EP1216680B1 - Rotary die process and filling wedge for manufacturing capsules, in particular soft capsules - Google Patents
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- EP1216680B1 EP1216680B1 EP00811211A EP00811211A EP1216680B1 EP 1216680 B1 EP1216680 B1 EP 1216680B1 EP 00811211 A EP00811211 A EP 00811211A EP 00811211 A EP00811211 A EP 00811211A EP 1216680 B1 EP1216680 B1 EP 1216680B1
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- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
- B65B9/00—Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
- B65B9/02—Enclosing successive articles, or quantities of material between opposed webs
- B65B9/023—Packaging fluent material
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- A61J—CONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
- A61J3/00—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms
- A61J3/07—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms into the form of capsules or similar small containers for oral use
Definitions
- This invention relates to a rotary die process for making capsules, in particular soft capsules, according to the preamble of claim 1.
- This rotating mold roll process has been known and used for many years and today represents one of the most widespread encapsulation processes for the preparation of pharmaceutical, dietetic and technical capsules.
- Conventional rotary-die methods are described, for example, in "The Capsule",ticianliche Verlagsgesellschaft MBH, Stuttgart, 1983.
- a prerequisite for the formation of the capsules between the two forming rollers is to achieve a sufficiently high temperature for the welding of the two bands of material to form a seamless capsule.
- the wedge temperature is about 43 ° C +/- 5 ° C. It is already known to arrange a heater within the filling wedge to maintain the desired sealing temperature.
- the heating device may be heating cartridges inserted into the filling wedge or tubes for passing a liquid heating medium, as e.g. in EP-A-227 060 is described.
- US Pat. No. 4,662,155 discloses a rotary die process for gelatine capsules and a corresponding filling wedge, in which the contents can be protected from the potentially harmful influence of air by means of an inert gas.
- the filling wedge to the supply channel approximately parallel to the wedge surface extending channels.
- This object is achieved according to the invention with a method having the features in claim 1. It has surprisingly been found that despite the narrow spatial conditions in the filling wedge with a reduction of heat transfer high temperature differences between the product and material strips can be maintained.
- the heat transfer can be reduced by the cooling medium, which is passed through the cooling channel between the feed channel in the filling wedge and the wedge surface. It may be a liquid or a gaseous cooling medium. It would of course also conceivable that the cooling channel extends concentrically around each supply channel to ensure the highest possible heat dissipation.
- the cooling medium can circulate in a cooling circuit and be cooled down again after flowing through the cooling channel in a heat exchanger.
- a constantly renewing Cooling medium such as tap water or ambient air to be passed through the cooling circuit.
- the heating of the wedge surface facing portion of the filling wedge can be done with different heaters. If the heating with a liquid heating means, even a coupling with the cooling circuit would be conceivable by the heated coolant is completely or partially supplied to the heating circuit before cooling takes place at the heat exchanger.
- the region of the filling wedge facing the feed channel is kept at an operating temperature of less than 50 ° C. and, in addition, if the temperature difference between the region facing the feed channel and the region facing the wedge surface the filling wedge is at least 10 ° C.
- the invention also relates to a filling wedge for a machine for producing capsules, in particular of soft capsules, having the features in claim 8.
- a filling wedge for a machine for producing capsules, in particular of soft capsules, having the features in claim 8.
- the thermal separation at the filling wedge can be achieved by the at least one heat-insulating cavity which extends over the width of the filling wedge.
- the cavity may be formed as a cooling channel, which is connected to a coolant source.
- the cavity may be part of a cooling circuit, wherein the heat dissipated is discharged again and again to a heat exchanger.
- a liquid or a gaseous coolant can be passed.
- Conceivable coolants would be eg oil, water, glycols or nitrogen.
- the heat-insulating cavity could be evacuated to reduce the thermal conductivity, but also before use or it could be filled with special gases to improve the insulating effect.
- the heating device is moved as far away as possible from the supply channels and as close as possible to the wedge surface.
- This is particularly advantageous possible, with a flat, electrical resistance heating, which extends directly in or below the wedge surface.
- the principle of such a heater corresponds approximately to that of the rear window heating in cars.
- the heating wires or heating tracks can be laid directly under the sliding layer of the wedge surface.
- FIG. 1 shows a rotary die machine 16 used for the processing of two thermoplastic material endless belts 2, 2 '.
- the material strips are extruded at the extruders 17, 17 'of slot dies and each with a pair of rollers 18, 18' withdrawn and rolled to the correct thickness.
- the encapsulation process known per se is shown in more detail in FIG.
- the two oppositely rotating forming rolls 3, 3 ' connect the material strips 2, 2' brought to melting temperature to seamless capsules 1, these being simultaneously separated from the remaining material strip or net 22.
- the filling wedge 4 with the supply channel 5 is arranged in the gusset of the two forming rollers and extends into the self-closing capsules.
- the filling material 6 in the filling material tank 19 is supplied via a metering pump 21, wherein the amount can be adjusted at a metering valve 20.
- the filling material is a powdery substance
- a special feeding mechanism is used, as described, for example, in JP-A-10-211257.
- the filling wedge 4 according to FIG. 3 has concave wedge surfaces 12, 12 'adapted to the outer shell of the forming rolls. These surfaces are preferably provided with a Teflon coating.
- a plurality of supply channels 5 extend to the tip of the filling wedge. Between these feed channels and the wedge surfaces, a planar cooling channel 8, 8 'is arranged on both sides. Holes are arranged close to the wedge surfaces, which extend over the entire width of the filling wedge and which can be filled with heating cartridges 13. Also in the region of the wedge surfaces temperature sensors 15 are arranged.
- the supply channels 5 are additionally separated from the heating cartridges 13 by step-like cavities 7, 7 '.
- a cover plate 23 is screwed onto the filling wedge. This simultaneously forms the upper end of the cooling channels 8, 8 'and the cavities 7, 7', but contains holes which expose the supply channels 5.
- the cooling channels 8, 8 ' can be flowed through by a liquid coolant.
- the cavities 7, 7 ' form a natural barrier to the transfer of heat, whereby it would of course be conceivable to carry off heat also via the cavities, for example by blowing in ambient air with a ventilator.
- the heat transfer reducing means it is obviously possible to maintain a relatively high temperature difference between the wedge surfaces 12, 12 'and the supply channels 5 and thus also to process temperature-sensitive filling goods.
- the temperature difference between medium (25 ° C) and wedge surface (80 ° C) can thus be> 50 ° C.
- the filling wedge according to FIG. 4 has a similar structure as in the exemplary embodiment according to FIG. 3.
- the heating of the wedge surfaces 12, 12 'does not take place via heating cartridges, but via a planar resistance heater 14, which is arranged directly on the wedge surface. It may be meandering arranged heating tracks, which can be applied in a suitable manner.
- the heating source is further away from the supply channels 5 and the heat of the heater is delivered directly where it is needed, namely on the wedge surfaces 12, 12 '.
- the cross-sectional shape of the filling wedge can be designed differently and it is particularly possible to form the cavity 7 substantially larger. In the illustrated embodiment, no additional cooling channel is provided and the cooling takes place exclusively on the cavity 7.
- the temperature sensor 15 is also laid directly in the wedge tip.
- FIG. 5 shows schematically the interaction of the filling wedge 4 with the means for heating or cooling.
- Thedeholraum 7 is integrated into a cooling circuit 9, which is supplied from a coolant source 11 with coolant 10.
- the circulation takes place via a coolant pump 24.
- a heat exchanger 25 is provided for the re-cooling of the heated coolant.
- the coolant pump 24 can be controlled via the temperature sensors 15 arranged in the filling wedge.
- the electrical resistance heaters 14 on the wedge surfaces are connected to a circuit 26 connected via a transformer 27 is supplied with electrical energy.
- the power supply can also be controlled or controlled via the temperature sensors 15.
- the closure plate 31 is designed as a slide which can be raised and lowered on the vertical guides 29 in the direction of arrow a.
- individual injection pipes 30 are arranged, via which the supply of the filling material takes place.
- Each injection tube is provided at its end with a conical sealing seat which cooperates with a corresponding seat 32 on the inside of the filling wedge. From there, a relatively short supply channel 5 leads to both sides of the wedge surfaces 12, 12 '. By a slight bias of the injection pipes 30 a tight connection is ensured at the conical valve seat.
- the cavity 7 surrounding the injection pipes 30 can be charged with a gaseous cooling medium.
- a gaseous cooling medium Located below the wedge surfaces 12, 12 'eroded cavities 28 are arranged, which can accommodate a flexible resistance heating element. Of course, additional holes could be arranged for a liquid coolant in the filling wedge.
- FIGS. 8 and 9 show a possibility of how liquid coolant can be guided via a laterally arranged connection plate 33 to the narrow, chess-like cooling channels 8, 8 '.
- the connection plate 33 is screwed laterally to the filling wedge 4 via suitable fastening means.
- a system of cooling holes 34 connects to the laterally exposed cooling channels 8, 8 '.
- the cooling channels are sealed by the cover plate, not shown here. At both end faces of the filling wedge such distribution plates can be arranged.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Rotary-Die-Verfahren zum Herstellen von Kapseln, insbesondere Weichkapseln gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Dieses Verfahren mit rotierenden Formwalzen ist seit vielen Jahren bekannt und gebräuchlich und stellt heute eines der am meisten verbreiteten Verkapselungsverfahren für die Herstellung pharmazeutischer, diätetischer und technischer Kapseln dar. Konventionelle Rotary-Die-Verfahren sind beispielsweise beschrieben in "Die Kapsel", Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft MBH, Stuttgart, 1983.This invention relates to a rotary die process for making capsules, in particular soft capsules, according to the preamble of
Eine Grundvoraussetzung für die Bildung der Kapseln zwischen den beiden Formwalzen ist das Erreichen einer genügend hohen Temperatur für das Verschweissen der beiden Materialbänder zu einer nahtlosen Kapsel. Bei konventionellen Gelatine-Kapseln liegt die Keiltemperatur bei ca. 43° C +/- 5° C. Es ist bereits bekannt, innerhalb des Füllkeils eine Heizvorrichtung anzuordnen, um die gewünschte Versiegelungstemperatur aufrecht zu erhalten. Bei der Heizvorrichtung kann es sich um in den Füllkeil eingesetzte Heizpatronen oder um Rohre zur Durchleitung eines flüssigen Heizmediums handeln, wie dies z.B. in der EP-A-227 060 beschrieben ist.A prerequisite for the formation of the capsules between the two forming rollers is to achieve a sufficiently high temperature for the welding of the two bands of material to form a seamless capsule. In conventional gelatin capsules, the wedge temperature is about 43 ° C +/- 5 ° C. It is already known to arrange a heater within the filling wedge to maintain the desired sealing temperature. The heating device may be heating cartridges inserted into the filling wedge or tubes for passing a liquid heating medium, as e.g. in EP-A-227 060 is described.
Diese relativ hohen Temperaturen an der Keiloberfläche haben teilweise eine schädliche Auswirkung auf das Füllgut. So kann aufgrund der Wärmeempfindlichkeit verschiedenster aktiver Stoffe eine thermische Zerstörung eintreten. Bei konventionellen Materialbändern aus Gelatine können zwar Füllguttemperaturen von z.B. 25° C bis 35° C gerade noch eingehalten werden. Bei der Verarbeitungen von thermoplastischen Stärkemassen beispielsweise nach der europäischen Patentanmeldung 99811071.2 ergeben sich jedoch völlig andere Temperaturverhältnisse. Die Materialbänder werden durch Extrusion bei Temperaturen über 100°C hergestellt und der für die Versiegelung erforderliche Schmelzpunkt der Masse liegt bei ca. 80°C. Diese im Gegensatz zu Gelatine-Bändern wesentlich höheren Betriebstemperaturen bei Stärkebändern sind für zahlreiche Füllgüter problematisch. Dies gilt für empfindliche Wirkstoffe aber auch für die Zubereitung (Galenik), die sich durch Temperatureinwirkung bezüglich Viskosität, und Phasen (Emulsionen, Suspensionen) nicht verändern soll.These relatively high temperatures on the wedge surface sometimes have a detrimental effect on the contents. Thus, due to the heat sensitivity of various active substances thermal destruction occur. In the case of conventional material strips made of gelatin, it is true that product temperatures of, for example, 25 ° C. to 35 ° C. can barely be maintained. In the processing of thermoplastic starch compositions, for example, according to the European patent application 99811071.2 arise but completely different temperature conditions. The material strips are produced by extrusion at temperatures above 100 ° C and the required for the sealing melting point of the mass is about 80 ° C. These, in contrast to gelatin bands substantially higher operating temperatures in starch bands are problematic for many products. This applies to sensitive active ingredients but also to the preparation (galenics), which should not change due to the effect of temperature with regard to viscosity, and phases (emulsions, suspensions).
Aus der US-A-4 662 155 ist ein Rotary-Die-Verfahren für Gelatinekapseln und ein entsprechender Füllkeil bekannt, wobei das Füllgut mit Hilfe eines Inertgases vor dem eventuell schädlichen Einfluss von Luft geschützt werden kann. Dazu weist der Füllkeil zum Zufuhrkanal etwa parallele zur Keiloberfläche hin verlaufende Kanäle auf.US Pat. No. 4,662,155 discloses a rotary die process for gelatine capsules and a corresponding filling wedge, in which the contents can be protected from the potentially harmful influence of air by means of an inert gas. For this purpose, the filling wedge to the supply channel approximately parallel to the wedge surface extending channels.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem unabhängig von der erforderlichen Betriebstemperatur für die Versiegelung der Kapseln die Einhaltung einer tiefen Füllguttemperatur möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Verfahren gelöst, das die Merkmale in Anspruch 1 aufweist. Es hat sich dabei überraschend gezeigt, dass trotz der engen räumlichen Verhältnisse im Füllkeil mit einer Reduktion der Wärmeübertragung hohe Temperaturdifferenzen zwischen Füllgut und Materialbänder aufrecht erhalten werden können.It is therefore an object of the invention to provide a method of the type mentioned, in which, regardless of the required operating temperature for the sealing of the capsules compliance with a deep product temperature is possible. This object is achieved according to the invention with a method having the features in
Die Wärmeübertragung kann dabei durch das Kühlmedium reduziert werden, das durch den Kühlkanal zwischen den Zufuhrkanal im Füllkeil und der Keiloberfläche geleitet wird. Es kann sich dabei um ein flüssiges oder um ein gasförmiges Kühlmedium handeln. Es wäre selbstverständlich auch denkbar, dass sich der Kühlkanal konzentrisch um jeden einzelnen Zufuhrkanal erstreckt, um eine möglichst intensive Wärmeabfuhr zu gewährleisten.The heat transfer can be reduced by the cooling medium, which is passed through the cooling channel between the feed channel in the filling wedge and the wedge surface. It may be a liquid or a gaseous cooling medium. It would of course also conceivable that the cooling channel extends concentrically around each supply channel to ensure the highest possible heat dissipation.
Das Kühlmedium kann in einem Kühlkreislauf zirkulieren und nach dem Durchströmen des Kühlkanals in einem Wärmetauscher wieder abgekühlt werden. Alternativ kann aber auch ein sich stets erneuerndes Kühlmedium wie z.B. Leitungswasser oder Umgebungsluft durch den Kühlkreislauf geleitet werden.The cooling medium can circulate in a cooling circuit and be cooled down again after flowing through the cooling channel in a heat exchanger. Alternatively, however, a constantly renewing Cooling medium such as tap water or ambient air to be passed through the cooling circuit.
Die Heizung des der Keiloberfläche zugewandten Bereichs des Füllkeils kann mit unterschiedlichen Heizeinrichtungen erfolgen. Erfolgt die Heizung mit einem flüssigen Heizmittel, wäre gar eine Koppelung mit dem Kühlkreislauf denkbar, indem die aufgeheizte Kühlflüssigkeit ganz oder teilweise zuerst dem Heizkreislauf zugeführt wird, bevor eine Abkühlung am Wärmetauscher erfolgt.The heating of the wedge surface facing portion of the filling wedge can be done with different heaters. If the heating with a liquid heating means, even a coupling with the cooling circuit would be conceivable by the heated coolant is completely or partially supplied to the heating circuit before cooling takes place at the heat exchanger.
Bei extrudierten Materialbändern aus einer Stärkemasse hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der dem Zufuhrkanal zugewandte Bereich des Füllkeils auf einer Betriebstemperatur von weniger als 50° C gehalten wird und wenn ausserdem die Temperaturdifferenz zwischen dem dem Zufuhrkanal zugewandten Bereich und dem der Keiloberfläche zugewandten Bereich des Füllkeils wenigstens 10° C beträgt.In the case of extruded material strips of a starch composition, it has proved to be particularly advantageous if the region of the filling wedge facing the feed channel is kept at an operating temperature of less than 50 ° C. and, in addition, if the temperature difference between the region facing the feed channel and the region facing the wedge surface the filling wedge is at least 10 ° C.
Die Erfindung betrifft auch einen Füllkeil für eine Maschine zum Herstellen von Kapseln, insbesondere von Weichkapseln, der die Merkmale in Anspruch 8 aufweist. Mit einem derartigen Füllkeil lässt sich das eingangs beschriebene Verfahren besonders einfach durchführen. Die thermische Trennung am Füllkeil lässt sich durch den wenigstens einen wärmedämmenden Hohlraum erreichen der sich flächig über die Breite des Füllkeils erstreckt. Der Hohlraum kann dabei als Kühlkanal ausgebildet sein, der an eine Kühlmittelquelle angeschlossen ist. Der Hohlraum kann dabei Bestandteil eines Kühlkreislaufs sein, wobei die abgeführte Wärme immer wieder an einen Wärmetauscher abgegeben wird.The invention also relates to a filling wedge for a machine for producing capsules, in particular of soft capsules, having the features in
Durch den Kühlkanal kann entweder ein flüssiges oder ein gasförmiges Kühlmittel durchgeleitet werden. Je nach Strömungsgeschwindigkeit und Wahl des Kühlmittels können ganz unterschiedliche Temperatursegmente abgedeckt werden. Denkbare Kühlmittel wären z.B. Öl, Wasser, Glycole oder Stickstoff.Through the cooling channel, either a liquid or a gaseous coolant can be passed. Depending on the flow velocity and choice of coolant can be covered quite different temperature segments. Conceivable coolants would be eg oil, water, glycols or nitrogen.
Der wärmedämmende Hohlraum könnte zur Reduktion der Wärmeleitfähigkeit, aber auch vor Gebrauch evakuiert werden oder er könnte mit speziellen Gasen gefüllt werden, um die Isolationswirkung zu verbessern.The heat-insulating cavity could be evacuated to reduce the thermal conductivity, but also before use or it could be filled with special gases to improve the insulating effect.
Es hat sich ausserdem als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn neben einem an eine Kühlmittelquelle angeschlossenen Hohlraum wenigstens ein weiterer passiver Hohlraum angeordnet ist. Dieser zusätzliche Hohl- oder Freiraum bildet eine weitere Trennung zwischen der beheizten Keiloberfläche und dem kühlen Zentrum. Die Masse des Füllkeils wird dabei auf die absolut notwendige Wandstärke beschränkt. Um trotz dieser Hohlräume eine ausreichende mechanische Festigkeit und eine gleichbleibende Geometrie des Füllkeils zu gewährleisten, kann der Füllkeil auf der der Keilspitze abgewandten Seite mit einer massiven Deckplatte verschraubt sein.It has also proved to be particularly advantageous if, in addition to a cavity connected to a coolant source, at least one further passive cavity is arranged. This additional hollow or free space forms a further separation between the heated wedge surface and the cool center. The mass of the filling wedge is limited to the absolutely necessary wall thickness. In order to ensure a sufficient mechanical strength and a consistent geometry of the filling wedge despite these cavities, the filling wedge may be screwed to the side facing away from the wedge tip with a solid cover plate.
Als sehr vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn die Heizeinrichtung so weit wie möglich weg von den Zufuhrkanälen und so nahe wie möglich an die Keiloberfläche verlegt wird. Dies ist besonders vorteilhaft möglich, mit einer flächigen, elektrischen Widerstandsheizung, welche sich unmittelbar in oder unter der Keiloberfläche erstreckt. Das Prinzip einer derartigen Heizung entspricht etwa demjenigen der Heckscheibenheizung bei Autos. Die Heizdrähte oder Heizbahnen können unmittelbar unter der Gleitteflonschicht der Keiloberfläche verlegt werden.It has also proved to be very advantageous if the heating device is moved as far away as possible from the supply channels and as close as possible to the wedge surface. This is particularly advantageous possible, with a flat, electrical resistance heating, which extends directly in or below the wedge surface. The principle of such a heater corresponds approximately to that of the rear window heating in cars. The heating wires or heating tracks can be laid directly under the sliding layer of the wedge surface.
Vorteilhaft ist ferner die Anordnung wenigstens eines Temperatursensors am Füllkeil, über den die Heizleistung der Heizeinrichtung und/oder die Kühlleistung der Kühleinrichtung regelbar ist.Also advantageous is the arrangement of at least one temperature sensor on the filling wedge, via which the heating power of the heating device and / or the cooling capacity of the cooling device can be regulated.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend genauer beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1:
- Eine schematische Darstellung einer Rotary-Die-Maschine,
- Figur 2:
- eine schematische Darstellung eines Füllkeils an einer Rotary-Die-Maschine,
- Figur 3:
- eine perspektivische Darstellung eines geschnittenen ersten Ausführungsbeispiels eines Füllkeils,
- Figur 4:
- eine perspektivische Darstellung eines geschnittenen zweiten Ausführungsbeispiels eines Füllkeils,
- Figur 5:
- eine schematische Darstellung eines geschnittenen Füllkeils mit Kühlkreislauf und Heizeinrichtung,
- Figur 6:
- ein Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Füllkeils mit angehobener Deckplatte,
Figur 7- der Füllkeil gemäss
Figur 6 mit abgesenkter Verschlussplatte, Figur 8- eine Seitenansicht auf den Füllkeil gemäss
Figur 3 mit der Anschlussplatte für Kühlmittel, und - Figur 9
- eine Draufsicht auf den Füllkeil gemäss
Figur 8.
- FIG. 1:
- A schematic representation of a rotary die machine,
- FIG. 2:
- a schematic representation of a filling wedge on a rotary die machine,
- FIG. 3:
- a perspective view of a cut first embodiment of a filling wedge,
- FIG. 4:
- a perspective view of a sectioned second embodiment of a filling wedge,
- FIG. 5:
- a schematic representation of a cut filling wedge with cooling circuit and heater,
- FIG. 6:
- a cross section through a third embodiment of a filling wedge with raised cover plate,
- FIG. 7
- the filling wedge according to FIG. 6 with lowered closure plate,
- FIG. 8
- a side view of the filling wedge according to Figure 3 with the connection plate for coolant, and
- FIG. 9
- a plan view of the filling wedge according to Figure 8.
Figur 1 zeigt eine Rotary-Die-Maschine 16, wie sie für die Verarbeitung von zwei endlosen Materialbändern 2, 2' aus thermoplastischer Stärke eingesetzt wird. Die Materialbänder werden dabei an den Extrudern 17, 17' aus Schlitzdüsen extrudiert und mit je einem Walzenpaar 18, 18' abgezogen und auf die richtige Dicke gewalzt. Aus einem Füllguttank 19 wird flüssiges, pastöses oder in bestimmten Fällen auch pulverförmiges Füllgut über einen Füllkeil 4 zwischen die Materialbänder eingeführt, welche an den Formwalzen 3, 3' zu Kapseln 1 verformt werden.FIG. 1 shows a
Der an sich bekannte Verkapselungsvorgang ist in Figur 2 noch etwas genauer dargestellt. Die beiden gegensinnig rotierenden Formwalzen 3, 3' verbinden die auf Schmelztemperatur gebrachten Materialbänder 2, 2' zu nahtlosen Kapseln 1, wobei diese gleichzeitig vom verbleibenden Materialband oder Netz 22 abgetrennt werden. Der Füllkeil 4 mit dem Zufuhrkanal 5 ist im Zwickel der beiden Formwalzen angeordnet und reicht bis in die sich schliessenden Kapseln. Das Füllgut 6 im Füllguttank 19 wird über eine Dosierpumpe 21 zugeführt, wobei an einem Dosierventil 20 die Menge eingestellt werden kann.The encapsulation process known per se is shown in more detail in FIG. The two oppositely rotating forming
Handelt es sich beim Füllgut um eine pulverförmige Substanz, so tritt anstelle der Dosierpumpe ein spezieller Zufuhrmechanismus, wie z.B. in der JP-A-10-211257 beschrieben. Selbstverständlich ist es auch möglich, aus mehr als zwei Materialbändern mehrteilige Kapseln herzustellen, wobei die einzelnen Kammern der Kapseln mit unterschiedlichem Füllgut gefüllt werden können. Ein derartiges Herstellungsverfahren wird z.B. in der WO 00/28976 beschrieben.If the filling material is a powdery substance, then instead of the metering pump, a special feeding mechanism is used, as described, for example, in JP-A-10-211257. Of course, it is also possible to produce multi-part capsules from more than two material bands, wherein the individual chambers of the capsules can be filled with different contents. Such a production process is described, for example, in WO 00/28976.
Der Füllkeil 4 gemäss Figur 3 weist konkave, dem Aussenmantel der Formwalzen angepasste Keiloberflächen 12, 12' auf. Diese Oberflächen sind vorzugsweise mit einer Teflonbeschichtung versehen. Eine Mehrzahl von Zufuhrkanälen 5 erstreckt sich bis gegen die Spitze des Füllkeils. Zwischen diesen Zufuhrkanälen und den Keiloberflächen ist auf beiden Seiten je ein flächiger Kühlkanal 8, 8' angeordnet. Nahe an den Keiloberflächen sind Bohrungen angeordnet, die sich über die ganze Breite des Füllkeils erstrecken und die mit Heizpatronen 13 gefüllt werden können. Ebenfalls im Bereich der Keiloberflächen sind Temperatursensoren 15 angeordnet.The filling
Die Zufuhrkanäle 5 sind von den Heizpatronen 13 zusätzlich noch durch stufenartige Hohlräume 7, 7' abgetrennt. Um die mechanische Stabilität zu gewährleisten, ist auf den Füllkeil eine Deckplatte 23 aufgeschraubt. Diese bildet gleichzeitig den oberen Abschluss der Kühlkanäle 8, 8' und der Hohlräume 7, 7', enthält jedoch Bohrungen, welche die Zufuhrkanäle 5 freilegen.The
Die Kühlkanäle 8, 8' können von einem flüssigen Kühlmittel durchströmt werden. Die Hohlräume 7, 7' bilden eine natürliche Barriere für die Wärmeübertragung, wobei es selbstverständlich denkbar wäre, auch über die Hohlräume Wärme abzutransportieren, z.B. durch das Einblasen von Umgebungsluft mit einem Ventilator. Mit Hilfe dieser, die Wärmeübertragung reduzierenden Mittel ist es ersichtlicherweise möglich, eine relativ hohe Temperaturdifferenz zwischen den Keiloberflächen 12, 12' und den Zufuhrkanälen 5 aufrecht zu erhalten und damit auch temperaturempfindliche Füllgüter zu verarbeiten. Die Temperaturdifferenz zwischen Füllgut (25° C) und Keiloberfläche (80° C) kann somit >50° C betragen.The
Der Füllkeil gemäss Figur 4 ist ähnlich aufgebaut, wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3. Die Aufheizung der Keiloberflächen 12, 12' erfolgt jedoch nicht über Heizpatronen, sondern über eine flächige Widerstandsheizung 14, welche direkt an der Keiloberfläche angeordnet ist. Es kann sich dabei um mäanderförmig angeordnete Heizbahnen handeln, welche auf geeignete Weise aufgebracht werden können. Durch diese Massnahme wird die Heizquelle noch weiter entfernt von den Zufuhrkanälen 5 und die Wärme der Heizeinrichtung wird unmittelbar dort abgegeben, wo sie benötigt wird, nämlich an den Keiloberflächen 12, 12'. Durch den wegfall der Heizpatronen kann die Querschnittsform des Füllkeils anders gestaltet werden und es ist insbesondere möglich, den Hohlraum 7 wesentlich grösser auszubilden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist kein zusätzlicher Kühlkanal mehr vorgesehen und die Kühlung erfolgt ausschliesslich über den Hohlraum 7. Auf der Keilinnenwand kann zusätzlich noch eine Isolationsschicht 35 aufgebracht sein. Alternativ könnte der Füllkeil auch massiv ausgebildet sein, wobei anstelle des Hohlraums 7 ein Labyrinth von Kühlmittelbohrungen treten würde. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 ist im übrigen auch der Temperatursensor 15 unmittelbar in die Keilspitze verlegt.The filling wedge according to FIG. 4 has a similar structure as in the exemplary embodiment according to FIG. 3. However, the heating of the wedge surfaces 12, 12 'does not take place via heating cartridges, but via a
Figur 5 zeigt schematisch das Zusammenwirken des Füllkeils 4 mit den Mitteln zum Heizen bzw. Kühlen. Der Kühlholraum 7 ist in einen Kühlkreislauf 9 integriert, der aus einer Kühlmittelquelle 11 mit Kühlmittel 10 versorgt wird. Die Umwälzung erfolgt über eine Kühlmittelpumpe 24. Zur Rückkühlung des aufgewärmten Kühlmittels ist ein Wärmetauscher 25 vorgesehen. Die Kühlmittelpumpe 24 kann über die im Füllkeil angeordneten Temperatursensoren 15 angesteuert werden.Figure 5 shows schematically the interaction of the filling
Die elektrischen Widerstandsheizungen 14 auf den Keiloberflächen sind an einen Stromkreis 26 angeschlossen, der über einen Transformator 27 mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Stromzufuhr kann ebenfalls über die Temperatursensoren 15 geregelt oder gesteuert werden.The
Beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 6 und 7 ist die Verschlussplatte 31 als Schieber ausgebildet, der an den Vertikalführungen 29 in Pfeilrichtung a angehoben und abgesenkt werden kann. Am Schieber sind einzelne Einspritzrohre 30 angeordnet, über welche die Zufuhr des Füllguts erfolgt. Jedes Einspritzrohr ist an seinem Ende mit einem konischen Dichtsitz versehen, der mit einem korrespondierenden Sitz 32 auf der Innenseite des Füllkeils zusammenwirkt. Von dort aus führt ein relativ kurzer Zufuhrkanal 5 auf beide Seiten zu den Keiloberflächen 12, 12'. Durch eine leichte Vorspannung der Einspritzrohre 30 ist am konischen Ventilsitz eine dichte Verbindung gewährleistet.In the embodiment according to Figures 6 and 7, the
Der die Einspritzrohre 30 umgebende Hohlraum 7 kann mit einem gasförmigen Kühlmedium beaufschlagt werden. Unmittelbar unter den Keiloberflächen 12, 12' sind erodierte Hohlräume 28 angeordnet, die ein flexibles Widerstandsheizelement aufnehmen können. Selbstverständlich könnten noch zustäzliche Bohrungen für ein flüssiges Kühlmittel im Füllkeil angeordnet sein.The
In der Betriebsstellung gemäss Figur 7 ist der Schieber 31 abgesenkt, womit der Kühlhohlraum 7 abgeschlossen wird. Auch die Verbindung am Zufuhrkanal 5 ist hergestellt. Beim Maschinenstop wird der Schieber gemäss Figur 6 sofort angehoben, womit auch eine thermische Entkoppelung zwischen den das Füllgut führenden Teilen und dem geheizten Rest des Füllkeils stattfindet. Das in den Zufuhrleitungen stillstehende Füllgut wird dadurch nicht unnötig erwärmt.In the operating position according to FIG. 7, the
Die Figuren 8 und 9 zeigen eine Möglichkeit, wie über eine seitlich angeordnete Anschlussplatte 33 flüssiges Kühlmittel zu den schmalen, schachartig ausgebildeten Kühlkanälen 8, 8' geführt werden kann. Die Anschlussplatte 33 wird über geeignete Befestigungsmittel seitlich an den Füllkeil 4 angeschraubt. Ein System von Kühlbohrungen 34 stellt die Verbindung her zu den seitlich freiliegenden Kühlkanälen 8, 8'. Gegen oben werden die Kühlkanäle durch die hier nicht dargestellte Deckplatte abgedichtet. An beiden Stirnseiten des Füllkeils können derartige Verteilplatten angeordnet sein.FIGS. 8 and 9 show a possibility of how liquid coolant can be guided via a laterally arranged
Claims (16)
- Rotary die process for manufacturing capsules (1), in particular soft.capsules, in which at least two material strips (2, 2') are brought together by means of counter-running forming rolls (3, 3') and formed into capsules, a filling material (6) being introduced via a filling wedge (4), which is arranged in the drawing-in region of the forming rolls, through at least one feed channel (5) between the material strips closing to form capsules, characterized in that, between the feed channel (5) and at least one wedge surface (12, 12') facing the material strip, the heat transfer is reduced by active means such that a cooling medium (10) is passed through at least one cooling channel (8) between the feed channel (5) and the wedge surface, wherein the cooling channel extends two-dimensionally over the width of the filling wedge.
- Process according to Claim 1, characterized in that the cooling medium (10) is circulated in a cooling cycle (9) and, after flowing through the cooling channel (8), is cooled down again in a heat exchanger (25).
- Process according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the region of the filling wedge (4) facing the wedge surface (12, 12') is heated by means of a heating device (13, 14).
- Process according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the region of the filling wedge (4) facing the feed channel (5) is kept at an operating temperature of less than 50°C.
- Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that with the aid of the cooling medium, a temperature difference between the region of the filling wedge facing the feed channel and the region of the filling wedge facing the wedge surface of at least 10°C is maintained.
- Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the material strips (2, 2') consist of a composition containing starch and in that they are formed by extrusion before being drawn between the forming rolls (3, 3').
- Process according to Claim 6, characterized in that the melting temperature for bonding the two material webs between the form rollers is at least 50°C.
- Filling wedge (4) for a machine (16) for manufacturing capsules, in particular soft capsules, by the rotary die process with two preferably concave wedge surfaces (12, 12') and with at least one feed channel (5), running between the wedge surfaces, for discharging filling material (6), characterized in that at least one heat-insulating hollow space (7, 8) reducing the heat transfer is arranged between the feed channel (5) and at least one wedge surface (12, 12') wherein the hollow space extends two-dimensionally over the width of the filling wedge.
- Filling wedge according to Claim 8, characterized in that the hollow space is a cooling channel (8), which can be connected to a coolant source (11).
- Filling wedge according to Claim 9, characterized in that the hollow space (8) is a component part of a cooling cycle (9) which can be connected to at least one heat exchanger (25).
- Filling wedge according to one of Claims 8 to 10, characterized in that, along with the hollow space (8) that can be connected to a coolant source, there is arranged at least one further hollow space (7).
- Filling wedge according to one of Claims 8 to 11, characterized in that a heating device (13, 14) is arranged between the hollow space reducing the heat transfer and the wedge surface (12, 12').
- Filling wedge according to Claim 12, characterized in that the heating device is at least one heating cartridge (13) arranged in a bore.
- Filling wedge according to Claim 13, characterized in that the heating device is at least one two-dimensional, electrical resistance heater which extends directly in or under the wedge surface (12, 12').
- Filling wedge according to one of Claims 12 to 14, characterized in that at least one temperature sensor (15), by means of which the heating output of the heating device and/or the cooling output of a cooling device can be regulated, is arranged at the filling wedge.
- Machine (16) for manufacturing capsules, in particular soft capsules, by the rotary die process with at least one filling wedge (4) according to one of Claims 8 to 15 and with at least two counter-rotatable forming rolls for bringing together at least two material strips (2, 2') and forming them into capsules.
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