Stärke unter hohem Druck. Beim Abkühlen und Erstarren der plastifizierten Stärke sinkt der Druck auf eine Höhe, die ausreicht, um Einsackstellen zu vermeiden, jedoch nicht so hoch ist, daß das Auswer-.

fen der Kapselteile aus den Formhohlräumen 19 schwierig \ wird. Naoh dem Schließen der Öffnung 21 an Punkt C des , Arbeitscycluses beginnt sich die Schnecke zu drehen. Die.plastifizierte Stärke gelangt in den zunehmend größer werdenden zylindrischen Raum vor der Schnecke 8 durch

20: axiale Rückbewegung bis zum Punkt B. Die Fließgeschwindigkeit der plastifizierten Stärke wird mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke und der Druck durch den Staudruck bestimmt, d. h. der hydraulische Druck, der vom Schneckenteil 2 0 ausgeübt wird, welch letzterer den Druck in der plastifizierten Stärke vor der Schnecke bestimmt. Vor dem nächsten Arbeitstakt bleibt die Schnecke in Punkt D stehen. In der nun ,stehenden Schnecke wird von Punkt D bis zum Punkt E die Stärke 4 auf Schmelztemperatur gehalten mit Hilfe der Heizschlangen 18 um den Aufnehmer 17. .Währenddessen werden die verfestigten Kapselteile aus der Fornr ausgeworfen . Dann wird die Form f&r den nächsten Arbeitstakt geschlossen. All diese Verfahrensschritte sind wie im folgenden noch näher beschrieben wird - von einem Mikroprozessor automatisiert und geregelt.

/1

' ..·. : - 11 ,- . "..·:

Der Arbeitscyclus, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, wird in einer Spritzformanlage -27 nach

! ' Fig. 3 mit Hilfe von hydraulischen und elektrischen

. Bauteilen und den entsprechenden von dem Mikroprozessor 28 gesteuerten Kreisen durchgeführt.

Durch die Anwendung von Festkörper-Schaltungen und Steuerorganen für Geschwindigkeit, Temperatur, Bewegungsgröße und Druck in den elektrischen und hydraulischen Systemen verarbeitet der Mikroprozessor 28 in einem Speicher 51 die Parameter für Zeit, Temperatur und Druck ,wie sie in der folgenden Tabelle 1 für einen Arbeitscyclus nach Fig. 2 in einer Anlage nach Fig.

^v zur Herstellung von Kapselteilen 7 angegeben sind.

Tabelle	1	1	B	C	D	-1	E
A			— 2		r 2		-2
"2		0 -1	10 -1	10	10 -1
10-1

Zeit s

Temperatur °C 20 -100 80-240 80-190 80-240 80-240

Druck A-B B 4- C C - D D - E

•1O⁵ N/cm² 600-30Q0 600-3000 10-1000 10-1000

Nach Fig. 3 weist die Anlage'aus der Spritzformeinrichturig und dem Mikroprozessor 6 Regelkreise auf, von welschen 5 geschlossen und vollständig analog sind und einet ein ja/nein-Kreis ist. Beginnt man den Arbeitscyclus bei -. Punkt A (Fig. 2), so arbeitet das System wie folgt:

Ist ausreichend plastifizierte Stärke 14 vor der Schnekke 8 (Begrenzungsregelung durch den Mikroprozessor) angesammelt und der Schneckenteil 20 mit. Schnecke 8, Motor. 9 und hydraulischein Antrieb 11 weit genug nach

' .7 . ^v - 12 -

hinten gegen einen konstanten Staudruck (geregelt über Regel 32) wird der Begrenzungsschalter 12.über den Positionskreis/mit Sensor14 betätigt. Die zwei Bedingungen für die Betätigung des Hydraulikantriebs 11 (Aufnehmereinheit ' nach vorne) sind ,

1. Aufbau der Schließkraft der Form und

2. Betätigung des Begrenzungsschalters 12 Dadurch wird der Aufnehmer 17 mit Ventil 15 und dem Schneckenteil 20 zur Abdichtung vorgeschoben. Der ausreichende Druck wird über den Regelkreis mit Drucksensor 12 eingestellt. Unter diesen Bedingungen /schiebt der Hydraulikzylinder 11 den Schneckenteil 20 nach vorne und gleichzeitig die plastifizierte Stärke 14 in die Form 6, wenn Punkt B erreicht ist. Die Schnecke 8,- durch Einwirkung des Mikroprozessors - bleibt über eine gewisse Zeitspanne bis zum Punkt C in ihrer vorderen Stelle unter hohem Druck stationär.

Von Punkt B des Arbeitscyclus an kühlt sich die plastifizierte Stärke in der Form ab und die Öffnung 21 schließt.bei Punkt C.

Nun beginnt die Schnecke sich wieder zu drehen und der hydraulische Druck nimmt ab bis auf den Staudruck im Hydraulikzylinder 11. Dieser Druck ist geringer als der bei Punkt C.

Der Aufnehmer 17 wird gegen die Form 6 unter konstantem Druck gehalten durch die rückwärtige Position des Hydraulikzylinders1 T. Dies erreicht man mit Hilfe des Druck-Regelkreises, in welchem ein hydraulisches Proportionalitätsventil durch ,d^en Druck- Sensor 12 gesteuert wird. -

In die drehende Schnecke wird eine neue charge Stärke 4 aus dem Vorratsbehälter 5 aufgenommen und nach ei-

/ι

' ' . ' - ¹³ - · ' .· · ''

ner bestimmten Zeit und bei der durch den Regelkreis 3 gesteuerter Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke 8 wird eine genau dosierte Menge an Stärke in den Aufnehmer abgegeben. Der Regelkreis 3 wird durch einen Geschwindigkeitssensor 13 betätigt, welcher die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke bestimmt und die Meßgröße an ein hydraulisches Strömungsventil 03 im Regelkreis rückmeldet und damit eine konstante Umdrehungsgeschwindigkeit aus dem Antrieb 10 ,unabhängig von wechselnden Drehmomenten durch Einführung der nächsten Stärke-Charge, gewährleistet wird.

Nach der Füll-Zeit wird die Schnecke gestoppt an Punkt D des Arbeitscyclus.Die Zeit von dem Punkt D bis A reicht aus, um die Stärke unter geregelter Temperatur (Regelkreis 1) zu plastifizieren.

Ein Temperatursensor IA fragt einen Thyristor-Wärmeregler 01 ab,der für die Beheizung des Aufnehmers 17 dient, innerhalb des Regelkreises 1.

Während der Zeit zwischen den Punkten B und E wird die Form ausreichend gekühlt, daß sich die Kapselteile 7 aus der Form 6 auswerfen lassen-

Nach dem Auswerfen der Kapselteile 7 beginnt der Arbeitscyclus wieder bei Punkt A, wobei ein bestimmtes Volumen von plastifizierter Stärke 14 sich vor der Schnecke 8 ansammelt (Sensor 14 ist betätigt und die Zeit verstrichen), so daß der Arbeitscyclus, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, von neuem beginnen kann.

Es muß noch auf die Regelkreise 5 bzw. 6 für Temperatur und Feuchtigkeit verwiesen werden, um den entsprechen-/ den Wassergehalt der Stärke 4 im Vorratsbehälter 5 einzuhalten, Was für ein Arbeiten mit der angestrebten

/14

-14-Leistung wesentlich ist.

Der Mikroprozessor 28 umfaßt einen Speicher 51 für die Arbeitsparameter,eine Sensor- und Signaleinheit 52 für die Aufnahme der ist-Werte und die Bestimmung , 'der Abweichung zwischen Ist- und Soll-Arbeitsbedingungen· und für die Signalgebung über die Stelleneinheit 53 an die Thyristoren und Ventile.

In Fig*'-4 ist die Düseneinheit 50 mit Austrittsöffnung 21, Düse 22, Nadelventil 2 3 und Ventil 15gezeigt. "10 Die Arbeitsweise dieser Bauteile ist folgende:

In Punkt A des Arbeitscyclus nach Fig. 2 wird das Nadelventil 23 aus der Öffnung 21 rückgeholt* wenn der Druck die Stärke 14 in dem Ventil 15 so gegen den Ven.tilkörper preßt, daß eine Eintrittsöffnung 55^;fürplastifizierte Stärke 14 in Düse 22 gebildet wird, welche einen Laderaum für die plastifizierte Stärke bildet. Die plastifizierte Stärke 14 wird durch die Düse 22 in die Form 6 gespritzt während der Füllzeit zwischen den Punkten A und B. Bei Punkt C , wird das Nadelventil 23 vorgeschoben und schließt damit die Öffnung 2T.Während der Zeit zwischen den Punkten C und E ist die Zuführung zu der Form 6 geschlossen und die Kapselteile 7 werden gekühlt. Das Nadelventil 23 verbleibt zwischen Punkt E und A geschlossen.

Während dieser Zeit werden die Kapselteile 7 aus der Form 6 ausgeworfen.

Das Einwegventil 15 und das Nadelventil 23 werden durch einen mit einer Feder gespannten Arm 25, der normalerweise sowohl Öffnung 21 als auch Düse 22 verschließt bis er aufgrund von Signalen aus dem Mikroprozessor 28 betätigt wird, und über eine Nocke freigegeben.

' ·-.'' . :- '. - ' „'.. ' " . ns .

Die thermomechanisehen Eigenschaften von Stärke, d. h. Lagerung und geringe Verlustmoduli bei unterschiedlichen Temperaturen, sind stark wasser.abhängig . Das . Formen von Kapseln aus einer Masse nach der Erfindung kann mit ei-' ner Stärke vorgenommen werden_f welche einen Wassergehalt von vorzugsweise 5 bis 30 % hat. Der untere Grenzwert ergibt sich aus der maximalen Arbeitstemperatur ' von 24O⁰C, der wegen der Gefahr des Stärkeabbaus nicht

überschritten werden kann. Der obere Grenzwert ergibt "IO sich aus der Klebrigkeit und Möglichkeit der Beschädigung der fertigen Kapseln.

Ein Plastifizieren durch Wärme und Druck erreicht man bei einem thermoplastischen Material. Bei Stärke benötigt man jedoch noch hohe Scherkräfte.

Im folgenden werden einige Zeichen bzw. Abkürzungen, deren Dimension und Bedeutung angegeben.

T ,P ⁰C Raumtemperatur bzw. Normal-

3. 3 '

druck.

H(T,P) kJAg Enthalpie des Stärke/Wasser-Systems bei einer bestimmten

Temperatur;

K(T,P) N. »m* . '' Kompressibilität der Stärke bei

gegebener(m) Temperatur und Druck.

, *; ··' . Der Ziffernwert ist die relati-

5 .ve Volumenanderung durch Druck

änderung der Mengeneinheit;

/16

(T,P) . , Κ Volumetrischer Wärmedehnungs

koeffizient von Stärke bei gegebener Temperatur und Druck. Der Ziffernwert ist die rela-. tive Volumenänderung durch

. Temperaturänderung der Men

geneinheit;:

V(g,T,P) kg/s ist die Strömungsgeschwindigkeit der Stärke bei gegebener (m) Temperatur und Scherdeforma-

.- '. tionsrate (s ) und Druck.

Der Ziffernwert ist das Volumen einer die Querschnittsfläche einer Spritzformeinrichtung in der Zeiteinheit unter der herrschenden Scher-

deformationsrate austretenden

Schmelze ;

Gläsübergangstemperatur der Starke ;

Schmelztemperatur der te'ilkristallinen Stärke;

Schmelztemperatur;

Temperatur der Stärke im Düsenbereich der Anlage .

Temperatur der Stärke in der Form .-·. .

Druck der Stärke in der Form.

Druck der Stärke irrv Düsenbereich .

f .- .

Wassergehalt der Stärke, bezogen auf das Stärke/Wasser-System

^TGV^TG2	⁰C
T- T	°c
^TM_:	N/m²
T_n(t)	N/m²
T_t(t)	Gew. Teil
	.(% )
^Fn
X

. '" '*'· V" . "' ' - /17 -. ' . . ,·- ·

Für die Einstellung und Steuerung des Spritzformverfahrens sind folgende Parameter erforderlich: 1. Wärmeaufnahme' für das Schmelzen H(T , P ) - H(T ,PJ

2. Erwärmung der Stärke in der Spritzpresse. Zu deren Berechnung benötigt man die Wärmeleitzahl der Stärke

und die Wärmeübergangszahl der Stärke so wie des Werkstoffs des Aufnehmers, der mit der Stärke in Berührung steht. Die Erwärmung und Wärmeaufnahme der Stärke ergibt die minimalen Zeiten,bis die Stärke zum Spritzen geeignet ist,und die dafür benötigte Heizleistung. ,

3. T ist abhängig von X der Stärke. Ist der Wassergehalt der Stärke in der Form zu gering, so wird T zu hoch und es kommt zu einem Abbau. Ein minimaler Wassergehalt von 5 Gew.-% ist erforderlich, um T unter 240⁰C zu halten.

4. Die Fließgeschwindigkeit V(g,T,P) ist ebenfalls stark abhängig vom Wassergehalt der Stärke. Um die Leistungsfähigkeit der Anlage zu erhöhen, muß die Fließgeschwindigkeit hoch sein, was man durch einen höheren Wassergehalt erreicht. .. ·, '

Die obere Grenze für den Wassergehalt ergibt sich durch die Klebrigkeit und mechanische Unzulänglichkeit der 5 Kapseln. Ein Wassergehalt von 3 ο % sollte daher im allgemeinen nicht überschritten werden.

In der Form schrumpft die Stärke bei Änderung der Temperatur von T. auf T . Dies würde zu Hohl-

x. a

räumen und Untergröße der Kapseln führen, d. h. zu Ausschuß. Eine ganz wesentliche Anforderung bei der Kapselherstellung ist es, daß die bimensionsabweichungen < 1% sind. Um das Schrumpfen beim Akühlen zu kompensieren, muß die Form bei einem bestimmten Druck P nachgefüllt werden. Dieser Fülldruck ergibt sich durch die Werte

(Τ,Ρ) und K(T,P). Der Spritzdruck P hängt seinerseits von T ab, die ihrerseits wieder stark abhängig vom Wassergehalt X der Stärke ist.

Aus dem Diagramm der Fig. 5 ist die Abhängigkeit der rviskosität von Stärke mit 130⁰C und einem Wasser-¹ gehalt X= 0,2 (20 %) von der Schergeschwindigkeit ersichtlich.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm, in welchem der Arbeitsbereich für Stärke mit einem Wassergehalt von 0,24 (24 %)gezeigt ist. Während des Spritzformens wird die plastifizierte Stärke diskontinuierlich extrudiert und dann sofort in einer Form entsprechend dem Kapselteil abgekühlt. Die Formbarkeit hängt von den Stärke-Eigenschaften und den Verfahrensbedingungen ab, von denen die thermomechanisehen Eigenschaften der Stärke wie auch die Geometrie und die Temperatur- und Druckbedingungen der Form die wichtigsten sind. In dem Diagramm der Fig. ( sind die Grenzen für Druck und Temperatur für die Verarbeitung durch Spritzformen angegeben. Die Maximaltemperaturvon 240⁰C ergibt sich durch sichtlichen Abbau. der Stärke bei einer höheren Temperatur. Die untere Temperaturgrenze von 80⁰C ergibt sich durch zu hohe Viskosität und Schmelzelastizität bei dem bevorzugten Wassergehalt von X= 0,05 bis 0,30 (5 bis 30 Gew.-%). ' Die obere Druckgrenze 3 ·10 N/m² ergibt sich durch ein beginnendes Kriechen ( flashing), wobei geschmolzene Stärke in Zwischenräumen zwischen verschiedenen Bauteile¹"¹

^j' "

der Metallform fließt und so zu Ansätzen an den Kapselteilen an den Trennlinien führt. Die Untere Druckgrenze von etwa 6*10 N/m² ergibt sich durch kurze Takt-· zeiten, bei denen die Form nicht vollständig mit Stärke gefüllt werden kann.

In folgender Tabelle 2 sind die Arbeitsbedingungen zu sammengestellt.

Tabelle 2

Dichte .1 , 5 - χ g/cm³

Kristallinität . 20 bis 70 %

H(T ,P) - H(T ,P) 63 kJ/kg

Π Π el el ' '

Heizleistung für

10 kg/h = 10 /h Kapseln '630 kJ

(T_a,P_ä) 3,1 . 10"⁴/k

Kontraktion durch Kristallisation vernachlässigbar

- ' ' ' ' " ' · 4 β · .

kritische Scherverformung * 10 - 10 /s

Die extrudierte und geformte erfindungsgemäße Stärke wird im folgenden beschrieben.

In der Fig. 7 sind die Glasübergangs- und Schmelztempe-raturen in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Systems Stärke/Wasser angegeben. Der Schmelzbereich ist über TOO⁰C im Vergleich zum Schmelzbereich von z. B. Gelantine, welche auf etwa 20⁰C kommt, sehr breit. Bei Temperaturen unterhalb des Glasübergangsbereichs ist handelsübliche Stärke ein teilweise kristallines Polymer mit etwa 30 bis 100 Vol.-% amorph und 7 0 bis

' 0 Vol.-% kristallin. ', · '

Wird!die Temperatur der Stärke mit einem bestimmten Wassergehalt erhöht, so durchläuft sie den Glasübergangsbereich.

Die Erwärmung der Stärke geschieht in dem Aufnehmer (Fig. 1) während des ganzen Arbeitscyclus (Fig. 2). Bezeichnet man die Fläche zwischen dem Glasübergangsbereich und dem Schmelzbereich der Fig. 2 als II, so liegt '

/2

· · . - 20 - .

in diesem Bereich kristalline Stärke neben geschmolzener Stärke vor. Der Glasübergang ist kein thermödynami-scher Übergangsbereich irgendeiner Größenordnung, sondern zeigt sich in der Änderung der Molekularbewegungen der Stärkemoleküle und der Änderung des Lagermoduls (bulk storage module) amorpher Stärken um mehrere Größenordnungen. Geht man aus dem Bereich II in Bereich I (Fig. 7), werden die Translationsbewegungen der Starkemoleküle und die großer Teile dieser Moleküle in dem Glasübergangstemperaturbereich eingefroren und dies zeigt sich in einer Änderung des spezifischen Wärme (c ) und des volumetrischen Wärmedehnungskoeffizienten OJP) in diesem Temperaturbereich. Geht man aus dem Bereich II in den Bereich III durch Überschreiten des Schmelzbereichs der kristallinen Stärke, so schmilzt der schraubenförmig orientierte Teil der Stärke. Das Erwärmen der Stärke geschieht in dem Aufnehmer 17 (Fig. 1) und während des gesamten Arbeitscycluses (Fig. 2). Dieser Helixwindung-Übergang ist ein echter thermodynamischer Übergang erster Ordnung und endotherm. Solche Übergänge lassen sich abtast-kalorimetrisch oder durch Bestimmung der Änderung des linearen^viskoelastischen "Bulk Storage" Moduls bei Temperäturänderung bestimmen. In Fig. 8 sind derartige mit einem Differentialkalorimeter ermittelte Temperaturen aufgetragen. In der Ordinate ist die Geschwindigkeit der Wärmeaufnahme einer Probe gegenüber einem Standard (leerer Probenhalter). Die Geschwindigkeit der Wärmeaufnahme der Probe ergibt sich aus der Tenperaturänderung der Stärkeprobe und diese Temperatur ist in der Abszisse in ⁰C angegeben. Die Verschiebung der Grundlinie in dem Diagramm entspricht dem Glasübergang und die Bande dem Schmelzen oder dem Helixwindungs Übergang. Der lineare viskoelastische (bulk- storage), Modul E kann bei geringen sinodischen Sehe rdeformationen der Stärkeprobe bestimmt werden.

/21

Das Erwärmen der Stärke auf eine Temperatur über T erfolgt im vorderen Teil des Aufnehmers 17 (Fig. 1),

und zwar nicht .nur,durch die Heizschlangen 8, sondern auch zu einem wesentlichen Ausmaß durch die Reibung bei der Drehung der Schnecke und dem Einspritzen' durch hohe Deformation. Es wurde festgestellt, daß die reversible elastische Deformation der Formkörper nach . Öffnen der Form 6 vernachlässigbar ist, wenn die Temperatur der plastifizierten Stärke 14 während des Spritz-Vorgangs über T_M ist. Anderenfalls ist die Taktgeschwindigkeit und damit die Leistung um zumindest eine Größenordnung geringer.

' Ί ' ' ' ' .

Das Kühlen der plastifizierten/Stärke in der Form um eine ^reversible elastische Deformation zu verhindern, findet zwischen den Punkten B und E des Arbeitscycluses (Fig. 2) statt. Eine Verringerung der Taktfolge durch größere Taktzeiten gleichbedeutend mit erhöhter Verweilzeit der Stärke in der Form ist aus 2 Gründen unerwünscht, und zwar wegen der geringeren Leistung und einem Wasserverlust der Stärke im Extruder. Bei der erhöhten Spritztemperatur findet immer ein Wassertransport im Aufnehmer von der heißen zur kalten Stärke statt. Dieser Viassertransport läßt sich kompensieren durch Trans-. port der Stärke in der Schnecke in entgegengesetzter .

Richtung.

Dieser Transport der Stärke erfolgt durch die Schnecke (Fig. 1) und findet zwischen den Punkten C und D des Arbeitscycluses (Fig. 2) statt. Um einen stabilen Wassergehalt in der Stärke im Schmelzbereich des Aufnehmers einzuhalten, ist es notwendig, mit einer kurzen * Taktzeit zu arbeiten. Für konstanten und ausreichend . hohen Wassergehalt der Stärke in dem Aufnehmer ist. es weiters notwendig, Stärke entsprechender Form der Sorptionsisotherme (Fig. 9) anzuwenden. Der konstante Wasser-

/22

gehalt der Stärke im Aufnehmer ist notwendig für die Einhaltung konstanter Produktionsbedingungen, Der Wassergehalt der Stärke während des Spritzens muß folgende Bedingungen erfüllen: X > 0,05, sqnst wird T_M > 240⁰C .5 und dies ist im Hinblick auf den Stärkeabbau unerwünscht

Im Hinblick auf die Verzweigung und Vernetzung der Stärke ist es wichtig, Vernetzungsmittel insbesondere für kovalente Vernetzung unmittelbar vor dem Spritzen der geschmolzenen Stärke zuzusetzen.

Vor dem Mischsystem zwischen Aufnehmer 17 und Ventil 15 (Düse) wird eine wäßrige Lösung von Vernetzungsmitteln (Fig. 1) eingeführt. Diese Zuführung ist in,die Düseneinheit 50 (Fig. 4) integriert. So erfolgt beispielsweise die Vernetzungsreaktion hauptsächlich während des Spritzens und in der Zeit nach dem Auswerfen der Kapsel. Dur^ch die oben beschriebene Technik des Verzweigens und Vernetzens ergibt sich kein Nachteil durch Änderung der thermomechanisehen Eigenschaften der Stärke während des Schmelzens und Lösens. \

Die Arbeitsbedingungen und Parameter für das Spritzformen sind in der folgenden Tabelle 3 zusammengestellt.

i/23

Tabelle

Spritzeinheit:

Schneckendurchmesser mm

Spritzdruck N/m²

berechnetes Volumen cm³

effektive Schneckenlänge L:D

24

, 28

32

2,2·10⁸ ί,ΘΊΟ⁸ ΙΟ⁸ 38

51,7 67 21,3

18,8 16,1 13

Plastifizierfähigkeit kg/h(max. )1a)13,5 21,2 21

11a) 9,2 14,5 15

. 1b)23,6 34 36

llb)17,5 27 27

Schneckenhub mm(max.): 84 84 84

Spritzkapazität

kW 30

30

Düsenkontäktkraft kN

Schnecke UPM

Var.	la)	20	-80
	Hai	20	• -17
Var.	Ib)	20	-60
	lib)	20 .	-40

Anzahl der Heizzonen

Spritzgeschwindigkeit mm/s (max.) 2000 2000 2000 2000

41,2 41,2 41,2 41,2

installierte Heizleistung kW

Formeinheit:

Schließkraft

kN 6,1 6,1

60

/24

- 24 -

Während sich das Spritzförmverfahren und eine Spritzformpresse ganz allgemein für die verschiedensten Stärkearten eignen, wurde festgestellt, daß für die Herstel- o lung qualitativ hochwertiger Kapseln nach der Erfindung - eine Stärke verarbeitet werden soll, die modifiziert ist durch

a) Vernetzungsmittel wie Epichlorohydrin, Anhydride von Dicarbonsäuren, Formaldehyd, Phosphoroxychlorid, Metaphosphate, Acrolein oder organische Divinylsulfone; ίθ b) das Vernetzen der Stärke mit beispielsweise Mikrowellen vorgenommen wurde;

c) vor der Verarbeitung eine Behandlung mit Säuren und/oder Enzymen zur Bildung von Dextrinen und/oder eine Vorgelatinisierung und/oder eine Behandlung mit . Ultrasehall und/oder ν-Strahlung erfolgte;

d) Derivate von Stärken angewandt werden wie: oxidierte Stärke, Stärkemonophosphate, Stärkediphos^ phate, Stärkeacetate, Stärkesulfate, Stärkehydrqxyethylether, Carboxymethylstärke, Stärkeether, 2-Hydroxyprppylstärke, alphatisierte Stärke,. Stärkexanthide, Stärkechloressigsäure, Stärkeester, Formaldehydstärke, Natriumcarboxymethylstärke und schließlich

e) Gemische oder Kombinationen dieser modifizierten Stärken bzw. der Modifizierungsbehandlungen a) bis d) zur Anwendung gelangten.

-Weiters wurde festgestellt, daß sich qualitativ hochwertige Kapseln aus verschiedensten Stärken und/oder mit obigen modifizierten Stärken nach den Verfahrensweisen a) bis e) herstellen lassen in Verbindung mit Streckmitteln, wie Sonnenblumenproteine, Sojabohnenproteine, Baumwollsaat'proteine, Erdnußproteine, Bluteiweiß, Ei-Eiweiß, Rapssamenproteinen und deren acetylierte Derivate, Gelatine, vernetzte Gelatine,(Poly)vinylacetat, Polysaccharide wie Cellulose, Methyfcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, ; Hydroxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxy-

carboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Bentonit, Agar-Agar, Gummi arabicum, Guar-Gummi, Dextran, Chitin, Polymaltose, Polyfructose, Pectin, Alginate und Alginsäuren, Monosaccharide wie Flucose, Fructose, Saccharose/ Oligosaccharide wie Lactose/ Silicate, Carbonate und Bicarbonate. Die Menge an Streckenmittel darf

1 .

die Verarbeitbarkeit der Stärke beim Spritzformen nicht beeinträchtigen.

Schließlich wurde festgestellt, daß man Kapseln mit Entero-Eigenschaften (Beständigkeit von 2 h im Magensaft, jedoch in 30 min löslich in der Darmflüssigkeit entsprechend USPXX) mit verschiedenen Arten von Stärke und/oder der oben erwähnten modifizierten Stärken aus den Verfahrensmaßnahmen a) bis e) in Verbindung mit Entero-Polymeren wie Hydroxypröpylmethylcellulose-

phthalat (HPMCP), Gelluloseacetylphthalat (CAP), (Poly)-ι . acrylate und methacrylate, Polyvinylacetat /phthalate, j (PVAP) mit Phthalsäure, Bernsteinsäure oder Crotonsäure behandelte Stärke öder Schellac herstellen kann. Die angewandte Menge an Streckmittel darf die Verarbeitbarkeit der Stärke durch Spritzformen nicht beeinträchtigen.

Für die Herstellung von Kapseln aus unterschiedlichen Stärken und/oder modifizierten Stärken und/oder Stärken mit Streckmitteln_fwie oben aufgeführt, wirkt die Anwendung von Plastifiziermitteln, Gleit- oder Schmiermitteln und färbenden Stoffen, insbesondere pharmazeutischer Reinheit, zu optimalen Produkteigenschaften:

. Pharmakologisch zulässige Plastifiziermittel sind beispielsweise Polyethylenglykol oder bevorzugt nieder-molekulare organische Plastifiziermittel wie Glycerin, Sorbit, Dioctylnatriumsulfosuccinat, Triethylcitrat, Tributylcitrat, 1,2-Propylenglykol, Mono-, Di- oder Triacetate von Glycerin in unterschiedlichen Konzentrationen von 0,5 bis 40, vorzugsweise 0,5 bis 10 %, bezogen auf das ,Gewicht der Stärkemasse. .

Pjharmakologisch zulässige Gleit- oder Schmiermittel wie Lipide, ζ. B. Glyc eride (Öle und Fette), Wachse und Phospholipide wie ungesättigte und gesättigte pflanzliche Fettsäuren und Salze davon, wie die Stearate von Aluminium, Calcium, Magnesium oder Zinn; aber auch Talcum und Silicone sind in Konzentrationen von 0,001 bis 10 %j bezogen auf das Gewicht der Stärkemasse verwendbar.

Pharmazeutisch zulässige färbende Stoffe wie Äzofarbstoffe urfd andere Farbstoffe und Pigmente, wie Eisenoxide, Titandioxid^ natürliche Farbstoffe und dergleichen können in Konzentrationen von 0,001 bis 10, vorzugsweise 0,001 bis 5 %.bezogen auf das Gewicht der Stärkemasse zur Anwendung gelangen. .

Beispiele

Um Verfahren und Vorrichtung zu prüfen, wurden Ansätze handelsüblicher nativer Stärke mit unterschiedlichen Gehalten: an Wasser und Streckmittel hergestellt!, konditioniert und dann in eine Spritzformpresse unter unterschiedlichen Arbeitsbedingungen geprüft. '·..

j Die Cycluszeiten (Fig. 2) waren wie folgt. !

A-B Is, variabel, abhängig

. von der Temperatur

B - C ' -.-. I '' ' Is..- .' C-D Is

D - E variabel abhängig von

, der Temperatur

,Ε - A -. -. ; " : ^;" . ^: ' 1 S . : ·...-. '

/27

Druck in der Düse: 2 "TO N/m² ,

Temperatur an verschiedenen Punkten der Schnecke (variabel, siehe Beispiele)

, T, Schneckenanfang '

T Schneckenmitte

m . . .· .

T Schneckenende

e . , . . ·

T ah der Düse

η . . ' .

LFV lineare Fließgeschwindigkeit (mm/s) L' Fließlänge (cm) ^

D F.ilmdicke (cm)

Man erhielt qualitativ einwandfreie Stärkekapseln unter den Arbeitsbedingungen folgender Beispiele.

Beispiel T . · ' .. - '. .

Stärkemasse: Weizenstärke 8,2 %, Gelatine 150B 73,8 %, Wasser 18 % (Gew.-%.)

T. T T T L/D : LFV b m e η

A 125 130 140 140 m66 1000

Beispiel 2

Stärkemasse:.·: 41 % Vieizenstärke, 41 % Gelatine 150B, 18 % Wasser

-T. T ^! T T- L/D LFV

b m e η

B 125 135 140 140 66 820

/28

Beispiel 3

Stärkemasse: 67,6 % Weizenstärke, 24,6 % Gelatine 150B, 15,8 % Wasser

' L/D LFV

66 1200

	^Tb	T m	T e	T η
G 1	25	135	140	140
Beispiel	4

Stärkemasse: 79,4 % Weizenstärke, 20,6 % Wasser

T, T T T L/D LFV b m ^e ... η .

D 115 130 140 140 66

Beispiel 5

Stärkemasse: 78,32 % Weizenstärke, 21,6 % Wasser, 0,0078 % Erythrosin

T. T T T L/D LFV

b m e η

E . 110 125 135 135 . 66 1000 Beispiel 6 '

Stärkemasse: 9,2 % Weizenstärke/ 74,1 % HPGMP, 5,1 %' Gleitmittel und Plastifiziermittel, 7,5 % Wasser

T, τ τ Τ L/D LFV

b m e η

110 125 135 135 66 1000

Die'Stärkemasse ergab Entero-Kapseln.

Beispiel 7

Stärkemasse: 78,5 % Weizenstärke, 21,5 % Wasser

	V	T m	T e	^Tn	L/D ,	LF
G -	130	150	160	160	66	820
H	110	115	125	125	I 66	820

Beispiel 8

Stärkemasse: 87,3 % Weizenstärke, 12,7 % Wasser

T₁L T T T L/D LFV

D m en

150 160 170 170 66 820

Beispiel 9

Stärkemässe; 76,8 % Weizenstärke, 3 % Galciumstearat , 20,2 % Wasser |

T, TT ' '.' T L/D LFV b m e . η

' . ^; '· , . ' ' ' ' . V ' " J TOO 110 135 135 - 66 880

K 130 140 160 160 66 820

Beispiel 10

;': t '

Stärkemasse: 77,20 % Weizenstärke, 3 % Glycerin, 19,8 % Wässer' . .· '''. ' '. ^; ' · '. ' " .. .'-.. '

/30

1Ό0

UO

T T e η

L/D . .; , LFV

130 130 " 66

860

130

140

160 . 160 66

840

Beispiel Π.

Stärkemasse: 72,5 % Weizenstärke, 3 % Polyethylenglykol, 22,5 % Wasser, 2 % Talcum

TOO

110

130

L/D LFV

66 840

130

140

160

66 840

10 Beispiel 12

Stärkemasse: 80^,7 % Kartoffelstärke, 19,3 % Wasser

100

110

T ,. L/D LFV

130

.6 6

Beispiel 13

15 Dieses Beispiel zeigt die Abhängigkeit des Zerfaliens der Kapseln von dem Amylosegehalt. Die Kapseln waren mit Lactose gefüllt. '

/31

Stärkemasse . T, , Τ , T ,T ,L/D, LFV Zerfallseigeri-

D m e η

• schäften der Kapseln

Maisstärke Ausflockung in

(etwa 20 % Amy- Wasser 36⁰C, zerfällt

^lose> "n HO,120,140,140,66,84O°C .

Maisstärke , , keine Öffnung in

(65 % Amylose) Wasser 36°C inner-

80 % und 20 % Was- , ,,. ,_n .

ser no,120,140,140,66,840°C ^{halb 30 mn}

79,2 % Mais- . zerfällt in Wasser

stärke 36⁰C innerhalb

(100 % Amylöpec- ,

tin) 20,8%Wasser 11 0,1 20,1 40,1 40, 66, 8.3-6°.C

8186

Claims

Erfindungsansprach

1. Stärkemasse für das Spritzformen, g e k e ή η <-

ζ ei c h η e t dadurch, daß sie eine Stärke mit einer Molekularmasse von 10 000 bis 20 000 000 Dalton und 5 bis 30 -Gew.-% Wasser enthält.
2. Masse nach Punkt 1, g e k e η η ζ eic h net

dadurch, daß die Stärke 0 bis 100 % Amylose und 100 bis 0 % Amylpectin enthält.
3. Masse nach Punkt 2, g e k e η η ζ e i c h η e t dadurch, daß die Stärke 0 bis 70 % Amylose und 10 bis 95 % Amylpectin enthält.
4. Masse nach Punkt 1 bis .3, ge k e η η ζ e i ch-. η e t dadurch, daß sie Kartoffel- oder Maisstärke ist.
5. , Masse nach Punkt 1 bis 4,ge kenn ze i ch η et dadurch, daß sie zusätzlich eine, oder mehrere Plastif izie.rmit.tel in Form von Polyethylenglykol und niedermolekularen Plastif izierm'itteln einschließlich Glycerin, Sorbit, Dioctylnatriumsulfosuccinat, Triethylcitrat, Tributylcitrat, 1,2-Propylenglykol, Mono-, Di- und Triacetat

4
- i -

von Glycerin in einer Konzentration von 0,5 bis 40 %, bezogen auf Stärkegewicht, enthält. · -
6. .Masse, nach Punkt 1 bis 5, c h a r a k t e r i -

s i e r t dadurch, daß sie zusätzlich ein oder mehrere Gleitmittel in Form von Lipiden, Glyceriden, Wachsen oder Phospholipiden sowie ungesättigten und gesättigten pflanzlichen Fettsäuren und deren Salze wie Stearate von Aluminium, Calcium, Magnesium oder Zinn, Talcum und Siliconen in einer Konzentration von 0,001 bis 10 %, bezogen auf Stärkegewicht, enthält.
7. Masse nach Punkt 1 bis 6, ge kenn ze i ch net dadurch, daß sie zusätzlich einen oder mehrere färbende Stoffe in Form von Azofarbstoffen oder anderen Farbstoffen und Pigmenten einschließlich Eisenoxiden, Titanoxid und natürlichen Farbstoffen in einer Konzentration von 0,001 bis 10 %, bezogen auf Stärkegewicht, enthält. ,
8. Masse nach Punkt 1 bis 7, g e k e η η ζ e i c h net dadurch, daß die Stärke

^Λ aj eine vernetzte und/oder ' ' : '

b) eine chemisch modifizierte ist, wie oxidierte . ; Stärke, Stärkemonophosphat, Starkediphosphat, Stärkeace'tat, Rtärkesulf at, Stärkehyc.roxyethyle^u'⁺-.er_J Carboxyraethylstärke , S't ärkeether , 2-Hydroxypronyl-_: stärke, alphatierte Stärke, Stärkeexanthide, Stärkechloressigsäure, Stärkeester, Formaldehydstärke, Natriumcarboxymethyl stärke, ,und/oder c) vor der Verarbeitung modifiziert worden ist

durch Behandlung mit«Säuren und/oder Enzymen zur Bildung von Dextrinen und/oder vorgelatiniert ¹ und/oder mit Ultraschall und/oder Ύ-Strahlung be-

. handelt worden ist.
9. Masse nach Punkt 1 bis 8, gekenn zeichnet dadurch, daß sie zusätzlich eine oder mehrere Streckmittel in Form von Sonnenblumenproteinen, .Sojabohnenproteinen, Baumwollsaatproteinen, Erdnußproteinen, Rapssaatproteinen, Bluteiweiß, Eiproteinen und deren acylierten Derivaten, wasserlöslichen Cellulosederivaten wie .Hydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Natriumcärboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Bentonit, Polyvinylacetat/phtalat, (Polyvinylacetat,-Gelatine, Monosacchariden oder 01igosacchar.iden wie Lactose, Polysacchariden wie Agar-Agar, Alginaten und Alginsäüren, Gummi arabicum, Gbargummi, Dextran und/oder Streckmitteln wie vernetzte Gelatine, Polysaccharide wie Cellulose, Methylcellulose, Chitin, Polymaltose, Polyfructose, Pectin, Silicate, Carbonate oder Bicarbonate enthält.
10. Masse nach Punkt 1 bis 9, g e k e η η ze ι c h net dadurch, daß sie zusätzlich ein' oder mehrere Po-

- lymere(s) mit Entero-Eigenschaften in Form von Hydroxypropylmethylcellulosephtalat, Celluloseacetylphtalat,

(Poly)acrylaten und methacrylaten, Polyvinylacetatphta-' la.t, mit Phtalsäure, Bernsteinsäure oder Crotonsäure behandelter Gelatine und Schellack enthält.
11. Verwendung der unter Punkt 1 bis 10 beschriebenen Stärkemassen zur Herstellung von Kapseln, Behälter für· Nahrungsmittel, Pharmazeutika, Chemikalien, Farby stoffe, Gewürze, Düngemittel, Saatgut, Kosmetika und landwirtschaftliche Produkte sowie als Grundmassen verschiedener Form und Größe enthaltend Substanzen und/

r A -

oder Wirkstoffe einschließlich Nahrungsmittel, Pharmazeut ika, Chemikalien, Farbstoffe, Gewürze,· Düngemittel, Saatgu_;t, Kosmetika und landwirtschaftliche Produkte, welche sich mikrodispergiert in der Grundmasse befinden und freigesetzt werden durch Zerfallen und/ . oder Auflösen und/oder Bioerosion und/oder Diffusion abhängig von der Löslichkeit der Stärke für geregelte Verabreichung der Substanzen.
12. Verwendung der Massen nach Punkt 11 durch Spritzpressen bei einer Plastifizierungstemperatur zwischen 80 und" 220⁰C und einem Spritzdruck von 600 bis 1000 •10⁵ N/m².

kim...l^m Zeichnungen