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Dokumentenidentifikation DE69524788T2 13.06.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0842028
Titel VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON MIKROKÜGELCHEN AUS GEL
Anmelder FMC Corp., Philadelphia, Pa., US
Erfinder THOMAS, R., William, Newtown, US;
PFEFFER, A., Henry, Mercerville, US;
GUILIANO, A., Basil, Lawrenceville, US;
SEWALL, J., Christopher, Princeton, US;
TOMKO, Stephen, Mercerville, US
Vertreter v. Füner Ebbinghaus Finck Hano, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69524788
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 30.06.1995
EP-Aktenzeichen 959280546
WO-Anmeldetag 30.06.1995
PCT-Aktenzeichen PCT/US95/08313
WO-Veröffentlichungsnummer 0009702125
WO-Veröffentlichungsdatum 23.01.1997
EP-Offenlegungsdatum 20.05.1998
EP date of grant 19.12.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.06.2002
IPC-Hauptklasse B29B 9/00
IPC-Nebenklasse B01J 13/02   B01J 13/00   

Beschreibung[de]

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Gelperle.

Die Literatur enthält reichlich Verweise auf die Herstellung hydrokolloider Mikropartikel. Viele Verfahren wurden zur Herstellung hydrokolloider Mikropartikel verwendet, wie zum Beispiel Sprüh- und Emulsionsverfahren. Andere Verweise beziehen sich auf die Herstellung von Gelperlen, einschließlich der folgenden:

James C. Ogbonna et al., "Production of Micro-Gel Beads by a Rotating Disk Atomizer" [Herstellung von Mikrogelperlen mit einem rotierenden Scheibenversprüher], Journal of Fermentation and Bioengineering. Vol. 68, Nr. 1, S. 40-48, 1989, lehrt die Herstellung von Mikrogelperlen mit einem Durchmesser von 200-1200 Mikron durch das Zerstäuben eines Alginats mit einer rotierenden Scheibe.

H. Su et al., "Characterization of Alginate Beads Formed by a Two Fluid Annular Atomizer" [Charakterisierung von durch einen Zweiflüssigkeitsringversprüher gebildeten Alginatperlen], Applied Biochemistrv and Biotechnology, Vol. 20%21, S. 561-569, 1989, lehrt die Verwendung eines Zweiflüssigkeitsringversprühers zur Herstellung von Alginatperlen mit einem mittleren Durchmesser in dem Bereich von 50-500 Mikron.

Antonio R. Navarro et al., "Production of Ethanol by Yeasts immobilized in Pectin" [Herstellung von Ethanöl durch in Pectin immobilisierte Hefen], European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 17, S. 148-151, 1983, lehrt die Bildung von Pectinperlen durch Pumpen einer Pectinlösung durch eine Injektionsnadel zur Bildung von Tropfen, die in einem Gemisch aus CaCl&sub2;·2H&sub2;O und Na&sub2;B&sub4;O&sub7;·10H&sub2;O aufgefangen werden, wobei der Perlendurchmesser eine Funktion der Extrusionsrate und des Durchmessers der Injektionsnadel ist.

R. M. Buitelaar et al., "Immobilization of Biocatalysts in Thermogels Using the Resonance Nozzle for Rapid Drop Formation and an Organic Solvent for Gelling" [Immobilisierung von Biokatalysatoren in Thermogelen unter Verwendung der Resonanzdüse zur schnellen Tropfenbildung und einem organischen Lösungsmittel zum Gelieren], Biotechnology Techniques, Vol. 2, Nr. 2, S. 109114 [sic] (1988), lehrt die Bildung von Gelperlen unter Verwendung von entweder einer Resonanznadel zur schnellen Tropfenbildung oder einer Nadeltropftechnik, die auch Gelperlen herbeiführt. κ-Carrageenan wird als ein Geliermittel gelehrt.

Sternberg et al. (US-Patentnummer 3,639,306) beschreiben die Bildung partikulärer Teilchen unter Verwendung einer Zweistoffsprühdüse, mit der kleine partikuläre Teilchen durch Sprühtrocknen von Materialien in ein Wirbelbett hergestellt werden.

Wang et al. (US-Patentnummer 4,645,442) beschreiben eine Düsenstruktur, die zum Herstellen gasgefüllter Mikrosphären nützlich ist.

Saeger (US-Patentnummer 4,016,254) beschreibt die Herstellung von Mikrokapseln durch Sprühtrocknen unter gleichzeitiger Verwendung eines Luftstromes.

Shioya et al. (US-Patentnummer 4,814,274) beschreiben die Herstellung eingekapselter Körper, in denen sich ein Druckluftstrom bezogen auf einen Strom gelierbarer Lösung außen befindet.

Andere Arbeiten in diesem Feld wurden von Frosch et al. (US-Patentnummer 4,279,632), Beggs et al. (US-Patentnummer 4,344,787), Torobin (US-Patentnummer 4,671,909), Schlameus et al. (US-Patentnummer 4,888,140) und Friend (US- Patentnummer 5,091,122) durchgeführt.

Außerdem werden in den folgenden Verweisen Verfahren zum Einkapseln anderer Materialien in den Mikropartikeln beschrieben.

Das britische Patent Nr. 887,901 an F. Hoffmann-La-Roche & Co. (CA 56, 9179 i (1961)) beschreibt Emulsionen eines gelierenden Kolloids, einschließlich Pectin und Algin, die durch Sprühen oder Zerstäuben in ein Gas bei mindestens 10º unter der tm des sich ergebenden Gels in Partikel getrocknet werden und die Partikel im freien Fall für eine Zeitdauer von mindestens 15 Sekunden bis zum Beginn des Gelierens getrennt gehalten werden.

US 2,438,450 an Nelson beschreibt ein Trockungsverfahren für mikropartikuläre Teilchen, welches das Mischen mit den hydratisierten mikropartikulären Teilchen einer Menge von zuvor getrockneten mikropartikulären Teilchen umfasst, um eine Agglomerisation der hydratisierten Mikropartikel zu verhindern.

V. Ghetie und H. D. Schell, "Drying of Agarose Gel Beads" [Trocknen von Agarosegelperlen], Experientia 27 (12), 1384-5, 1971, beschreibt Agarose-Mikropartikel, die mit Aceton gewaschen und dann bei Raumtemperatur luftgetrocknet werden.

Außer den obigen spezialisierten Trocknungsverfahren zum Minimieren von Agglomerationsproblemen wurden die Verfahren verwendet in dem Versuch, eine Agglomeration hydrokolloider Mikropartikel zu verhindern. So beschreibt zum Beispiel US 5,153,020 an Singer et al. in Wasser dispergierbare sphäroidale Makrokolloid- Mikropartikel als ein Fettsubstitut, mit dem "Aggregat-Blockierungsmittel", wie zum Beispiel Lecithin, Pectin, Xanthan und Carboxymethylcellulose den Makrokolloidpartikeln zum Stabilisieren der Partikel in der hydratisierten Form zugefügt werden, in der die Partikel hergestellt und als Fettsubstitute eingesetzt werden.

US 4,911,946 beschreibt die Verwendung von Aggregat-Blockierungsmitteln, wie zum Beispiel Lecithin und Xanthan in hydratisierten sphäroidalen Kohlenhydrat- Mikropartikeln, um das Gefühl im Mund von FettSahne herbeizuführen.

In den folgenden Verweisen werden Mikropartikel beschrieben, die einen inneren Kern enthalten, bei dem es sich um ein Hydrokolloid handeln kann und einen äußeren hydrophoben Überzug eines verdaulichen Fettes: US 4,305; 964; EP-A0 011 345 und EP-A0 380 225.

US 3,527,712 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Agarose-Perlen in Chromatographie-Größe durch Einschließen in einem Agarosegel eines makromolekularen Hydrokolloids, wie zum Beispiel Natriumalginat, Kalium-λ-Carrageenan, Carrageenan, Hydroxymethylcellulose, Natrium- Carboxymethylcellulose und dergleichen. Nach dem Trocknen der Agaroseperlen wird das makromolekulare Hydrokolloid in den Poren der Agarose koaguliert. Nach der Rehydratation löst sich das makromolekulare Hydrokolloid auf, wobei es die Porosität des Gels für seinen beabsichtigten Gebrauch in der Chromatographie im Wesentlichen intakt lässt.

US 4,952,686 an Renn et al. beschreibt ein legiertes Gummi aus Kassiagummi und einem Gelier- und Verdickungsmittel, wie zum Beispiel Carrageenan, Agar, Agarose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Dextran und dergleichen. Dieses legierte Gummi, wenn getrocknet und in ein Pulver zermahlen, kann ohne weiteres zur Bildung einer klaren, stabilen Kolloidlösung in Wasser aufgelöst werden.

Die japanische Patentveröffentlichung 04/08,257 (92/08,257) (CA 116 : 172746C) beschreibt die Herstellung von trockenem Konjac, das in Wasser eingeweicht werden kann, um seinen ursprünglichen Zustand und seine organoleptischen Eigenschaften durch Mischen von Konjac mit Mono- und/oder Oligosacchariden, wie zum Beispiel Glucose, Saccharose, Maltose, Lactose und Fructose und dann Trocknen des Gemisches wiederherzustellen.

WO 91/19424 (PCT veröffentlichte Anmeldung) beschreibt hydratisierte mikropartikuläre Perlen als ein Fettsubstitut, das sich aus einem wasserhaltigen Hydrokolloidgel, einem Metall, das zur Veranlassung von Gelierung fähig ist und einem ionischen Polysaccharid, wie zum Beispiel Alginat, Pectat und Natrium-Carboxymethylcellulose zusammensetzt.

Keiner dieser Verweise lehrt die Herstellung hydrokolloidaler Mikroperlen mit einer mittleren Partikelgröße von weniger als 50 Mikron; insbesondere lehrt keiner die Herstellung derartiger Mikrogelperlen im großtechnischen Maßstab. Dieses wurde nicht für ein praktisches Produkt gehalten. Das ist vielleicht nicht überraschend, da gelbildende hydrokolloidale Mikropartikel eine sehr starke Tendenz zum Aggregieren aufweisen, wenn sie nass oder selbst bei Vorliegen von begrenzter Feuchtigkeit, wie zum Beispiel, wenn die trockenen Mikropartikel in Kontakt mit Luft gelagert werden. Diese Tendenz wird sogar noch ausgeprägter, wenn die Größe der Partikel abnimmt.

Überdies können aus gelbildenden Hydrokolloiden allein hergestellte mikropartikuläre Teilchen nicht getrocknet und dann ohne spezialisierte Trocknungsverfahren zur Verhinderung von Agglomerisation rehydratisiert werden, da die getrockneten Agglomerate sich bei Vorliegen von Wasser nach der versuchten Rehydratation nicht dispergieren oder sich nur sehr schlecht dispergieren lassen. Agglomerierte mikropartikuläre Teilchen können nicht als ein Fettsubstitut verwendet werden, da sie nicht die erforderlichen organoleptischen Eigenschaften besitzen. Es ist deshalb wesentlich, dass getrocknete mikropartikuläre Teilchen zur Rehydratation auf ihre ursprüngliche Größe und Form fähig sind, um die organoleptischen Eigenschaften von Fett, besonders in Öl-in-Wasser-Emulsionen sehr eng nachzuahmen. Dieses Agglomerationsproblem wird nach der Rehydratation nicht geteilt oder wird nur in einem begrenzten Ausmaß mit Hydrokolloidpartikeln größerer Größe, wie zum Beispiel den in US 3,527,712 und US 4,952,686 beschriebenen geteilt.

WO 95/05939 beschreibt im Wesentlichen trockene, rehydratisierbare, in Wasser dispergierbare, gelbildende, poröse hydrokolloidale Mikropartikel, die intern oder intern und extern mindestens ein wasserlösliches, nicht gelierbares, die Hydratation förderndes Hydrokolloid, Verfahren und Zwischenprodukte für ihre Herstellung und ihre Verwendungszwecke enthalten. In dem Verfahren vom WO 950/05939 wird ein Sol eingesetzt, das ein gelierbares Hydrokolloid (das auch in der vorliegenden Erfindung verwendet wird) und ein nicht gelierendes, die Hydratation förderndes Hydrokolloid dergestalt umfasst, dass nach der Gelierung und dem Trocknen der sich ergebenden Partikel, das nicht gelierende, die Hydratation fördernde Hydrokolloid in den Poren und auf mindestens einem Anteil der Oberfläche der sich ergebenden Partikel okkludiert ist, wodurch die Rehydratation erleichtert wird. Herkömmliche Verfahren wurden zur Bildung der Partikel, einschließlich eines herkömmlichen Sprühverfahrens, Emulgierung und Gelierung in einem heißen Ölbad oder anderen herkömmlichen Verfahren, wie zum Beispiel pH-Einstellung und dergleichen verwendet.

GB 2 264 940 beschreibt ein Verfahren für die Herstellung eines mikrosphäroidalen Pulvers von geringer Dispersität, worin eine wässrige Suspension des zermahlenen Hydrogels der Zerstäubung in einem Gasstrom unterzogen wird, die Feuchtigkeit enthaltenden gelierten Partikel von der Zerstäubung gesammelt werden, die gelierten Partikel mit einer organischen Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden, um mindestens ein wenig der Feuchtigkeit zu entfernen, und die Partikel werden dann dem Trocknen unterzogen.

US-A-5,420,086 beschreibt die Herstellung von stabilisiertem Zirkoniumoxidpulver durch Umwandlung einer wässrigen Lösung aus einem Zirkoniumsalz, das ein Additiv enthält, in Tröpfchen, Verfestigen der Tröpfchen durch die Einwirkung von Ammoniak in Gelpartikel, die dann gewaschen, durch Entwässern getrocknet und kalziniert werden.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zum Herstellen einer Gelperle durch Sprühen eines Sols aus einem Hydrokolloid oder einem Hydrokolloidgemisch vor, welches nach dem Abkühlen geliert und eines Zerstäubungsgasstroms aus einer Düse, deren effektive Konfiguration Soltröpfchen herbeiführt, die eine mittlere Größe von weniger als 50 Mikron aufweisen und

gleichzeitiges Kontaktieren des Hydrokolloidsols auf eine komplette und innige Weise mit dem Zerstäubungsgas, um das Sol durch Verdampfen abzukühlen;

worin das Zerstäubungsgas und das zu zerstäubende Sol in einem Ratenverhältnis vorliegen, das ausreicht, um das Sol auf eine Temperatur mindestens so niedrig wie die Gelierungstemperatur des Sols schnell abzukühlen.

Ein ausreichendes Ratenverhältnis von Zerstäubungsgas zu Sol wird bevorzugt durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

worin:

M&sub1; = Massenrate des Sols, g/h

MGas = Massenrate des Gases, g/h

MGGas = Molekulargewicht des Gases, g/g-Mol

CpGas = Wärmekapazität von Gas, cal/g-ºC

TGel = Geltemperatur der Gelaustrittsdüse, ºC

TGas = Temperatur des Einlassgases

TGas2 = Temperatur des Auslassgases, ºC

PT = Druck des Austrittsgases aus dem Perlensammelbehälter, Atm

RF = Relative Feuchte des Austrittsgases, %

Psat = Wasserdampfdruck bei Austrittstemperatur, Atm

λ = Verdampfungshitze des Wassers bei Austrittsgastemperatur, cal/g

Cpl = Wärmekapazität der Solzuleitung, cal/g-ºC

TSol = Temperatur des zugeleiteten Sols, ºC

Das Gas ist bevorzugt Luft. Das Hydrokolloidsol oder [sic] kann ein(e) Agar, Agarose, Algin, "Niedrig-Methoxyl"-Pectin, Gellan, κ-Carrageenan, -Carrageenan, Furcellaran, β-Carrageenan, Curdlan, Chitosan, Konjac-Glucomannan oder ein Derivat, ein Cellulose- Derivat, eine Stärke, ein Gemisch aus zwei oder mehreren des Vorstehenden oder eines der folgenden Hydrokolloidgemische sein: Xanthan/Johannisbrotgummi, Johannisbrotgummi/Agar, Kassia/Agar, Kassia/Xanthan, Konjac/Xanthan, Carrageenan/Johannisbrotgummi, Konjac/Carrageenan und Konjac/Stärke.

Das Hydrokolloidsol kann weiter eines oder mehreres des Fogenden einschließen: eine nicht mit Wasser mischbare Flüssigkeit, einen feinen partikulären Feststoff, der kleiner als die herbeizuführende Gelperle ist, ein mit Wasser mischbares Mittel, das die Gelperlenbildung nicht verhindert, einen Mikroorganismus, ein biologisches Mittel.

Das Gas und das Hydrokolloidsol werden bevorzugt mit ausreichend Energie kontaktiert, um das Sol unverzüglich in diskrete Gelpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von < 25 Mikron zu trennen, um die Gelpartikel innerhalb von weniger als einer Sekunde des Kontakts mit [sic] unverzüglich zu dehyciratisieren und um einen ausreichenden Temperaturabfall zur Bildung von Mikrogelen vorzusehen, die in Bezug zueinander frei fließen.

Das Gas und das zugeleitete Sol können die Düse getrennt verlassen, um miteinander einen Kern mit einem Winkel von < 25º zu bilden, in welchem Kegel die Solpartikel gebildet werden. Der Kegel weist bevorzugt einen Winkel von < 15º auf

Erfindungsgemäß befinden sich die Temperatur des Hydrokolloidsolstromes und die Temperatur des Zerstäubungsgasstromes bevorzugt über der Geltemperatur des Hydrokolloids vor dem Kontakt, aber unter der Geltemperatur unmittelbar nach der Zerstäubung.

Der Hydrokolloidsolstrom und der Zerstäubungsgasstrom werden bevorzugt in einer Richtung nach unten gerichtet, und die in dem Verfahren gebildeten Gelmikroperlen werden in einem sich darunter befindenden Gefäß als eine frei fließende Sammlung gesammelt.

Das gelbildende Hydrokolloidsol kann eine Trägersubstanz einschließen. Die mitgeführte Substanz ist bevorzugt eine Aluminiumverbindung. Als Alternative kann die mitgeführte Substanz zusätzlich ein Salz sein.

Der Solstrom des Hydrokolloids wird bevorzugt durch einen Kanal einer Zweiflüssigkeitsdüse geleitet, der Zerstäubungsgasstrom wird durch einen anderen Kanal der Zweiflüssigkeitsdüse geleitet, und das Kontaktieren des Stroms des Sols tritt mit dem Zerstäubungsgasstrom auf, wenn jeder Strom aus der Zweiflüssigkeitsdüse austritt.

Das Zerstäubungsgas und das Sol werden in einem Massenflussratenverhältnis, das zur Senkung der Temperatur der Hydrokolloidlösung auf eine Temperatur ausreicht, die niedriger als die adiabatische Gelierungstemperatur des Sols ist, miteinander in innigen Kontakt gebracht.

Die in der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der Mikrogelperlen verwendeten gelbildenden Hydrokolloide sind die Hydrokolloide, einschließlich Gemischen davon, die nach dem Kühlen gelieren. Diese schließen Agar; Agarosen, Algine; "Niedrig- Methyloxyl"-Pectine; Gellane; κ-Carrageenan; -Carrageenan; Furcellaran; β-Carrageenan; Curdlan; Chitosan; Konjac-Glucomannan und Derivate davon ein, einschließlich hitzebeständiges, kalt schmelzendes Konjac-Glucomannan; Cellulose- Derivate; Stärken und Gemische aus zwei oder mehreren des Vorstehenden wie auch Hydrokolloid-Gemische, wie zum Beispiel Xanthan/Johannisbrotgummi; Johannisbrotgummi/Agar; Kassia/Agar; Kassia/Xanthan; Konjac/Xanthan; Carrageenan/Johnnisbrotgummi; Konjac/Carrageenan und Konjac/Stärke ein, sind aber nicht beschränkt darauf. Das oben angegebene gelbildende Hydrokolloid-Gemisch wird in einem Gewichtsverhältnis von 80 : 20 bis 20 : 80, bevorzugt 60 : 40 bis 40 : 60 eingesetzt. Wenn hierin verwendet, sollte der Begriff "Konjac" immer so verstanden werden, das er sich auf das Glucomannan bezieht, das sich von Konjac herleitet und spezifisch von Spezies von Amorphophallus, einschließlich, aber nicht begrenzt auf A. oncophyllus und A. rivieri, sofern nicht anderweitig angegeben.

Das am bevorzugtesten dieser Hydrokolloide, die nach dem Kühlen gelieren, schließen Carrageenan, Kappa oder Iota; Johannisbrotgummi; Konjac-Glucomannan und Kombinationen von diesen ein. Wenn das verwendete Gas Luft ist, dann sind die Carrageenane die bevorzugten Hydrokolloide, weil für sie die adiabatische Zerstäubung des Hydrokolloids alleine ausreichend ist, um die Temperatur des Mikrogels auf niedriger als die Gelierungstemperatur von Carrageenan abzusenken.

Die obigen gelbildenden Hydrokolloide können in ihrem nativen Zustand vorliegen oder können teilweise depolymerisiert oder in der Form ihrer Derivate sein, vorausgesetzt, sie bilden Gele in derartig verschiedenen Formen. Es können Hydrokolloide ausgewählt werden, die thermoreversibel sind, wie zum Beispiel Agar, Agarose, κ-Carrageenan, -Carrageenan, β-Carrageenan und Xanthan/Johannisbrotgummi oder thermoirreversible, wie zum Beispiel mit Alkali erstarrtes Konjac, Curdlan und Calciumalginat.

Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass während einige der obigen Hydrokolloide ohne weitere Behandlung Gele bilden, machen viele andere die Umwandlung in ihre Kalium- und/oder Erdalkalimetallsalze, wie zum das Calcium- oder Magnesiumsalz erforderlich, und für solche Hydrokolloide sind derartige Salzformen die in der Erfindung verwendeten gelbildenden Hydrokolloide. Verfahren zur Herstellung solcher Salze sind im Fach weithin bekannt und umfassen keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Es ist auch zur Kenntnis zu nehmen, dass die Hydrokolloide in dem Verfahren dieser Erfindung nicht als trocknes Hydrokolloid, sondern als ein Sol verwendet werden. Verfahren zum Herstellen derartiger Sole sind im Fach weithin bekannt und umfassen keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Die Hydrokolloidlösung wird bevorzugt unter Verwendung von Wasser als das Lösungsmittel gebildet, weil Wasser umweltsicher ist. Für einige Hydrokolloide können jedoch andere Lösungsmittel allein oder zusammen mit Wasser zum Vorsehen des notwendigen Kühlungseffektes verwendet werden.

Wenn ein Mikrogel als ein Träger für ein anderes Mittel oder Material erwünscht ist, kann dieses Mittel oder Material in das Sol eingeschlossen werden. Solche Mittel oder Materialien schließen eine nicht mit Wasser mischbare Flüssigkeit ein, wie zum Beispiel ein Öl; ein in Wasser mischbares Mittel, das nicht die Gelierung verhindert; einen feinen partikulären Feststoff, wie zum Beispiel ein Metall; ein biologisches Mittel; ein Enzym; einen chemischen Initiator und dergleichen, die mit dem Sol und den Verfahrensbedingungen dieser Erfindung kompatibel sind.

Wenn ein rehydratisierbares Mikrogel erwünscht ist, dann sollte das Hydrokolloidsol ein nicht gelierendes Hydrokolloid einschließen. Die wasserlöslichen, nicht gelierenden, hydratationsfördemden Hydrokolloidmaterialien, die allein oder in Kombination bei der praktischen Ausführung der Erfindung verwendet werden können, sind wasserlösliche, nicht gelierende Hydrokolloide, wie zum Beispiel die folgenden: Galactomannane, zum Beispiel wasserlösliches Johannisbrotgummi, Guargummi, Kassia, Tara und dergleichen; wasserlösliche Formen von Konjac; Stärken, wie zum Beispiel Mais, Kartoffeln, Getreide, und Tapioka; wasserlösliche Cellulose-Derivate, wie zum Beispiel Carboxymethylcellulose und Hydroxymethylcellulose und ihre Natriumsalze; wasserlösliche synthetische Polymere, wie zum Beispiel lineares Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Polyethylenglycol, Polyethylenoxid, PVP und dergleichen; λ-Carrageenan oder die Natriumsalze von Algin oder Pectin; wasserlösliches Xanthan und dergleichen. In einer bevorzugten Ausführungsform schließen die rehydratisierbaren Gel-Mikroperlen Carrageenan und eines oder mehrere dieser nicht gelierenden Hydrokolloide ein.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Herstellung von Gelperlen mit einer mittleren Partikelgröße von weniger als 50 Mikron, bevorzugt in dem Bereich von 5 bis 30 Mikron, bevorzugter in dem Bereich von 8 bis 20 Mikron und am bevorzugtesten in dem Bereich von 10 bis 15 Mikron vor, wie anhand der mikroskopischen Untersuchung bestimmt. Zum Erlangen dieses Produktes ist Folgendes erforderlich: ein Hydrokolloid, ein Zerstäubungsgas und ein Mittel zum Zerstäuben des Hydrokolloids mit dem Gas.

In diesem Verfahren zum Herstellen von Gelperlen wird das Gas zum Zerstäuben eines Hydrokolloidsols verwendet. Wenn das Sol während des Zerstäubungsverfahrens mit dem Zerstäubungsgas auf eine vollständige und innige Weise in Kontakt gebracht wird, kann das Zerstäubungsverfahren das Lösungsmittel aus dem Sol verdampfen und die Temperatur zur Herstellung von Gel-Mikroperlen ausreichend senken. Dies wird geschehen, wenn die Massenrate des Zerstäubungsgases relativ zu der Massenrate des Sols ausreichend ist, um das Einsatzmaterial in eine angemessene Tröpfchen- Partikelgröße zu zerstäuben und die Hitze von dem Sol zu entfernen, um die Temperatur der durch dieses Verfahren hergestellten Mikrogelperle auf ihren Gelpunkt oder tiefer zu bringen. Faktoren, die Berücksichtigung f nden können, sind die Wärmekapazität des Gases und des Sol-Einsatzes, die Temperatur des Gases und des Sols unmittelbar vor der Zerstäubung, die relative Feuchte des Gases, die Feuchtigkeitsmenge in dem Sol und die Umgebungstemperatur und Feuchtigkeit.

Das Verfahren muss sich einen Sprühapparat zu Nutze machen, der das Gas zum Zerstäuben des Soles in eine angemessene mittlere Partikelgröße verwenden kann. Das bedeutet, dass die hergestellten initial zerstäubten Tröpfchen klein genug sein müssen, um eine endgültige Mikrogelpartikel-Produktgröße von 50 Mikron oder weniger zu erlauben. Das Zerstäubungsgas sollte während des initialen Sprühens vollständig und innig in Kontakt mit dem Sol sein, damit eine effektive verdampfende Kühlung stattfinden kann. Je kompletter, inniger und unmittelbarer der Kontakt zwischen dem gesamten Gasstrom und dem Hydrokolloideinsatz zum Zeitpunkt des initialen Sprühens ist, desto effizienter ist das Verfahren. Ein derartiger Kontakt optimiert die Gelegenheit, dass das Lösungsmittel aus dem Hydrokolloideinsatz ausgetrieben und die Wärme aus dem Einsatz an das Gas übertragen wird. Im Allgemeinen tritt eine wirksame Zerstäubung in unmittelbarer Nähe zu der Düse auf, und das verdampfende Abkühlen tritt im Wesentlichen zu dem Zeitpunkt, wenn die Tröpfchen gebildet werden, sofort auf.

Die Zweiflüssigkeitsdüse des Schlick-Modells 0/5, bei der es sich um ein Produkt von Schlick-Düsen handelt, erbringt diese Aufgaben. Diese Zweiflüssigkeitsdüse kann zum gleichzeitigen Sprühen des Hydrokolloideinsatzes und des Gases verwendet werden, um den Hydrokolloideinsatz zu zerstäuben und die gewünschten Mikrogelperlen herbeizuführen. Die Sprühöffnung für den Hydrokolloideinsatz und für das Gas liegen unmittelbar nebeneinander. Sie sind so angeordnet, dass das Gas den Hydrokolloideinsatz innerhalb von einigen wenigen Millimetern und einigen wenigen Mikrosekunden, wenn jeweils jedes aus der Düse austritt, kontaktiert. Das Gas und der Hydrokolloideinsatz werden sofort und vollständig miteinander in Kontakt gebracht und gemischt, um das Soltröpfchen mit Wärmeübertragung aus dem Einsatzsol herzustellen, und die Lösungsmittelverdampfung tritt im Wesentlichen sofort auf.

Dieses Schlick-Modell 0/5 führt einen kegelförmigen Sprühstrahl herbei, in welchem das Einsatzsol durch das Gas zerstäubt wird. Der Winkel des Kegels kann variiert werden. Im Allgemeinen gilt, je kleiner der Winkel, desto energetischer und vollständiger ist das gesamte Verfahren. Für die Düse dieses bestimmten Modells ist es am besten, die Düse anzupassen, damit sie einen Kegel von weniger als 30º und bevorzugt weniger als 25º herbeiführt. Andere Düsen erlauben größere Sprühwinkel, andere andere Sprühgeometrien [sic].

Andere Faktoren, die bei dieser Mikroperlenherstellung Berücksichtigung finden können, sind der Unterschied der Temperatur zwischen der Soleinsatzlösung und dem Gelpunkt des Hydrokolloids, der klein genug sein muss, um die herbeigeführten Hydrokolloidtröpfchen bei der verwendeten Gasstromrate abzukühlen; der Durchmesser des nach diesem Verfahrens herbeigeführten Hydrokolloid-Tröpfchens muss eine leitende Wärmeübertragung zum Abkühlen des Zentrums des Tröpfchens schnell genug erlauben, damit das Tröpfchen geliert, bevor es auf die Sammelkammerwand auftrifft. Das Zerstäubungsgas und die Hydrokolloid-Lösung müssen schließich innig gemischt werden, um dem verdampfenden Lösungsmittel, das zum Abkühlen des Sols auf oder unter seine Geltemperatur benötigt wird, die Übertragung an das Gas zu erlauben.

Mikrogelperlen können folglich durch Veranlassen eines Gasstromes zum Überschneiden eines Hydrokolloidsolstromes unter den gerade beschriebenen Bedingungen hergestellt werden. Dies kann durch Überschneiden des Gasstromes und des Hydrokolloidstromes bei jedem Winkel erlangt werden, der die Voraussetzung eines vollständigen, innigen Kontaktes so dicht wie möglich an dem Punkt der Sprühinitiierung bietet, um eine ausreichend schnelle Kühlung und und [sic] Mikroperlenbildung herbeizuführen.

Das gemäß dieses Verfahrens hergestellte Mikroperlenprodukt liegt in dem Bereich von einer frei fließenden Flüssigkeit bei kleinen Perlendurchmessern bis zu einer viskosen Paste bei groben Perlendurchmessern. Der Durchmesser der Perlen kann durch das Anpassen des Druckes der die Düse speisenden Luft variiert werden.

Für eine Zweiflüssigkeitssprühdüse kann dieses Verhältnis unter Verwendung der folgenden Energiebilanz-Gleichung bestimmt werden:

Gleichung 1

worin:

M&sub1; = Massenrate des Sols, g/h

MGas = Massenrate des Gases, g/h

MGGas = Molekulargewicht des Gases, g/g-Mol

CpGas = Wärmekapazität von Gas, cal/g-ºC

TGel = Geltemperatur des die Düse verlassenden Einsatzsols, ºC

TGas = Temperatur des Einlassgases

TGas2 = Temperatur des Auslassgases, ºC

PT = Druck des Austrittsgases aus dem Perlensammelbehälter, Bar

RF = Relative Feuchte des Austrittsgases, %

Psat = Wasserdampfdruck bei Austrittstemperatur, Bar

λ = Verdampfungshitze des Wassers bei Austrittsgastemperatur, cal/g

Cpl = Wärmekapazität der Solzuleitung, cal/g -ºC

TSol = Temperatur der zugeleiteten Lösung, ºC

Wenn Gleichung (1) angewendet wird, dann tritt die Mikrogelbildung im Wesentlichen sofort nach der Zerstäubung des Hydrokolloids auf. Dies bedeutet, dass Gelperlen in einem Sandwich-Beutel unter Verwendung einer Labordüse mit einem 1-mm-Einsatz gebildet werden können. Dies bedeutet, dass die Herstellung, ohne die Notwendigkeit für die durch einen hohen Turm vorgesehenen langen Entfernungen auftreten kann. Die Herstellung kann überdies auftreten, ohne dass Kühlung, Klimatisierung oder andere Kühlung nach der Zerstäubung vorgesehen werden müssen, so lange ein Hydrokolloid mit einer angemessenen Gelierungstemperatur gewählt wird.

Obwohl die Herstellung in einem sehr kleinen Volumen auftreten kann, ist es notwendig, Ventilation für den Wasserdampf vorzusehen, der während des Zerstäubungsverfahrens gebildet wird. Kleine Herstellungsbereiche können verwendet werden, weil sich das Gel nach Zerstäubung des Einsatzsols in einem nicht agglomerierenden Zustand, im Wesentlichen sofort, bildet.

Im Allgemeinen, wenn der Sprühnebel für das Zerstäubungsgas wie auch das zu zerstäubende Hydrokolloidsol nach unten gerichtet ist, sammeln sich die Mikroperlen am Boden des Herstellungsbehälters, und der Wasserdampf steigt nach oben und aus dem Behälter. Der Ablass schließt aufgrund der Dichte der Mikroperlen überdies nur den Wasserdampf und das für die Zerstäubung verwendete Gas ein. Wenn es sich bei diesem Gas um Luft handelt, dann liegt kein signifikantes Verschmutzungsproblem vor.

Die Mikroperlen mit einer mittleren Partikelgröße von weniger als 50 Mikron verhalten sich wie eine Flüssigkeit. Die Mikroperlen sind so klein, dass sie als Wasser übereinander fließen. Tatsächlich lässt sich eine Carrageenan-Mikroperle nicht ohne weiteres von Wasser unterscheiden.

Die Erfindung kann anhand der folgenden Beispiele besser eingeschätzt werden, die als eine weitere Veranschaulichung der Erfindung beabsichtigt sind, aber nicht als eine Einschränkung des Umfangs der Erfindung anzusehen sind. Alle Teile und prozentualen Anteile in den Beispielen und überall in der Beschreibung und in den Ansprüchen sind Gewichtsprozent, und alle Temperaturen sind in Grad Celsius, sofern nicht anderweitig angegeben wird.

Beispiel 1

Eine bei ca. 50ºC gelierende Hydrokolloidlösung wurde wie folgt hergestellt: es wurde eine Hydrokolloidlösung hergestellt, die 2% κ-Carrageenan, 0,2% Kaliumchlorid und 0,1% Calciumchlorid-Dihydrat enthält. Die Hydrokolloidlösung wurde durch eine Zweiflüssigkeitsdüse wie folgt gesprüht:

Lösungsrate 200 1b/h (90,7 kg/h)

Luftrate 73 scfm (151,8 kg/h)

Lösungseinsatz-Temperatur 79ºC

Luftdruck an der Düse 80 psig

Sprühkegelwinkel 10º

Wenn Luft bei 21ºC als das Gasmedium verwendet wird, kann Gleichung (1) auf Folgendes reduziert werden:

Gleichung 2

worin:

M&sub1; = Massenrate des Sols, g/h

MGas = Massenrate des Gases, g/h

MGGas = Molekulargewicht des Gases, g/g-Mol

CpLuft = 0,25 cal/g-ºC

TGel = 50ºC

TSol = 79,0ºC

TLuft = 21,0ºC

TLuft2 = 29,8ºC

PT = 1,0 Atm = 1,013 Bar

RF = 100%

PSat, = 0,0406 Atm = 0,0411 Bar

λ = 580,5 cal/g

Cpl = 1,0 cal/g-ºC

TSol = 90ºC

Vergleich der berechneten Ergebnisse der Gleichung (2) mit den experimentellen Daten.

M&sub1;/MLuft wird aus Gleichung (2) wie folgt berechnet:

M&sub1;/MLuft ≤ 0,601

Anhand eines Experiments, das unter Verwendung einer Zweiflüssigkeitsdüse durchgeführt wurde, wurden Mikroperlen in dem Bereich von 10 bis 15 Mikron hergestellt. Die Betriebsbedingungen waren: eine Solrate von 200 1b/h (90,7 kg/h) und ein Düsengasdruck von 80 psig (6,36 Bar) unter Verwendung der Zweiflüssigkeitsdüse von Schlick mit einem 0,8-mm-Flüssigkeitseinsatz. Die entsprechende Luftrate für den Druck von 80 psig (6,36 Bar) beträgt 73 scfm (151,8 kg/h). Basierend auf den obigen Daten wird die M&sub1;/MLuft-Rate berechnet als:

Hiermit wird die durch die Gleichung oben auferlegte Einschränkung zufriedengestellt, wo M&sub1;/MLuft ≤ 0,0,6016 [sic].

Beispiel 2

Unter Verwendung einer Luftstromrate von 32 scfm (66,6 kg/h), anderweitig aber die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, wurden keine Perlen gebildet, sondern anstatt dessen eine Gelmasse auf dem Boden des Behälters gesammelt.

Für dieses Experiment wird die Einschränkung der Energiebilanz, M&sub1;/MLUfl berechnet und ist wie folgt:

(90,7 kg/h)/(66,6 kg/h) = 1,36

Es wurden keine Perlen gebildet, weil diese Einschränkung der Energiebilanz größer ist als die in Beispiel 1 berechnete Einschränkung der Energiebilanz, M&sub1;/MLuft = 0,598.

Folglich kann die Energiebilanz-Gleichung zur Prädeterminierung der notwendigen Verfahrensparameter eingesetzt werden.

Beispiel 3

Wenn Luft durch Kohlendioxid bei 21ºC als das Gasmedium in Beispiel 2 substituiert wird, dann kann Gleichung (1) auf Folgendes reduziert werden:

Gleichung 3

Ein Massenverhältnis äquivalent zu dem durch Gleichung (1) vorgesehenen muss erhalten werden, um eine Mikrogelbildung zu erhalten, ob das Verfahren unter Verwendung einer Zweiflüssigkeitsdüse durchgeführt wird oder nicht.

Gelperlenbildung findet statt, weil die Einschränkung der Energiebilanz günstig ist.

Beispiel 4

Unter Verwendung eines Sprühkegelwinkels von 30ºC, ansonsten aber die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, wurden keine Perlen gebildet, nur eine Gelmasse auf dem Boden des Behälters. Die Zerstäubungsluft wird nicht innig mit dem Soltröpfchen gemischt und ist folglich zur Herbeiführung nicht agglomerierender Gelperlen unzureichend.

Beispiel 5

Unter Verwendung eines Luftdruckes von 63 psig, ansonsten aber die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, wurde aufgrund einer größeren Perle von 20 bis 40 Mikron ein viskoseres Produkt erhalten.

Beispiel 6 Einkapselung eines Feststoffes in eine κ-Carrageenan-Gelmatrix

Im Labor wurde ein Sol hergestellt, das Folgendes enthält: 2% κ-Carrageenan, 2% Aluminiumhydroxid (einzukapselnder Feststoff, der 98%, 325 Mesh (Maschenzahl) beträgt), 0,2% Kaliumchlorid, 0,1% Calciumchlorid-Dihydrat, 0,1% Natriumbenzoat und 95,8% Wasser. Der zur Auflösung verwendete Laborapparat bestand aus einem 4-Liter-Harzkessel mit Deckel, Heizmantel, Mischer, Überkopf-Glaskondensator und Thermometer. Wasser wurde in den Auflösungskessel geleitet und der Mischer aktiviert. Danach wurden Kaliumhydroxid, Calciumchlorid-Dihydrat und Natriumbenzoat zugeleitet. Nachdem die Salze aufgelöst waren, wurde das κ-Carrageenan bei einer langsamen Rate zugeleitet, um es in der Lösung zu dispergieren. Wenn die Zuleitung zu schnell erfolgt, klumpt das Carrageenan, wodurch die Auflösung verhindert wird. Das Gemisch wurde dann zum Auflösen des dispergierten κ-Carrageenans auf 90-95ºC erhitzt. Das Aluminiumhydroxid wurde dann in der erhitzten Lösung dispergiert. Die Aufschlämmung wurde dann mittels einer peristaltischen Pumpe in die Sprühkammer überführt. Die Überführungsleitungen wurden mit einem elektrischen Band hitzegefühlt, um eine Abkühlung der Aufschlämmung zu verhindern, die zu vorzeitigem Gelieren führen würde. Die Sprühkammer bestand aus einer Zweiflüssigkeitssprühdüse (Zweistoffdüse der Serie 970 von Schlick mit einem 1,0-mm-Flüssigkeitseinsatz) und einem 12 Gallonen fassenden Zubereitungsgefäß aus Edelstahl. Die Aufschlämmung wird bei 22 g pro Minute durch die Düse gepumpt. Die Düse wurde auf die enge Sprühposition eingestellt. Das Zerstäubungsmedium war Luft bei 80 psig. Das sich ergebende Gel wird in dem Zubereitungsgefäß gesammelt, während die Luft vor dem Ablassen gewaschen wird. Die Zerstäubung der Aufschlämmung führte ein fließbares Gel mit Flüssigkeitseigenschaften herbei. Bei Ansicht unter einem Mikroskop bestand das Gel aus Aluminiumhydroxid-Partikeln, die in den κ-Carrageenan-Mikroperlen eingekapselt waren.

Beispiel 7 -Carraeenan-/κ-Carrageenan-Mikroperlen

In der in Beispiel 6 beschriebenen Laborausrüstung wurde in dem Auflösungskessel bei 95 bis 100ºC eine aus 1% -Carrageenan-Salz, 1% κ-Carrageenan, 0,2% Kaliumchlorid, 0,3% Calciumchlorid-Dihydrat und 97,5% Wasser bestehende Lösung hergestellt. Das Sol wurde bei 28 Gramm/Minute durch die Labor-Zweistoffsprühdüse mit einem 1-mm-Einsatz, bei der engen Sprüheinstellung gesprüht. Zum Zerstäuben der Flüssigkeit wurde Luft bei 40 psig verwendet. Das sich ergebende Produkt war fließbar, und wenn es unter dem Mikroskop angesehen wurde, bestand es aus unverkennbaren Mikroperlen. Wenn das Produkt außerdem 30 Minuten bei 2700 U/min zentrifugiert wurde, trat keine Phasentrennung auf.

Beispiel 8 Johannisbrotgummi/κ-Carrageenan-Mikroerlen

In der in Beispiel 6 beschriebenen Laborausrüstung wurde in dem Auflösungskessel bei 95 bis 100ºC ein aus 0,5% Johannisbrotgummi, 1,5% κ-Carrageenan und 98% Wasser bestehendes Sol hergestellt. Die Lösung wurde bei 28 Gramm pro Minute durch die Labor-Zweistoffsprühdüse bei der engen Sprüheinstellung mit einem 1-mm-Flüssigkeitseinsatz gesprüht. Zum Zerstäuben der Lösung in der Sprühdüse wurde Luft bei 50 psig verwendet. Das Gelprodukt bestand aus einem sehr weichen Gel, das sich von den in den obigen Proben hergestellten fließbaren Gelen unterschied. Wenn es mit Wasser verdünnt und unter einem Mikroskop angesehen wurde, enthielt das Produkt Mikroperlen, die zum Zusammenklumpen neigten.

Beispiel 9 Einkapselung eines nicht mischbaren Öls in einer κ-Carrageenan-Gelmatrix

In einer ähnlichen wie in den obigen Beispielen verwendeten Laborausrüstung wurde in dem Auflösungskessel bei 90 bis 100ºC eine Lösung hergestellt, die 2% κ-Carrageenan, 0,2% Kaliumchlorid, 0,2% Calciumchlorid-Dihydrat, 1% Glycerin und 94,1% Wasser enthielt. Nach der Auflösung wurde 1,5% Canolaöl (das einzukapselnde Öl) mit 1% Tween 80 bei einer hohen Rührgeschwindigkeit hinzugefügt. Es wurde eine Emulsion gebildet, die dann vor dem Sprühen durch einen statischen Mischer (1/4 in · 6 in) gegeben wurde, um die Emulsion vor der Gelbildung aufrechtzuerhalten. Die Sprührate für die Emulsion betrug 43 Gramm/Minute durch die Labor-Zweistoffsprühdüse. Die Düse wurde auf eine enge Position mit einem 1-mm-Flüssigkeitseinsatz eingestellt. Es wurde Zerstäubungsluft bei 40 psig verwendet. Das sich ergebende Produkt war fließbar. Die mikroskopische Untersuchung zeigte an, dass Mikroperlen gebildet wurden, die Canolaöl in der Mikroperlen-Gelmatrix enthielten.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Herstellen einer Gelperle durch Sprühen eines Sols aus einem Hydrokolloid oder einem Hydrokolloidgemisch, welches nach dem Abkühlen geliert und eines Zerstäubungsgasstroms aus einer Düse, deren effektive Konfiguration Soltröpfchen herbeiführt, die eine mittlere Größe von weniger als 50 Mikron aufweisen und

gleichzeitiges Kontaktieren des Hydrokolloidsols auf eine komplette und innige Weise mit dem Zerstäubungsgas, um das Sol durch Verdampfen abzukühlen;

worin das Zerstäubungsgas und das zu zerstäubende Sol in einem Ratenverhältnis vorliegen, das ausreicht, um das Sol auf eine Temperatur mindestens so niedrig wie die Gelierungstemperatur des Sols schnell abzukühlen.

Verfahren nach Anspruch 1, worin ein ausreichendes Ratenverhältnis von Zerstäubungsgas zu Sol durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

worin:

M&sub1; = Massenrate des Sols, g/h

MGas = Massenrate des Gases, g/h

MGGaS = Molekulargewicht des Gases, g/g-Mol

CpGas = Wärmekapazität von Gas, cal/g-ºC

TGel = Geltemperatur der Gelaustrittsdüse, ºC

TGas = Temperatur des Einlassgases

TGas2 = Temperatur des Auslassgases, ºC

PT = Druck des Austrittsgases aus dem Perlensammelbehälter, Atm

RF = Relative Feuchte des Austrittsgases, %

Psat = Wasserdampfdruck bei Austrittstemperatur, Atm

λ = Verdampfungshitze des Wassers bei Austrittsgastemperatur, cal/g

Cpl = Wärmekapazität der Solzuleitung, cal/g-ºC

TSol = Temperatur des zugeleiteten Sols, ºC

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas Luft ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrokolloidsol oder Hydrokolloidgemisch ein(e) Agar, Agarose, Algin, "Niedrig-Methoxyl"-Pectin, Gellan, κ-Carrageenan, -Carrageenan, Furcellaran, β-Carrageenan, Curdlan, Chitosan, Konjac-Glucomannan oder ein Derivat, ein Cellulose-Derivat, eine Stärke, ein Gemisch aus zwei oder mehreren des Vorstehenden oder eines der folgenden Hydrokolloidgemische ist: Xanthan/Johannisbrotgummi, Johannisbrotgummi/Agar, Kassia/Agar, Kassia/Xanthan, Konjac/Xanthan, Carrageenan/Johannisbrotgummi, Konjac/Carrageenan und Konjac/Stärke.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrokolloidsol weiter eine nicht mit Wasser mischbare Flüssigkeit einschließt.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrokolloidsol weiter einen feinen partikulären Feststoff einschließt, der kleiner als die herbeizuführende Gelperle ist.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrokolloidsol weiter ein mit Wasser mischbares Mittel einschließt, das die Gelperlenbildung nicht verhindert.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrokolloidsol weiter einen Mikroorganismus einschließt.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrokolloidsol weiter ein biologisches Mittel einschließt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas und das Hydrokolloidsol mit ausreichend Energie kontaktiert werden, um das Sol unverzüglich in diskrete Gelpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von < 25 Mikron zu trennen, um die Gelpartikel innerhalb von weniger als einer Sekunde des Kontakts mit [sic] unverzüglich zu dehydratisieren und um einen ausreichenden Temperaturabfall zur Bildung von Mikrogelen vorzusehen, die in Bezug zueinander frei fließen.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas und das zugeleitete Sol die Düse getrennt verlassen, um miteinander einen Kegel mit einem Winkel von < 25º zu bilden, in welchem Kegel die Solpartikel gebildet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegel einen Winkel von < 15º aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Temperatur des Hydrokolloidsolstromes und die Temperatur des Zerstäubungsgasstromes über der Geltemperatur des Hydrokolloids vor dem Kontakt, aber unter der Geltemperatur unmittelbar nach der Zerstäubung befinden.

14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrokolloidsolstrom und der Zerstäubungsgasstrom in einer Richtung nach unten gerichtet werden und die in dem Verfahren gebildeten Gelmikroperlen in einem sich darunter befindenden Gefäß als eine frei fließende Sammlung gesammelt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gelbildende Hydrokolloidsol eine mitgeführte Substanz einschließt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mitgeführte Substanz eine Aluminiumverbindung ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mitgeführte Substanz ein Salz ist.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Solstrom des Hydrokolloids durch einen Kanal einer Zweiflüssigkeitsdüse geleitet wird, der Zerstäubungsgasstrom durch einen anderen Kanal der Zweiflüssigkeitsdüse geleitet wird und Kontaktieren des Stroms des Sols mit dem Zerstäubungsgasstrom auftritt, wenn jeder Strom aus der Zweiflüssigkeitsdüse austritt.







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