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Dokumentenidentifikation DE69232809T2 18.06.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0781541
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von pharmazeutischen Zellulosekapseln - die Kapseln kalibrierend
Anmelder R.P. Scherer Technologies, Inc., Paradise Valley, Nev., US
Erfinder Grosswald, Ralph R., Fairfield, Iowa 52556, US;
Anderson, Jeffory B., Provo, Utah 84663, US;
Andrew, Clair S., Provo, Utah 84604, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69232809
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, LI, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.05.1992
EP-Aktenzeichen 971002472
EP-Offenlegungsdatum 02.07.1997
EP date of grant 09.10.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.06.2003
IPC-Hauptklasse A61J 3/07

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Vorrichtungen, die bei der Herstellung pharmazeutischer Kapseln angewandt werden.

TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Pharmazeutische Kapseln, die gegenwärtig allgemein in Gebrauch sind, werden aus Gelatine hergestellt, und die Verfahren zur Herstellung von Gelatinekapseln sind gut entwickelt.

Zusammensetzungen für Cellulosekapseln sind gleichfalls bekannt, aber die erste kommerziell zur Herstellung von Cellulosekapseln eingesetzte Cellulosezusammensetzung wurde im Verdauungssystem des Benutzers nicht zuverlässig abgebaut. Als man diese Tatsache entdeckte, wurde die Herstellung von Cellulosekapseln eingestellt. Später wurde eine verbesserte Cellulosezusammensetzung von Sarkar patentiert, und verschiedene Patentschriften offenbaren Verfahren zur Herstellung von Cellulosekapseln aus der verbesserten Cellulosezusammensetzung. In den fünfzehn Jahren seit Erteilung des Sarkarschen Patents, und trotz vieler Versuche, wurden jedoch Cellulosekapseln nie mit Erfolg in Massenproduktion unter Verwendung der verbesserten Zusammensetzung mit ausreichender Gleichmäßigkeit hergestellt, um für die Abfüllung in modernen Schnellabfüllmaschinen geeignet zu sein. Bis die vorliegende Erfindung gemacht wurde, wiesen in Massenproduktion aus der verbesserten Zusammensetzung hergestellte Cellulosekapseln Mängel auf, wie z. B. Falten, sternförmige Enden und Rillen. Diese Mängel führten dazu, daß die Kapseln in der Schnellabfüllmaschine entweder zerrissen, sich nicht voneinander trennten oder sich verklemmten.

GELATINEKAPSELN NACH DEM STAND DER TECHNIK

Gelatinekapseln nach dem Stand der Technik, die z. B. aus DE-A-22 59 387 bekannt und in den Fig. 1A, 1B und 1C dargestellt sind, werden in einem Größenbereich hergestellt, der die in den ersten Spalten der Tabellen 1 und 2 aufgeführten Größen einschließt. Diese Tabellen sind aus dem Datenblatt von Februar 1987 der CAPSUGEL Division der Warner Lambert Company für deren PREFIT , SNAP-FIT und CONI-SNAP -Serien von Hartgelatinekapseln kopiert. Tabelle 1 zeigt den durch optische Messungen bestimmten Außendurchmesser eines Körpers und einer Haube von jeder Größe der CAPSUGEL-Kapsel. (Die genaue Messung des Durchmessers ist schwierig wegen der leicht konischen Form und der Flexibilität der Gelatinekapselteile.) Tabelle 2 zeigt die angestrebte Wanddicke eines Körpers und einer Haube jedes Typs und jeder Größe der CAPSUGEL-Kapsel. In Tabelle 3, die aus dem LOX-IT -Datenblatt von Scherer kopiert ist, sind der Außendurchmesser der LOX-IT -Kapselhauben und -körper in einem Größenbereich angegeben.

Toleranz: ±0,001" (±0,03 mm)

Tabelle 1 CAPSUGEL-Kapselteile, Außendurchmesser

3* SNAP-FIT Körper-Zielgröße - 0,0034 ± 0,0008

Tabelle 2 CAPSUGEL-Kapselteil, einfache Wanddicke

*Bestimmt am Schnittende

Tabelle 3 Scherer LOX-IT -Kapselteildurchmesser

US-A-3 399 803 von Oglevee et al. befaßt sich mit einer selbstsichernden pharmazeutischen Hartschalenkapsel mit einem Haubenteil und einem Körperteil, wobei die Teile an eine Maschinenabfüllung angepaßt sind. Oglevee offenbart Formzapfen von gleichmäßiger Konizität oder Kerzenform, beispielsweise um eine Saugwirkung beim Entfernen des Teils von dem Zapfen zu vermeiden und für eine Keilpassung zwischen Kapselhaube und Kapselkörper zu sorgen. Oglevee offenbart außerdem das Formen der Haube und des Körpers, um eine halbverriegelte Position und eine verriegelte Position bereitzustellen. Eine einzelne Rille in der Haube und eine dazu passende einzelne Rille im Körper sorgen für eine mechanische Verriegelung.

US-A-3 508 678 und US-A-3 664 495, beide erteilt an Graham et al., offenbaren eine Kapselhaube, die neben einer Verriegelungsrille eine Kerbe aufweist, welche eine Vorverschlußposition definiert, indem sie entweder für einen elastischen Reibungssitz mit dem Kapselkörper (3 664 495) oder für eine mechanische Verriegelung zwischen der Kerbe in der Haube und der Rille im Körper sorgt (3 508 678).

US-A-4 247 006 von Bodemann et al. offenbart einen Kapselkörper mit kleinerem Durchmesser im Bereich seines offenen Endes, und ferner weisen die Kapselhaube und der Kapselkörper jeweils eine Vertiefung auf, um für Formschlüssigkeit zwischen Körper und Haube zu sorgen.

VERFAHREN NACH DEM STAND DER TECHNIK FÜR GELATINEKAPSELN US-A-1 787 777 von Colton beschreibt die "Colton"-Maschine, die bei der Herstellung von Gelatinekapseln eingesetzt wird. Schlüsselelemente bei der Herstellung von Gelatinekapseln nach dem Stand der Technik sind in den Fig. 1-7 der beigefügten Zeichnungen dargestellt. Fig. 1A zeigt die Teile einer Kapsel mit einem Körper 1 und eine Haube 2. Die Teile sind in Fig. 1B in einer Vorverschlußposition 3 dargestellt, die durch Vorverschlußvertiefungen 4 fixiert wird. In Fig. 1C sind die Teile ferner in einer gefüllten Position, 5 dargestellt, die durch Klemmringe 6 fixiert wird. Fig. 2 zeigt Elemente der herkömmlichen "Colton"-Kapselherstellungsmaschine. Die Elemente sind ein Schmiervorrichtungsabschnitt 21, ein Tauchabschnitt 22, Rotoren 23, ein oberer Trockenofen 24, ein unterer Trockenofen 26, ein Tischabschnitt 27 und eine Automatik 28. Eine Zapfenschiene mit dreißig an einer Schiene 32 montierten Zapfen 31 ist in Fig. 3 dargestellt. Fig. 4 zeigt ein Gel 41, das rund um einen Zapfen 31 bis zu einer Tauchlinie 42 geformt ist. Außerdem sind die Abschneidlinie (Trenngrenze) 43 und der Bereich 44 am Zapfen oberhalb der Tauchlinie dargestellt. Fig. 5 zeigt einen Abstreifer 51 nach dem Stand der Technik beim Abstoßen eines Kapselteils 53 von einem Zapfen vom Bereich oberhalb der Tauchlinie mit der Stoßfläche 52. Eine Seitenansicht eines Abstreifers nach dem Stand der Technik mit einem Drehzapfen 61 und einer Feder 62 ist in Fig. 6 dargestellt. Fig. 7 zeigt ein Messer 71 beim Beschneiden eines Kapselteils, um die rauhe Kante 72 zu entfernen und eine saubere Kante 73 zu erzeugen.

US-A-1 978 829 (Wilkie), US-A-3 632 700 (Oglevee), US-A-3 794 453 (Padilla et al.), US-A-4 705 658 (Lukas) und US-A-4 997 359 (Lebrun) betreffen alle Verfahren zur Herstellung von Gelatinekapseln. Die Patentschrift von Wilkie offenbart eine Vorrichtung zum Trocknen von Kapseln durch Richten eines Luftstroms auf den Teil der Kapsel, der die meiste Feuchtigkeit enthält. Ein durch ein Loch in einer Platte strömender feiner Luftstrom wird auf das geschlossene Ende der Kapsel gerichtet, so daß an den geschlossenen Kapselenden eine größere Trocknungswirkung auftritt als an den Seiten der Kapsel. Es wird eine Platte mit mehreren Löchern vorgesehen, die so beabstandet sind, daß sie mit der Position der Zapfen zusammenpassen. Die Patentschrift von Oglevee offenbart ein Verfahren, um die Gleichmäßigkeit der Wanddicke von Kapseln durch Messung der Viskosität der flüssigen Gellösung im Tauchbehälter sicherzustellen und eine korrigierende Viskositätsänderung durch Änderung der Verdampfung oder durch Zugabe eines Gels mit niedrigerer Viskosität in den Behälter zu bewirken. Die Patentschrift von Padilla offenbart einen Luftkanal, der Kühlluft auf frisch getauchte Kapselformzapfen lenkt, um verbesserte Wanddickeneigenschaften zu erzielen. Der Kanal ist ein Luftkanal, der kühle Luft nach oben gegen die abgerundeten Enden der beschichteten Zapfen blasen soll, um eine gleichmäßige Strömung zu erzielen. Der Kanal schließt eine Zone ein, welche die Zapfenanordnung umgibt. Die Patentschrift von Lukas betrifft die Verkürzung der Trockenzeit bei der Herstellung von Hartschalen-Gelatinekapseln. Zapfen werden mit Mikrowellenenergie bestrahlt, bis die Gelatine trocknet. Die Patentschrift von Lebrun offenbart ein Tauchbad mit mehreren kleinen Vertiefungen und einem Impeller, um die Lösung in den Vertiefungen auf einer konstanten Temperatur zu halten. Die Zapfen tauchen in die Vertiefungen ein.

KAPSELFORMZAPFEN NACH DEM STAND DER TECHNIK

US-AA 758 149 von Sauter betrifft einen Kapselformzapfen mit zylinderförmiger Seitenwand und einer um die zylinderförmige Seitenwand herumlaufenden Rille, wobei die Rille ein nicht winkliges Querschnittsprofil aufweist und sowohl die Seitenwand als auch die Rille eine glatte, brüniert-gehärtete Oberfläche aufweisen. Sauter offenbart in Fig. 3A, Position C und in Spalte 4, Zeile 45, daß ein Kapselhaubenzapfen nach dem Stand der Technik für eine Kapsel der Größe "0" ("null") an der Trenngrenze einen Durchmesser von 7,551-7,564 mm (0,2973-0,2978 Zoll) aufweist. Der Kapselköwerzapfen nach dem Stand der Technik weist an der Trenngrenze einen Durchmesser von 7,234- 7,247 mm (0,2848-0,2853 Zoll) auf.

Für einen Bereich von gebräuchlichen Gelatinekapselgrößen zeigt Tabelle 4 den Nenndurchmesser an der Trenngrenze für den bekannten Körperzapfen bzw. den bekannten Haubenzapfen, die beim Formen des Gelatinekapselkörpers bzw. der Gelatinekapselhaube verwendet werden.

Tabelle 4 Zapfendurchmesser an der Trenngrenze VERFAHREN NACH DEM STAND DER TECHNIK FÜR CELLULOSEKAPSELN

Eine verbesserte, bei der vorliegenden Erfindung verwendbare Methylcelluloseether- Zusammensetzung wird in US-A-4 001 211 von Sarkar offenbart. Sarkar offenbart außerdem ein Verfahren zur Herstellung von Kapseln aus seiner verbesserten Methylcelluloseether-Zusammensetzung. Die von Sarkar offenbarte, verbesserte Methylcelluloseether-Zusammensetzung ist eine wäßrige Lösung einer thermogelierenden Methylcelluloseether-Zusanimensetzung, die sich zum Gebrauch bei der Herstellung pharmazeutischer Kapseln durch ein wäßriges Tauchbeschichtungsverfahren mit Verwendung vorgewärmter Zapfen eignet und aufweist: einen Methoxyl-DS-Wert (Substitutionsgrad) von etwa 1,5-2,0, einen C&sub2;-C&sub3;-Hydroxyalkyl-MS-Wert von etwa 0,1-0,4; eine Viskosität der wäßrigen Lösung von 2 Gew.-% von etwa 2-10 mPa s (2-10 cps) bei 20ºC und einen Thermogelierpunkt von etwa 50º-80ºC sowie eine Viskosität einer wäßrigen Lösung von 15-30 Gew.-% von etwa 1000-10000 mPa s (1000-10000 cps) bei 20ºC, wobei die Zusammensetzung als wäßrige Lösung von 15-30 Gew.-% aufweist: (A) im wesentlichen die Eigenschaften einer Newtonschen bzw. rein viskosen Flüssigkeit, definiert durch einen Koeffizienten n des Potenzgesetzes von 0,9-1,0 bei Schergeschwindigkeiten von 0,1-10 s&supmin;¹, und (B) eine 50-Sekunden- Fließgrenze des Gels von mindestens 150 dyn/cm² bei 65ºC.

US-A-4 993 137 von Muto betrifft die Herstellung von Kapseln, die aus der verbesserten Methylcelluloseether-Zusammensetzung von Sarkar bestehen. Muto offenbart ein Verfahren zum Gelieren der Lösung durch Eintauchen von mit Lösung beschichteten Zapfen in Wasser mit geregelter Temperatur. Bei dem Verfahren von Muto läßt man die Lösung an der Oberfläche der Zapfen gelieren, indem die Zapfen zunächst in Lösung getaucht und dadurch mit Lösung beschichtet werden und die beschichteten Zapfen dann in erwärmtes Wasser getaucht werden, um das Gel erstarren zu lassen.

US-A-2 526 683 (Murphy), US-A-2 671 245 (Kath), US-A-3 617 588 (Langman) und US-A-3 842 242 (Chisholin) betreffen Verfahren zur Herstellung von Kapseln aus Methylcellulose (der ursprünglichen Methylcellulose, nicht der von Sarkar offenbarten verbesserten Methylcellulose). Die Patentschrift von Murphy ist das ursprüngliche Patent für die Herstellung von Methylcellulosekapseln. Diese Patentschrift offenbart das Vorwärmen von Zapfen vor dem Tauchen, so daß die Lösung in gelierter Form an den Zapfen haftet, die Anwendung einer Folge verschiedener, "stufenweise wärmerer Temperaturen" beim Durchgang durch den Trockenofen, Trocknen unter Verwendung von Infrarotlampen und Luftkühlung. Murphy erreichte eine Mechanisierung der Herstellung von Cellulosekapseln. Dieses Verfahren erwies sich jedoch als unzureichend, als es (später) auf die verbesserte Cellulose nach dem Patent von Sarkar angewandt wurde. Die Patentschrift von Kath offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung entweder von Gelatine- oder von Cellulosekapseln. Sie offenbart die Verwendung von Bahnen und von mehreren Zapfen. Die Zapfen werden entlang den Bahnen transportiert und nach Bedarf durch die verschiedenen Stationen verschoben, gedreht und im Kreise gedreht. Diese Patentschrift enthält eine detaillierte mechanische Offenbarung. Die Patentschrift von Langman betrifft die Beseitigung eines unerwünschten thermischen Gelierens im Beschichtungsbad durch Verwendung von Hydroxyalkylcelluloseethern und die schnelle Immobilisierung der Tauchbeschichtung durch Induktionserwännung nach Entnahme der Zapfen aus dem Bad. Die Patentschrift von Chisholm betrifft das Erwärmen der Zapfen vor dem Tauchen und offenbart eine Vorrichtung zum Vorwärmen von Kapselzapfen in einer "Colton"-Kapselmaschine. Es ist eine Schale vorgesehen, die kugelförmige Teilchen enthält, die auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt werden. Die Zapfen werden unmittelbar vor dem Eintauchen in die Lösung in die erwärmten Teilchen getaucht.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung pharmazeutischer Kapseln aus den in der Patentschrift von Sarkar offenbarten verbesserten Methylcelluloseether-Zusammensetzungen enthalten eine Reihe von ungelösten Problemen. Zu diesen ungelösten Problemen gehören Hautbildung, Faltenbildung, sternförmige Enden und Riffelungen in der Wand der Kapselteile sowie eine beim Entfernen von den Zapfen auftretende Beschädigung der Kapselteile. Diese Probleme führen zum Zerreißen, Nichttrennen oder Verklemmen in den Schnellabfüllmaschinen. Bei den bekannten Verfahren wird die Quelle dieser Probleme nicht diskutiert.

Keine der obenerwähnten Patentschriften offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Cellulosekapseln von ausreichender Gleichmäßigkeit und Steifigkeit, um sie auf modernen Hochgeschwindigkeits-Kapselfüllmaschinen füllen zu können. Diese Gleichmäßigkeit und Steifigkeit ist jetzt unter Anwendung der Verfahrens- und Kapselverbesserungen erreicht worden, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung pharmazeutischer Cellulosekapseln bereitgestellt, wobei jede Kapsel aus zwei Teilen besteht, einem Kapselkörper und einer Kapselhaube, wobei jedes Teil aus einer wäßrigen Lösung einer thermogelierenden Celluloseetherzusammensetzung hergestellt wird, wobei Körperzapfen als Formen für Kapselkörper und Haubenzapfen als Formen für Kapselhauben verwendet werden, und wobei mehrere Zapfenschienen eingesetzt werden, wobei auf jeder Zapfenschiene mehrere Zapfen montiert sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Schmieren der Zapfen;

b) Eintauchen der Zapfen in die Lösung, um Lösung auf der Zapfenoberfläche gelieren zu lassen;

c) Trocknen der gelierten Lösung auf der Zapfenoberfläche einer Gruppe von Zapfenschienen zum Formen von Kapselteilen;

d) Erwärmen der Zapfen der Zapfenschienengruppe;

e) Entfernen der Kapselteile von den Zapfen; und

f) Transportieren der Zapfenschienen in einer geschlossenen Schleife, um die Schritte a) bis e) zu wiederholen;

dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Erwärmen der Zapfen eine unterschiedliche Erwärmung jedes gegebenen Zapfens der Zapfenschienengruppe aufweist, die dem erwarteten unterschiedlichen Wärmeverlust des gegebenen Zapfens zwischen dem Erwärmen des gegebenen Zapfens und dem Tauchen des gegebenen Zapfens entspricht.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung pharmazeutischer Cellulosekapseln bereitgestellt, wobei jede Kapsel aus zwei Teilen besteht, einem Kapselkörper und einer Kapselhaube, wobei jedes Teil aus einer wäßrigen Lösung einer thermogelierenden Celluloseetherzusammensetzung hergestellt wird, wobei Körperzapfen als Formen für Kapselkörper und Haubenzapfen als Formen für Kapselhauben verwendet werden, und wobei mehrere Zapfenschienen eingesetzt werden, wobei auf jeder Zapfenschiene mehrere Zapfen montiert sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Schmieren der Zapfen;

b) Erwärmen der Zapfen;

c) Eintauchen der Zapfen einer Tauchgruppe von Zapfenschienen in die Lösung, um die Lösungen auf der Oberfläche der Zapfen der Tauchgruppe gelieren zu lassen;

d) Trocknen der gelierten Lösung auf der Zapfenoberfläche zum Formen von Kapselteilen;

e) Entfernen der Kapselteile von den Zapfen; und

f) Transportieren der Zapfen in einer geschlossenen Schleife, um die Schritte a) bis e) zu wiederholen;

dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Zapfen die Erwärmung der Zapfen einer Tauchgruppe durch Wärmekonvektion nach dem Schmieren der Zapfen und vor dem Tauchen der Zapfen einschließt.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung pharmazeutischer Cellulosekapseln bereitgestellt, wobei jede Kapsel aus zwei Teilen besteht, einem Kapselkörper und einer Kapselhaube, wobei jedes Teil aus einer wäßrigen Lösung eines thermogelierenden Celluloseetherzusammensetzung hergestellt wird, wobei die Vorrichtung aufweist:

mehrere Zapfenschienen mit Körperzapfen als Formen für Kapselkörper und Haubenzapfen als Formen für Kapselhauben, wobei auf jeder Zapfenschiene mehrere Zapfen montiert sind;

eine Schmiereinrichtung zum Schmieren der Zapfen;

eine Taucheinrichtung zum Eintauchen der Zapfen in die Lösung und zur Entnahme der Zapfen aus der Lösung;

eine Trockeneinrichtung zum Trocknen gelierter Lösung auf der Oberfläche der Zapfen einer Gruppe von Zapfenschienen zum Formen von Kapselteilen;

eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der Zapfen;

eine Automatikeinrichtung zum Entfernen von Kapselteilen von den Zapfen; und

eine Transporteinrichtung zum Bewegen der Zapfenschienen durch die Schmiereinrichtung, die Taucheinrichtung, die Trockeneinrichtung, die Heizeinrichtung und die Automatikeinrichtung auf einem geschlossenen Transportweg;

dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung einen Heizkörper mit geteilten Decks mit Einrichtungen zur unterschiedlichen Erwärmung jedes gegebenen Zapfens der Zapfenschienengruppe entsprechend dem erwarteten unterschiedlichen Wärmeverlust des gegebenen Zapfens zwischen dem Erwärmen des gegebenen Zapfens und dem Tauchendes gegebenen Zapfens aufweist.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung pharmazeutischer Cellulosekapseln bereitgestellt, wobei jede Kapsel aus zwei Teilen besteht, einem Kapselkörper und einer Kapselhaube, wobei jedes Teil aus einer wäßrigen Lösung einer thermogelierenden Celluloseetherzusammensetzung hergestellt wird, wobei die Vorrichtung aufweist:

mehrere Zapfenschienen mit Körperzapfen als Formen für Kapselkörper und Haubenzapfen als Formen für Kapselhauben, wobei auf jeder Zapfenschiene mehrere Zapfen montiert sind;

eine Schmiereinrichtung zum Schmieren der Zapfen;

eine Taucheinrichtung mit einer Tauchschale für Kapselkörper und einer Tauchschale für Kapselhauben zum Eintauchen der Zapfen in die Lösung;

eine Trockeneinrichtung zum Trocknen gelierter Lösung auf der Zapfenoberfläche zum Formen von Kapselteilen;

eine Automatikeinrichtung zum Entfernen der Kapselteile von den Zapfen; und

eine Transporteinrichtung zum Bewegen der Zapfen durch die Schmiereinrichtung, die Taucheinrichtung, die Trockeneinrichtung und die Automatikeinrichtung auf einem geschlossenen Transportweg;

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner aufweist:

eine auf dem Transportweg zwischen der Schmiereinrichtung und einer Tauchschale angeordnete Tauchgruppenheizeinrichtung zum Erwärmen der Zapfen einer Zapfenschienentauchgruppe durch Wärmekonvektion.

Folglich bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung pharmazeutischer Kapseln, wobei jede Kapsel aus einem Kapselkörper und einer Kapselhaube besteht, verwendet eine wäßrige Lösung aus thermogelierender Celluloseetherzusammensetzung und verwendet Kapselkörperzapfen und Kapselhaubenzapfen als Formen. Eine Gruppe von Zapfen ist auf einer Zapfenschiene montiert. Das Verfahren erfordert das Erwärmen der Zapfen; Eintauchen der Zapfen in eine Lösung, um zu bewirken, daß die Lösung auf der Zapfenoberfläche geliert; Entfernen der Zapfen aus der Lösung; Trocknen der gelierten Lösung auf der Zapfenoberfläche zum Formen von Kapselkörpern und Kapselhauben; und Entfernen der Kapselkörper und Kapselhauben von den Zapfen.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Zeitintervall zwischen Erwärmen und Tauchen von einer Schiene zur anderen variieren. Zum Ausgleich wird jede Schiene entsprechend dem mit der Schiene verbundenen Zeitintervall auf eine unterschiedliche Temperatur erwärmt. Die Zapfen können an mehreren wärmeisolierten Stationen durch Strahlungsenergie oder durch Heißluft oder über die Schiene erwärmt werden. Zusätzlich kann ein Abschnitt der Schiene auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt werden. Das Verfahren schließt das Erwärmen der Zapfen vor dem Tauchen und das Erwännen der Zapfen nach dem Tauchen ein. Die Tauchschalen für Kapselkörper und Kapselhauben sind weiter voneinander beabstandet als in der herkömmlichen Colton-Maschine, und zwischen den Tauchschalen ist ein Vortaucherwärmungsbereich angeordnet. Nachdem die Zapfen getaucht und aus der Lösung entfernt worden sind, werden sie nochmals erwärmt, um die Lösung auf der Zapfenoberfläche weiter zu gelieren. Das Trocknen der Zapfen schließt das Erzeugen einer Luftgegenstrombewegung durch eine Einhausung über den Zapfen ein, derart daß die Zapfen anfänglich auf relativ feuchte Luft treffen und, während sie trockener werden, auf zunehmend trockenere Luft treffen. Außerdem werden die Zapfen so erwärmt, daß die Kapselkörper und Kapselhauben von innen nach außen getrocknet werden. Das Entfernen der Kapselteile von den Zapfen erfordert ein Angreifen an die Zapfen an gegenüberliegenden Angriffsflächen.

In einer Ausführungsform haben die Kapselteile eine dickere Wand als die Gelatinekapseln von entsprechender Größe, und die Kapselkörper weisen einen Versteifungsring auf.

Probleme beim Stand der Technik werden in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie folgt überwunden. Beim Vorwärmen zum Ausgleich der unterschiedlichen Kühlung einiger Schienen, die länger als andere auf das Tauchen warten, sind unter den Schienen wärmeisolierende Elemente vorgesehen, und über den Schienen sind Strahlungsheizkörper vorgesehen, um eine selektive Erwärmung von Schienen oder Schienenabschnitten zu ermöglichen und Temperaturunterschiede zum Tauchzeitpunkt zu beseitigen. Um das Vorwärmen im Tauchbereich ohne die mit dem Chisholmschen Verfahren der erwärmten Teilchen verbundenen Probleme zu ermöglichen, werden die Tauchschalen von der Mittellinie weg bewegt und Wärmekonvektions- und Strahlungsheizer eingefügt. Zum gleichen Zweck ist auch eine Wärmekonvektionsheizung über die Rückseite der Schienen vorgesehen. Um den Gleichmäßigkeitsgrad zu erreichen, der für die Schnellabfüllung notwendig ist, und um die Hautbildung und Faltenbildung zu beseitigen, die mit dem Trocknen von außen nach innen gemäß dem Stand der Technik infolge der direkt über die Zapfen geblasenen Luft verbunden sind, wird für ein Trocknen von innen nach außen gesorgt. Zusätzlich zum Erwärmen vor dem Tauchen wird das Erwärmen nach dem Tauchen angewandt. Das Erwärmen nach dem Tauchen setzt den Gelierprozeß nach dem Tauchen fort, gewährleistet ein schnelles Festwerden der Celluloseschicht und unterstützt das Trocknen von innen nach außen. Um das ungleichmäßige oder zu schnelle Trocknen zu vermeiden, das nach dem Stand der Technik zur Deformation führt, wird während des Trocknungsprozesses eine geeignete Beziehung zwischen dem Wasserdampfdruck in den Kapseln und dem Wasserdampfdruck in der umgebenden Luft aufrechterhalten. Ein vollständig geschlossener Trockenofen wird bereitgestellt, um das Trocknen von innen nach außen, die Feuchtigkeitssteuerung der die Zapfen umgebenden Luft und den Energiewirkungsgrad zu unterstützen. Um eine Beschädigung des offenen Endes des Kapselteils beim Entfernen des Teils von dem Zapfen zu vermeiden, die oft auftritt, wenn an den Cellulosekapselteilen das Verfahren nach dem Stand der Technik angewandt wird, ist ein Greifer vorgesehen. Um das Verklemmen in den Abfüllmaschinen wegen überdimensionierter Teile zu beseitigen, ist der Zapfen unterdimensioniert, um den unerwarteten Schrumpfungsunterschied zwischen der Cellulosekapsel und der Gelatinekapsel auszugleichen. Um eine Funktionsstörung in den Abfüllmaschinen zu vermeiden, die durch Flexibilität und Deformation des Kapselteils aus seiner runden Form verursacht wird, wird ein Zapfen weiter unterdimensioniert, um eine dickere Kapselwand zu ermöglichen. Außerdem versieht der Körperzapfen den Kapselkörper mit einem zusätzlichen Umfangsverstärkungsring zwischen dem Verschlußring und der Kuppel.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Fig. 1A, 1 B und 1 C zeigen einen Kapselkörper und eine Kapselhaube nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt die Elemente der herkömmlichen Kapselherstellungsmaschine (Stand der Technik).

Fig. 3 zeigt auf einer Zapfenschiene montierte Zapfen (Stand der Technik).

Fig. 4 zeigt einen bis zu einer Tauchlinie eingetauchten Zapfen (Stand der Technik).

Fig. 5 zeigt einen Abstreifer nach dem Stand der Technik, der einen Kapselteil von einem Zapfen abstreift.

Fig. 6 zeigt einen Abstreifer nach dem Stand der Technik.

Fig. 7 zeigt ein Messer, das die rauhe Kante der Kapsel beschneidet (Stand der Technik).

Fig. 8A zeigt schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließlich eines Vorwärmabschnitts und einer Trocknereinhausung.

Fig. 8B zeigt einen schematische geschnittenen Vorderansicht des Trockenofens, welche die Einhausung und den Luftstrom darstellt.

Fig. 5C zeigt die Anordnung der Heizelemente und Gebläse in der Einhausung von Fig. 8B.

Fig. 8D zeigt eine schematische Draufsicht aller Abschnitte zwischen dem geteilten Deck und den Drehvorrichtungen.

Die Fig. 8E und 8F zeigen zwei Aufrisse des Konvektionsvorwärmsystems.

Fig. 8 G zeigt den Isolierungskasten für den Tischabschnitt.

Fig. 9 zeigt schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließlich der Positionen der verschiedenen Vorwärmabschnitte.

Die Fig. 10A und 10B zeigen Temperaturfühler und mit dem geteilten Deck verbundene Unterbodenheizer.

Fig. 10C zeigt eine Gruppe von Haubenzapfenschienen und die entsprechende Gruppe von Körperzapfenschienen.

Fig. 10D zeigt die geteilte Deckanordnung für die Schienen von Fig. 10C.

Fig. 11 zeigt berührungslose Temperaturfühler und mit dem geteilten Deck verbundene Überkopfheizer.

Die Fig. 12 und 13 zeigen eine Draufsicht bzw. einen Aufriß einer Vorwärmanordnung für den Tauchabschnitt.

Die Fig. 14A und 14B zeigen zwei Ansichten eines Vorwärmers mit Luftkanälen zum selektiven Erwärmen von Zapfen.

Fig. 15 zeigt das Steuerungssystem für die Gelierschalentemperatur.

Die Fig. 16A, 16B und 16C zeigen eine Vorrichtung zum Erwärmen der Zapfen durch die Zapfenschiene hindurch, um ein Gelieren nach dem Tauchen im Drehvorrichtungsabschnitt und ein "Trocknen von innen nach außen" im Trockenofen zu ermöglichen.

Fig. 17 zeigt das Verfahren zum Entfernen des Kapselteils vom Zapfen.

Fig. 18 zeigt Details des für die vorliegende Erfindung modifizierten Abstreifers von Fig. 6.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bietet Verbesserungen gegenüber dem in US-A-4 001 211 von Sarkar offenbarten Verfahren zur Herstellung pharmazeutischer Kapseln. Die Cellulosezusammensetzung nach Sarkar eignet sich besonders für die Herstellung pharmazeutischer Kapselschalen, die sich mit einer den Gelatinekapseln vergleichbaren Geschwindigkeit auflösen. Verzögerte Freisetzungseigenschaften können durch Beimengen einer weniger wasserlöslichen Cellulose erzielt werden, wie z. B. von Ethylcellulose, wie von Greminger und Windover in US-A-2 887 440 beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet die vorliegende Erfindung die in der Patentschrift von Sarkar offenbarten verbesserten thermogelierenden Methylcelluloseether-Zusammensetzungen, einschließlich einer thermogelierenden Methylcelluloseether-Zusammensetzung, die sich zur Verwendung bei der Herstellung pharmazeutischer Kapseln durch ein wäßriges Tauchbeschichtungsverfahren unter Verwendung vorgewärmter Zapfen eignet und einen Methoxyl-DS-Wert von etwa 1,5-2,0, einen C&sub2;-C&sub3;-Hydroxyalkyl-MS-Wert von etwa 0,1-0,4; eine Viskosität einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-% von etwa 2-10 mPa s (2-10 cps) bei 20ºC und einen Thermogelierpunkt von etwa 50º-80ºC sowie eine Viskosität einer wäßrigen Lösung von 15-30 Gew.-% von etwa 1000-10000 mPa s (1000-10000 cps) bei 20ºC aufweist, wobei die Zusammensetzung ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß sie als wäßrige Lösung von 15-30 Gew.-% aufweist: (A) im wesentlichen die Eigenschaften einer Newtonschen bzw. rein viskosen Flüssigkeit, definiert durch einen Koeffizienten n des Potenzgesetzes von 0,9-1,0 bei Schergeschwindigkeiten von 0,1-10 s&supmin;¹ und (B) eine 50-Sekunden- Fließgrenze des Gels von mindestens 150 dyn/cm² bei 65ºC.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung basiert in einer bevorzugten Ausführungsform auf dem in US- A-1 787 777 von Colton und in US-A-2 671 245 von Kath offenbarten Kapselmaschinentyp. Die zur Ausführung der vorliegenden Erfindung modifizierte Maschine war eine "Colton"-Kapselmaschine, hergestellt von R & J Engineering Corporation, 100 Hansen Avenue, Kitchener, Ontario, Canada N2C 2 E2.

1. ALLGEMEINES

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren und eine voll mechanisierte Herstellungsvorrichtung, welche die modifizierte Cellulose gemäß US-A-4 001 211 von Sarkar für die Herstellung pharmazeutischer Kapseln von ausreichender Gleichmäßigkeit und Steifigkeit verwenden kann, so daß sie auf modernen Schnellabfüllmaschinen abgefüllt werden können. Kapseln können in einem Größenbereich hergestellt werden, der dem Größenbereich in den Tabellen 1-3 ähnlich ist. Für eine gegebene Kapsel haben die Kapselkörper und Kapselhauben verschiedene Abmessungen, wie für die Kapseln nach dem Stand der Technik in den Fig. 1A-1C dargestellt. Das Verfahren erfordert eine Reihe von Schritten, die durch eine Maschine ausgeführt werden. Jeder Kapselteil wird hergestellt, indem ein heißer Edelstahlzapfen (31) in eine Cellulosegellösung eingetaucht und das Gel getrocknet wird, um einen harten Film über dem Zapfen zu formen. Die Zapfen sind in einer Reihe an einer Schiene (32) montiert; wie in Fig. 3 dargestellt. Fig. 4 zeigt einen Zapfen mit einer Gelbeschichtung. An einem Schienensatz sind Körperzapfen montiert, und an einem entsprechenden Schienensatz sind Haubenzapfen montiert, so daß entsprechende Körper und Hauben dem gesamten Prozeß gleichphasig miteinander durchlaufen und aus dem Prozeß in einander gegenüberliegenden Positionen hervorgehen; um als Kapsel zusammengesetzt zu werden.

In einer ersten Ausführungsform ist das Verfahren so eingerichtet, daß sich die Schienen in einer kontinuierlichen Schleife bewegen, die in Fig. 8A dargestellt ist. Die Verfahrensschritte in dieser Ausführungsform sind:

Vorwärmen der Zapfenschienen (Vorwärmabschnitt);

Ölen der Zapfen (Schmierabschnitt);

Eintauchen der Zapfen in Celluloselösung (Tauchabschnitt);

Schnelle Drehung der beschichteten Zapfen (Drehungsabschnitt);

Trocknen des Gels (obere und untere Trockenöfen);

Positionieren der Zapfenschienen, so daß einander entsprechende Hauben und Körper einander gegenüberliegen (Tischabschnitt);

Entfernen der Hauben und Körper (Automatik);

Beschneiden der Hauben und Körper (Automatik);

Verbinden von Hauben und Körpern in einer Vorverschlußposition (Automatik).

Das Entfernen und Beschneiden der Hauben und Körper ist in den Fig. 17 bzw. 7 dargestellt.

Das Verbinden der Hauben und Körper zu einer Kapsel in einer abfüllbereiten Vorverschlußposition ist in den Fig. 1A und 1B dargestellt. Fig. 1C zeigt eine Kapsel mit eingerücktem Verschlußring im Zustand nach dem Abfüllen.

Das Verfahren ist ähnlich dem Herstellungsverfahren für Gelatinekapseln, mit der Ausnahme, daß das Herstellungsverfahren für Gelatinekapseln das Eintauchen von kalten Zapfen in ein Gel erfordert, dessen Temperatur oberhalb des Gelierpunktes liegt, während das Verfahren zur Herstellung von Cellulosekapseln das Eintauchen von heißen Zapfen in ein Gel erfordert, dessen Temperatur unterhalb des Gelierpunktes liegt. Zu den neuartigen Aspekten der vorliegenden Erfindung gehören Verfahrensschritte, mit denen die besonderen Schwierigkeiten der Herstellung von Cellulosekapseln unter Verwendung der in der Patentschrift von Sarkar offenbarten Cellulosezusammensetzung überwunden werden sollen. In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet die vorliegende Erfindung Steuerungskomponenten für die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und die Luftströmung, zu denen Heizer, Sensoren, Einhausungen, Lüfter und Wärmeisolierungskomponenten gehören. Diese Ausführungsform verwendet außerdem schmalere Zapfen als die nach dem Stand der Technik verwendeten Zapfen und stellt in einer Ausführungsform einen Kapselkörper mit einem Versteifungsring bereit.

2. TEMPERATURSTEUERUNG

Kapseln müssen für die Abfüllung auf Schnellabfüllmaschinen übereinstimmende Wanddicken von einer Kapsel zu anderen aufweisen. Um dies zu erreichen, muß die Temperatur der Edelstahl- Zapfenformkörper, die an einer Zapfenschiene befestigt sind, während des gesamten Verfahrens gesteuert werden. Die Zapfen müssen gleichmäßig erhitzt werden, so daß bei dem Tauchvorgang an jedem Zapfen eine reproduzierbare Gelmenge aufgenommen wird. Während in verschiedenen Patentschriften von der Notwendigkeit die Rede ist, die Zapfenschienen vor dem Tauchen zu erwärmen, wird in keiner Patentschrift die entscheidende Notwendigkeit angesprochen, alle Zapfen von einer Schiene zur anderen im wesentlichen auf die gleiche Temperatur zu erwärmen, um Kapseln zu erzeugen, die für die Schnellabüllung ausreichend gleichmäßig sind. Bei dem Verfahren zur Herstellung von Cellulosekapseln auf einer herkömmlichen "Colton"-Kapselmaschine müssen einige Zapfenschienen länger als andere bis zum Eintauchen warten. Die vorliegende Erfindung schließt eine ausgleichende Temperatursteuerung ein, wobei einige Schienen oder Schienenteile unabhängig voneinander auf höhere Temperaturen als andere erwärmt werden, um die längere Wartezeit dieser Schienen vor dem Eintauchen und die während dieser Wartezeit einwirkende unterschiedliche Umgebungstemperatur (wegen Temperaturgradienten innerhalb der Maschine) sowie Temperaturgradienten, die durch verschiedene Wärmeleitfähigkeiten der Zapfen, der Schienen und/oder der Etagen entstehen, auszugleichen. Das ausgleichende Temperatursteuerungssystem bewirkt die Einhaltung vorgegebener Temperaturen in den Schienen vor dem Eintauchen, um weitgehend gleiche Temperaturen in den Zapfen zum Eintauchzeitpunkt zu erzielen. Eine ausgleichende Temperatursteuerung kann durch die verschiedensten Anlagenkonfgurationen wie folgt bereitgestellt werden:

a) Ausgleichende Abtastung und Erwärmung auf Trockendecks

Gruppen von zwanzig Schienen bewegen sich auf einem Metalldeck von einer Station zur anderen.

Da die Schienen in jeder Positionen einige Zeit sitzenbleiben, bevor sie sich bewegen, können Heizquellen unter dem Deck und auch über den Schienen so angeordnet werden, daß Wärme einwirken kann, um die Temperatur ausgewählter Schienen in der Zwanzigergruppe zu erhöhen. Die letzte Station des unteren Decks, unmittelbar vor dem Tischabschnitt, bietet getrennte Heizbereiche, die voneinander wärmeisoliert sind, um Schienen und Schienenabschnitte selektiv zu erwärmen. Wenn Schienen die Trockendecks verlassen und auf den Tischabschnitt geladen werden, werden sie einzeln dem mittleren Elevator zugeführt, um einzeln im Automatikabschnitt verarbeitet zu werden. Die letzte Schiene in der Zwanzigergruppe muß am längsten warten. Durch selektive Erwärmung dieser späteren Schienen auf höhere Temperaturen wird die Verzögerung vor dem Eintauchen ausgeglichen. Beim Eintauchen haben diese späteren Schienen eine Temperatur, die im wesentlichen gleich der Temperatur der früheren Schienen ist, die vor dem Eintritt in die Tauchstation weniger Zeit zum Abkühlen hatten.

b) Isolierung und ausgleichende Erwärmung im Tischabschnitt

Nach dem Verlassen der Trockendecks werden die Schienen von dem Deck einem Tischabschnitt zugeführt, der die Gruppe von 20 Schienen aufnimmt und sie einzeln den T-Gleitbahnen zur Weiterverarbeitung zuführt. In diesem Tischabschnitt kann auf irgendeine Weise Wärme zugeführt werden, um die späteren Schienen auf der erforderlichen Temperatur zu halten, so daß sie während der Wartezeit bis zu ihrer Weiterverarbeitung nicht abkühlen. Der Tischabschnitt ist mit einem isolierten Kasten mit Wärmequellen abgedeckt um die Temperaturen zu halten und die späteren Schienen weiter so unterzubringen, daß alle Schienen das Tauchbad im wesentlichen auf der gleichen Temperatur erreichen.

c) Ausgleichende Temperaturerfassung und Erwärmung zum Ausgleich von Temperaturschwankungen vom vorderen zu hinteren Schienenende

Wegen der Temperaturgradienten innerhalb der Maschine gibt es (bei den Maschinen nach dem Stand der Technik) keine Garantie dafür, daß die Temperatur in Längsrichtung einer gegebenen Schiene konstant ist. Eine Temperaturschwankung in Längsrichtung der Schiene würde zu einer Temperaturschwankung von einem Zapfen zum anderen führen. Zum Beispiel kann das vordere Ende der Schiene kühler sein als das hintere Ende, und daher sind auch die vorderen Zapfen kühler. Bei der vorliegenden Erfindung kann die obenerwähnte unterschiedliche Erwärmung auch so eingestellt werden, daß Temperaturgradienten innerhalb der Maschine ausgeglichen werden, um entlang einer gegebenen Schiene eine einheitliche Temperatur von einem Zapfen zum anderen sicherzustellen. Dies wird erreicht, indem über das die Schienen tragende Deck und von Überkopfstrahlungsheizkörpern selektiv Wärme zugeführt wird. Die letzte Station des unteren Decks, unmittelbar vor dem Tischabschnitt, von dem die Schienen einzeln zur Automatik übergeben werden, ist als "geteiltes Deck" bekannt. Die Erwärmung von jedem wärmeisolierten Abschnitt des geteilten Decks aus wird so eingestellt, daß ein vorgegebenes Temperaturprofil erzeugt wird, das dazu führt, daß die Temperatur aller Zapfen gleich ist, wenn sie die Tauchvorrichtung erreichen.

3. NEUE VERFAHREN ZUM TROCKNEN VON CELLULOSEKAPSELN NACH DEM TAUCHPROZESS a) Gegenstromtrocknung und geschlossene Trockenöfen

Trocknungsverfahren, die bei der mechanisierten Kapselherstellung nach dem Stand der Technik angewandt werden, erfordern Überkopföfen mit Perforationen an der Bodenplatte, durch die Luft über die Kapseln geblasen wird. Die Luft entweicht dann in den Raum. Die vorliegende Erfindung verwendet geschlossene Trockenöfen, wo die Luft nur am Zapfenaustrittsende des unteren Trockenofens (d. h. am Ende des Trocknungsprozesses) eingeleitet wird und dann in Gegenstromrichtung zu der Bewegung der Zapfenschienen fließt, wobei die gesamte Luft in den geschlossenen Trockenöfen eingeschlossen ist und am Zapfeneintrittsende des oberen Trockenofens abgeleitet wird, wo sich der Anfangspunkt des Trocknungsprozesses befindet. Die Zapfen treffen beim Eintritt in den Trocknungsprozeß auf relativ feuchte Luft, und während sich die Zapfen durch den Trocknungsprozeß bewegen und trockener werden, treffen sie auf zunehmend trockenere Luft.

b) Trocknen von innen nach außen

Die gesamte Trocknung der Kapseln wurde früher durch Trocknen von außen her bewerkstelligt, indem Luft von oben über die Zapfen geblasen wurde. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt das Trocknen von innen nach außen, indem Wärme sowohl von unterhalb des Decks als auch von oberhalb der Zapfen (Strahlungswärme oder Infrarot, Mikrowelle usw.) angewandt wird, um die Zapfen selbst zu erwärmen, so daß die Feuchtigkeit von innen her ausgetrieben wird. Dadurch entstehen gleichmäßigere Kapseln, die frei von Falten- und Welligkeitsfehlern sind, die beim Trocknen von außen nach innen häufig auftreten, und die Einsatzhärtung oder Hautbildung, die bei der Herstellung von Cellulosekapseln durch Trocknen mit Luft allein auftritt, wird vermieden.

4. NEUARTIGE VERFAHREN ZUM VORWÄRMEN VON ZAPFENSCHIENEN VOR DEM TAUCHEN a) Hinzufügen eines getrennten Vorwärmabschnitts zum Verfahren vor dem Tauchen

Das Erwärmen der Zapfen ist notwendig, damit im Tauchbad das Gel auf den Zapfen gebildet wird. Gemäß der Patentschrift von Murphy werden die Zapfen als Nebenprodukt des Trocknens erwärmt. Die zum Trocknen der Kapseln benutzte Heißluft erwärmte außerdem die Zapfenschienen (auf eine Weise, die hinsichtlich der Bedingungen für die Zapfentemperatur für das Tauchen unkontrolliert ist) vor dem Entfernen der Kapseln und erneuten Eintauchen. Die einzige Erwähnung einer gesteuerten bzw. kontrollierten Vorwärmung nach dem Stand der Technik ist in der Patentschrift von Chisholm zu finden, wo vorgeschlagen wird, daß die Zapfen vor dem Tauchen in ein Bad von heißen Kügelchen eingetaucht werden. In der Praxis ist das Verfahren von Chisholm wegen der Probleme, die nachstehend unter "Analyse der Probleme bei älteren Verfahren" diskutiert werden, nicht durchführbar. Zum Beispiel ist das Entfernen der aus der verbesserten Cellulose hergestellten Kapseln von den Zapfen noch schwieriger als das Entfernen der aus Gelatine hergestellten Kapseln von den Zapfen (das auch sehr schwierig ist), da die verbesserte Cellulose einen schwächeren und flexibleren Film bildet. Da die Wände der Kapselteile keine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um sich leicht entfernen zu lassen, muß die Gleitmittelschicht sorgfältig aufgebracht und intakt gehalten werden. Die vorliegende Erfindung stellt einen Vorwärmbereich bereit, dessen besonderer Zweck eine kontaktfreie Wärmezufuhr zu den Zapfen bei der Vorbereitung zum Tauchen ist.

Dieser Vorwärmbereich kann sich an einer oder an allen von den folgenden Stellen befinden:

a) auf den Trockendecks oder am Ende der Trockendecks und vor dem Tischabschnitt.

b) auf dem Tischabschnitt.

c) zwischen dem Tischabschnitt und dem Automatikabschnitt.

d) hinter den Automatikabschnitt und vor dem Schmierabschnitt

e) hinter dem Schmierabschnitt und vor dem Tauchabschnitt mit Heizeinrichtungen, die mit den Zapfen nicht in Kontakt kommen.

f) im Tauchabschnitt mit Heizeinrichtungen, die mit den Zapfen nicht in Kontakt kommen, wie z.B. Strahlungswärme, Heißluft, Induktionswärme, Kontaktelemente an der Rückseite der Schiene oder ein anderes geeignetes Verfahren. Ein weiteres Problem bei dem Verfahren von Chisholm ist, daß die herkömmliche Kapselmaschine wegen der großen Nähe der Tauchplatten zur Mittellinie der Maschine keinen Raum zur Unterbringung des von ihm empfohlenen Verfahrens bietet. Daher schließt die vorliegende Erfindung außerdem eine Erweiterung des Tauchabschnitts sowohl an der Hauben- als auch an der Körperseite ein, um die Tauchplatten von der Mittellinie der Längsachse der herkömmlichen Kapselmaschine weiter nach außen zu verschieben. Dadurch wird Raum zur Unterbringung eines Vorwärmprozesses geschaffen, der keinen Kontakt mit den Zapfen erfordert.

5. BESCHREIBUNG DER VORRICHTUNG

Fig. 8A zeigt einige Elemente einer ersten, schematisch dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere einen Vorwärmabschnitt 80, eine Ofeneinhausung 81 mit einer Luftzutrittsöffnung 82 und einer Luftauslaßöffnung 83, einer isolierten, beheizten Einhausung 84 für den Tischabschnitt; einer isolierten, beheizten Einhausung 85 für den Drehvorrichtungsabschnitt, und einem Tauchabschnitt mit eingebautem Vorwärmteil 86. Die Pfeile in Fig. 8A zeigen die Bewegungsrichtung der Zapfen durch die Maschine an.

Fig. 9 zeigt eine schematisch dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit mehreren Vorwärmabschnitten, wie folgt: Im Trockenofen 80, zwischen dem Trockenofen und dem Tischabschnitt 91, auf dem Tischabschnitt 92, zwischen Tisch und Automatik 93, zwischen Automatik und Schmiervorrichtung 94, zwischen Schmiervorrichtung und Tauchvorrichtung 95 und im Tauchabschnitt 96.

Fig. 8B zeigt die physische Gesamtform des Trockenofens. Die Gesamtlänge L1 der Maschine, d. h. die Länge des oberen Trockenofens, beträgt 13,4 m (44 Fuß). Dies ist länger als bei der herkömmlichen Colton-Maschine, wobei der obere Trockenofen um 3 Tischlängen erweitert worden ist, um einen neuen Vorwärmabschnitt 94 (dargestellt in Fig. 8C) zwischen der Automatik und der Schmiervorrichtung aufzunehmen. Die Höhe H&sub1; des oberen Trockenofens beträgt 61 cm (2 Fuß). Die Länge L2 des unteren Trockenofens beträgt 7,9 m (26 Fuß). Die Höhe H&sub2; des unteren Trockenofens am geteilten Deck beträgt 61 cm (2 Fuß), und die Höhe H&sub3; des unteren Trockenofens am hinteren Elevator beträgt 30 cm (1 Fuß). Die Wände des Trockenofens sind isoliert. Der Trockenofen weist eine Einhausung 81 mit einem Lufteintrittskanal 801 und einem Luftaustrittskanal 802 auf Die Richtung der Luftströmung ist durch Pfeile 803 angedeutet. In Fig. 8C sind die Positionen der beiden kreisrunden Rohrgebläse 805 von 152 mm (6 Zoll) Durchmesser und des einzelnen Rohrgebläses von 254 mm (10 Zoll) Durchmesser angegeben, die alle im unteren Trockenofen 26 montiert sind und den Luftstrom durch beide Trockenöfen antreiben. Die beiden Rohrgebläse 805 sind nebeneinander montiert, um Luft in einer im wesentlichen zu Achse des unteren Trockenofens parallelen Richtung zur Rückseite der Maschine zu blasen, indem sie Luft vom Einlaß 801 ansaugen und sie in den oberen Trockenofen 24 blasen. Acht Mischgebläse 804 von 229 mm (9 Zoll) Durchmesser im oberen Trockenofen sind in vier Paaren von nebeneinander liegenden Gebläsen angeordnet, wobei jedes Paar so gerichtet ist, daß es Luft nach unten auf die Zapfen bläst, um die örtliche Trocknung des Gels mit durchmischter Luft (d. h. Luft mit ausgeglichener Temperatur) zu beschleunigen. Drei Gebläse 806 von 229 mm (9 Zoll) Durchmesser, die auf ähnliche Weise im unteren Trockenofen montiert sind, bewirken das weitere Trocknen der Zapfen.

Wärme für das Trocknen von innen nach außen und das Vorwärmen wird durch eine Reihe von fünf Strahlungsheizkörpern 808 mit Abmessungen von 56 cm · 43 cm (22 Zoll · 17 Zoll) zugeführt, die direkt über den sich bewegenden Zapfenschienen im unteren Trockenofen montiert sind. Das allgemeine Vorwärmen der Zapfenschienen in der Position des geteilten Decks erfolgt von oben durch eine Gruppe von Strahlungsheizkörpern 809 mit Abmessungen von 56 cm · 43 cm (22 Zoll · 17 Zoll) direkt oberhalb der Zapfenschienen, und durch Wärmeleitung von der geteilten Deckbaugruppe 810, welche die Zapfenschienen trägt, werden Teile der Zapfenschienen selektiv vorgewärmt. Ein "Kuppelblock"- Strahlungsheizkörper 811 ist für die Erwärmung nach dem Tauchen vorgesehen, um die Gelbildung nach dem Tauchen und das Trocknen von innen nach außen zu erleichtern.

Die oben beschriebene Gebläse- und Heizkörperkonfiguration gilt für eine Seite, Haube oder Körper, und in dieser. Hinsicht sind die Hauben- und Körperseiten weitgehend identisch, außer daß sie spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.

Die Lufttemperatur am Einlaß zum Trockenofen wird im Bereich von 52-82ºC (125-180ºF) und vorzugsweise auf 71ºC (160ºF) geregelt. Die absolute Luftfeuchtigkeit am Einlaß wird im Bereich von 0,6- 1,2% (0,006-0,012 1b Feuchtigkeit/1b Luft) und vorzugsweise auf 0,9% (0,009 1b Feuchtigkeit/1b Luft) geregelt. Die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Körperseite des Trockenofens beträgt 0,32 m/s (63 Fuß/min), gemessen am körperseitigen Einlaßkanal von 203 mm (8 Zoll) Durchmesser. Die entsprechende Durchflußgeschwindigkeit durch den haubenseitigen Trockenofen, gemessen am haubenseitigen Einlaßkanal von gleichem Durchmesser, beträgt 0,036 m/s (7 Fuß/min). Innerhalb des Trockenofens wird die strömende Luft durch Verdunstungskühlung abgekühlt und durch Wärme von den Schienen und den Strahlungsheizkörpern erwärmt. Das für die Herstellung von akzeptierbaren Kapselteilen ermittelte Temperaturprofil ist in Tabelle S angegeben. Die Wärme von den Strahlungsheizkörpern und den Wärmeleitungsheizkörpern wird so eingestellt, daß die vorgegebenen Temperaturen von Tabelle 5 eingehalten werden. Der Druckabfall am Trockenofen beträgt 0,005 kPa (0,020 Zoll Ws) (Körperseite) und 0,012 kPa (0,005 Zoll Ws) (Haubenseite). Dies zeigt an, um wieviel größer die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Körperseite ist als die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Haubenseite.

Tabelle 5 Akzeptierbares Lufttemperaturprofil

Die Fig. 10A und 10B zeigen Temperaturfühler und Unterdeck-Heizkörper zum Vorwärmen auf dem geteilten Deck im Trockenofen. In den Fig. 10A und 11 sind Details des geteilten Decks 810 bzw. des Strahlungsheizkörpers 809 von Fig. 8C dargestellt. Fig. 10A zeigt im Deck 101 montierte Fühler 104. Unter dem Deck sind Heizkörper 103 montiert. Sowohl die Fühler als auch die Heizkörper sind elektrisch mit Steuereinrichtungen 105 verbunden, welche die in den Tabellen 6A und 6B dargestellten vorgegebenen Temperaturen aufrechterhalten. Das Deck selbst enthält Wärmeisolatoren 102, so daß die verschiedenen Abschnitte des Decks unterhalb einer gegebenen Zapfenschiene voneinander wärmeisoliert sind. Hauben-Zapfenschienen bewegen sich in Zwanzigergruppen etwa alle 40-70 Sekunden in den Trockenöfen von einer Station zur anderen, und Körper-Zapfenschienen bewegen sich ebenso. Die Bewegungsrichtung der Zapfenschienen ist durch die Pfeile in Fig. 1ºC dargestellt. Eine solche Gruppe von Zapfenschienen hat eine Länge von 56 cm (22 Zoll), die Länge einer Zapfenschiene, und eine Breite von 43 cm (17 Zoll), die Breite von 20 Zapfenschienen. Die Zapfenschienen in der letzten Station des Trockenofens werden durch das geteilte Deck getragen, das in Draufsicht in Fig. 10D dargestellt ist. Die Wärmeisolatoren 102 und die von den Wärmeisolatoren eingeschlossenen Abschnitte des Decks 101 sind außerdem in dem geschnittenen Aufriß in Fig. 10A dargestellt. Die selektive Erwärmung verschiedener Abschnitte von zwanzig Zapfenschienen zum Ausgleich der Verweilzeit vor dem Tauchen und des Temperaturgradienten in der Maschine wird durch Steuereinrichtungen 105 erreicht, die jeden der verschiedenen eingeschlossenen Deckabschnitte auf eine vorgegebene Temperatur regeln. Für jeden eingeschlossenen Deckabschnitt 101 von Fig. 10D ist in Tabelle 6A für die Haubenseite und in Tabelle 6B für die Körperseite ein Temperaturprofil für eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben. Die Abmessungen der eingeschlossenen Deckabschnitte 101 in Fig. 10D sind in Tabelle 7 angegeben.

Tabelle 6A Temperaturprofil des geteilten Decks für die Haubenseite
Tabelle 6B Temperaturprofil des geteilten Decks für die Körperseite
Tabelle 7 Hauben- und Körperseite, Abmessungen der Deckabschnitte

Fig. 11 zeigt berührungslose Temperaturfühler und Überkopf-Strahlungsheizkörper zum allgemeinen Vorwärmen auf dem geteilten Deck im Trockenofen, Detail 809 von Fig. 8C. Die berührungslosen Sensoren 111 messen die Temperatur der Zapfen (oder eines lokalen Bereichs der Zapfenschiene) von oben. Die Überkopf-Strahlungsheizkörper 112 sind an der Wärmeeinhausung 113 montiert. Steuereinrichtungen 106 dienen (in Verbindung mit den Steuereinrichtungen 105) zur Einhaltung der vorgegebenen Temperaturen gemäß den Tabellen 6A und 6B auf dem geteilten Deck.

Außerdem kann Heißluft zum Erwärmen im geteilten Deckbereich benutzt werden.

Fig. 8G zeigt das Isoliergehäuse 831 zum Erhalten des Vorwärmzustands im Tischabschnitt 27. Das Gehäuse weist eine Decke und nur 2 Seiten auf, wobei eine Seite weggelassen ist, um eine Gruppe von 20 Schienen eintreten zu lassen, und wobei eine weitere Seite weggelassen ist, um die Schienen (in einer Richtung quer zu ihrer Länge) einzeln austreten zu lassen.

In Fig. 8C sind (schematisch) die Positionen des Tischabschnitts 27, der Automatik 28, des Konvektionsvorwärmabschnitts 94, des Schmiervorrichtungsabschnitts 21, des Tauchvorrichtungsabschnitts 22 und der Drehvorrichtungen 23 dargestellt. Der Konvektionsvorwärmabschnitt 94 weist bis zu drei Konvektionswärmesysteme 812 auf jeder Seite auf. Pfeile 813 zeigen die Richtung des erwärmten Luftstroms quer zur Zapfenschiene an, nachdem die Zapfenschiene die Automatik verlassen hat, wo die Kapseln entfernt wurden, und bevor die Zapfenschiene in den Schmiervorrichtungsabschnitt 21 und die Tauchvorrichtung 22 eintritt. Die Position jedes der sechs Konvektionsvorwärmsysteme 812 ist in Fig. 8D zwischen der Automatik 28 und dem Schmiervorrichtungsabschnitt 21 dargestellt. Das Konvektionsvorwärmsystem ist ausführlicher in den Fig. 8E und SF dargestellt. Fig. 8E zeigt das Kurzschlußläufergebläse 821, das Heizelement 822, den Zufuhrkanal 823, die Zapfenschiene 824, den Zapfen 825 und den Rückflußkanal 826. Zur Unterbringung des Konvektionsvorwärmabschnitts 94 wurde die ursprüngliche Colton-Maschine um 3 Tischlängen erweitert, d. h. der obere Trockenofen wurde um 3 Tischlängen erweitert, und der Schmiervorrichtungsabschnitt wurde um 3 Tischlängen von der Automatik weggeschoben. In einer bevorzugten Ausführungsform werden vier Konvektionsvorwärmsysteme eingesetzt, zwei auf jeder Seite. Fig. 5D zeigt außerdem eine schematische Draufsicht aller Abschnitte zwischen dem geteilten Deck 810 und den Drehvorrichtungen 23 einschließlich der Akkumulatoren 832 und des letzten Vorwärmabschnitts 95, dessen Position es erforderlich macht, daß die Platten weiter entfernt angeordnet sind als in der herkömmlichen Colton-Maschine.

Die im Schmiervorrichtungsabschnitt 21 angewandte Schmierung besteht aus einem Gemisch aus leichtem Mineralöl (59%), Stearinsäure (16%), Calciumstearat (16%) und Lecithin (9%). Durch eine Dosierpumpe wird eine sehr kleine, abgemessene Menge auf einen Filz oder eine Bürste abgegeben, der (die) das Schmiermittel direkt auf die Zapfen aufträgt. Dann verteilt eine mit Filz verkleidete Walze das Schmiermittel gleichmäßige über die Zapfenoberfläche.

Die Fig. 12 und 13 zeigen eine Draufsicht bzw. einen Aufriß einer Vorwärmanordnung im Tauchabschnitt. Es besteht Symmetrie zu der Linie A-A, außer daß sich die Kapselkörper auf einer Seite und die Kapselhauben auf der anderen befinden. Körperzapfenschienen und Haubenzapfenschienen gleiten in T-Gleitbahnen 121 in den Vorwärmbereich des Tauchabschnitts und fallen auf Führungsschienen 124. Die Tauchschalen sind voneinander beabstandet, um einen Bereich für den Endvorwärmabschnitt 95 freizulassen. Siehe auch Fig. 9. Quer über die Zapfenschienen wird durch Einlaßkanäle 123 und Vorwärmhauben 122 erhitzte Luft geblasen. Die Zapfenschienen, die den Vorwärmbereich verlassen, weiden in Fünfergruppen in die Tauchschale 125 eingetaucht und in den Drehvorrichtungen 23 innerhalb eines Gehäuses 161 in schnelle Drehung versetzt.

Fig. 13 zeigt eine Gruppe von 5 Schienen im Akkumulator bzw. Sammler 832 (5 Schienen, die einzeln von den T-Gleitbahnen herabgefallen sind, bis 5 Schienen im Akkumulator zusammengefaßt werden). Diese Gruppe von 5 Schienen bewegt sich zur Station 131 im Endvorwärmabschnitt 95, wo sie abschließend vorgewärmt werden. In einer alternativen Ausführungsform, in der die Notwendigkeit zum Vorwärmen von Zapfen entsprechend einem Zeitintervall zum Ausgleich unterschiedlicher Wartezeiten zwischen Vorwärmen und Tauchen entfällt, werden die Schalen weiter voneinander weg bewegt, um eine ausreichende Anzahl von Stationen 131 unterzubringen. In dieser Ausführungsform erfolgt das gesamte Vorwärmen zwischen dem Akkumulator und den Schalen und wird ausgeführt, ohne die Fettschicht zu stören, die in der Schmiervorrichtung auf die Zapfen aufgebracht wurde. Die Wärmezufuhr erfolgt vorzugsweise durch Wärmekonvektion von über die Zapfen strömender Heißluft, wie in Fig. 13 dargestellt, oder durch Strahlungswärme. Die Wärmeanwendung kann auch erfolgen, indem eine wärmeleitende Schiene mit der Oberseite der Schienen in Kontakt gebracht wird, wobei die Zapfen nach unten weisen, wie in Fig. 13 dargestellt. Als Alternative kann eine Induktions- bzw. Hochfrequenzerwärmung angewandt werden.

Die Fig. 14A und 14B zeigen zwei Ansichten einer Vorwärmeinrichtung mit Luftkanälen zum selektiven Erwärmen von Zapfen in den T-Gleitbahnen. Luft zum Erwärmen der Zapfen fließt durch Zuflußkanäle 141 und Rückflußkanäle 142. Die örtliche Temperatur der Zapfenschiene wird durch einen berührungslosen Sensor 143 gemessen. Dies ist eine Alternative zu dem in den Fig. 8E und 8F dargestellten Konvektionsvorwärmabschnitt.

Fig. 15 zeigt das Schema für die Steuerung der Schalentemperaturen. Durch die Umwälzpumpe 151 wird Wasser 157 durch eine Kühlvorrichtung 152 und eine Heizvorrichtung 153 gepumpt. Die Heizvorrichtung wird durch einen PID-Regler 154 gesteuert, der mit einem Temperaturfühler in der Körperschale 155 verbunden ist Nachdem das Wasser die Heizeinrichtung verläßt, strömt es durch Ummantelungen sowohl der Körperschale 155 als auch der Haubenschale 156. Die Temperatur in beiden Schalen wird auf 27,2ºC ± 0,6ºC (81ºF ± 1ºF) geregelt. Körperzapfen sollten in die Schale mit einer Temperatur von 66,7ºC (152ºF) eintreten (Bereich 62,2ºC-68,9ºC (144ºF-156ºF)), und Haubenzapfen bei in einer Temperatur von 66,1ºC (151ºF) (Bereich 65,0ºC-68,9ºC (149ºF-156ºF)). Nach dem Eintauchen eines Zapfens sollte seine Temperatur in dem in Tabelle 8 angegebenen Bereich liegen.

Tabelle 8 Zapfentemperaturen nach dem Tauchen

Die Fig. 16A, 16B und 16C zeigen die Vorrichtung zum Erwärmen der Zapfen durch die Zapfenschiene hindurch, um das Gelieren nach dem Tauchen im Drehvorrichtungsabschnitt und das "Trocknen von innen nach außen" im Trockenofen zu ermöglichen. Der Drehvorrichtungsabschnitt ist abgeschlossen, und den Zapfen wird Wärme zugeführt, um ein fortgesetztes Gelieren und Trocknen von innen nach außen zu bewirken. Im Drehvorrichtungsabschnitt wird Wärme zugeführt, indem Heißluft durch Kanäle 163 und 164 über die Zapfen geblasen wird und die Zapfen von Strahlungsheizkörpern 162 erwärmt werden, die an den Wänden der Einhausung 161 montiert sind. Die Heizkörper 162 sind im wesentlichen parallel zu den Längsachsen der Schienen ausgerichtet. Es hat sich gezeigt, daß die Anwendung einer niedrigeren Zapfentemperatur beim Tauchen als der von Murphy angewandten Temperatur und das Erwärmen der Zapfen nach dem Tauchen zur Fortsetzung des Gelierens eine bessere Einheitlichkeit und weniger Defekte in der fertigen Kapsel ergibt. Wärme, die auf die Zapfenschiene im Trocknungsabschnitt angewandt wird, treibt die Feuchtigkeit von innen nach außen aus, wie in den Fig. 16B und 16C dargestellt (Trocknen von innen nach außen). Die Pfeile in Fig. 16C in der Schiene und im Zapfen zeigen den Wärmefluß an. Die Pfeile in Fig. 16C im Gel und in der Luft zeigen der Feuchtigkeitsfluß an. Das Trocknen von innen nach außen verhindert die Bildung einer "Haut" auf der Außenfläche der Kapsel, die auftreten kann, wenn das Trocknen von außen ausschließlich durch Anblasen mit Luft erfolgt.

Fig. 17 veranschaulicht das Verfahren zum Entfernen des Kapselteils von dem Zapfen. Ein Greifer 171 (modifizierter Abstreifer) schwenkt um den Drehzapfen 172, wenn er durch den Keil 173 angetrieben wird, um den Kapselteil 174 zu ergreifen, bevor er diesen vom Zapfen abstreift. Der Greifer weist einander gegenüberliegende Greifflächen auf.

Fig. 18 zeigt Details des Greifers von Fig. 6. Die Greifflächen 181 können mit erhöhten Rippen oder mit Zahnreihen versehen sein (die in Längsrichtung oder in Umfangsrichtung zur Zapfenachse angeordnet sein können) oder können eine Oberflächenstruktur oder ein Oberflächengefüge aufweisen, um die Kapsel zu ergreifen.

6. ZAPFENGRÖSSE

Ein wichtiger Faktor beim Erreichen der Produktionsmengen von Kapselkörpern und -hauben, die problemlos in Schnellabfüllmaschinen laufen, ist die Erfüllung genauer Spezifikationen, besonders zu den Außenabmessungen. Wenn z. B. der Außendurchmesser jedes Kapselteils nur ein wenig zu groß ist, werden sich Hauben und Körper in der Abfüllkammer nicht einheitlich trennen, da sie zu straff sitzen. Der Außendurchmesser eines Kapselteils wird durch den Durchmesser des Zapfenformkörpers, die Schrumpfung des Kapselmaterials nach dem Entfernen von der Form und die Dicke der Kapselwand festgelegt. Die Dicke der Kapselwand ist von einer Reihe von Faktoren abhängig, zu denen der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt und die Viskosität des Gels und die Trocknungsbedingungen gehören.

Dementsprechend wird empfohlen, für die Herstellung eines Cellulosekapselteils einen Zapfen zu verwenden, dessen Durchmesser im Vergleich zum Kapselzapfen für das Gelatinekapselteil von entsprechender Größe unterdimensioniert ist. Zum Beispiel wird für die Herstellung eines Cellulosekapselteils der Größe "0" die Verwendung eines Kapselzapfens empfohlen, dessen Durchmesser im Vergleich zur Herstellung eines Gelatinekapselteils der Größe "0" um einen Betrag im Bereich von etwa 0,05-0,15 mm (0,002-0,006 Zoll) oder um etwa 0,1 mm (0,004 Zoll) unterdimensioniert ist. Für andere Kapselgrößen wird eine Unterdimensionierung des Zapfendurchmessers im entsprechenden Verhältnis empfohlen. Nach Tabelle 4 beträgt der Durchmesser am Abschneidepunkt des Kapselhaubenzapfens nach dem Stand der Technik 7,56 mm (0, 2975 Zoll), so daß ein Verkleinerungsbereich von 0,05-0,15 mm (0,002-0,006 Zoll) einen Verkleinerungsbereich von 0,7%-2,0% bedeutet und eine Verkleinerung von 0,1 mm (0,004 Zoll) eine Verkleinerung von 0,13% darstellt. Zum Formen von Kapselteilen für Kapseln mit dickeren Wänden und dem gleichen Außendurchmesser kann der Zapfendurchmesser weiter verkleinert werden, wie weiter unten unter "Erhöhen der Kapselsteifigkeit" diskutiert.

7. ABKÜHLEN DER TAUCHSCHALEN

Die passive Abkühlung erwies sich als unzureichend, um die Wärme abzuleiten, die durch den Eintritt einer Reihe von heißen Zapfen auf die Tauchschalen übertragen wird. Bei den älteren Maschinen, die für die Herstellung von Gelatinekapseln eingesetzt werden, kann dieses Problem nicht entstehen, da kalte Zapfen in ein heißes Gel getaucht werden. Bei diesen älteren Maschinen wird ein mit Röhren versehener Mantel zum Durchleiten von heißem Wasser verwendet, um die Temperatur der Tauchschalen aufrechtzuerhalten. Ein ähnlicher Mantel wird bei der vorliegenden Erfindung verwendet, wobei aber bei der vorliegenden Erfindung der Mantel zur Kühlung dient. Der Mantel enthält Röhren, die Kühlwasser zur Wärmeableitung von den Tauchschalen führen, um die Temperatur der Lösung in den Tauchschalen zu regeln und die Lösung auf einer im wesentlichen konstanten, vorgegebenen Temperatur zu halten.

8. ERHÖHEN DER KAPSELSTEIFIGKEIT

Cellulosekapseln, die aus der von Sarkar offenbarten verbesserten Methylcelluloseether- Zusammensetzung bestehen, erweisen sich als weniger steif als Gelatine oder frühere Cellulosekapseln von äquivalenter Form, Größe und Wanddicke. Außerdem ist es wesentlich, daß die Kapselteile ihre Form beibehalten, um frei durch die Schnellabfüllmaschine durchzulaufen. Aus diesen Gründen hat es sich als nützlich erwiesen, die Wanddicke der Kapselteile zu vergrößern, ohne den Außendurchmesser der Kapsel zu vergrößern. (Der Außendurchmesser der Kapsel ist der Außendurchmesser der Kapselhaube.) Die Vergrößerung der Wanddicke für eine gegebene Kapselgröße wird durch Verwendung eines dünneren Haubenzapfens, eines dünneren Körperzapfens und einer Kombination aus einem heißeren Zapfen und/oder einer dickeren Lösung erreicht. Andere Faktoren, die zur Vergrößerung der Wanddicke angewandt werden können, sind eine längere Verweilzeit in den Tauchschalen, mehr Zeit in der nach unten gerichteten Position im Drehungsabschnitt und ein modifiziertes Temperaturprofil im Gelierstadium. Für eine Kapsel der Größe "0" wird eine Vergrößerung der Wanddicke um etwa 0,013 mm (0,0005 Zoll) empfohlen, wodurch man eine Wanddicke der Kapselhaube von 0,106 + 0,013 = 0,119 mm (0,0047 Zoll) erhält. Um die Wanddicke einer Kapselhaube um ein Zusatzmaß von Δw zu vergrößern, ohne den Außendurchmesser zu vergrößern, muß der Durchmesser des Haubenzapfens um etwa 2 · Δw verkleinert werden. Zur Herstellung des entsprechenden Kapselkörpers muß der Durchmesser des Körperzapfens um etwa 4 · Δw verkleinert werden, so daß der Körper in den kleineren Innendurchmesser der Haube paßt. Dementsprechend wird für eine Cellulosekapsel der Größe "0" mit einer der Empfehlung entsprechenden Wanddicke der Haubenzapfendurchmesser um 0,026 mm (0,001 Zoll) und der Körperzapfendurchmesser um 0,052 mm (0,002 Zoll) verkleinert, zusätzlich zu der Verkleinerung, die weiter unten unter "Außendurchmesser der Kapsel und Außendurchmesser des Zapfenformkörpers" diskutiert wird. Nach Tabelle 4 beträgt der Durchmesser am Abschneidepunkt des Haubenzapfens nach dem Stand der Technik 7,56 mm (0,2975 Zoll), so daß eine weitere Verkleinerung um 0,026 mm (0,001 Zoll) eine zusätzliche Verkleinerung um 0,3% bedeutet. Ebenfalls nach Tabelle 4 beträgt der Abschneidepunkt-Durchmesser des älteren Körperzapfens 7,25 mm (0,2855 Zoll), so daß eine zusätzliche Verkleinerung um 0,052 mm (0,002 Zoll) eine weitere Verkleinerung um 0,7% bedeutet.

Alternativ oder zusätzlich kann die Steifigkeit der Kapsel erhöht werden, indem der Kapselkörper mit einem dem Verschlußring ähnlichen Verstärkungsring versehen wird, der zwischen dem Verschlußring und der Kuppel des Kapselkörpers angeordnet ist. Für eine gegebene Wanddicke der Kapsel ergibt dieses Verfahren eine steifere Kapsel bei geringerem Aufwand im Sinne des Materialgehalts des Kapselkörpers und der Verkleinerung des Innenvolumens der fertigen Kapsel. Es können ein oder mehrere Verstärkungsringe vorgesehen werden.

9. SERIELLES TAUCHEN

In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das aufeinanderfolgende bzw. serielle Tauchen von Zapfen statt des chargenweisen Tauchens unter Verwendung einer modifizierten Colton-Maschine angewandt, wie weiter oben beschrieben. Das serielle Tauchen ermöglicht, daß jeder Zapfen einen identischen Vorwärmprozeß durchläuft. Dadurch entfällt die Notwendigkeit zum Ausgleich unterschiedlicher Durchlaufzeiten von einem Zapfen zum anderen zwischen Vorwärmen und Tauchen. Das Tauchen von jeweils einem Zapfen verringert natürlich die Durchsatzgeschwindigkeit um einen Faktor von 150 gegenüber der Ausführungsform von Fig. 8A, in der 30 Zapfen pro Schiene und jeweils 5 Schienen zusammen als eine Charge getaucht werden. Man könnte jedoch Zapfen auf einer gegliederten Unterlage (d. h. einer Kette) mit einem Zapfen pro Glied montieren und mehrere derartige Ketten parallel zueinander einem Vorwärmprozeß, einem Tauchprozeß und einem Trocknungsprozeß auf einer Maschine durchlaufen lassen, einschließlich eines für diesen Zweck konstruierten, geschlossenen Trockenofens. Eine weitere alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt mehrere Zapfen auf einer Schiene bereit und transportiert jeweils eine Schiene sowohl durch den Vorwärmabschnitt als auch durch den Tauchabschnitt. Auf diese Weise entfällt die von einer Schiene zur anderen unterschiedliche Durchlaufzeit, und es muß nur die Differenztemperatur entlang der Schiene ausgeglichen werden. Dies könnte durch ein Funktionsäquivalent des geteilten Decks erreicht werden.

Lösungen der nach dem Stand der Technik ungelösten Probleme A. Analyse der nach dem Stand der Technik bestehenden Probleme

Ein wichtiger Beitrag der vorliegenden Erfindung ist die folgende Analyse der verschiedenen ungelösten Probleme des Standes der Technik aus der Perspektive jedes Stadiums der Herstellung und Anwendung:

A1. Vorwärmen

In der Colton-Maschine sind die am ehesten akzeptierbaren Vorwärmbereiche diejenigen vor dem Tischabschnitt, wo die Schienen in Zwanzigergruppen zusammengestellt werden und eine Zeitlang stillstehen, während derer sie alle zusammen erwärmt werden können. Das Problem beim Vorwärmen vor dem Tischabschnitt ist jedoch, daß die Wirkungsweise des Tischabschnitts dazu führt, daß einige Schienen länger als andere warten müssen, bis sie mit dem Tauchen an der Reihe sind, und dies kann dazu führen, daß einige Schienen vor dem Tauchen mehr als andere abkühlen, wobei die kühleren Schienen dünnere Kapselwände als die anderen Schienen erzeugen. Außerdem können die Zapfen an einem Ende der Schiene einfach wegen Temperaturgradienten, die an der Maschine auftreten, wärmer oder kühler als die Zapfen am anderen Ende der Schiene sein.

Eine geeignete Stelle zum Erwärmen der Schienen liegt im Tauchvorrichtungsabschnitt unmittelbar vor dem Tauchen. In diesem Abschnitt einer herkömmlichen Coltonschen Tauchkapselmaschine werden 5 oder mehr Schienen zu einer Gruppe zusammengefaßt und dann als Gruppe über die Schale transportiert, um in die Gellösung getaucht zu werden. Dies ermöglicht ein gleichzeitiges Erwärmen einer Schienengruppe, wodurch das oben gekennzeichnete Warteproblem vermieden wird. Die einzige Patentschrift, in der das Vorwärmen der Schienen im Tauchvorrichtungsabschnitt der Colton- Maschine angesprochen wird, ist das Patent von Chisholm. In der Patentschrift von Chisholm werden Zapfen in erwärmte Teilchen eingetaucht, welche die Zapfen direkt berühren und sie auf die geeignete Temperatur für das Tauchen erwärmen. Dieses Verfahren führt zu anderen Problemen. Erstens ist die Schmiermittelschicht auf den Zapfen vor dem Tauchen wichtig, da das Entfernen von Cellulosekapseln von den Zapfen viel schwieriger ist als bei Gelatinekapseln. Da in der Kapselmaschine der Coltonschen Bauart das Schmiermittel an diesem Punkt bereits aufgetragen ist, führt die Anwendung eines Zapfenkontaktheizverfahrens wegen der Störung der Schmiermittelschicht zu einer unzuverlässigen Entfernung der Kapsel. Zweitens besteht das Problem, daß sich das Schmiermittel fortlaufend in den Kügelchen ansammelt, sich in den erhitzten Teilchen zersetzt und zu einem späteren Zeitpunkt wieder auf den Zapfen abgeschieden wird. Drittens ist in einer herkömmlichen Colton-Maschine kein Raum für die Unterbringung einer derartigen Vorrichtung mit erhitzten Teilchen vorhanden. Viertens konnte kein alleiniges Vorwärmverfahren (im Gegensatz zu Vorwärmen und Nachwärmen) erfolgreich zur Herstellung von Kapseln mit ausreichender Gleichmäßigkeit für die Hochgeschwindigkeitsabfüllung aus der verbesserten Cellulose gemäß Sarkar eingesetzt werden.

A2. Außendurchmesser der Kapsel und Durchmesser des Zapfenformkörpers

Für jede gegebene Standardgröße der Kapsel (wie z. B. "0", "1", "2" usw.) ist die Größe des Zapfenformkörpers, der nach dem Stand der Technik eingesetzt wird, ein gut akzeptierter Standard mit geringer Größenschwankung. Die Kombination aus dem Standard-Zapfenformdurchmesser, akzeptierten Standards der Wanddicke und der Schrumpfung tragen zu einem Gesamt-Abmessungsstandard für den Außendurchmesser einer Kapsel von gegebener Größe bei, der ohne Schwierigkeit an Schnellabfüllmaschinen mit engen Toleranzen angepaßt werden kann.

Der Stand der Technik lehrt, daß für Cellulose der gleiche Zapfenformkörper verwendet werden kann wie für Gelatine, und es gibt kein älteres Verfahren, in dem anderes angegeben wurde. Bei der Anwendung eines Zapfens nach dem Stand der Technik für eine gegebene Kapselgröße wird jedoch eine Cellulosekapsel hergestellt, die häufig im Vergleich zu der Kapsel mit der gegebenen Standardgröße überdimensioniert ist. Dies führt zu Schwierigkeiten bei den Schnellabfüllmaschinen.

A3. Trocknen

Die herkömmlichen Trockenöfen nach dem Stand der Technik verwenden Platten mit Löchern oberhalb der Zapfen zum Einleiten eines Luftstroms in der Nähe der Kapseln (Wilkie). Das Blasen von Luft über die Zapfen bewirkt eine Verdunstungskühlung, die bei Gelatine gut funktioniert, da die Kühlung zum Erstarren des Gels beiträgt. Bei Cellulose besteht jedoch das Ziel darin, das Gel oberhalb seines thermischen Gelierpunktes zu halten, bis es thermisch zu ausreichender Festigkeit erstarrt ist. Die herkömmliche Konstruktion (nach Wilkie) kühlt das feuchte Cellulosegel durch Verdunstungskühlung ab und kann dazu führen, daß das Gel ungleichmäßig und unkontrolliert am Formzapfen herabfließt. Dadurch entsteht eine ungleichmäßige Kapsel, die auf den präzisen Schnellabfüllmaschinen nicht abgefüllt werden kann.

Ferner ist zwar eine gewisse Luftbewegung notwendig, um während der Trocknung beigesetzten Wasserdampf zu entfernen, aber die Luftbewegung neigt dazu, aus Cellulose hergestellte Kapseln stärker zu verformen als Kapseln, die aus Gelatine bestehen, und ein gerichteter Luftstrom über die Kapseln kann das Gel verschieben, bevor es fest ist.

Das Blasen von Luft über die Außenseite der Zapfen fuhrt außerdem dazu, daß das Gel zuerst von außen her trocknet, und führt zur Bildung einer "Haut", die Feuchtigkeit innerhalb des Films einschließt. Dadurch können Falten oder Riffelungen der Kapselwand und spätere Probleme auf Schnellabfüllmaschinen entstehen. Murphy verwendete eine Trocknungskonstnzktion ähnlich den Wilkieschen Platten, aber seine Patentschrift betrifft Methylcellulose, die langsamer trocknet und weniger anfällig gegen Oberflächenhärtung ist. Die in der Patentschrift von Sarkar angegebene modifizierte Cellulose tendiert zu einem schnelleren Trocknen und ist verformungsanfällig, wenn sie auf die herkömmliche Weise getrocknet wird.

Experimentelle Arbeiten, die von Eli Lilly mit der verbesserten Sarkarschen Cellulose durchgeführt wurden, zeigten, daß die herkömmliche Trocknungskonstruktion mit Platten und Löchern dazu tendiert, sternförmige Enden und Riffelungen der Kapselwände zu verursachen. Dies ist Ergebnis eines Kompromisses in der Celluloseformulierung, der die Auflösung (im menschlichen Verdauungstrakt) verbessert, aber im Vergleich zu Cellulosen, die bei der früheren Kapseltechnologie eingesetzt wurden; zu einer schnelleren Feuchtigkeitsabgabe fuhrt.

Im Cellulosetrocknungsverfahren werden höhere Temperaturen angewandt als im Gelatinetrocknungsverfahren. Bei dem Trocknungsverfahren nach dem Stand der Technik streicht Luft über die Zapfen und entweicht in den Raum. Bei den höheren Temperaturen des Cellulosetrocknungsprozesses führt dies zu einer erheblichen zusätzlichen Wärmeabgabe und Wärmebelastung des Raumes und erfordert eine kostenaufwendige Klimatisierung.

A4. Entfernen der Kapseln

Bei der verbesserten Cellulose gemäß der Patentschrift von Sarkar ist das Entfernen bzw. Abziehen der Kapsel von dem Zapfenformkörper eines der schwierigsten Probleme. Das herkömmliche, vor der vorliegenden Erfindung angewandte Verfahren erforderte eine wäscheklammerähnliche Vorrichtung, die als Abstreifer bezeichnet wurde. Der Abstreifer bewegte sich über die Tauchlänge bis in eine Position jenseits des Kapselteils. Dann schloß er sich auf dem blanken Zapfen und verschob sich in Längsrichtung des Zapfens, bis er mit dem Kapselrand in Berührung kam und anschließend das Kapselteil vom Zapfen abstreifte.

Die verbesserte Cellulose hat nicht die notwendige Steifigkeit für ein sauberes Ablösen von dem Zapfen, wenn sie mit der Abstreiferwange in Kontakt gebracht wird. Das Celluloseteil neigt dazu, weiter an dem Zapfen haften zu bleiben und sich unter dem Druck des Abstreifers eher zu deformieren und zu zerreißen, als sich frei abzulösen.

Eine weitere Komplikation beim Abstreifen von Cellulosekapseln ist der niedrige Feuchtigkeitsgehalt. Während beim Gelatineverfahren Feuchtigkeit zum Ablösen der Kapseln beitragen kann, werden Cellulosekapseln sogar bei mäßigen Feuchtigkeitsgehalten weich. Daher muß das Abstreifen immer unter Bedingungen der trockenen Kapsel ausgeführt werden. Ebenso wie bei Gelatine erschweren trockene Kapseln das Entfernen der Kapseln.

Eine vermehrte Schmierung zur Unterstützung des Abstreifens wirft gleichfalls Probleme auf, da das Cellulosegel während und unmittelbar nach dem Tauchen sehr verschiebungsanfällig ist. Eine zu starke Schmierung oder sogar Schmiermittel mit besonders schlüpfrigen Eigenschaften tendieren dazu, ungleichmäßige Kapselwände zu verursachen. Hohe Temperaturen, die dem Verfahren eigen sind, schränken die Auswahl des Schmiermittels weiter ein.

A5. Füllen der Kapseln

Mangelnde Gleichmäßigkeit, deren Quellen weiter oben diskutiert wurden, fuhrt zu Problemen in Schnellabfüllmaschinen. Außerdem verursacht die Flexibilität der verbesserten Cellulose gemäß Sarkar ein weiteres-Problem: wegen ihrer Flexibilität werden die Kapseln leicht unrund verformt.

B. Lösung der nach dem Stand der Technik bestehenden Probleme

Die Probleme in jedem Stadium der Herstellung und Anwendung der Kapseln werden auf die folgende Weise gelöst:

B1. Vorwärmen

Da einige Schienen länger als andere auf das Tauchen warten müssen, behandelt die vorliegende Erfindung das Problem der unterschiedlichen Abkühlung und des unterschiedlichen Temperaturausgleichs durch selektives Erwärmen einiger Schienen auf eine höhere Temperatur als andere Schienen, so daß alle Schienen, wenn sie als eine Gruppe von 5 oder mehr getaucht werden, im wesentlichen die gleich Temperatur haben. Dies wird durch Verwendung einer Struktur von wärmeisolierten Heizelementen unterhalb der Schienen (des "geteilten Decks") und oberhalb der Schienen (Strahlungsheizkörper) erreicht. Diese Heizelemente erwärmen bestimmte Schienen selektiv auf vorgegebene Temperaturen, so daß beim Eintauchen im wesentlichen gleiche Temperaturen erzielt werden. Außerdem kann die Temperatur einer Schiene in Längsrichtung oder von vorderen zum hinteren Ende der Schiene variieren. Das geteilte Deck ermöglicht die selektive Erwärmung von Schienenabschnitten, d. h. derjenigen Abschnitte, die sonst wiederholt kühler als andere Abschnitte sind. Temperaturfühler werden eingesetzt, um die einzelnen Heizbereiche auf einer geeigneten Temperatur zu halten, um durchweg alle Schienen und Schienenabschnitte im wesentlichen mit der gleichen Tauchtemperatur zu übergeben.

Das Vorwärmen im Tauchabschnitt kann ausgeführt werden, indem die Zapfen durch ein berührungsloses Heizverfahren erwärmt werden, wodurch die Probleme überwunden werden, die mit dem Chisholmschen Verfahren der erwärmten Teilchen verbunden sind. Heißluft, Strahlungselemente usw. können in unmittelbarer Nähe der Zapfen eingesetzt werden, ohne die Schmiermittelschicht zu stören und ohne Schmiermittelablagerungen auf den Kontaktteilchen befürchten zu müssen. Zur Anpassung des berührungslosen Vorwärmens im Tauchabschnitt unmittelbar vor dem Tauchen modifiziert die vorliegende Erfindung die Maschine der Coltonschen Bauart durch Erweiterung von der Mittellinie aus sowohl nach der Haubenseite als auch nach der Körperseite. Außerdem kann der Kontakt mit der Rückseite der Schienen (der von dem Zapfen abgewandten Seite) benutzt werden, um das Vorwärmen im Tauchabschnitt zu unterstützen. Heizelemente können als alleinige Vorwärmeinrichtung in direktem Kontakt mit der Schienenrückseite gebracht werden oder mit einem auf die Zapfenseite der Schiene einwirkenden berührungslosen Heizverfahren zusammenwirken.

Um den für die Schnellabfüllung notwendigen Gleichmäßigkeitsgrad zu erzielen, werden das Erwärmen vor dem Tauchen und das Erwärmen nach dem Tauchen in Verbindung miteinander angewandt. Das Erwärmen nach dem Tauchen führt den Gelierprozeß nach dem Tauchen fort und gewährleistet ein schnelles Festwerden des Cellulosefillms. Dies wird erreicht, indem man Wärme unmittelbar vor dem Tauchen und unmittelbar nach dem Tauchen einwirken läßt und die Wärmeeinwirkung zum Gelieren und zum Trocknen von innen nach außen fortführt, bis der Film ausreichend fest ist.

B2. Außendurchmesser der Kapseln und Durchmesser der Zapfenformkörper

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Zapfenformkörper auf, der unterdimensioniert ist, um den Schrumpfungsunterschied zwischen Kapseln, die aus der verbesserten Cellulosezusammensetzung hergestellt werden, und aus Gelatine hergestellten Kapseln auszugleichen. So kann z. B. jeder unterdimensionierte Zapfen einen langgestreckten Zapfenkörper, einen gewölbten Kopf an einem Ende des Zapfenkörpers und eine zylinderförmige Seitenwand aufweisen, die den Zapfenkörper umgibt und von dem gewölbten Kopf ausgeht, wobei die Seitenwand einen Durchmesser aufweist, der in Längsrichtung des Zapfenkörpers so variiert, daß der Zapfenkörper zum gewölbten Kopfende des Zapfenkörpers hin dünner wird, sowie einen Abschneidepunkt, der einen Abschneidepunktdurchmesser in einer Position in Längsrichtung des Zapfenkörpers definiert, an dem der Kapselteil abgeschnitten werden kann, um ein offenes Ende zu bilden; wobei der Abschneidepunktdurchmesser des unterdimensionierten Zapfens zur Herstellung eines Cellulosekapselteils mit einer gegebenen Größennummer kleiner ist als der Abschneidepunktdurchmesser eines herkömmlichen Zapfens, der bei der Herstellung eines Gelatinekapselteils der gegebenen Größennummer verwendet wird. Dadurch erhält man eine Cellulosekapsel, die den gleichen Gesamtdurchmesser und die gleiche Wanddicke aufweist wie die entsprechende Gelatinekapsel und daher in vorhandenen Schnellabfüllmaschinen verarbeitet werden kann.

B3. Trocknen

Die vorliegende Erfindung verwendet keine Platten, durch die Luft direkt über die Zapfen geblasen wird, sondern verwendet einen vollständig geschlossenen Trockentunnel (Trockenofen), in dem das Trocknen in den besonders kritischen Trocknungsstadien durch Trocknen von innen nach außen erfolgt. Dies wird durch Verwendung von Heizelementen unmittelbar unter dem Deck (oder Boden) des Trockentunnels und von Überkopfstrahlungsheizkörpern im Trockentunnel erreicht, welche die Zapfen in den frühen Trocknungsstadien über dem thermischen Gelierpunkt der Cellulose halten. Dadurch wird die Feuchtigkeit von innen nach außen ausgetrieben. Dies vermeidet die Hautbildung und Faltenbildung, die mit dem Trocknen von außen nach innen nach dem Stand der Technik verbunden ist.

Prozeßluft wird im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung der Zapfen durch den geschlossenen Trockentunnel gelenkt. Der Zweck der Gegenstromluft ist nicht so sehr das Trocknen der Kapselwände, sondern vielmehr der Transport der durch das Trocknen von innen nach außen aus den Kapselteilen ausgetriebenen Feuchtigkeit durch das System, so daß die Feuchtigkeit aus den Trockenöfen abgesaugt werden kann. Bei diesem Verfahren kommen trockenere Kapseln am Ende des Trockentunnels in Kontakt mit trockener Luft, die am Ende des Trockentunnels eingeleitet wird. Während sich die Luft zum Anfang des Trockentunnels bewegt, nimmt sie Feuchtigkeit auf. Daher kommen feuchte Kapseln am Anfang des Trockentunnels in Kontakt mit feuchter Luft, und trockenere Kapseln am Ende des Trockenprozesses kommen in Kontakt mit trockenerer Luft. Dadurch wird während des gesamten Trocknungsprozesses eine geeignete Wasserdampfdruck-Beziehung zwischen Kapseln und durchströmender Luft aufrechterhalten, um ein gleichmäßiges Trocknen sicherzustellen. Das Ergebnis ist ein Kapselteil ohne Deformation. Außerdem wird eine lokale Erwärmung oder Luftdurchmischung angewandt, um das Trocknen in ausgewählten Bereichen zu beschleunigen, wo der Film ausreichend fest ist, so daß die Deformation kein Problem ist. Außerdem verhindern die vollständige Einschließung und Isolierung der Trockenöfen, daß Wärme in den Raum entweicht, wobei die höhere Wärmebeanspruchung der Einrichtung vermieden wird, die ohne vollständige Einschließung auftreten würde. Dies steht in direktem Gegensatz zu dem älteren Verfahren, bei dem Heißluft über die Kapselteile geblasen wird und dann in den Raum entweicht.

B4. Entfernen der Kapseln

Murphy verwendete die nicht modifizierte Cellulose, die steif genug war, um nach herkömmlichen Verfahren entfernt zu werden. Die verbesserte, sich auflösende Cellulose von Sarkar kann jedoch nicht gleichmäßig entfernt werden, indem die Kapselteile durch Drücken von der Stelle hinter der Tauchkante vom Zapfen abgestreift werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird die "Abstreifer"-Vorrichtung zu einem Greifer mit 2 einander gegenüberliegenden Flächen modifiziert, welche die Kapsel oberhalb der Tauchkante an der Kapselwand selbst ergreifen und sie durch Druckanwendung auf die Seitenwände in Verbindung mit einer Bewegung entlang der Längsachse des Zapfenformkörpers entfernen. Die Colton- Maschine wird so modifiziert, daß sich die Greifer weiter öffnen können als normale Abstreifer, und außerdem wird die Maschine so modifiziert, daß der Greifer in eine Position näher am geschlossenen Ende der Kapsel bewegt wird, so daß er auf der Kapseloberfläche aufsetzt, statt dahinter. Durch diesen Vorgang wird die Kapsel ohne Beschädigung des offenen Endes entfernt, die häufig auftritt, wenn das Verfahren nach dem Stand der Technik auf Cellulosekapselteile angewandt wird.

B5. Füllen der Kapseln

Die Flexibilität von Kapseln, die aus der verbesserten Cellulose hergestellt werden, kann zum Versagen der Kapseln in Abfüllmaschinen führen, besonders wenn die Kapseln unrund verformt sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt einen Zapfen bereit, der (im richtigen Maße) unterdimensioniert ist, um eine dickere Kapselwand und daher eine bessere Steifigkeit zu ermöglichen, während der akzeptierte Gesamtdurchmesser einer gegebenen Standard-Kapselgröße beibehalten wird, wie z. B. "0", "1", usw.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt außerdem einen Körperzapfen bereit, der am Kapselkörper zwischen dem Verschlußring und der Wölbung einen zusätzlichen Umfangsring ausbildet, der die Kapselwand mechanisch verstärkt. Es können ein oder mehrere zusätzliche Ringe hinzugefügt werden, um die Gesamtfestigkeit des Kapselkörperteils zu erhöhen und sicherzustellen, daß die Kapselkörper rund bleiben.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Herstellung pharmazeutischer Cellulosekapseln einer gegebenen Größennummer, wobei die Kapseln zum Füllen durch Kapselfüllmaschinen geeignet sind, wobei jede Kapsel aus zwei Teilen besteht, einem Kapselkörper (1) und einer Kapselhaube (2), aus einer wäßrigen Lösung einer thermogelierenden Celluloseetherzusammensetzung, wobei cellulosekapselkörperseitige Formzapfen und cellulosekapselhaubenseitige Formzapfen als Formen verwendet werden, wobei jeder Cellulosekapselformzapfen (31) einen langgestreckten Zapfenkörper, einen an einem Ende des Zapfenkörpers angeordneten gewölbten Kopf und eine im wesentlichen zylinderförmige Seitenwand aufweist, die den Zapfenkörper umgibt und von dem gewölbten Kopf ausgeht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Überziehen des Zapfens mit gelierender Lösung, einschließlich Eintauchen eines Zapfens in die Lösung bis zu einer Tauchlinie (42), um auf dem Zapfen ein Kapselteil aus gelierter Lösung (41) zu formen;

Trocknen des Kapselteils auf dem Zapfen;

Entfernen des Kapselteils von dem Zapfen; und

Transportieren mehrerer Zapfen auf einem geschlossenen Weg durch die Gelier-, Trocknungs- und Entfernungsschritte;

dadurch gekennzeichnet, daß als Cellulosekapselformzapfen ein unterdimensionierter Zapfen verwendet wird, wobei der unterdimensionierte Zapfen bezüglich eines entsprechenden herkömmlichen Gelatinekapselformzapfens unterdimensioniert ist, der zur Herstellung eines Gelatinekapselteils der gegebenen Größennummer verwendet wird, wobei der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des unterdimensionierten Zapfens kleiner als der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des entsprechenden herkömmlichen Gelatinekapselformzapfens ist, wobei der unterdimensionierte Zapfen so dimensioniert ist, daß ein Cellulosekapselteil hergestellt wird, das im wesentlichen den gleichen Gesamtdurchmesser wie das entsprechende Gelatinekapselteil der gegebenen Größennummer aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Herstellung einer Cellulosekapselhaube für eine Kapsel der Größe "0" ein unterdimensionierter Zapfen verwendet wird, wobei der unterdimensionierte Zapfen um einen Betrag im Bereich von etwa 0,05-0,15 mm (0,002-0,006 Zoll) unterdimensioniert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Herstellung einer Cellulosekapselhaube für eine Kapsel der Größe "0" ein unterdimensionierter Zapfen verwendet wird, wobei der unterdimensionierte Zapfen um einen Betrag von etwa 0,1 mm (0,004 Zoll) unterdimensioniert ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der unterdimensionierte Zapfen so bemessen ist, daß ein Cellulosekapselteil hergestellt wird, das im wesentlichen den gleichen Gesamtdurchmesser wie das entsprechende Gelatinekapselteil der gegebenen Größennummer und eine größere Wanddicke als die des entsprechenden Gelatinekapselteils der gegebenen Größennummer aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4 zum Formen eines dickwandigen Cellulosekapselkörpers, wobei der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des unterdimensionierten Zapfens um etwa 1,3% kleiner ist als der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des entsprechenden herkömmlichen Gelatinekapselformzapfens.

6. Verfahren nach Anspruch 4 zum Formen einer dickwandigen Cellulosekapselhaube, wobei der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des unterdimensionierten Zapfens um etwa 1,6% kleiner ist als der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des entsprechenden herkömmlichen Gelatinekapselformzapfens.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Formen eines Cellulosekapselteils einer der Größen "000" "00" "1" "2" "3" "4" und "5" wobei der unterdimensionierte Zapfen proportional unterdimensioniert ist.

8. Vorrichtung zur Herstellung pharmazeutischer Cellulosekapseln einer gegebenen Größennummer, wobei die Kapseln zum Füllen durch Kapselfüllmaschinen geeignet sind, wobei jede Kapsel aus zwei Teilen besteht, einem Kapselkörper (1) und einer Kapselhaube (2), wobei der Körper und die Haube jeweils ein offenes Ende aufweisen, wobei der Körper und die Haube aus einer wäßrigen Lösung einer thermogelierenden Celluloseetherzusammensetzung geformt werden, wobei cellulosekapselkörperseitige Formzapfen und cellulosekapselhaubenseitige Formzapfen als Formen verwendet werden, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Taucheinrichtung zum Eintauchen der Zapfen in die Lösung und zum Überziehen der Zapfen mit gelierender Lösung, um auf jedem Zapfen ein Kapselteil aus gelierter Lösung zu formen;

eine Trockeneinrichtung zum Trocknen gelierter Lösung auf den Zapfen zum Formen von Kapselteilen; und

automatische Einrichtungen zum Entfernen der Kapselteile von den Zapfen;

wobei jeder Cellulosekapselformzapfen aufweist:

einen langgestreckten Zapfenkörper;

einen gewölbten Kopf, der an einem Ende des Zapfenkörpers angeordnet ist; und

eine im wesentlichen zylinderförmige Seitenwand; die den Zapfenkörper umgibt und von dem gewölbten Kopf ausgeht;

wobei die gegebene Größennummer unter den Größennummern "000", "00", "1", "2", "3", "4" und "5" ausgewählt ist;

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Cellulosekapselformzapfen ein unterdimensionierter Zapfen bezüglich eines entsprechenden herkömmlichen Gelatinekapselformzapfens ist, der zur Herstellung eines Gelatinekapselteils der gegebenen Größennummer verwendet wird, wobei der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des unterdimensionierten Zapfens kleiner ist als der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des entsprechenden herkömmlichen Gelatinekapselformzapfens.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des unterdimensionierten Zapfens um etwa 1,3% kleiner ist als der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des entsprechenden herkömmlichen Gelatinekapselformzapfens.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des unterdimensionierten Zapfens um etwa 1,6% kleiner ist als der Durchmesser der im wesentlichen zylinderförmigen Seitenwand des entsprechenden herkömmlichen Gelatinekapselformzapfens Formen einer dickwandigen Cellulosekapselhaube.

11. Kapsel, hergestellt gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7.







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