Пристрій для виробництва капсульованих продуктів

1. Пристрій для виробництва капсульованих продуктів, що містить ємність (2) для речовининаповнювача капсул, що може підігріватись, накопичувальну ємність (4) для циркулюючого розчину, що виконує роль транспортної системи і одночасно є речовиною, виготовленою одночасно для формування оболонки, вузол капсулювання (7), продуктопровід з замкнутою системою транспортування рідини та механічним відділенням утворених капсул, який відрізняється тим, що як циркулюючий розчин використовано транспортну рідину в вигляді водного розчину речовини, що одночасно є оболонкоутворюючим компонентом, а вузол капсулювання (7) складений з капсуляторної головки (8) з фільєрами, з можливістю осьової подачі крапель речовининаповнювача в кількостях, що забезпечують утворення капсул діаметром від 1,0 до 10,0 мм, та з можливістю осьової подачі крапель по вертикалі через повітря, та попадання крапель речовини-наповнювача до зони зливання двох ламінарних потоків транспортної речовини, виготовленої одночасно для формування оболонки приймальної ємності для крапель внутрішнього вмісту капсул (16), яка має щілину 28 розміром 10 мм, що утворена двома площинами (30), (31) параболічної форми, спрямованими одна до одної та вмонтованими до ємності (29) приймальної ємності для крапель внутрішнього вмісту капсул (16). 2 (19) 1 3 Винахід відноситься до медичної, хімічної, фармацевтичної, харчової промисловості, тваринництва та бїотехнології, зокрема до обладнання для виробництва капсульованих продуктів з текучих або в'язких речовин, суспензій, дисперсій, емульсій, колоїдних розчинів та ін., з одержанням безшовних наповнених капсул діаметром 1,0...10,0 мм. Пристрій передбачає одержання продуктів у вигляді капсул з інкапсульованими водорозчинними речовинами та/або речовинами у колоїдному стані зворотних емульсій, дисперсій або суспензій, що підлягають капсулюванню у водорозчинному гелеутворювачі, розчин якого одночасно виконує роль транспортної системи. Метою винаходу є створення пристрою, за допомогою якого можливо: - одержання безшовних капсул діаметром 1,0...10,0мм, заповнених наповнювачем; - вдосконалення способу формування капсульованих продуктів, при якому забезпечується стабільність одержання капсул заданого діаметру та товщини оболонки зі збереженням властивостей інкапсульованих речовин; - підвищення якості формування капсул із швидкогелюючих речовин. Технічним результатом заявленого винаходу є пристрій для одержання безшовних наповнених капсул, що мають кулясту або близьку до кулястої геометричну форму, діаметром 1,0...10,0 мм. Пристрій неенергоємний, надійний в роботі, забезпечує стабільність одержання капсул заданого діаметру та товщини оболонки зі збереженням властивостей інкапсульованої речовини, має спрощену конструкцію. Відомий пристрій для одержання гранульованих продуктів [1], що включає екструзійну подачу речовини, що підлягає гранулюванню, з дозувального каналу і утворення крапель за рахунок дії періодичних коливань з наступною фіксацією крапель. Для утворення крапель дозувальному каналу надають несинусоїдних імпульсних коливань. Регулювання діаметра краплин здійснюють регулюванням глибини їх занурення до формувальної рідини грануляційної колони. Пристрій для формування гранульованих продуктів містить ємність для приготування рідини, що підлягає гранулюванню, гранулятор з дозувальним каналом, електродинамічний вібратор, що підключений до генератора електричних імпульсів, грануляційну колону. Дозувальний канал встановлюють на відстані від поверхні формувальної рідини в колоні. Недоліком пристрою є складність конструкції, неможливість стабільного одержання капсул з діапазоном розмірів від 1,0 до 10,0мм. Також недоліком цього пристрою є неможливість одержання термостабільних капсул, оскільки за конструкцією пристрій працює тільки з матеріалами, здатними лише до термотропного гелеутворення. Відомий пристрій [2], а саме капсуляторна головка для формування зернистих харчових продуктів, до складу якого надходить корпус з каналами для підведення олії, матеріалів оболонки та наповнювача, насадка з порожниною і каналами для пульсуючої подачі олії, механізм розділення струменя на капсули, утворену оболонку і наповнювач, 91616 4 розміщений верхньою частиною в порожнині насадки з утворенням горизонтальної щілини, і приймальну воронку для капсул, відмінний тим, що з метою підвищення якості формування капсул із швидкогелюючої речовини шляхом створення рівномірного температурного поля в зоні формуваннянаповнених капсул, механізм розділення струменя на капсули виконаний у вигляді усіченого конуса, що має розташований по його осі канал, з'єднаний з порожниною насадки, при цьому механізм розділення струменю на капсули, встановлений в приймальній воронці так, що його нижній торець відстоїть від входу в циліндрову частину воронки на відстань, що не менше величини діаметру торця, і довжина усіченого конусу механізму розділення складає не менше трьох діаметрів його каналу, причому верхній торець механізму розділення, прилеглий до щілини, виконаний скошеним. Недоліком пристрою є складність конструкції, складність експлуатації, неможливість капсулювання водної складової, наявність транспортної системи у вигляді олії. Також недоліком пристрою є необхідність чіткого збалансування потоків внутрішньої складової, матеріалу оболонки та транспортної олії. Відомий пристрій [3] для одержання гранульованих продуктів, що містить ємність для початкової суміші для формування гранул з гнучкими трубопроводами, поміщену в термокамеру, вузол формування гранул, що включає філ'єри, приймальні ємності і теплообмінник, привід руху, відмінний тим, що приймальні ємності виконані у вигляді окремих стаканів, кожний з яких складається з верхньої та нижньої судин, з'єднаних через дренажну трубку, причому у верхній судині кожної приймальної ємності всередині встановлений охолоджуючий елемент, а приймальні ємності розміщені в кублах планетарного механізму, встановленого з можливістю повороту навкруги вертикальної осі. Недоліком пристрою є висока енергоємність, складність конструкції, неможливість формування краплин (капсул) діаметром більше 2...2,5 мм при довільному витіканні первинного розчину через витратну воронку до формуючої рідини. Прототипом винаходу є пристрій [4] для виробництва капсульованих продуктів, конструкція якого передбачає одержання капсул з термотропною оболонкою з жировим та/або олійним вмістом всередині та в жировому транспортному середовищі. Для цього в конструкції пристрою передбачено ємність з підігрівом для матеріалу оболонки, ємність для жирового внутрішнього умісту, ємність та транспортну систему для рідини у вигляді олії, насосну групу для їх подачі, герметичну систему в місті з'єднання головки та конусу воронки, пристрій для механічного відділення капсул та охолодження транспортного середовища. Пристрій містить ємність для наповнювача капсул та ємність з сорочкою, що підігрівається, для матеріалу оболонки капсул з підвідними трубопроводами, вузол капсулювання, збірник олії а також систему охолоджування та подачі транспортуючої рідини у вигляді олії та пульсуючого потоку олії. 5 91616 6 Вузол капсулювання складається з капсуляторної чого ламінарного потоку транспортування речовиголовки, прозорої втулки з осьовим каналом для ни, що утворює оболонку - формуючого розчину. капсул і охолоджуючої колонки з приймальною Вузол 7 капсулювання складається з капсуляворонкою. Капсуляторна головка складається з торної головки 8 з філ'єрами, головку встановлюжиклеру подачі матеріалу оболонки і встановленоють на регульованій відстані від поверхні безперего в ньому з вихідним щілистим зазором жиклеру рвного потоку формуючого розчину, що утворює подачі наповнювача. Нижні частини обернутих оболонку. одна до одної відповідно внутрішньої та зовнішВ трубопроводі 5 подачі речовининьої поверхонь вказаних жиклерів виконані у форнаповнювача капсул з ємності 2 встановлений мі зворотного усіченого конуса, що переходить до насос 9 і регулюючий вентиль 10. В трубопроводі 6 циліндру, причому вихідний кінець жиклера подачі подачі з ємності 4 в циркулюючому режимі форнаповнювача встановлено в циліндровому вихідмуючого розчину, що утворює оболонку, встановному каналі жиклера подачі матеріалу оболонки по лений насос 11 та вентиль 26 регулювання потоків посадці ковзання з можливістю відносного вертиформуючого розчину, після якого він подається по кального переміщення. Циліндровий вихідний катрубопроводам 12, 13, що мають вентилі 14: один нал жиклеру подачі матеріалу оболонки виконаний - до лотка 15, другий - до прийомної ємності для з циліндровим розширенням в нижній частині з крапель внутрішнього умісту капсул 16, у якої задіаметром і висотою, рівною діаметру одержувабезпечується розрив поверхневого натягу формуних капсул. Пристрій також містить ємність для ючої речовини та занурення крапель наповнювациркулюючого теплоносія, корпус капсуляторної ча. Прийомна ємність для крапель внутрішнього головки містить порожнину з каналами для підвеумісту капсул 16 являє собою ємність 27, в середення і відведення циркулюючого теплоносія. Трудині якої вмонтовано ще одну ємність 29 з висобопровід підведення матеріалу оболонки розміщетою бортів, нижчою за ємності 27, ємність 29 має ний усередині трубопроводу підведення дві площини 30, 31 параболічної форми, спрямотеплоносія. Крім того, пристрій забезпечений джевані одна до одної таким чином, щоб утворити релом світла, що підсвічує прозору втулку вузла проріз спільного дна ємностей 27 та 29 і утворити капсулювання, підключеним до джерела електрощілину 28 з відстанню між параболічними площиживлення через переривник електричного струму, нами до 10 мм. Якщо за допомогою трубопроводу частота включення якого синхронізована з часто13 до ємності 27 у вигляді розчину подавати фортою пульсації потоку олії. Пристрій містить перфомуючу речовину, що утворює оболонку, то вона, ровану ємність для відділення сформованих капперебігаючи через нижчі за висотою борти ємності сул від транспортної олії. 29 вздовж площин 30, 31 буде витікати двома лаНедоліком цього пристрою є складність консмінарними потоками, зливаючись на виході до трукції, висока енергоємність, складність експлуаєдиного потоку. В місці зливання посередині щілитації, неможливість капсулювання водної складони 28 утворюється зона, що не має спільного пової, наявність транспортної системи у вигляді олії, верхневого натягу. Якщо з вузла капсулювання 7 необхідність чіткого збалансування потоків внутподавати до цієї зони краплини речовинирішньої складової, матеріалу оболонки та транснаповнювача капсул, то вони, не розбиваючись об портної олії, необхідність охолодження транспортповерхню формуючого розчину, що утворює обоної системи та підігрівання складової оболонок. лонку, «підпірнають» під його поверхневий шар, не Також недоліком цього пристрою є неможливість відчуваючи впливу поверхневого натягу. одержання термостабільних капсул, оскільки за Щілина 28 прийомного пристрою знаходиться конструкцією пристрій працює тільки з матеріаланад похилим транспортуючим лотком 15 під таким ми, здатними лише до термотропного гелеутвокутом до його осі, при якому забезпечується відсурення. тність перетинання утворених капсул у потоці фоПерелічені недоліки усуваються при викорисрмуючого розчину, котрий, виливаючись з щілини танні пристрою, що заявляється. На Фіг. представ28, продовжує стікати по лотку 15, що забезпечулена схема запропонованого пристрою. Пристрій ється кутом його похилу, який регулюється за додля одержання капсульованих продуктів розташопомогою спеціального гвинта регулювання 17. ваний на корпусі 1, складається з ємності 2 для Відстань між лотком 15 і щілиною 28 регулюється речовини-наповнювача капсул, поміщеної в сорочза допомогою регульованого гвинта 18 таким чику 3, що за необхідності дає можливість підігрівати ном, щоб формуючий розчин, що витікає з щілини та регулювати температуру подачі речовини28 до лотку 15, зберігав ламінарність. Гвинти ренаповнювача капсул, і накопичувальної ємності 4 гулювання 17 та 18 закріплено на корпусі таким для циркулюючого розчину (далі - формуючий рочином, що кут нахилу лотка 15 та відстань до щізчин), що виконує роль транспортної системи та лини 28 регулюються незалежно. одночасно є речовиною, з якої утворюється обоОдночасно за допомогою трубопроводу 12 до лонка. Ємність 2 сполучена трубопроводом 5 з лотка 15 подається формуючий розчин, що утвовузлом капсулювання 7, ємність 4 сполучена трурює оболонку, який займає всю площину лотка у бопроводом 6 через вентиль 26 для регулювання вигляді суцільного ламінарного потоку. Завдяки потоків транспортної речовини з прийомною ємнісцього потоку сформовані капсули виносяться із-під тю для крапель внутрішнього умісту капсул 16 та щілини 28 прийомної ємності для крапель внутрілотком 15, де утворені краплі речовинишнього умісту капсул 16, що запобігає їх злипаннаповнювача потрапляють до системи продуктопню. За умов відсутності цього потоку краплі речороводу, в якому здійснюється в режимі циркулюювини-наповнювача «наздоганяють» одна одну, злипаються, що не дає можливості досягти мети 7 91616 8 винаходу. Кут похилу лотка 15 забезпечується Пристрій працює наступним чином. Формуюгвинтом 17 регулювання та повинен бути таким, чий розчин, що утворює оболонку капсул, подащоб сформовані капсули котилися по лотку, а не ється з накопичувальної ємності 4 насосом 11 та текли з формуючим розчином в потоці. Це забезпоступає по трубопроводу 6 через регулюючий печує надання сфероподібної форми. При зросвентиль 26 та трубопровід 13 до прийомної ємностанні кута похилу утворені капсули розтягуються ті для крапель внутрішнього умісту капсул 16 з до набуття ниткоподібної форми. направленими одна по відношенню до одної плоСформовані капсули для набуття необхідних щинами 30, 31, де приймає ламінарну форму течії, характеристик через конусоподібний лоток 19 потчерез щілину 28 потрапляє до лотку 15 з регульорапляють до гнучкого трубопроводу 20, який має ваним ухилом, забезпеченим за допомогою трубоформу вертикальної спіралі, кожний виток якої має проводу 12 та регулюючими вентилями 26 і 14 нахил у бік сітки 21 відокремлення капсул від фододатковою подачею формуючого розчину для рмуючого розчину. Довжина трубопроводу 20 підіутворення оболонки, після чого через конусоподібрана таким чином, щоб забезпечити перебування бний лоток 19 поступає до спірального гнучкого краплі в потоці транспортної речовини протягом трубопроводу 20, проходить сітку 21 для відокревід 20 до 1800 секунд і досягти необхідної товщини млення капсул, після чого потрапляє до накопичустінки та діаметру капсул 1,0...10,0 мм, що проповальної ємності 4, в нижньої частині якої вмонторційно зростають при збільшенні довжини гнучкого вано трубопровід 6, що з'єднаний з нагнітаючою трубопроводу 20. За допомогою сітки 21 капсули частиною насосу рециркуляції 11, за допомогою відокремлюються від формуючого розчину, який якого відбувається подальша циркуляція за сиспісля цього прямує до накопичувальної ємності 4. темою продуктопроводу, забезпечуючи тим самим В нижній частині накопичувальній ємності 4 вмонбезперервність потоку в замкнутому циклі. товано трубопровід 6, який з'єднано з всасуючою Одночасно до капсуляторної головки 8 з ємночастиною насосу рециркуляції 11, після чого форсті 2, що може підігріватись завдяки наявності сомуюча речовина подається на новий цикл. рочки 3, при заданій температурі по трубопроводу Система продуктопроводу складається з при5 за допомогою насосу 9 поступає речовинайомної ємності для крапель внутрішнього умісту наповнювач капсул, яка, проходячи капсуляторну капсул 16 з направленими одна по відношенню до головку 8 з філь’єрами, формується в краплі з заодної площинами 30, 31, що забезпечують режим даною масою і діаметром, щоб сформувати капсуламінарного потоку формуючого розчину, який ли з діаметром від 1,0 до 10,0 мм. Регулювання утворює оболонку, і закінчуються щілиною 28, чедіаметра крапель здійснюється за допомогою змірез яку формуючий розчин із захопленими під вузни частоти насосу 9. Краплі за рахунок осьової лом 7 капсулювання капсулами потрапляє до лотподачі по вертикалі через повітря потрапляють до ка 15 з регульованим ухилом, забезпеченим прийомної ємності для крапель внутрішнього уміструбопроводом 12 додаткової подачі формуючого ту капсул 16, яка забезпечує розрив поверхневого розчину для утворення оболонки, з подальшим натягу формуючого розчину, занурюються в ламітранспортуванням капсул у ламінарному потоці по нарний потік цього розчину, який утворює оболонгнучкому спіральному трубопроводу 20 з регульоку капсул, де під дією сил поверхневого натягненваними ухилом і довжиною. Трубопровід 20 закіння формуються в сферичну форму, а під дією чується сіткою 21 для відокремлення капсул, з якої іонотропних хімічних сил миттєво фіксуються в формуючий розчин потрапляє до накопичувальної капсули. Утворені капсули переміщаються в ламіємності 4 для подальшої циркуляції за системою нарному потоці формуючого розчину впродовж продуктопроводу, що забезпечує безперервність лотка 15, поступають через конусоподібний лоток потоку. 19 до гнучкого спірального трубопроводу 20 і потПеревагою пристрою, що заявляється, над рапляють до сітки 21 відокремлення капсул, де прототипом є: відділяються від формуючого розчину, який через - можливість одержання термостабільних капнакопичувальну ємність 4 за допомогою насосу 11 сул сферичної форми з діаметром від 1,0 до 10,0 подається назад по трубопроводу 6 на рециркулямм; термостабільність капсул зумовлена тим, що цію до системи продуктопроводу, тим самим запід час роботи пристрою забезпечується попаданбезпечуючи безперервність потоку, а капсули заня краплин внутрішнього середовища до формуюлишаються на сітці 21 відокремлення капсул, після чого розчину шляхом занурювання, результатом чого поступають для подальшої обробки. чого є іонообмінний процес, що відбувається між Таким чином, запропонований пристрій дозвоскладовими компонентами з утворенням плівки у ляє одержувати капсули заданих розмірів і товщиформі капсули; ни оболонки високої якості і здійснювати їх надій- можливість змінювання терміну перебування ний візуальний контроль. капсул у формуючому розчині за рахунок регулюПристрій забезпечує зручну збірку, розбирання вання довжини похилого лотку та спірального гнута обслуговування його вузлів, точне регулювання чкого трубопроводу; визначальних параметрів процесу капсулювання. - низька енергоємність за рахунок відсутності Література необхідності підігріву та охолодження формуючого 1. Пат. UA 65405 С2, МПК7 A23L1/328, середовища; А23Р1/12. Спосіб формування гранульованих про- відсутність необхідності використання у якосдуктів та пристрій для його здійснення /Басок Б.І., ті транспортуючого середовища олії, що покращує Васильченко Л.О., Кравченко Ю.С., Петренко М.П., експлуатаційні характеристики та якість одержуваТесля А.І. - 2003087329; Заявл.04.08.2003; Опубл. ної продукції. 15.08.2005; Бюл. №8/2005. 9 91616 10 2. Пат. SU 1591937 А1, МПК5 А23Р1/04, ванных продуктов /Вилесов А.Д., Вилесова М.С., А23L1/328. Капсуляторная головка для формироЖуравский Е.П., Айзенштадт Н.И. - 99105105/13; вания зернистых пищевых продуктов /Соловьев Заявл. 16.03.1999; Опубл. 20.07.2000; П.А., Глезер В.М., Фомичев Ю.С., Кузнецов И.А. 4. Пат. RU 2109504 С1, МПК6 А61J3/07, 4444687/30-13; Заявл. 20.06.88; Опубл.15.09.90; А23Р1/04, А23L1/328. Устройство для производстБюл. №34. ва капсулированных продуктов /Соловьев П.А., 3. Пат. RU 2152746 С1, МПК7 А23Р1/02, Макаров В.Г., Фомичев Ю.С. - 96123521/13; Заявл. А23L1/328. Устройство для получения гранулиро09.12.96; Опубл. 27.04.98. Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601