專利名稱：制造脂溶性物質(zhì)的粉狀制劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造脂溶性物質(zhì)的水分散制劑的新方法。
脂溶性物質(zhì)，例如脂溶性維生素、類胡蘿卜素、多不飽和脂肪酸等的水分散制劑在人類和動物營養(yǎng)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。因?yàn)榇祟愔苿┑乃蝗苄曰蚱浠蚨嗷蛏亠@著的穩(wěn)定性和易處理性，它們通常都以乳劑或干粉的形式進(jìn)入市場。此類制劑的一個(gè)共同特征是活性物質(zhì)，即脂溶性物質(zhì)通常被例如阿拉伯膠或明膠的基體成分(保護(hù)性膠質(zhì))所包被。該基體成分保證了活性物質(zhì)的保護(hù)或者其穩(wěn)定，保證了最佳的再吸收，并保證了可能需要的最終制劑的水分散性等。通常使用明膠作為基體成分(保護(hù)性膠質(zhì))，所述明膠源自溫血?jiǎng)游?，因此也具有某些缺點(diǎn)。僅僅舉例而言，這里要提到下列事實(shí)由于宗教原因，基于此類明膠的制劑不能在全世界范圍內(nèi)使用，而且如果不用昂貴的制造方法，這種明膠以及由此制得的粉狀制劑無法一直具有所期望的在冷水中的可分散性等。為克服基于明膠的制劑所固有的此類缺陷，人們已經(jīng)提出用某些木質(zhì)素衍生物代替明膠作為基體成分，例如見USP 5,668,183。制造此類基于木質(zhì)素衍生物的粉狀制劑的優(yōu)選方法是淀粉捕捉(starch-catch)法，這是其中被噴灑出的乳劑顆粒被收集于淀粉床中的噴霧-干燥方法。由此獲得的產(chǎn)品由被淀粉粘合層所包覆的、包括基體成分和嵌于其中的脂溶性物質(zhì)的顆粒組成。本文中使用的術(shù)語“微粒(beadlet)”指此類顆粒。
微粒不是塵狀的，并且具有良好的可流動特性，所以它們提供了優(yōu)異的處理性能。然而，用所述的淀粉捕捉法制造基于木質(zhì)素衍生物的微粒以及通?；诜悄z凝基體成分的微粒，會伴隨有在噴霧塔中沉積物的形成，這就要求中斷噴霧-干燥過程來清洗裝置?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)如果將冷空氣流引入噴霧塔的下部，因此形成具有比噴霧區(qū)域溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)更低的溫度的流化床，從而將微粒從流化床排送到干燥器而完成干燥過程，這樣可以顯著抑制或大大避免噴霧塔中沉積物的形成。
因此，一方面，本發(fā)明涉及制造脂溶性物質(zhì)在水溶性或水分散性的非膠凝基體中的微粒制劑的方法，所述方法包括(a)通過噴嘴將所述脂溶性物質(zhì)和所述基體成分的水乳劑進(jìn)料到垂直噴霧塔的上部，以及通過獨(dú)立的進(jìn)口進(jìn)料粉狀淀粉和熱空氣流，(b)將冷空氣流進(jìn)料到所述噴霧塔的下部，以形成淀粉包覆的、包含所述基體成分和所述脂溶性物質(zhì)的微粒的流化床，以及(c)從流化床收集所述微粒，并將它們排送到干燥器。
另一方面，本發(fā)明涉及基本如圖2所示的噴嘴布置。
另一方面，本發(fā)明涉及基本如


圖1所示的裝置。
圖1示出用于進(jìn)行本發(fā)明方法的裝置。噴霧塔可以是任何在其頂部具有多個(gè)獨(dú)立進(jìn)口的常規(guī)噴霧塔，這些進(jìn)口分別用于含有脂溶性物質(zhì)、基體成分和輔料的乳劑[1]，用于新鮮的熱空氣[2]，以及用于循環(huán)熱空氣和淀粉[6]。在噴霧塔的中部提供有用于供應(yīng)新鮮淀粉的進(jìn)口[4]和用于來自干燥器的循環(huán)空氣[9]的進(jìn)口。在干燥塔的底部，提供有用于冷空氣[3]的進(jìn)口。通過出口[5]，離開噴霧塔的空氣和淀粉被循環(huán)。微粒，即包含基體以及脂溶性物質(zhì)的淀粉包覆顆粒被收集于噴霧塔的底部，并通過出口[7]將其排放到干燥器，以根據(jù)需要去除殘余濕氣。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，使用基本如圖2所示的噴嘴結(jié)構(gòu)來進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的噴霧-干燥方法。所述結(jié)構(gòu)包含第一中空錐體，其上部且較寬端是封閉的，并帶有一個(gè)或多個(gè)用于淀粉/空氣分散體的進(jìn)口。第二內(nèi)錐體通過如下方式裝配到第一中空外錐體中第二錐體指向朝上地進(jìn)入所述第一錐體內(nèi)，在其端部留有在其外表面和第一錐體的內(nèi)表面之間的環(huán)形狹縫，使得淀粉分散體可以穿過錐體。在錐體的軸向上，用于提供乳劑的進(jìn)口管向下伸出超過第二錐體，其末端設(shè)有旋轉(zhuǎn)式霧化器或壓力霧化器。霧化器將乳劑、空氣和淀粉流分配到噴霧塔內(nèi)。該結(jié)構(gòu)還具有傳統(tǒng)的環(huán)形空氣進(jìn)口通道，該通道在外錐體周圍，其末端稍高于這兩錐體所形成的環(huán)形狹縫。最后，該結(jié)構(gòu)具有合適的將其緊緊固定于噴霧塔中的方式，例如螺紋。
噴嘴結(jié)構(gòu)的尺寸并非很嚴(yán)格，取決于對噴灑能力的要求。第一外錐體可以具有大約40至50cm的高度，在其上端可以具有大約30至大約40cm的半徑。第二內(nèi)錐體可以具有大約15至大約25cm的高度，在其下端具有大約20至大約26cm的半徑。在內(nèi)錐體和外錐體之間所形成的狹縫寬度適合在大約3至大約10mm之間。用于提供乳劑的進(jìn)口管適合具有大約80至大約110mm的直徑，旋轉(zhuǎn)式霧化器適合具有大約32至大約42mm的直徑。用于提供淀粉的進(jìn)口管適合具有大約3至大約7mm的直徑。用于提供熱空氣的環(huán)形通道適合具有大約50至大約70cm的寬度。
乳劑的溫度適合在15℃至80℃的范圍內(nèi)。熱空氣流和冷空氣流的比例如可以在1∶8至1∶4(熱∶冷)的范圍內(nèi)。熱空氣適合具有的溫度要能在噴霧區(qū)域提供大約40℃至大約200℃，優(yōu)選大約60℃至大約120℃的溫度。優(yōu)選地，熱空氣被除濕到例如水含量少于大約3g/kg。為使塔底的內(nèi)部流化床流化，適合使用水含量低于大約3g/kg的干冷空氣(大約5-15℃)。通過控制冷空氣的供應(yīng)和溫度，使內(nèi)部流化床的溫度保持在大約0℃至大約40℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選在大約5℃至大約20℃的范圍內(nèi)。
為改進(jìn)對內(nèi)部流化床中產(chǎn)品的流化，可加入硅酸[10]。硅酸被連續(xù)加入淀粉流[4]中，該淀粉流根據(jù)需要進(jìn)料到內(nèi)部流化床中以彌補(bǔ)淀粉消耗。此處還可以加入輔料。
用于本發(fā)明方法中的淀粉優(yōu)選是玉米淀粉。術(shù)語“脂溶性物質(zhì)”在本發(fā)明的范圍中特別包含脂溶性維生素A、D、E和K，類胡蘿卜素例如β-胡蘿卜素、蝦青素、apocarotenal、角黃素、apoester、桔黃素(citranaxanthin)、玉米黃質(zhì)、葉黃素和番茄紅素。多不飽和脂肪酸的例子例如是亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸等。然而，很容易考慮到在人類或動物營養(yǎng)中發(fā)揮作用的其它脂溶性物質(zhì)。此類物質(zhì)，例如前面提到過的，通常以乳劑或干粉的形式進(jìn)入市場，這是因?yàn)樗鼈兊乃蝗苄曰蛘呤且驗(yàn)樗鼈兓蚨嗷蛏俚耐怀龅姆€(wěn)定性和易處理性。具體而言，這里可以提到油和脂肪，例如向日葵油、棕櫚油和牛脂。
可用于本發(fā)明方法的乳劑中的基體成分優(yōu)選是木質(zhì)素衍生物，特別是USP 5,668,183中所述的木質(zhì)素衍生物，其內(nèi)容被結(jié)合于此以用于參考。木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣和木質(zhì)素磺酸銨特別受關(guān)注?？梢允褂萌舾煞N木質(zhì)素衍生物的混合物。用于可有利地加工成根據(jù)本發(fā)明的微粒制劑(微粒)的乳劑的非膠凝基體成分的其它例子是經(jīng)改性的淀粉、果膠和纖維素衍生物。根據(jù)本發(fā)明加工的乳劑還可以含有傳統(tǒng)上用于此類制劑中的輔料，例如抗氧化劑，例如丁基化羥基苯甲醚、丁基化羥基甲苯、乙氧喹、生育酚，或者保濕劑，例如甘油、山梨糖醇、聚乙二醇或丙二醇。
通過下述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述實(shí)施例制備包含3wt％例如d，l-α-生育酚乙酸酯的活性成分、43wt％的水、50wt％木質(zhì)素磺酸鹽和4wt％添加劑的乳劑，并在如
圖1所示的裝置里對其進(jìn)行加工。下面括號里的標(biāo)號指
圖1中的各個(gè)標(biāo)號。
通過進(jìn)口[4]將玉米淀粉引入噴霧塔中。隨后，通過圖2所示的噴嘴結(jié)構(gòu)將乳劑流[1]噴到噴霧塔中。在塔頂，進(jìn)料水含量為8g/kg的80℃熱空氣[2]。
為使塔底的內(nèi)部流化床流化，進(jìn)料水含量為1g/kg的10℃干燥冷空氣[3]。
根據(jù)需要加入新鮮的玉米淀粉[4]，以彌補(bǔ)微粒形成過程所造成的淀粉消耗。為流化內(nèi)部流化床中的產(chǎn)物，可以向淀粉流中連續(xù)地加入硅酸[10]。新鮮的玉米淀粉和硅酸直接進(jìn)料到內(nèi)部流化床中。
排出的空氣[5]通過椎體中間的圓柱體在塔底離開塔。該空氣中的玉米淀粉被旋風(fēng)分離器分離出，并循環(huán)到塔中(直接到霧化區(qū)域中)。該空氣的溫度大約為60℃，水含量為12g/kg。通過霧化器設(shè)備內(nèi)椎體中的兩個(gè)噴嘴對循環(huán)的玉米淀粉[6]進(jìn)行霧化。被精細(xì)分布的玉米淀粉向下落到該椎體和相對的椎體上，隨后通過塔中這兩個(gè)椎體所形成的狹縫滴流。
含有一定濕氣的離開噴霧塔的顆粒(微粒)被轉(zhuǎn)移到外部干燥器中，使用已除去濕氣的空氣來操作該干燥器。離開外部干燥器的微粒[11]具有大約150-500μm的平均直徑。
權(quán)利要求
1.一種制造脂溶性物質(zhì)在水溶性或水分散性非膠凝基體中的微粒制劑的方法，所述方法包括(a)通過噴嘴將所述脂溶性物質(zhì)和所述基體成分的水乳劑進(jìn)料到垂直噴霧塔的上部，以及通過獨(dú)立的進(jìn)口進(jìn)料粉狀淀粉和熱空氣流，(b)將冷空氣流進(jìn)料到所述噴霧塔的下部，以形成包覆淀粉的、包含所述基體成分和所述脂溶性物質(zhì)的微粒的流化床，以及(c)從流化床收集所述微粒，并將它們排送到干燥器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中噴霧區(qū)域具有大約40℃至大約200℃，優(yōu)選大約60℃至大約120℃的溫度，所述流化床具有大約0℃至大約40℃，優(yōu)選大約5至大約20℃的溫度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中用基本如圖2中所示的噴嘴結(jié)構(gòu)將所述水乳劑、淀粉和熱空氣流進(jìn)料到所述噴霧塔中，所述結(jié)構(gòu)包含(a)第一中空錐體，其上部且較寬端是封閉的，并且?guī)в幸粋€(gè)或多個(gè)用于淀粉/空氣分散體的進(jìn)口；(b)通過如下方式裝配進(jìn)第一中空外錐體內(nèi)的第二內(nèi)錐體，所述方式為第二錐體指向朝上地進(jìn)入所述第一錐體內(nèi)，在其端部留有在其外表面和第一錐體的內(nèi)表面之間的環(huán)形狹縫；(c)具有封閉末端和旋轉(zhuǎn)式霧化器的進(jìn)口管，其向下伸出超過第二錐體，末端設(shè)有旋轉(zhuǎn)式霧化器或壓力霧化器；和(d)環(huán)形空氣進(jìn)口通道，該通道在外錐體周圍，其末端稍高于這兩錐體所形成的環(huán)形狹縫。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中基體成分是木質(zhì)素衍生物。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述木質(zhì)素衍生物是木質(zhì)素磺酸鹽。
6.如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述脂溶性物質(zhì)是維生素A、D、E和K，類胡蘿卜素、多不飽和脂肪酸、油或脂肪。
7.如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述的脂溶性物質(zhì)是β-胡蘿卜素、蝦青素、apocarotenal、角黃素、apoester、桔黃素或玉米黃質(zhì)。
8.一種基本如圖2所示的噴嘴結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括(a)第一中空錐體，其上部且較寬端是封閉的，并且?guī)в幸粋€(gè)或多個(gè)用于淀粉/空氣分散體的進(jìn)口；(b)通過如下方式裝配進(jìn)第一中空外錐體內(nèi)的第二內(nèi)錐體，所述方式為第二錐體指向朝上地進(jìn)入所述第一錐體內(nèi)，在其端部留有在其外表面和第一錐體的內(nèi)表面之間的環(huán)形狹縫；(c)具有封閉末端和小的旁側(cè)開口的進(jìn)口管，其向下伸出超過第二錐體，末端設(shè)有旋轉(zhuǎn)式霧化器或壓力霧化器；和(d)環(huán)形空氣進(jìn)口通道，該通道在外錐體周圍，其末端稍高于這兩錐體所形成的環(huán)形狹縫。
9.如前文所述的本發(fā)明，特別是參考實(shí)施例和附圖。
全文摘要
在一種制造脂溶性物質(zhì)處于水溶性或水分散性非膠凝基體中的微粒制劑的方法中，通過噴嘴將脂溶性物質(zhì)和基體成分的水乳劑進(jìn)料到垂直噴霧塔的上部。通過獨(dú)立的進(jìn)口，將粉狀淀粉和熱空氣流也進(jìn)料到垂直噴霧塔的上部。將冷空氣流進(jìn)料到該噴霧塔的下部，以形成包覆淀粉的、包含基體成分以及脂溶性物質(zhì)的微粒的流化床。從流化床中收集微粒，并將其排放到干燥器中。
文檔編號A23P1/04GK1735350SQ200480002051
公開日2006年2月15日 申請日期2004年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者戴維·舍弗爾 申請人:帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司