ES2242371T3 - Procedimiento para producir un cuerpo moldeado que contiene almidon, masa homogeneizada que contiene almidon y dispostivo para prooducir una capsula blanda. - Google Patents
Procedimiento para producir un cuerpo moldeado que contiene almidon, masa homogeneizada que contiene almidon y dispostivo para prooducir una capsula blanda.Info
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Abstract
Procedimiento para producir un cuerpo moldeado que contiene almidón, especialmente una cápsula blanda con envoltura de cápsula de una sola pieza, caracterizado por las siguientes etapas: a) Convertir, mediante fusión y amasado, una mezcla que contiene al menos un almidón nativo o químicamente modificado con un contenido en amilopectina superior o igual al 50% en peso referido al peso del almidón anhidro, agua, y al menos un plastificante orgánico, de modo que el contenido en plastificante orgánico esté en un intervalo de desde el 37% en peso hasta el 50% en peso referido al peso del almidón anhidro, en una masa fundida termoplástica homogeneizada en un primer equipo de tratamiento; b) opcionalmente producir un producto intermedio que pueda almacenarse, especialmente un granulado, tras enfriamiento de la masa fundida homogeneizada, y posteriormente fundir el producto intermedio en un segundo equipo de tratamiento; c) producir por lo menos un cordón de material, especialmente una películaextruida, a la salida del primer u opcionalmente segundo equipo de tratamiento, d) transformar el cordón de material para dar un cuerpo moldeado en un procedimiento de moldeo continuo o intermitente; e opcionalmente secar el cuerpo moldeado, de modo que las etapas a) a c) se llevan a cado de manera que en la etapa d) el valor del índice de Staudinger de la masa que forma el cordón de material sea de al menos 40 ml/g, preferiblemente de al menos 50 ml/g e incluso más preferiblemente de al menos 60 ml/g.
Description
Procedimiento para producir un cuerpo moldeado
que contiene almidón, masa homogeneizada que contiene almidón y
dispositivo para producir una cápsula blanda.
La invención se refiere a un procedimiento para
producir un cuerpo moldeado que contiene almidón, a una masa
homogeneizada que contiene almidón y a un dispositivo para producir
una cápsula blanda según los preámbulos de las reivindicaciones
independientes.
Desde hace tiempo, los cuerpos moldeados de
materiales biodegradables tienen un interés extraordinario por
motivos de protección ambiental. Como consecuencia de la
problemática debida a la BSE (Encefalopatía Espongiforme Bovina),
las cápsulas con una envoltura de cápsula de materiales sin gelatina
cobran especialmente importancia para la administración de
sustancias farmacéuticamente activas.
En una serie de publicaciones se describe la
producción de cápsulas de dos piezas de almidón, como por ejemplo en
los documentos EP 118 240 y US 4.738.724. Las cápsulas de dos piezas
se prefabrican en un procedimiento de moldeo por inyección como
envoltura de dos piezas y, opcionalmente tras almacenamiento
temporal, se llenan con principios activos de alta viscosidad o
sólidos. Debido a las fugas del compuesto de las piezas, las
cápsulas de dos piezas no son adecuadas para líquidos de baja
viscosidad. Además, el proceso de producción de una cápsula de dos
piezas rellena es costoso y caro, ya que las etapas de trabajo de
producir y llenar la envoltura de cápsula se llevan a cabo de manera
separada.
Para sustancias contenidas de cápsulas que pueden
bombearse, en el sentido más amplio líquidas, se han logrado
cápsulas con una envoltura de cápsula de una sola pieza de gelatina
que pueden producirse mediante un procedimiento continuo que puede
automatizarse. En este sentido, la producción de la envoltura de
cápsula y el llenado de las mismas se producen en una única etapa de
trabajo. En este procedimiento continuo de una etapa, se fabrican
piezas moldeadas a las que las envolturas de cápsulas pueden unirse
durante y tras el llenado mediante termosoldado de los cantos
externos de las piezas moldeadas. La fabricación de piezas moldeadas
se produce o bien por medio de formas que pueden desmontarse o
montarse, como por ejemplo en el proceso de Norton, Banner y
Schering o bien por medio de cilindros de moldeo rotatorios, como se
realiza por ejemplo en el proceso Rotary-Die
(proceso con cilindros rotatorios) y en el procedimiento Accogel
("Die Kapsel" Fahrig/Hofer-Herausgeber,
Stuttgart, 1983; Lachmann/Liebermann/Kanig, "The Theory and
Practice of Industrial Pharmacy"; 3ª Edición, Filadelfia 1986).
El llenado tiene lugar con ayuda de bombas de dosificación que
dispensan una cantidad definida de principio activo durante el
troquelado y el termosoldado de las piezas moldeadas para formar una
envoltura de cápsula de una sola pieza. El termosoldado, es decir,
la formación de juntas, tiene lugar generalmente mediante presión y
calor. Los costes de producción se reducen considerablemente en
comparación con la producción de cápsulas de dos piezas.
El documento US 5.342.626 describe la producción
de cápsulas en el procedimiento Rotary-Die, de modo
que el material de envoltura de cápsula consta, entre otros, de
carragenano, gomas de manano, como por ejemplo galacto y
glucomanano, gelán o mezclas entre ellos. Sin embargo, estos
biopolímeros vegetales macromoleculares son inaceptables por motivos
de costes, ya que las materias primas son demasiado caras.
El proceso de producción de cápsulas de una sola
pieza plantea al material de envoltura de cápsula una serie de
exigencias. Uno de los requisitos previos principales es la aptitud
del material de envoltura de cápsula para formar cintas "sin
fin" de alta elasticidad con una resistencia suficiente. La
envoltura de cápsula debe disolverse rápidamente, según se necesite,
en el tracto gastrointestinal para poder liberar los principios
activos. El material de envoltura de cápsula debe ser termosoldable.
Las moléculas del material que forma las piezas moldeadas,
especialmente las macromoléculas de polímeros, deben penetrar de
manera idónea en el punto de junta para garantizar una estabilidad
suficiente del punto de junta. La gelatina cumple todas estas
condiciones casi de manera idónea y hasta la fecha no podía
sustituirse como material para envolturas de cápsulas de una sola
pieza.
Desde el punto de vista de la disponibilidad y
los costes, el almidón también es un material de partida deseable
para la producción de envolturas de cápsulas de una sola pieza.
Ya se ha descrito varias veces la producción de
películas de almidón, pero la combinación de propiedades que una
película de almidón de este tipo debe presentar para la producción
de envolturas de cápsulas de una sola pieza no se había alcanzado
hasta la fecha.
El documento EP 474 705 describe un procedimiento
para la producción de cuerpos moldeados de almidón mediante
extrusión de una masa fundida de almidón. La masa fundida de almidón
contiene almidón con un contenido en amilosa superior al 50% y
agregados. El agua se elimina de la masa fundida antes, durante y/o
tras la extrusión mediante la aplicación de presión baja. Las
láminas extruidas a partir de este material presentan un
alargamiento a la rotura de entre el 80 y el 200%. Los almidones con
alto contenido en amilosa no son adecuados como material de
envoltura de cápsula, ya que la tendencia de las cadenas de amilosa
a la retrogradación obstaculiza una rápida disolución de la
envoltura de cápsula.
El documento EP 0 397 819 da a conocer un
procedimiento para producir almidón que puede tratarse de manera
termoplástica, de modo que la proporción cristalina en el almidón
sea inferior al 5%. El procedimiento consiste en mezclar almidón
nativo con al menos el 10% en peso de un agregado que posee un
parámetro de solubilidad de al menos 30,7 (MPa)^{1/2}. La
mezcla se convierte en una masa fundida con aporte de calor en un
intervalo de temperatura de entre 120ºC y 220ºC. El contenido en
agua del almidón se reduce ya en la masa fundida a menos del 5%. La
masa molecular del almidón utilizado es antes de la conversión en el
estado termoplástico superior a 1.000.000 Dalton, preferiblemente de
entre 3.000.000 Dalton y 10.000.000 Dalton. Aunque este
procedimiento proporciona un almidón termoplástico con buena
procesabilidad para dar cuerpos moldeados que presentan una
resistencia suficiente, sin embargo, el alargamiento a la rotura de
los cuerpos moldeados producidos con este almidón termoplástico
alcanza solamente valores de entre el 40 y el 55%. Por tanto, la
elasticidad de las películas de almidón es demasiado baja para la
producción de envolturas de cápsulas de una sola pieza en un
procedimiento continuo y conduce a una fractura de las piezas
moldeadas en la producción o a grietas en la cápsula terminada.
Además, la película de almidón que se produce
según el procedimiento dado a conocer en el documento EP 397 819, no
muestra la termosoldabilidad o resistencia de la junta que
satisfarían los requisitos de calidad de las envolturas de cápsulas
de una sola pieza.
El documento EP 304 401 también describe un
procedimiento para la producción de objetos moldeados de almidón. La
masa fundida de almidón termoplástica necesaria para ello se produce
a partir de un almidón previamente tratado. La desestructuración
(destrucción de las regiones cristalinas) del almidón nativo y la
homogenización subsiguiente (conversión al estado termoplástico)
tiene lugar respectivamente a temperaturas de entre 120ºC y 190ºC en
un recipiente cerrado con un contenido en agua de entre el 10 y el
20%. El alargamiento a la rotura de las películas de almidón
producidas según este procedimiento no es suficiente para la
producción de envolturas de cápsulas de una sola pieza en un
procedimiento continuo. Además, las películas de almidón muestran
también una termosoldabilidad y resistencia de la junta
insuficientes.
El documento EP 0 542 155 da a conocer masas
moldeadas biodegradables que son adecuadas, entre otros, para la
producción de películas. Las masas moldeadas contienen derivados de
celulosa, además del almidón tratable de manera termoplástica. Sin
embargo, el alargamiento a la rotura no excede del valor del 85%, lo
que no es suficiente para la producción de envolturas de cápsulas de
una sola pieza en procedimiento continuo. La termosoldabilidad de
las películas es insuficiente. Muchas de las mezclas poliméricas
dadas a conocer en el documento EP 542 155 contienen sustancias que
no están permitidas en aplicaciones farmacéuticas y en
alimentos.
El documento WO 97/35537 da a conocer cápsulas de
una sola pieza que contienen almidón gelificado producidas por medio
de cilindros de moldeo rotatorios. La enseñanza dada a conocer allí
del grabado parcial de la superficie de la película se ha demostrado
desventajosa para la producción de cápsulas de una sola pieza, en
cuanto a la estabilidad durante el transporte y la presión (al sacar
las cápsulas apretando los envases tipo blister), ya que mediante
esto las envolturas de cápsulas se volverán demasiado blandas y
flexibles en la zona del punto de junta.
El objetivo de la presente invención es evitar
las desventajas del estado de la técnica.
Especialmente, el objetivo de la presente
invención consiste en poner a disposición un procedimiento para la
producción de cuerpos moldeados sin gelatina.
Otro objetivo consiste en producir una mezcla que
contiene almidón, que pueda tratarse para dar envolturas de cápsulas
de una sola pieza por medio de un procedimiento semicontinuo o
continuo, especialmente por medio del proceso
Rotary-Die.
Otro objetivo consiste en producir cápsulas
blandas de una sola pieza basadas en almidón, de modo que la
película de almidón debe presentar un alargamiento a la rotura de al
menos el 100% para la producción de la envoltura de cápsula.
Otro objetivo consiste en producir películas de
almidón con buena termosoldabilidad.
Otro objetivo consiste en producir, en un
procedimiento continuo, cápsulas de almidón con envoltura de cápsula
de una sola pieza que ni muestren fugas, especialmente en el punto
de junta, ni cambios en la velocidad de disolución de la envoltura
de cápsula tras un periodo de almacenamiento de un año.
Estos objetivos se alcanzan mediante las
características de las reivindicaciones independientes.
Especialmente, se alcanzan mediante un
procedimiento para producir un cuerpo moldeado que contiene almidón,
especialmente una cápsula blanda con envoltura de cápsula de una
sola pieza, de modo que el procedimiento comprende las siguientes
etapas
a Convertir, mediante fusión y amasado, una
mezcla que contiene al menos un almidón nativo o químicamente
modificado con un contenido en amilopectina superior o igual al 50%
en peso referido al peso del almidón anhidro, agua, y al menos un
plastificante orgánico, de modo que el contenido en plastificante
orgánico esté en un intervalo de desde el 37% en peso hasta el 50%
en peso referido al peso del almidón anhidro, en una masa fundida
termoplástica homogeneizada en un primer equipo de tratamiento;
b opcionalmente producir un producto intermedio
que pueda almacenarse, especialmente un granulado, tras enfriamiento
de la masa fundida homogeneizada, y posteriormente fundir el
producto intermedio en un segundo equipo de tratamiento;
c producir por lo menos un cordón de material,
especialmente una película extruida, a la salida del primer u
opcionalmente segundo equipo de tratamiento,
d transformar el cordón de material para dar un
cuerpo moldeado en un procedimiento de moldeo continuo o
intermitente;
e opcionalmente secar el cuerpo moldeado,
de que modo las etapas a) a c) se
llevan a cado de manera que en la etapa d) resulte un valor del
índice de Staudinger [\eta] de la masa que forma el cordón de
material de al menos 40 ml/g, preferiblemente de al menos 50 ml/g e
incluso más preferiblemente de al menos 60
ml/g.
La mezcla utilizada en la etapa a) contiene el
almidón, preferiblemente en un intervalo en peso de desde el 45
hasta el 80% en peso, referido al peso total de la mezcla.
El término "de una sola pieza" debe
entenderse para diferenciarse de las cápsulas de dos piezas, que se
producen mediante introducción y/o pegado de dos piezas de cápsula
con cantos externos superpuestos. La envoltura de cápsula de una
sola pieza puede formarse completamente sin punto de junta, o bien
con punto de junta termosoldado, cuando se forma a partir de piezas
moldeadas.
En una forma de realización preferida, la mezcla
utilizada en la etapa a) contiene adicionalmente un lubricante y
agente de desmoldeo interno, que se selecciona del grupo que
consiste en lecitinas, mono, di o triglicéridos de ácidos grasos
alimentarios, ésteres de poliglicerina de ácidos grasos
alimentarios, ésteres de polietilenglicol de ácidos grasos
alimentarios, sucroésteres de ácidos grasos alimentarios y ácidos
grasos alimentarios.
El lubricante y el agente de desmoldeo están
contenidos en la mezcla preferiblemente en un intervalo de desde el
0 hasta el 4% en peso referido al peso total de la mezcla.
Preferiblemente, se añade a la mezcla del 0,5 al 2% en peso e
incluso más preferiblemente del 0,8 al 1,5% en peso.
En una forma de realización preferida, la mezcla
utilizada en la etapa a) contiene monoestearato de glicerina y
lecitina en una razón en peso de 1:1,5, preferiblemente de 1:1,2 e
incluso más preferiblemente de 1:1,0. El monoestearato de glicerina
y la lecitina actúan en esta razón en peso de manera muy ventajosa
tanto sobre la termosoldabilidad como sobre la resistencia de la
junta de soldadura.
Por ácidos grasos alimentarios se entienden los
ácidos monocarboxílicos que proceden de grasas naturales como
componentes ácidos de los triglicéridos. Presentan un número par de
átomos de C y tienen un esqueleto de carbono no ramificado. La
longitud de cadena de los ácidos grasos varía desde 2 hasta 26
átomos de C. Un gran grupo de ácidos grasos son los ácidos grasos
saturados.
El término cápsula blanda debe entenderse como
producto de los procedimientos de producción de una etapa continuos
y semicontinuos usuales, presentados en la bibliografía para
cápsulas de una sola pieza. En este sentido, sirve menos para
diferenciar el contenido en plastificante, ya que también las
cápsulas duras, como denominación para las cápsulas de dos piezas
unidas, pueden presentar un contenido en plastificante de hasta el
12% referido a la masa total.
Por el término almidón deben entenderse almidones
nativos, así como almidones física y/o químicamente modificados.
Para la mezcla utilizada en la etapa a) del procedimiento según la
invención, son adecuados todos los almidones, cuyo contenido en
amilopectina sea superior al 50% referido al peso total del almidón
anhidro, independientemente de la planta del que se obtuvo. El
almidón de patata ha demostrado ser especialmente adecuado para el
procedimiento (descrito en el presente documento).
En otra forma de realización preferida, en cuanto
al almidón se trata de almidón pregelatinizado. En suspensiones
acuosas de almidón se produce, por encima de una temperatura típica
para cada tipo de almidón, una "solución" tras alcanzar un
grado de hinchamiento máximo, es decir, una disgregración
irreversible de las moléculas. Este proceso también se denomina
"gelatinización". La gelatinización, es decir, el hinchamiento
irreversible a temperatura más alta para dar hasta 40 veces el
volumen inicial, se basa en una absorción de agua y disolución
paulatina de enlaces de puentes de hidrógeno, que posibilita una
hidratación adicional hasta la disgregración completa de la
estructura del grano de almidón.
La conversión de la mezcla que contiene almidón
al estado homogeneizado termoplástico en la etapa a), así como las
etapas de tratamiento siguientes b) y c), deben llevarse a cabo en
condiciones que impidan una degradación incontrolada de la masa de
amilosa y amilopectina para dar fragmentos cortos.
Los parámetros de tratamiento, como por ejemplo
temperatura, presión, tiempo de permanencia y potencia de la
amasadora, deben actuar simultáneamente durante las etapas a) a c),
de manera que el índice de Staudinger [\eta] de la masa
homogeneizada que forma el cordón de material sea en la etapa d) de
al menos 40 ml/g. En una forma de realización preferida, el índice
de Staudinger [\eta] es de al menos 50 ml/g e incluso más
preferiblemente de al menos 60 ml/g.
Mediante las etapas a) a c) debe producirse una
masa en la que ya no esté presente esencialmente ninguna región
cristalina en el almidón. Las regiones cristalinas conducen a
picaduras en el cordón de material extruido, es decir, a
inhomogeneidades en el material, que repercuten entonces de manera
especialmente desventajosa cuando el cordón de material es una
película extruida en la etapa c). Con "esencialmente ninguna
región cristalina" debe entenderse, que éstas se destruyan hasta
tal punto, que no pueda atribuirse un perjuicio de los parámetros
físicos relevantes del material extruido, en lo referente a la
transformación, a la existencia de regiones cristalinas.
Por el término "homogéneo" u
"homogeneizado" debe entenderse un material o una masa que
presenta en cada punto en el material esencialmente la misma
composición química y física y calidad. Mediante absorción de
humedad del aire puede llegarse a irregularidades insignificantes en
las superficies del material o de la pieza moldeada respectiva.
El índice de Staudinger [\eta] o también
viscosidad intrínseca está, dentro de una serie de homólogos
poliméricos, en la siguiente relación con la masa molecular con
respecto a la media en peso de la distribución de pesos
moleculares
[\eta] = K x
M^{\alpha}
de modo que \alpha es un
exponente dependiente de la forma de la molécula y el valor K es una
constante dependiente de la sustancia disuelta y del disolvente. El
índice de Staudinger es, dentro de una serie de homólogos
poliméricos, tanto más grande, cuanto mayor sea el peso molecular
del polímero para, por lo demás, parámetros invariables. La medición
del índice de Staudinger no puede ofrecer un cálculo de los pesos
moleculares
absolutos.
Sin aportar una aclaración exhaustiva, se cree
que el grado de polimerización de las moléculas de amilopectina
ramificadas del almidón utilizado se muestra como responsable en
primer lugar de la elasticidad del cordón de material producido en
la etapa d). El grado de polimerización o el peso molecular de la
amilopectina deberían ser suficientemente altos. Esto es
especialmente de gran importancia para una película con forma de
tira que se moldea en el procedimiento de una etapa para dar una
cápsula blanda.
Además de la elasticidad inherente de las
moléculas de amilopectina para un grado de polimerización
suficiente, también puede construirse un tipo de "red de
almidón" mediante enmarañamiento y entrecruzamiento mediante las
ramificaciones de las moléculas de amilopectina: pero las moléculas
de amilosa también pueden participar en esta "red de almidón"
si tienen un grado de polimerización suficientemente alto.
El proceso de transformación del cordón de
material para dar un cuerpo moldeado, especialmente la
transformación de una película extruida en una cápsula blanda de una
sola pieza con el procedimiento conocido en la técnica, requiere
alargamientos a la rotura del cordón de material, especialmente de
la película, de al menos el 100% a 25ºC y el 60% de humedad
relativa. En una forma de realización preferida, el alargamiento a
la rotura del cordón de material, especialmente de la película, es
de al menos el 160% e incluso más preferiblemente de al menos el
240%.
Pueden alcanzarse alargamientos a la rotura del
100% con la masa que contiene almidón producida mediante el
procedimiento según la invención, cuando el índice de Staudinger de
la masa sea de al menos 40 ml/g, preferiblemente de al menos 50 ml/g
e incluso más preferiblemente de al menos 60 ml/g.
Además del alargamiento a la rotura, la
resistencia máxima \sigma_{m} del cordón desempeña un papel
esencial en las características de los cuerpos moldeados producidos
a partir del mismo. La resistencia es de especial importancia
cuando, en el caso del cordón de material, se trata de una película
con la que se forma una envoltura de cápsula de una sola pieza en el
proceso de transformación. La resistencia \sigma_{m} del cordón
de material producido en la etapa c), especialmente de la película,
debe ser por lo menos de 2 MPa a 25ºC y el 60% de humedad relativa.
En una forma de realización preferida, se encuentran en un intervalo
de desde 3,5 MPa hasta 8 MPa e incluso más preferiblemente en un
intervalo de desde 4 MPa hasta 6,5 MPa.
La resistencia también está relacionada con el
índice de Staudinger [\eta]. Se encontró que \sigma_{m} del
cordón de material resultante de la etapa c) era tanto más grande,
cuanto mayor era el índice de Staudinger de la masa que forma el
cordón de material.
La sustitución química de los grupos hidroxilo
del almidón por enlaces éter, éster, vinilo y acetal puede ser
ventajosa, ya que favorece la formación de "redes de almidón".
Especialmente ventajosos son los derivados de hidroxipropilo del
almidón. Un derivado de hidroxipropilo del almidón con DS = 0,1 (DS
= Degree of Substitution (grado de sustitución)) muestra, además de
buenas propiedades para la formación de películas, también el
cumplimiento de los parámetros anteriormente citados.
Debido a que la etapa d) y la etapa e) tienen
lugar en condiciones que no provocan ninguna degradación adicional
de las moléculas de amilosa y amilopectina, las moléculas también
están presentes de manera inalterada, en lo referente a su grado de
polimerización (y por tanto a la viscosidad intrínseca de la masa
que forma las piezas moldeadas), en el cuerpo moldeado resultante y
especialmente en la envoltura de cápsula de la cápsula blanda.
El experto conoce la repercusión de los distintos
parámetros de tratamiento sobre la degradación de las moléculas de
almidón y por tanto en los cambios del índice de Staudinger. Así, a
temperaturas relativamente altas también puede evitarse una
degradación más extensa de las moléculas de almidón, si se mantienen
cortos los tiempos de permanencia de la masa que contiene almidón a
estas temperaturas.
En una forma de realización preferida, la
temperatura de la masa fundida en el primero y opcionalmente en el
segundo equipo de tratamiento, así como durante la producción del
cordón de material, no excede de 160ºC, preferiblemente de 120ºC e
incluso más preferiblemente de 90ºC. A 160ºC, especialmente el
procedimiento de disgregación en la etapa a) debería terminarse en
menos de 5 minutos, preferiblemente en menos de 3 minutos.
En otra forma de realización preferida, la
energía aportada mediante el amasado para la producción de la masa
fundida termoplástica homogeneizada en las etapas a) a c) no excede
de 0,3 kWh/kg, preferiblemente de 0,2 kWh/kg e incluso más
preferiblemente de 0,175 kWh/kg.
El contenido en plastificante de la mezcla
utilizada en la etapa a) está en un intervalo de desde el 30% en
peso hasta el 50% en peso e incluso más preferiblemente en un
intervalo de desde el 38% en peso hasta el 45% en peso referido al
peso del almidón anhidro.
Mediante la eliminación más extensa de oligómeros
sumamente degradados del almidón provocada mediante el control del
proceso, se logra que grandes cantidades de plastificantes, como se
prevé en los ejemplos de realización preferidos, se introduzcan en
la masa homogeneizada. Oligómeros, como por ejemplo maltodextrinas,
también desarrollarían en la masa fundida termoplástica o en su
producto resultante un efecto plastificante y ya no sería necesaria
la introducción adicional de mayores cantidades de "plastificante
externo" preferido.
Se utilizan preferiblemente aquellos
plastificantes que presentan un parámetro de solubilidad igual o
> 16,3
(Mpa)^{1/2}. Los plastificantes se seleccionan del grupo que consiste en polialcoholes, ácidos orgánicos, aminas, amidas de ácido y sulfóxidos. Se prefieren los polialcoholes. La glicerina ha demostrado ser el plastificante más adecuado.
(Mpa)^{1/2}. Los plastificantes se seleccionan del grupo que consiste en polialcoholes, ácidos orgánicos, aminas, amidas de ácido y sulfóxidos. Se prefieren los polialcoholes. La glicerina ha demostrado ser el plastificante más adecuado.
Se ha mostrado de manera sorprendente que el
contenido en glicerina en la mezcla utilizada en la etapa a) puede
sustituirse por agua en intervalos de peso determinados, sin que
conduzca a un empeoramiento de las características del cuerpo
moldeado producido en la etapa d). Especialmente, el alargamiento a
la rotura no se reduce por una sustitución de glicerina por agua en
una razón de 2:1 (2 partes de glicerina se sustituyen por una parte
de agua). Sin embargo, el contenido en glicerina es al menos del 12%
en peso referido al peso del almidón anhidro.
A la mezcla que se utiliza en la etapa a) puede
añadirse incluso, según las características necesarias del cuerpo
moldeado resultante en d) y e), al menos un agregado en un intervalo
de peso de desde el 3,5% en peso hasta el 15% en peso,
preferiblemente desde el 5% en peso hasta el 8% en peso, referido al
peso total de la mezcla. Los agregados se seleccionan del grupo que
consiste en carbonatos e hidrogenocarbonatos de iones alcalinos y
alcalinotérreos, otros adyuvantes de descomposición, cargas,
colorantes, antioxidantes, biopolímeros física y/o químicamente
modificados, especialmente polisacáridos y polipéptidos
vegetales.
La opacidad de la masa homogeneizada se consigue,
por ejemplo, preferiblemente con la adición de dióxido de titanio
como carga.
Como adyuvantes de descomposición, para una
rápida descomposición de la envoltura de cápsula, se añaden
preferiblemente carbonato de calcio y amilasas.
El grupo de biopolímeros física y/o químicamente
modificados comprende celulosa, especialmente celulosa parcialmente
hidroxipropilada, alginato, carragenano, galactomanano, glucomanano,
caseína.
La masa fundida de almidón homogeneizada puede
extruirse directamente en la etapa c) por medio de una boquilla de
ranura ancha para dar una película de almidón o cinta de almidón.
Sin embargo, la masa fundida también puede enfriarse, secarse y
tratarse para dar un granulado que puede almacenarse (con exclusión
de humedad). Este granulado puede almacenarse y está disponible para
un tratamiento posterior. Opcionalmente, también puede añadirse a la
masa fundida que va a tratarse para dar granulados sólo una
proporción de lubricantes o agentes de desmoldeo, plastificantes y
agregados necesarios. Puede renunciarse, por ejemplo, a la adición
de grasas animales y/o vegetales para evitar efectos de color no
deseados y éstas se mezclan solamente cuando se funde de nuevo el
granulado en el segundo equipo de tratamiento.
Las cintas extruidas se tratan directamente ahora
u opcionalmente se enrollan para el almacenamiento, usando láminas
plásticas como capa intermedia sobre los rodillos. En este sentido,
el polietileno ha demostrado ser el material en hojas más
adecuado.
La película de almidón según la invención puede
tratarse especialmente para la producción de cápsulas blandas en
todas las instalaciones conocidas en la técnica para la producción
de cápsulas de una sola pieza. Han demostrado ser especialmente
adecuadas las instalaciones continuas y especialmente el proceso
Rotary-Die. En este sentido, la pared de la cápsula
se termosuelda con acción de calor a partir de dos mitades de piezas
moldeadas, previamente cortadas de una película de almidón. Dos
"películas de almidón sin fin" se conducen mediante dos
rodillos o cilindros vecinos con entalladuras, que rotan en sentido
contrario. Mientras que la película de almidón se comprime en la
entalladura y por tanto se moldean las mitades de cápsulas, se
dosifica exactamente el relleno de cápsula pulverizable y que puede
bombearse por medio de una válvula y se aporta por medio de un cono
de llenado, en la cuña de entrada de los cilindros de moldeo. La
forma y tamaño de la cápsula es, por tanto, función de las
dimensiones geométricas de las entalladuras en los cilindros y del
volumen de relleno dosificado.
Consecuentemente, por este motivo, por el término
cápsula no sólo deben entenderse las típicas formas de cápsulas,
sino también cualquier otra forma posible de "envoltura", como
por ejemplo esferas, almohadillas y figuras. Hasta la fecha existen
numerosos perfeccionamientos y desviaciones de este principio
básico.
Las envolturas de cápsulas de una sola pieza
producidas por medio de la película de almidón según la invención
pueden recubrirse adicionalmente, por ejemplo, para retrasar la
liberación de principios activos.
La coextrusión, el recubrimiento y la laminación
de la película de almidón según la invención con materiales cuya
propiedad formadora de película se basa en polímeros sintéticos y/o
naturales, proporciona adicionalmente las posibilidades de crear
determinadas propiedades de la envoltura de cápsula mediante una
lámina de varias capas.
Especialmente, mediante la estructura de varias
capas puede producirse una lámina de almidón que presente en la cara
interior un recubrimiento que pueda soldarse bien, mientras que la
cara exterior se recubre de manera que se produzca un efecto
retardante de la descomposición de la cápsula.
La proporción de agua de la mezcla utilizada en
la etapa a) puede modificarse de manera específica en la etapa b) o
c) en el procedimiento según la invención.
Por tanto, parte de la presente invención es
además una masa homogeneizada que contiene almidón, que contiene al
menos un almidón esencialmente amorfo, preferiblemente en un
intervalo de peso de desde el 45 hasta el 80 referido al peso total
de la masa con un contenido en amilopectina mayor o igual al 50% en
peso, referido al peso del almidón anhidro, además agua, al menos un
plastificante orgánico en una proporción de al menos el 12% en peso
referido al peso del almidón anhidro, de modo que el índice de
Staudinger de la masa homogeneizada sea al menos de 40 ml/g.
Se prefiere un índice de Staudinger de al menos
50 ml/g, incluso más preferiblemente de al menos 60 ml/g.
En una forma de realización preferida, el
contenido en plastificantes orgánicos se encuentra en el intervalo
de desde el 30% en peso hasta el 50% en peso, preferiblemente en un
intervalo desde el 38% en peso hasta el 45% en peso.
En otra forma de realización, la masa contiene
adicionalmente un lubricante y un agente de desmoldeo, que se
seleccionan del grupo que consiste en lecitinas, mono, di, y
triglicéridos de ácidos grasos alimentarios, sucroésteres de ácidos
grasos alimentarios y ácidos grasos alimentarios.
El plastificante se selecciona preferiblemente
del grupo que consiste en polialcoholes, ácidos orgánicos,
hidroxiácidos, aminas, amidas de ácido y sulfóxidos. En una forma de
realización preferida, se utiliza glicerina como plastificante.
En otra forma de realización, la masa puede
contener todavía adicionalmente al menos un agregado en un intervalo
de peso de desde el 3,5% en peso hasta el 15% en peso referido al
peso total de la masa, preferiblemente de desde el 5% en peso hasta
el 8% en peso. El agregado depende de las características necesarias
del cuerpo moldeado producido a partir de la masa homogeneizada y se
selecciona del grupo que consiste en carbonatos y/o
hidrogenocarbonatos de iones alcalinos y/o alcalinotérreos, otros
adyuvantes de descomposición, colorantes, conservantes,
antioxidantes, biopolímeros física y/o químicamente modificados,
especialmente polisacáridos y polipéptidos vegetales. Como
adyuvantes de descomposición para la envoltura de cápsula de una
sola pieza se utilizan preferiblemente carbonato de calcio y
amilasas.
El cuerpo moldeado, especialmente la envoltura de
cápsula, tiene un alargamiento a la rotura de al menos el 100%,
preferiblemente de al menos el 160% e incluso más preferiblemente de
al menos el 240%.
El cuerpo moldeado, especialmente la envoltura de
cápsula blanda, tiene una resistencia \sigma_{m} a 25ºC y el 60%
de humedad relativa de al menos 2 MPa, preferiblemente una
resistencia en el intervalo de desde 3,5 MPa hasta 8 MPa, e incluso
más preferiblemente desde 4 MPa hasta 6,5 MPa.
Además, parte de la invención son cuerpos
moldeados que se producen a partir de la masa según la invención.
Preferiblemente el cuerpo moldeado es una envoltura de cápsula de
una sola pieza.
El cuerpo moldeado, especialmente la envoltura de
cápsula, tiene un espesor en el intervalo de entre 0,1 y 2 mm,
preferiblemente entre 0,2 y 0,6 mm.
En otra forma de realización preferida, el cuerpo
moldeado consta, especialmente la envoltura de cápsula blanda, de
una película de varias capas. Al menos dos de las películas tienen
una composición química distinta.
A excepción de la producción de envolturas de
cápsulas de una sola capa, la masa fundida de almidón tratable de
manera termoplástica también puede utilizarse para la producción de
cualquier otro tipo de cuerpo moldeado, especialmente materiales de
embalaje.
En una forma de realización especial, el cuerpo
moldeado presenta un contenido en agua cómo máximo del 15% en peso,
preferiblemente como máximo del 7% en peso, e incluso más
preferiblemente cómo máximo del 5% en peso, referido al peso total
de la masa.
Para el paso de la película o la cinta no se
necesitan lubricantes de ningún tipo. También el termosoldado de las
mitades de cápsula tiene lugar sin adición de disolventes sobre la
superficie de la película, que servirían para una adherencia inicial
de las piezas moldeadas unidas.
Un ejemplo de realización de la invención, en lo
referente al dispositivo, se representa en las figuras y se describe
a continuación más detalladamente. Muestran:
la figura 1 el alargamiento a la rotura
[\varepsilon_{b}] de la masa que contiene almidón según la
invención, en función del índice de Staudinger [\eta],
la figura 2 la resistencia máxima
[\sigma_{m}] de la masa que contiene almidón según la invención,
en función del índice de Staudinger [\eta],
la figura 3 una representación muy esquemática de
una estación de llenado y moldeo en el procedimiento
Rotary-Die, y
la figura 4 la representación simbólica de una
prensa extrusora de doble husillo con las razones de temperatura
reinantes en ella.
La producción de las muestras que demuestran en
la figura 1 la relación entre el alargamiento a la rotura y el
índice de Staudinger, tiene lugar de la siguiente manera:
Almidón: | del 56,2 al 56,9% en peso |
Glicerina: | 41,8% en peso referido al contenido en almidón anhidro |
Agua: | 1,3 - 2,0% en peso referido al peso total de la mezcla. |
La medición del alargamiento a la rotura tiene
lugar según las normas DIN 53455 o DIN EN ISO 527-1
a 527-3. Las mezclas se homogeneizaron en una
amasadora Brabender a 160 rpm, durante un tiempo de amasado de 15
min. y a temperaturas de amasado de 110ºC, 160ºC, 200ºC, 220ºC y
235ºC, respectivamente. Se comprobó una evidente coloración marrón
con la temperatura creciente, debido a la degradación térmica.
La medición del índice de Staudinger [\eta]
tiene lugar de manera análoga a las normas DIN: DIN
51562-1 a 51562-4. No obstante,
ahora sólo se consideró el contenido en glicerina de las muestras y
su influencia en los tiempos de paso en el viscosímetro Ubbelohde.
Para ello, se determinó en primer lugar la influencia del contenido
en glicerina sobre el tiempo de flujo t_{0}, después por medio de
las rectas de calibrado obtenidas pudieron calcularse los tiempos de
paso t_{0Gli} para un contenido en glicerina cualquiera según
t_{0Gli} \ = \
t_{0}\cdot (1,00002 \ + \ 0,00238\cdot
c_{Gli})
de modo que c_{Gli} es la
concentración de glicerina presente en mg/ml. En la tabla 1 se
representan los índices de Staudinger determinados para los
almidones degradados junto con las propiedades mecánicas de las
muestras
correspondientes.
La dependencia mostrada en la figura 1 del
alargamiento a la rotura de la masa que contiene almidón según la
invención con el índice de Staudinger de la masa muestra un aumento
del alargamiento a la rotura para un valor del índice de Staudinger
de 51,5 ml/g. El alargamiento a la rotura aumenta hasta un valor del
97%.
Para un índice de Staudinger de 82,8 ml/g se
alcanza un alargamiento a la rotura del 97%. Después asciende de
manera asintótica el alargamiento a la rotura con valor creciente
del índice de Staudinger hasta un valor límite de aproximadamente el
105%.
Para una proporción más pequeña de la proporción
de plastificante, la curva transcurre en total más plana, es decir,
desplazada hacia alargamientos más bajos. El valor inicial del
índice de Staudinger, es decir, el valor a partir del cual se
observa un aumento apreciable del alargamiento a la rotura, es
independiente de la proporción de plastificante y sólo depende del
peso molecular promedio de las moléculas de almidón o del índice de
Staudinger correspondiente. La tabla 1 recoge los valores
representados gráficamente en las figuras 1 y 2.
Se determinó la resistencia máxima \sigma_{m}
de manera análoga a las normas DIN 53455 o DIN EN ISO
527-1 a ISO527-3. Para la
dependencia mostrada en la figura 2, se utilizó el mismo material de
muestra que para el que se midiera el alargamiento a la rotura en la
figura 1.
A partir de la figura 2, se deduce la relación
entre la resistencia máxima \sigma_{m} y el índice de Staudinger
[\eta], en la que puede comprobarse una disminución de la
resistencia con un índice de Staudinger utilizado pequeño.
La estación de llenado y moldeo designada con 1
en conjunto en la figura 3 presenta para el encapsulado, de manera
en sí conocida, un par de cilindros 6, 6' de moldeo, de modo que en
las superficies de los cilindros de moldeo están dispuestos huecos
necesarios para el moldeo de las cápsulas. En la cuña de entrada del
par de cilindros de moldeo está dispuesto un cono 5 de llenado,
mediante el cual puede introducirse el material de relleno por medio
de una bomba 4 de alimentación. En el presente ejemplo de
realización, la envoltura de cápsula consta de dos capas con
propiedades materiales diferentes, que se forman por un lado
mediante ambas películas 7a, 7a' de almidón, y por el otro lado 7b,
7b'. Estas películas de almidón se preparan en las prensas 2a, 2a' y
2b, 2b' extrusoras de husillo y se alimentan inmediatamente por
medio de cilindros 3 de inversión y con la misma velocidad de
alimentación en la cuña de entrada del par de cilindros 6, 6' de
moldeo. En este sentido, las prensas extrusoras de husillo están
dispuestas inmediatamente junto a la estación de llenado y moldeo y
opcionalmente en el mismo bastidor.
Las películas de almidón se moldean y se
termosueldan entre el par de cilindros de moldeo para dar una
cápsula blanda de una sola pieza, de modo que encierre el material
de relleno. Las cápsulas 9 individuales se recogen y como máximo se
alimentan a un proceso de secado, mientras que el esqueleto 8 de la
película restante puede tratarse opcionalmente de nuevo mediante
reciclado para dar nuevas cápsulas.
La figura 4 muestra de una manera muy
simplificada una prensa 10 extrusora de doble husillo, que en el
caso presente está compuesta por doce bloques 1 - 12 de alojamiento
individuales. Los bloques de alojamiento están numerados de
izquierda a derecha de forma consecutiva. Cada bloque de alojamiento
puede calentarse eléctricamente con un bucle de control
independiente y/o enfriarse con agua fría con entradas reguladas por
válvulas. Además, los bloques individuales pueden estar dotados de
tubuladuras de conexión como se explicará todavía más adelante. En
el caso presente, se trata de una prensa extrusora de doble husillo
corrotante, de engranaje estrecho, de modo que el diámetro de un
husillo es de 44 mm. La longitud total del eje del husillo es de
2.112 mm, que se corresponde con una razón de longitud con respecto
a diámetro de 48. En el extremo de la prensa extrusora se descarga
el material por una boquilla 14. Esta boquilla puede presentar por
ejemplo doce orificios de 2 mm de diámetro. En este sentido, sería
posible cortar en caliente los cordones de material individuales
para la producción de granulados y después alimentarlos a una
secadora de lecho fluidizado. Aunque en la boquilla 14 también
podría extraerse inmediatamente una película de material
terminado.
En los husillos 12 están dispuestos en posiciones
adecuadas discos 13 de amasado de configuración distinta, para
alcanzar un amasado lo más homogéneo posible de la mezcla de
materiales. El bloque 1 está enfriado por agua y dotado de una
entrada 15 de polvo. El bloque 2 está cerrado, mientras que en el
bloque 3 está dispuesta una boquilla 16 de inyección para una
dosificación líquida en la cámara de amasado. En la zona de
transición de los bloques 2 y 3 están dispuestos discos 13 de
amasado finos, neutros. Los bloques 4 a 6 están cerrados de nuevo,
de modo que el bloque 5 está dotado de discos de amasado anchos,
neutros y de sentido contrario. El bloque 7 dispone de un conducto
17 de conexión, que está unido a una fuente de presión baja. En el
bloque 8 está dispuesto de nuevo una entrada 18 de polvo y el
husillo está dotado de discos de amasado finos, neutros y/o de
sentido contrario. El bloque 9 dispone además de una boquilla 19 de
inyección, mientras que el bloque 10 está cerrado. Por el contrario,
el husillo en el bloque 10 dispone de discos de amasado anchos,
neutros y de sentido contrario. El bloque 11 tiene otro conducto 20
de drenaje, que puede estar unido a una fuente de presión baja o a
la atmósfera. El bloque 12 está cerrado, sin embargo, el husillo
allí dispone de discos de amasado medios, de sentido contrario.
Debajo del husillo de alimentación esquemático
está dibujada una curva de temperatura. La exactitud a la que se
puede ajustar la temperatura es de +/- 3ºC. En cuanto a las
temperaturas indicadas se trata de la temperatura del bloque, que no
debe ser obligatoriamente idéntica a la temperatura en la masa
fundida. La temperatura en la masa fundida está influida además de
manera evidente por otros parámetros, especialmente por el número de
revoluciones del husillo. Por tanto, para la extrusión es necesario
considerar estas circunstancias y adaptar las magnitudes regulables
de manera que se obtengan propiedades materiales óptimas.
En el ejemplo de realización descrito mediante
esta figura se opera a un número de revoluciones de 340 revoluciones
por minuto (rpm). El caudal total es de aproximadamente 34,3 kg/h y
el consumo de energía es de aproximadamente 0,175 kWh/kg. En el
bloque 1 mantenido a 20ºC se dosifican 20 kg/h (aproximadamente el
60%) de polvo de almidón. El polvo se recoge con cantos deslizantes
y se alimenta a los bloques 2 y 3 calentados a 100ºC. En el bloque 3
tiene lugar una dosificación de 11 kg/h (aproximadamente del 30%) de
glicerina con una presión de trabajo de al menos 10 bar por medio de
una bomba de pistón gravimétrica. En los bloques cerrados 4 a 6 se
aumenta la temperatura hasta 140ºC. En el bloque 7 se aplica una
presión baja de 800 mbar, de modo que se desprende aproximadamente
el 6% del agua. La temperatura vuelve de nuevo a 110ºC. En el bloque
8 tiene lugar una alimentación de 1,4 kg/h (aproximadamente del 10%)
de carbonato de calcio. Opcionalmente, pueden dosificarse en el
bloque 9 1,9 kg/h (aproximadamente del 5 al 8%) de glicerina. La
presión de trabajo es también al menos de 10 bar. En el caso de que
no se necesite esta conexión, se cierra con un tapón ciego. En el
bloque 11 se aplica de nuevo una presión baja, de modo que se
desprende aproximadamente del 2 al 4% de agua. Pero opcionalmente
también es suficiente una ventilación sólo atmosférica.
La temperatura de la masa fundida no puede
superar en ningún punto de la prensa extrusora los 160ºC, ya que en
caso contrario comienza una degradación térmica del almidón. Además,
es válido que la modificación térmica del almidón resulta más
pequeña cuanto menos tiempo se someta la masa fundida a una alta
temperatura. Por tanto, debe producirse una relación óptima entre la
regulación de la temperatura y el caudal del material.
La presente invención se explica adicionalmente
mediante los siguientes ejemplos:
Los siguientes componentes se dosifican
continuamente y se funden por medio de una prensa extrusora de doble
husillo (tipo ZSK 30, Werner & Pfleiderer).
Almidón | 7,7 kg/h |
Lecitina | 0,147 kg/h |
Monoestearato de glicerina | 0,147 kg/h |
Glicerina (99,5 de pureza) | 4,47 kg/h |
Carbonato de calcio, precipitado | 1,0 kg/h |
De modo que se extruye a un número de
revoluciones del husillo de 180 rpm, en las siguientes condiciones
(véase figura 2):
Bloque 1 | 25ºC |
Bloques 2 y 3 | 100ºC |
Bloques 4 a 6 | 140ºC |
Bloques 7 a 9 | 110ºC |
Bloques 10 a 12 | 110ºC |
Boquilla: | 110ºC |
Esto se corresponde con un contenido en glicerina
del 38,77% referido al almidón anhidro. Referido al producto final
anhidro resultan las siguientes proporciones:
Lecitina | 1,11% |
Monoestearato de glicerina | 1,11% |
Almidón (anhidro) | 55,15% |
CaCO_{3} | 7,76% |
Consumo específico de energía durante la
extrusión: 0,275 kWh/kg.
Los siguientes componentes se dosifican
continuamente y se funden por medio de una prensa extrusora de doble
husillo (tipo ZSK 30, Werner & Pfleiderer).
Almidón | 7,7 kg/h |
Lecitina | 0,147 kg/h |
Monoestearato de glicerina | 0,147 kg/h |
Glicerina (99,5% de pureza) | 4,67 kg/h |
De modo que se extruye en las mismas condiciones
que en el ejemplo 1, a un número de revoluciones del husillo de 260
rpm.
En el bloque 4 puede aplicarse alternativamente
un vacío para retirar el agua en exceso (del polvo de almidón). (Por
ejemplo a 800 mbar).
\newpage
Esto se corresponde con un contenido en glicerina
del 39,81% referido al almidón anhidro. Referido al producto final
anhidro resultan las siguientes proporciones:
Lecitina | 1,18% |
Monoestearato de glicerina | 1,18% |
Almidón (anhidro) | 58,81% |
Consumo específico de energía durante la
extrusión: 0,233 kWh/kg.
Los siguientes componentes se dosifican
continuamente y se funden por medio de una prensa extrusora de doble
husillo (tipo ZSK 30, Werner & Pfleiderer).
Almidón | 7,7 kg/h |
Lecitina | 0,147 kg/h |
Monoestearato de glicerina | 0,147 kg/h |
Glicerina (99,5% de pureza) | 4,47 kg/h |
De modo que se extruye en las mismas condiciones
que en el ejemplo 1, a un número de revoluciones del husillo de 260
rpm.
En el bloque 4 puede aplicarse alternativamente
un vacío para retirar el agua en exceso (del polvo de almidón). (Por
ejemplo a 800 mbar).
Esto se corresponde con un contenido en glicerina
del 38,77% referido al almidón anhidro. Referido al producto final
anhidro resultan las siguientes proporciones:
Lecitina | 1,20% |
Monoestearato de glicerina | 1,20% |
Almidón (anhidro) | 59,79% |
Los siguientes componentes se dosifican
continuamente y se funden por medio de una prensa extrusora de doble
husillo (tipo ZSK 30, Werner & Pfleiderer).
Almidón | 7,7 kg/h |
Lecitina | 0,147 kg/h |
Monoestearato de glicerina | 0,147 kg/h |
Glicerina (99,5% de pureza) | 4,47 kg/h |
Carbonato de calcio, precipitado | 1,0 kg/h |
De modo que se extruye en las mismas condiciones
que en el ejemplo 1, a un número de revoluciones del husillo de 260
rpm.
En el bloque 4 puede aplicarse alternativamente
un vacío para retirar el agua en exceso (del polvo de almidón). (Por
ejemplo a 800 mbar).
Esto se corresponde con un contenido en glicerina
del 39,81% referido al almidón anhidro. Referido al producto final
anhidro resultan las siguientes proporciones:
Lecitina | 1,09% |
Monoestearato de glicerina | 1,09% |
Almidón (anhidro) | 54,31% |
CaCO_{3} | 7,64% |
Consumo específico de energía durante la
extrusión: 0,254 kWh/kg.
\newpage
Los siguientes componentes se dosifican
continuamente y se funden por medio de una prensa extrusora de doble
husillo (tipo ZSK 30, Werner & Pfleiderer).
Almidón | 7,7 kg/h |
Lecitina | 0,147 kg/h |
Monoestearato de glicerina | 0,147 kg/h |
Glicerina (99,5% de pureza) | 4,87 kg/h |
Carbonato de calcio, precipitado | 1,0 kg/h |
De modo que se extruye en las mismas condiciones
que en el ejemplo 1, a un número de revoluciones del husillo de 260
rpm.
En el bloque 4 puede aplicarse alternativamente
un vacío para retirar el agua en exceso (del polvo de almidón). (Por
ejemplo a 800 mbar).
Esto se corresponde con un contenido en glicerina
del 40,81% referido al almidón anhidro. Referido al producto final
anhidro resultan las siguientes proporciones:
Lecitina | 1,08% |
Monoestearato de glicerina | 1,08% |
Almidón (anhidro) | 53,49% |
CaCO_{3} | 7,53% |
Consumo específico de energía durante la
extrusión: 0,242 kWh/kg.
La masa así formada se moldea mediante la
boquilla para dar un cordón, éste se enfría al aire ambiente y se
granula a continuación.
El granulado así obtenido se funde en una prensa
extrusora de un solo husillo (instalación de
Chill-Roll (rodillos fríos), husillo de compresión
(1:3) de Göttfert) a 130ºC y 70 rpm y se conduce a través de una
boquilla de ranura sobre un par de cilindros enfriados con agua con
una temperatura < 40ºC, para enrollarse desde allí por medio de
una instalación de enrollado regulable (también de Göttfert) con una
capa intermedia de lámina de polietileno.
Dos rollos de láminas idénticos de este tipo se
desbobinan continuamente en la siguiente etapa de trabajo y tras
desprendimiento de la capa intermedia de polietileno se conduce
sobre los dos cilindros troqueladores de una instalación
Rotary-Die.
Claims (22)
1. Procedimiento para producir un cuerpo moldeado
que contiene almidón, especialmente una cápsula blanda con envoltura
de cápsula de una sola pieza, caracterizado por las
siguientes etapas:
a Convertir, mediante fusión y amasado, una
mezcla que contiene al menos un almidón nativo o químicamente
modificado con un contenido en amilopectina superior o igual al 50%
en peso referido al peso del almidón anhidro, agua, y al menos un
plastificante orgánico, de modo que el contenido en plastificante
orgánico esté en un intervalo de desde el 37% en peso hasta el 50%
en peso referido al peso del almidón anhidro, en una masa fundida
termoplástica homogeneizada en un primer equipo de tratamiento;
b opcionalmente producir un producto intermedio
que pueda almacenarse, especialmente un granulado, tras enfriamiento
de la masa fundida homogeneizada, y posteriormente fundir el
producto intermedio en un segundo equipo de tratamiento;
c producir por lo menos un cordón de material,
especialmente una película extruida, a la salida del primer u
opcionalmente segundo equipo de tratamiento,
d transformar el cordón de material para dar un
cuerpo moldeado en un procedimiento de moldeo continuo o
intermitente;
e opcionalmente secar el cuerpo moldeado,
de modo que las etapas a) a c) se
llevan a cado de manera que en la etapa d) el valor del índice de
Staudinger de la masa que forma el cordón de material sea de al
menos 40 ml/g, preferiblemente de al menos 50 ml/g e incluso más
preferiblemente de al menos 60
ml/g.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la mezcla que se utiliza en la etapa a)
contiene adicionalmente un lubricante y agente de desmoldeo
internos, que se selecciona del grupo que consiste en lecitinas,
mono, di o triglicéridos de ácidos grasos alimentarios,
especialmente monoestearato de glicerina, éster de poliglicerina de
ácidos grasos alimentarios, éster de polietileno de ácidos grasos
alimentarios, sucroésteres de ácidos grasos alimentarios y ácidos
grasos alimentarios, pirrolidonas.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la mezcla que se utiliza en la etapa a)
contiene monoestearato de glicerina y lecitina en una razón en peso
de 1:1,5, preferiblemente de 1:1,2 e incluso más preferiblemente de
1:1.
4. Procedimiento una de las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque el contenido en plastificante
orgánico está en un intervalo de desde el 38% en peso hasta el 45%
en peso.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el plastificante
se sustituye por agua, de modo que la sustitución se lleva a cabo en
una razón de 2 partes de plastificante: 1 parte de agua y el
contenido mínimo de plastificante es del 12% en peso referido al
peso del almidón anhidro.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la temperatura
de la masa fundida no excede de 160ºC en las etapas a) a c),
preferiblemente de 120ºC e incluso más preferiblemente de 90ºC.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la energía
aportada mediante el amasado en las etapas a) a c) no excede de 0,3
kWh/kg, preferiblemente de 0,2 kWh/kg e incluso más preferiblemente
de 0,175 kWh/kg.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque al menos la
fusión tiene lugar en el primer equipo de tratamiento en una prensa
extrusora de doble husillo corrotante y porque las secciones
individuales de la prensa extrusora, basadas en la dirección
longitudinal de los husillos, se calientan a diferentes
temperaturas.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el cordón de
material se extruye en la etapa c) como película que se conduce de
manera plana, que se almacena con capas intermedias de material
antiadherente, preferiblemente como rodillos y que se moldea en un
momento posterior para dar piezas moldeadas, especialmente
envolturas de cápsulas.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la
transformación en la etapa d) comprende dos películas de material
homogéneas, que se moldean en un procedimiento de encapsulado
habitual, especialmente en el procedimiento de cilindros rotatorios
(Rotary-Die), para dar cápsulas blandas con una
envoltura de cápsula de una sola pieza, de modo que la unión de las
piezas de envoltura de cápsula y el llenado de la envoltura de
cápsula tiene lugar en una etapa de trabajo.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque en la etapa c)
se extruye una película con forma de tubo, en primer lugar se hiende
el tubo y se trata posteriormente como cinta que se conduce de
manera plana en la etapa d).
12. Masa homogeneizada que contiene almidón, que
contiene al menos el 45% en peso de un almidón amorfo, que se
obtiene de almidón nativo o químicamente modificado con un contenido
en amilopectina mayor o igual al 50% en peso referido al peso del
almidón anhidro, agua, al menos un plastificante orgánico en una
proporción en el intervalo de 37-50% en peso
referido al peso del almidón anhidro, de modo que el índice de
Staudinger de la masa homogeneizada es de al menos 40 ml/g,
preferiblemente al menos de 50 ml/g e incluso más preferiblemente al
menos de 60 ml/g.
13. Masa homogeneizada según la reivindicación
12, caracterizada porque la masa contiene adicionalmente al
menos un lubricante y agente de desmoldeo, que se seleccionan del
grupo que consiste en lecitinas, mono, di o triglicéridos de ácidos
grasos alimentarios, especialmente monoestearato de glicerina,
ésteres de poliglicerina de ácidos grasos alimentarios, ésteres de
polietileno de ácidos grasos alimentarios, sucroésteres de ácidos
grasos alimentarios y ácidos grasos alimentarios.
14. Masa homogeneizada según una de las
reivindicaciones 12 a 13, caracterizada porque el
plastificante se selecciona del grupo que consiste en polialcoholes,
especialmente glicerina, ácidos orgánicos, hidroxiácidos, aminas,
amidas de ácido y sulfóxidos, pirrolidonas.
15. Masa homogeneizada según una de las
reivindicaciones 12 a 14, caracterizada porque la masa
contiene monoestearato de glicerina y lecitina en una razón en peso
de 1:1,5, preferiblemente de 1:1,2 e incluso más preferiblemente de
1:1.
16. Masa homogeneizada según una de las
reivindicaciones 12 a 15, caracterizada porque la masa
contiene adicionalmente al menos un agregado en un intervalo de peso
de desde el 3,5% en peso hasta el 15% en peso referido al peso total
de la masa, preferiblemente desde el 5% en peso hasta el 8% en peso,
de modo que el agregado se selecciona del grupo que consiste en
carbonatos y/o hidrogenocarbonatos de iones alcalinos y/o
alcalinotérreos, preferiblemente carbonato de calcio, amilasas,
otros adyuvantes de descomposición, colorantes, conservantes,
antioxidantes, biopolímeros física y/o químicamente modificados y
polipéptidos vegetales.
17. Cuerpo moldeado, especialmente envoltura de
cápsula blanda, producido a partir de una masa según una de las
reivindicaciones 12 a 16 y/o a partir de un procedimiento según una
de las reivindicaciones 1 a 11.
18. Cuerpo moldeado, especialmente envoltura de
cápsula blanda, según la reivindicación 17, caracterizado
porque el cuerpo moldeado presenta un alargamiento a la rotura de al
menos el 100%, preferiblemente de al menos el 160% e incluso más
preferiblemente de al menos el 240% a 25ºC y el 60% de humedad
relativa.
19. Cuerpo moldeado, especialmente envoltura de
cápsula blanda, según una de las reivindicaciones 17 a 18,
caracterizado porque el cuerpo moldeado presenta a 25ºC y el
60% de humedad relativa una resistencia \sigma_{m} de al menos 2
MPa, preferiblemente una resistencia en el intervalo de desde 3,5
MPa hasta 8 MPa e incluso más preferiblemente desde 4 MPa hasta 6,5
MPa.
20. Cuerpo moldeado según una de las
reivindicaciones 17 hasta 19, caracterizado porque el cuerpo
moldeado es una cápsula blanda y porque la envoltura de cápsula
presenta un espesor en el intervalo de entre 0,1 y 2 mm,
preferiblemente entre 0,2 y 0,6 mm.
21. Cuerpo moldeado, especialmente envoltura de
cápsula blanda, según una de las reivindicaciones 17 a 20,
caracterizado porque el cuerpo moldeado consta de una
película de varias capas y porque al menos dos de las películas
presentan una composición química diferente.
22. Dispositivo para producir una cápsula blanda,
que consta de una envoltura de cápsula de una sola pieza y un
contenido de cápsula, a partir de una masa según una de las
reivindicaciones 12 a 15 en un procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, de modo que el dispositivo comprende:
a) por cada prensa extrusora dispuesta al lado de
una estación de llenado y moldeo para la producción de al menos dos
películas en forma de tira,
b) una estación de llenado y moldeo para moldear
una envoltura de cápsula en un procedimiento de moldeo de al menos
dos películas en forma de tira y para el llenado con un contenido de
cápsula
caracterizado porque la
prensa extrusora y la estación de llenado y moldeo están dispuestas
tan juntas que las películas en forma de tira procedentes de las
prensas extrusoras pueden introducirse directamente en la estación
de llenado y moldeo para la producción de la cápsula
blanda.
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