Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для производства капсулированных продуктов

Изобретение относится к медицинской, химической, фармацевтической, пищевой отраслям промышленности, в частности к оборудованию для производства капсулированных продуктов из текучих или вязких веществ, суспензий, дисперсий, эмульсий, обратных эмульсий, коллоидных растворов с получением бесшовных наполненных капсул диаметром 1,0…10,0 мм.

Известно устройство для производства капсулированных продуктов (RU 2422055, опубл. 27.06.2011), содержащее емкость для вещества-наполнителя капсул, накопительную емкость для циркулирующего раствора, выполняющего роль транспортной системы и одновременно являющегося веществом, из которого образуется оболочка капсул, узел капсулирования, систему продуктопровода с замкнутым циклом транспортировки жидкости и механическим отделением образованных капсул. Изобретение обеспечивает получение продуктов в виде капсул с инкапсулированными веществами.

Недостатком этого устройства является низкая производительность за счет высокого процента брака продукции, обусловленного высокой степенью слипания капсул при увеличении пропускной способности устройства, а также высокий расход наполнителя ввиду сложности его регулирования.

Прототипом изобретения является устройство для производства капсулированных продуктов (RU 156197, опубл. 10.11.2015), содержащее емкость для вещества-наполнителя капсул, накопительную емкость для циркулирующего раствора, узел капсулирования, включающий капсуляторную головку с фильерами, сообщающуюся с приемной емкостью для капель, систему продуктовода с замкнутым циклом транспортировки жидкости и механическим отделением образованных капсул. Емкость для вещества-наполнителя капсул содержит вискозиметр, система продуктовода включает не менее двух приемных емкостей, каждая из которых содержит встроенную емкость, с двумя вмонтированными оппозитно расположенными плоскостями параболической формы, образующими на выходе щель.

Недостатком этого устройства является низкая производительность, обусловленная высокой степенью слипания капсул при увеличении пропускной способности устройства ввиду высокой влажности готового продукта, а также высокие затраты формирующего раствора при отделении капсул.

Задачей является усовершенствование устройства для производства капсулированных продуктов, позволяющего увеличить производительность.

Техническим результатом является снижение процента брака при отделении капсул от формирующего раствора и выпуске готовой продукции.

Технический результат достигается тем, что устройство для производства капсулированных продуктов содержит емкость для вещества-наполнителя капсул со встроенным вискозиметром, накопительную емкость для циркулирующего раствора, узел капсулирования, включающий капсуляторную головку с фильерами, сообщающуюся с системой продуктопровода с замкнутым циклом транспортировки жидкости и механическим отделением капсул, содержащую приемную емкость для капель вещества-наполнителя капсул в количестве не менее двух, каждая из которых содержит встроенную емкость с двумя оппозитно расположенными плоскостями параболической формы, образующими на выходе из приемной емкости щель, расположенный под ней транспортный лоток, соединенный через конусообразный лоток с изогнутым трубопроводом, при этом изогнутый трубопровод сообщен с сетчатым вибролотком с регулируемым углом наклона, который сообщен с узлом обдувки, содержащим непрерывно движущуюся ленту конвейера, над которой расположена рама с закрепленными двумя парами вращающихся форсунок, связанными с вентилятором через фильтр тонкой очистки.

Снижение степени слипания капсул достигается за счет установки модифицированного сетчатого вибролотка, где под действием вибрационных сил совершается колебательное направленное движение капсул, что позволяет удалить лишний формирующий раствор, находящийся на оболочке изделий, а также сократить потери формирующего раствора, возвращая его в систему продуктопровода. В узле обдувки происходит удаление оставшейся на оболочках изделий влаги за счет интенсивного обдувания ламинарным потоком воздуха через вращающиеся форсунки при скорости воздуха порядка 1,0÷1,5 м/с, температуре воздуха 25-30°С и скорости движения ленты конвейера 2÷5 м/мин. Данные условия в узле обдувки обеспечивают равномерный обдув изделий и исключают возможность деформирования оболочки капсул при увеличении абсолютной величины механических напряжений, а также непреднамеренного перемещения (сдувания) капсул по камере. Поток воздуха предварительно проходит через фильтр тонкой очистки, способный улавливать частицы диаметром до 0,3 мкм, что позволяет снизить риск микробиологической обсемененности готового продукта. Невысокая температура воздуха, а также непродолжительность обработки капсул исключает возможность формирования негативных процессов внутри изделий, приводящих к потерям биологически активных веществ. Обсушенные капсулы собирают на лоток или в гофрокороб и направляют на фасование. Такая обработка позволяет полностью удалить с поверхности готовых капсул избыточную влагу, способствующую слипанию изделий во время их фасования, что приводит к ухудшению потребительских свойств изделий и увеличивает процент их брака.

На фигуре представлено устройство для получения капсулированных продуктов.

Устройство для получения капсулированных продуктов расположено на корпусе 1 и содержит емкость 2 для вещества-наполнителя капсул со встроенным вискозиметром 3 и соединено трубопроводом 5 с узлом капсулирования 7. В трубопроводе 5 для подачи вещества-наполнителя капсул из емкости 2 установлен насос 9 с минимальной мощностью и вентиль 10. Узел капсулирования 7 состоит из капсуляторной головки 8 с фильерами 16, имеющими возможность перемещения в горизонтальной плоскости между приемными емкостями 23 для капель вещества-наполнителя капсул, взятых в количестве не менее двух. Капсуляторная головка 8 установлена на регулируемом расстоянии от поверхности непрерывного потока формирующего раствора, образующего оболочку капсул. В приемные емкости 23 для капель вещества-наполнителя капсул, взятых в количестве не менее двух, встроены емкости 25 с высотой бортов ниже приемных емкостей 23. Емкости 25 снабжены двумя оппозитно расположенными плоскостями 26 и 27 параболической формы, направленными друг к другу таким образом, что образовывается прорезь общего дна емкостей 23 для капель вещества-наполнителя капсул, взятых в количестве не менее двух, и емкостей 25 и формируется щель 24 с расстоянием между плоскостями 26 и 27 от 2 до 10 мм.

Щель 24 приемных емкостей 23 для капель вещества-наполнителя капсул, взятых в количестве не менее двух, расположена над наклонным транспортным лотком 15 под углом к его оси, обеспечивающим отсутствие пересечения образованных капсул в потоке формирующего раствора при стекания по транспортному лотку 15, при этом угол его наклона регулируется посредством винта 17. Расстояние между транспортным лотком 15 и щелью 24 регулируется с помощью регулировочного винта 18 таким образом, чтобы формирующий раствор, вытекающий из щели 24 в транспортный лоток 15, сохранял ламинарность. Винт 17 и регулировочный винт 18 закреплены на корпусе 1 таким образом, что угол наклона транспортного лотка 15 и расстояние к щели 24 регулируются независимо.

Накопительная емкость для циркулирующего раствора 4 (далее формирующий раствор) соединена с трубопроводом 6, оснащенным насосом 11 и вентилем 22, регулирующими поток формирующего раствора. Вентиль 22 сообщен с трубопроводами 12 и 13, имеющими вентили 14, ведущими к транспортному лотку 15, оснащенному механизмом 28 для дополнительной подачи формирующего раствора, и приемным емкостям 23, для капель вещества-наполнителя капсул, взятых в количестве не менее двух.

Транспортный лоток 15 сообщен с конусообразным лотком 19, под которым находится изогнутый трубопровод 20, каждый виток которого наклонен в сторону сетчатого вибролотка 21, расположенного над накопительной емкостью 4, и имеет угол наклона, регулирующийся винтом 29 таким образом, чтобы обеспечить равномерную загрузку непрерывно движущейся ленты конвейера 30 узла обдувки 31.

Узел обдувки 31 содержит непрерывно движущуюся ленту конвейера 30, над которой расположена рама 35 с закрепленными на ней двумя парами вращающихся форсунок 32, которые сообщены с вентилятором 33 через фильтр тонкой очистки 34.

Устройство для производства капсулированных продуктов работает следующим образом.

Формирующий раствор, образующий оболочку капсул из накопительной емкости для циркулирующего раствора 4, закрепленной на корпусе 1, посредством насоса 11 поступает по трубопроводу 6 через вентиль 22 в трубопровод 13 через вентиль 14 в приемные емкости 23 для капель вещества-наполнителя капсул, взятых в количестве не менее двух, с оппозитно направленными по отношению друг к другу плоскостями 26, 27 параболической формы, где принимает характер ламинарного потока. Через щель 24 формирующий раствор попадает в транспортный лоток 15 с регулируемым углом наклона. Транспортный лоток 15 снабжен трубопроводом 12 и вентилями 22 и 14, а также механизмом 28 для дополнительной подачи формирующего раствора для образования оболочки капсул.

После чего формирующий раствор через конусообразный лоток 19 поступает в изогнутый трубопровод 20, длину которого подбирают таким образом, чтобы обеспечить пребывание капсулы в потоке формирующего раствора в от 20 до 1800 с и достичь необходимой толщины оболочки и диаметра капсул 1,0…10,0 мм, который пропорционально увеличивается при увеличении длины изогнутого трубопровода 20 и времени пребывания капсул в формирующем растворе. Изогнутый трубопровод 20 сообщен с сетчатым вибролотком 21 для отделения капсул, через который формирующий раствор попадает в накопительную емкость 4, в нижней части которой вмонтирован трубопровод 6, соединенный с нагнетающей частью насоса 11, посредством которого происходит последующая циркуляция по системе продуктопровода, обеспечивая тем самым непрерывность потока в замкнутом цикле.

Одновременно в узел капсулирования 7 из емкости 2 по трубопроводу 5 с помощью насоса 9 через вентиль 10 поступает вещество-наполнитель капсул, которое проходит капсуляторную головку 8 с фильерами 16 и формируется в капли с заданной массой и диаметром. Изменение диаметра капель осуществляют посредством измерения вязкости вещества-наполнителя капсул с помощью вискозиметра 3 и подбора к данному значению капсуляторной головки 8 с определенным диаметром отверстий в фильерах 16.

Формирующий раствор, попадая с помощью трубопровода 13 в приемные емкости 23 для капель вещества-наполнителя капсул, взятых в количестве не менее двух, образует оболочку капсул, перетекая через более низкие по высоте борта емкости 25 вдоль двух оппозитно расположенных плоскостей 26, 27 параболической формы и вытекая двумя ламинарными потоками, сливаясь на выходе в общий поток. В месте образования общего потока посредине щели 24 образуется зона, не имеющая поверхностного натяжения. Капли за счет осевой подачи по вертикали через воздух попадают в приемные емкости 23 для капель вещества-наполнителя капсул, взятых в количестве не менее двух, которые обеспечивают разрыв поверхностного натяжения формирующего раствора. Капли погружаются в его ламинарный поток, где под действием сил поверхностного натяжения формируются в сферическую форму, а под действием ионотропных химических сил мгновенно фиксируются в капсулы.

Одновременно по трубопроводу 12 в транспортный лоток 15 подают формирующий раствор, образующий оболочку капсул, который занимает всю плоскость транспортного лотка 15 в виде сплошного ламинарного потока. Благодаря этому потоку сформированные капсулы выносятся из-под щели 24 приемных емкостей 23 для капель вещества-наполнителя капсул, взятых в количестве не менее двух, что снижает степень их слипания в процессе капсулообразования. При этом для сохранения ламинарности потока формирующего раствора, вытекающего из щели 24 в транспортный лоток 15, расстояние между щелью 24 и транспортным лотком 15 регулируется с помощью регулировочного винта 18. Угол наклона транспортного лотка 15 обеспечивается винтом 17 и должен быть таким, чтобы сформированные капсулы катились по транспортному лотку 15, а не стекали с формирующим раствором в потоке, что обеспечивает придание капсулам сферической формы. При увеличении угла наклона образованные капсулы растягиваются до приобретения ими нитевидной формы.

Образованные капсулы перемещаются в ламинарном потоке формирующего раствора по транспортному лотку 15, поступают через конусообразный лоток 19 в изогнутый трубопровод 20 и попадают на сетчатый вибролоток 21 с регулируемым с помощью винта 29 углом наклона, с которого затем поступают на непрерывно движущуюся ленту конвейера 30 и подвергаются обдуву с помощью воздуха, выходящего через две пары вращающихся форсунок 32, закрепленных на раме 35 в узле обдувки 31, поступающего посредством вентилятора 33 через фильтр тонкой очистки 34. Готовые капсулы поступают на лоток или в гофрокороб и направляются на фасование.