Die vorliegende Erfindung betrifft eine pulverförmige Dextrose mit
einem hohen Dextrosegehalt und im Wesentlichen &agr;-kristalliner Form, die einen
bestimmten Wassergehalt aufweist und deren industrielle Verwendungseigenschaften,
insbesondere bezüglich direkter Kompression, verbessert sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Dextrosehydrat in Pulverform
mit einer bemerkenswerten Dichte und Partikelgröße, das auch eine gute Fließfähigkeit
aufweist und außerdem ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Im Sinne der Erfindung bedeutet die Bezeichnung "pulverförmiges Dextrosehydrat"
eine Dextrose in Pulverform mit einem Wassergehalt von mehr als 1%, bevorzugt im
Bereich von 2% bis 10%, und noch mehr bevorzugt von 5% bis 9,5%.
Industriell durch Hydrolyse von verschiedenen Stärken hergestellte
Dextrose wird seit zahlreichen Jahren weithin verwendet, hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie.
Sie wird vorteilhafterweise in Applikationen verwendet, bei denen
es erforderlich ist, Produkte in Pulverform zur Verfügung zu haben, beispielsweise
für die Herstellung von Tabletten oder Presslingen, Schokoladen, Hefegebäck und
Patisserie-Produkten, Nährstoffzusammensetzungen für Pflanzen oder verschiedenen
Mischungen in Pulverform, in denen es üblicherweise als Osmosemittel, Nährmittel
und/oder Hilfsstoff wirkt.
Drei kristalline Formen von Dextrose sind traditionell beschrieben,
nämlich &agr;-Dextrosemonohydrat, wasserfreie &agr;-Dextrose und wasserfreie &bgr;-Dextrose.
Obwohl verschiedene Verfahren für die direkte Umwandlung von Glukoselösungen
in feste Materialien einer beliebigen, kristallinen Form vorgeschlagen wurden, bleibt
&agr;-Dextrosemonohydrat nahezu die einzige Quelle für Dextrosepulver.
Dieses &agr;-Dextrosemonohydrat wird üblicherweise durch langsame
Kristallisation hergestellt, indem übersättigte Sirups mit einem hohen Glukosegehalt,
die von der Hydrolyse von Stärke herrühren, gekühlt werden.
Jede pulverförmige Dextroseform, die aus dieser einzigen, kristallinen
Spezies besteht und auf übliche Weise hergestellt wurde, ist jedoch im Allgemeinen
wenig komprimierbar, und für die Herstellung von Tabletten und Presslingen ist es
notwendig, Maltodextrine oder Polysaccharide zuzugeben. Dennoch waren die auf diese
Weise hergestellten Produkte aufgrund von Agglomerierungs- und Handhabungsproblemen,
die durch die Maltodextrine oder Polysaccharide entstehen, im Allgemeinen nicht
zufriedenstellend.
Daher fiel die Wahl auf wasserfreie &agr;-kristalline Dextrose, eine
sehr reine, kristalline Dextrose mit einem niedrigen Wassergehalt, d.h. nicht mehr
als 1%.
Diese wasserfreie &agr;-Dextrose wird im Allgemeinen durch Kristallisierung
von Glukose bei Temperaturen im Bereich von 60°C bis 65°C hergestellt, beispielsweise
durch Vakuumkristallisieren in Autoklaven im Hochvakuum und unter sorgfältig kontrollierten
Verfahrensbedingungen.
Das so erhaltene &agr;-Dextrosehydrat besitzt jedoch den Nachteil,
dass es sich relativ langsam in Wasser löst und während des Auflösens zum Zusammenbacken
neigt. Tatsächlich wird ein Teil der wasserfreien &agr;-Dextrose während dieses
Auflösens erneut in &agr;-Dextrosemonohydrat umgewandelt, welches agglomeriert und
die Auflösung der wasserfreien &agr;-Dextrose entsprechend verzögert.
Um die beiden Formen &agr;-Monohydrat und wasserfreie &agr;-Form zufriedenstellend
aufzulösen, ist es daher notwendig, Wasser bei hohen Temperaturen zu verwenden oder
die Dextrose schrittweise unter Rühren zu dem Wasser zuzugeben.
Es wurde daher dann vorgeschlagen, eine wasserfreie, &bgr;-kristalline
Dextrose zu verwenden, die im Vergleich zu wasserfreier Dextrose und selbst Monohydrat
eine sehr viel bessere Auflösungsgeschwindigkeit besitzt.
Es ist dem Fachmann in der Kristallisation von Dextrose jedoch bekannt,
dass, wenn der Übergangspunkt der Kristallisation von &agr;-Dextrosemonohydrat
zu wasserfreier &agr;-Dextrose ungefähr bei 55°C liegt, der von wasserfreier
&agr;-Dextrose zu wasserfreier &bgr;-Dextrose ungefähr bei 110°C ist.
Daraus folgt, dass es, um wasserfreie &bgr;-Dextrose zu erhalten,
notwendig ist, bei sehr hoher Temperatur zu arbeiten, bei welcher Dextrose nicht
sehr stabil ist. Dieses Resultat begrenzt umso mehr die industrielle Verwendung
eines solchen Kristallisationsverfahrens.
Die Patentanmeldung WO 94/28181 beschreibt ein Dextrosehydrat, welches
mehr als 99,5% Dextrose enthält, wovon 100% &agr;-Dextrose mit einem Wassergehalt
von 8–9% sind. Diese Dextrose wird jedoch durch ein "Sprühtrocknungs"-Verfahren
erhalten.
Die Patentanmeldung FR 298 802 beschreibt eine Dextrose in Pulverform,
die gute Fließfähigkeit aufweist, nicht agglomeriert, günstigerweise keinen unangenehmen
Geschmack besitzt und keine farbigen Unreinheiten aufweist, aber auch befriedigende
Kompressionseigenschaften aufweist. Die Autoren dieses Patents weisen jedoch darauf
hin, dass diese Dextrose in Pulverform tatsächlich aus einer Mischung von ungefähr
äquivalenten Mengen an wasserfreier &agr;- und &bgr;-Dextrose zusammengesetzt ist.
Das Verfahren um diese durch Kristallisation und Granulierung zu erhalten ist außerdem
besonders lang und mühsam.
Aus dem Vorhergehenden ist es offensichtlich, dass ein nicht befriedigter
Bedarf besteht, ein Dextrosehydrat in Pulverform mit einem hohen Glukosegehalt und
hoher, kristalliner Reinheit bereitzustellen, welches außerdem hervorragende Komprimierbarkeit
und sehr gute Fließfähigkeit aufweist.
Die anmeldende Gesellschaft hat daher zu ihrer großen Ehre nach beträchtlicher
Forschung ein neues, pulverförmiges Dextrosehydrat entwickelt.
Das erfindungsgemäße Dextrosehydrat in Pulverform ist somit zunächst
dadurch charakterisiert, dass es folgende Daten aufweist:
– einen Dextrosegehalt von mindestens gleich 98%;
– einen Anteil an &agr;-kristalliner Form von mindestens gleich 95%;
– einen Wasseranteil über 1%, bevorzugt zwischen 2% und 10%, und noch
bevorzugter zwischen 5% und 9,5%;
– eine gemäß einem Test A bestimmte Komprimierbarkeit von mindestens gleich
70 N, bevorzugt mindestens gleich 90 N, und noch bevorzugter zwischen 90 N und 200
N.
Der Dextrosegehalt kann durch ein herkömmliches Hochleistungsflüssigchromatographieverfahren
gemessen werden. Er ist hierin als Wert von mindestens gleich 98% bestimmt.
Die Kristallinität ist ein Maß für die kristalline Struktur des Produkts
oder nicht. Diese Kristallinität wird durch Messen der latenten Fusionswärme mittels
eines differentiellen Kalorimeters bestimmt. Die Kristallinität des Produkts wird
bestimmt, indem dessen latente Fusionswärme mit der von kristallinen Referenzen,
die variable Anteile an &agr;- und &bgr;-Dextrose enthalten, verglichen wird.
Der Anteil der in der pulverförmigen Dextrose enthaltenen &agr;-kristallinen
Form stellt erfindungsgemäß mindestens 95 Gew.-% der gesamten, kristallinen Formen
der pulverförmigen Dextrose dar.
Der Feuchtigkeitsgehalt der Partikel wird außerdem ebenfalls durch
herkömmliche Verfahren gemessen, die dem Fachmann bekannt sind, beispielsweise durch
das Karl-Fischer-Verfahren. Der Wassergehalt des pulverförmigen Dextrosehydrats
ist somit größer als 1% und liegt insbesondere im Bereich von 2% bis 10%. Wie durch
die folgenden Beispiele gezeigt werden wird, weisen die pulverförmigen Dextrosehydrate
mit einem Wassergehalt im Bereich von 5% bis 9,5% und insbesondere im Bereich von
7% bis 8% die besten Kompressions-Eigenschaften auf.
Die Komprimierbarkeit des erfindungsgemäßen Dextrosehydrats in Pulverform
wird unter Verwendung der beiden folgenden Tests A und B bestimmt.
Test A, der im Patent EP 220 103,
welches im Besitz des Unternehmens des Anmelders ist, beschrieben ist, besteht aus
der Messung der Kraft, ausgedrückt in Newton, die für die Komprimierbarkeit des
untersuchten Dextrosehydrats in Pulverform repräsentativ ist. Diese Kraft spiegelt
daher die Widerstandsfähigkeit gegen das Zerbrechen einer Tablette wieder, die zylindrisch
mit konvexen Seiten ist (Radius der Krümmung 13 mm), einen Durchmesser von 13 mm,
eine Dicke von 6 mm und ein Gewicht von 0,734 g, d.h. eine anscheinende
Dichte von 1,3 g/ml aufweist.
Test B, der es ermöglicht, die Dextrosehydrate in Pulverform zu bestimmen,
welche die besten Komprimierbarkeits-Eigenschaften aufweisen, besteht in der Messung
des Widerstands einer zylindrischen Tablette mit konvexen Seiten (Radius der Krümmung
13 mm), die einen Durchmesser von 13 mm, eine Dicke von 6 mm und ein Gewicht von
0,762 g, d.h. eine scheinbare Dichte von 1,35 g/ml aufweist, gegen Zerbrechen mit
einem ERWEKA-TBH-30-Härtemessgerät.
Die pulverförmigen Dextrosehydrate gemäß der Erfindung besitzen somit
einen Komprimierbarkeitswert gemäß Test A von mindestens gleich 70 N und insbesondere
im Bereich von 90 N bis 200 N. Außerdem besitzen einige von ihnen, die stärker komprimierbar
sind, einen Komprimierbarkeitswert gemäß Test A im Bereich von 150 N bis 200 N und
haben außerdem einen Komprimierbarkeitswert gemäß Test B von mindestens gleich 170
N und vorteilhafterweise im Bereich von 175 N bis 300 N.
Es ist überraschend, dass ein pulverförmiges Dextrosehydrat einen
so hohen Dextrosegehalt, d.h. von mindestens gleich 98%, von dem die &agr;-kristalline
Monohydratform mindestens 95% ausmacht, und gleichzeitig eine hohe Komprimierbarkeit
besitzen kann, ohne dass es notwendig ist, partikelförmige Additive zuzugeben, wobei
sich diese Komprimierbarkeit durch Werte gemäß Test A von mindestens gleich 70 N,
bevorzugt mindestens gleich 90 N, und noch weiter bevorzugt im Bereich von 90 N
bis 200 N, ausdrückt.
Es ist außerdem besonders bemerkenswert, dass ein solches, pulverförmiges
Dextrosehydrat gemäß diesem Test A eine Komprimierbarkeit im Bereich von 150 N bis
200 N aufweisen kann und gleichzeitig gemäß Test B eine Komprimierbarkeit von mindestens
gleich 170 N, bevorzugt im Bereich von 175 N bis 300 N, aufweisen kann.
Nach Kenntnis des Unternehmens der Anmelderin existiert im Stand der
Technik kein pulverförmiges Dextrosehydrat, welches solche Kompressionseigenschaften
und eine solche kristalline Dextrosereinheit aufweist.
Tatsächlich wird weitgehend angenommen, dass es für die Herstellung
einer pulverförmigen Dextrose mit erhöhten Kompressionseigenschaften erforderlich
ist, ein &agr;-Dextrosemonohydrat mit Additiven, wie beispielsweise Maltose und
Maltodextrinen, zu mischen, oder gemischte Zusammensetzungen aus wasserfreien &agr;-
und &bgr;-Formen von Dextrose, z.B. durch Atomisierung eines Glukosesirups mit einem
hochtrockenen Substanzgehalt, herzustellen.
Folglich besitzen die pulverförmigen Dextrosehydrate gemäß der Erfindung
entgegen den Erwartungen eine bemerkenswert hohe Komprimierbarkeit mit einer kristallinen
Reinheit, die im Stand der Technik niemals durch Dextrosemonohydrate in Pulverform
erzielt wurde.
Beispielsweise besitzen auf dem Gebiet der direkten Kompression die
pulverförmigen Dextrosemonohydrate, die unter den Markennamen EMDEX®,
UNIDEX®, ROYAL T® und CANTAB® im Handel
erhältlich sind, die im Allgemeinen durch Atomisierung eines Glykosesirups mit einem
Dextroseäquivalent (D.E.) von 93% bis 99% erhalten werden, wie in Anhang 3 der Monographie
"Dextrate" des "Handbook of Pharmaceutical Excipients" aufgeführt, gemäß Test A
Kompressionswerte von mindestens gleich 150 N und gemäß Test B Kompressionswerte
unter 170 N.
Eine genaue Analyse ihrer Zusammensetzung offenbart jedoch, dass sie
insgesamt von 5 Gew.-% bis 6 Gew.-% an Maltose, Maltotriose und Oligosacchariden
mit höherer D.P. enthalten.
Das pulverförmige Dextrosehydrat gemäß der Erfindung kann auch durch
seine scheinbare Dichte und seinen mittleren Durchmesser charakterisiert werden.
Die Bestimmung der scheinbaren Dichte wird unter Verwendung eines
von Hosokawa unter dem Handelsnamen POWDER TESTER vertriebenen Instruments durchgeführt,
indem das empfohlene Verfahren zur Messung einer scheinbaren Dichte angewendet wird.
Unter diesen Bedingungen besitzt das pulverförmige Dextrosehydrat
gemäß der Erfindung eine relativ niedrige, scheinbare Dichte, die im Allgemeinen
niedriger ist als 0,7 g/ml, bevorzugt im Bereich von 0,45 g/ml bis 0,65 g/ml, und
noch weiter bevorzugt im Bereich von 0,5 g/ml bis 0,6 g/ml.
Das pulverförmige Dextrosehydrat gemäß der Erfindung besitzt im Allgemeinen
einen mittleren Durchmesser im Bereich von 50 &mgr;m bis 1000 &mgr;m, bevorzugt
von 100 &mgr;m bis 500 &mgr;m. Diese Werte werden auf einem Laser-LS-Partikelgrößenanalysierer
mit dem Handelsnamen COULTER® bestimmt, indem die volumetrische Verteilung
über die Größe der Partikel des pulverförmigen Dexotrosehydrats bestimmt wird.
Außerdem ist es auch möglich, das pulverförmige Dextrosehydrat gemäß
der Erfindung nach seiner Fließfähigkeit zu charakterisieren, wobei diese Eigenschaft
besonders für Kompressions-Applikationen und für die Herstellung von Nährstoffmischungen
in Pulverform geeignet ist.
Die Fließfähigkeit der Dextrose wird unter Verwendung des Powdertester-Gerätes,
das von Hosokawa erhältlich ist, bewertet. Dieses Gerät ermöglicht es, unter standardisierten
und reproduzierbaren Bedingungen die Fließfähigkeit eines Pulvers zu messen und
einen Fließgrad zu berechnen, der auch als der Carr-Index bekannt ist. Das pulverförmige
Dextrosehydrat gemäß der Erfindung besitzt einen hervorragenden Fließgrad, im Allgemeinen
mindestens 60, bevorzugt im Bereich von 60–90. Dieser Wert ist im Allgemeinen
größer als der von Pulvern aus kristallinem Dextrosemonohydrat des Standes der Technik,
und er entspricht dem von Dextrosepulver vom Dextrat-Typ.
Die hohe Komprimierbarkeit des pulverförmigen Dextrosehydrats und
dessen Fließfähigkeit ermöglichen daher die Herstellung von Tabletten mit großer
Härte (Tabletten, die geschluckt werden) oder mittlerer Härte (Tabletten, die gekaut
werden) durch direkte Kompression.
Ohne durch irgendeine Theorie gebunden sein zu wollen, kann man annehmen,
dass die oben erwähnten, physikalischen/chemischen Eigenschaften des pulverförmigen
Glukosehydrats gemäß der Erfindung seine hervorragende Fließfähigkeit erklären.
Diese Eigenschaften betreffen insbesondere seinen Dextrosegehalt, seine kristalline
Reinheit und seine fokussierte Partikelgrößenverteilung.
Das pulverförmige Dextrosehydrat gemäß der Erfindung kann erhalten
werden, indem eine Reihe von Schritten durchgeführt wird; ein Schritt der Wiederbefeuchtung/Granulierung
einer kristallinen Dextrose, die im Wesentlichen &agr;-Form besitzt und direkt durch
Kristallisation oder durch teilweises oder vollständiges Trocknen eines kristallinen
Dextrosemonohydrats erhalten wird, mit Hilfe eines geeigneten Bindemittels, anschließend
ein Schritt, des Alterns/Trocknens der so erhaltenen wiederbefeuchteten, granulierten
Dextrose.
Das Bindemittel kann allein aus Wasser bestehen, in einer solchen
Menge, die es ermöglicht, die Hydrat-Natur des erhaltenen Endprodukts zu steuern/regeln
oder aus einem Glykosesirup mit einem variablen Trockensubstanzgehalt, bevorzugt
im Bereich von 40% bis 80%. Der Anteil an trockener Substanz, der durch das Bindemittel
eingebracht wird, ist so ausgewählt, dass die Menge an &bgr;-kristalliner Form des
Endprodukts bei einem Wert von mindestens gleich 5% gehalten wird und die Glukosereinheit
mindestens gleich 98% beträgt.
In einer ersten, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird eine Dextrose mit im Wesentlichen &agr;-kristalliner Form verwendet,
deren Wassergehalt mindestens gleich 1% beträgt. Die Granulierung durch das Nassverfahren
wird mit von 2% bis 20% Wasser, das durch das Bindemittel eingeführt wird, durchgeführt.
In einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird eine Dextrose mit im Wesentlichen &agr;-kristalliner Form verwendet,
deren Wassergehalt im Bereich von 1% bis 8% liegt. Die Granulierung durch das Nassverfahren
wird in diesem Fall mit von 1% bis 12% Wasser, das durch das Bindemittel eingeführt
wird, durchgeführt.
In einer dritten, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird eine Dextrose mit im Wesentlichen &agr;-kristalliner Form verwendet,
deren Wassergehalt im Bereich von 8% bis 10% liegt. Die Granulierung durch das Nassverfahren
wird in diesem Fall mit von 1% bis 8% Wasser, das durch das Bindemittel eingeführt
wird, durchgeführt.
Der Alterungs-/Trocknungs-Schritt wird in diesen drei bevorzugten
Ausführungsformen auf eine solche Weise durchgeführt werden, um eine erfindungsgemäße
Dextrose in Pulverform mit einem endgültigen Wassergehalt von mindestens gleich
1%, bevorzugt im Bereich von 2% bis 10%, und noch weiter bevorzugt im Bereich von
5% bis 9,5% zu erhalten.
Die Bezeichnung "im Wesentlichen &agr;-kristalline Form" bedeutet
ein Dextrosepulver, in dem der Anteil der &agr;-kristallinen Form
an den kristallinen Formen, die Dextrose annehmen kann, mindestens 95 Gew.-% ausmacht.
Es muss festgestellt werden, dass, wie das Unternehmen der Anmelderin
beobachtet hat, das erfindungsgemäße Produkt nicht durch einfache Atomisierung,
Kristallisierung oder Granulierung aus einer Glukoselösung hergestellt werden kann,
da in diesem Fall die bemerkenswerten Komprimierbarkeitseigenschaften tatsächlich
nur, wie oben erläutert, durch die Zugabe von Additiven erhalten werden können.
Daher war es mit den Versuchen in klimakontrollierten Behältern, um
komprimierbare Dextrosemonohydrate mit variablen Wassergehalten zu erhalten, welche
in einem anderen Zusammenhang von Armstrong et al. (in "Drug Development and Industrial
Pharmacy", 1986, 12, S. 1885–1901) durchgeführt wurden, ihrem Erfinder nicht
möglich, Dextrosen mit solchen Komprimierbarkeitseigenschaften zu erhalten.
In dem Verfahren gemäß der Erfindung wird als Ausgangsprodukt bevorzugt
eine &agr;-kristalline Dextrose mit einem Wassergehalt von mehr als 1%, bevorzugt
im Bereich von 2% bis 10%, ausgewählt, um ein erfindungsgemäßes Dextrosehydrat zu
erhalten, das gemäß Test A eine Komprimierbarkeit von mindestens gleich 70 N und
vorteilhafterweise im Bereich von 90 N bis 200 N aufweist.
Weiter bevorzugt wird eine &agr;-kristalline Dextrose mit einem Wassergehalt
von mindestens gleich 1% ausgewählt, um ein pulverförmiges Dextrosehydrat gemäß
der Erfindung zu erhalten, welches gemäß Test A eine Komprimierbarkeit im Bereich
von 150 N bis 200 N und gemäß Test B eine Komprimierbarkeit von mindestens gleich
170 N und insbesondere im Bereich von 175 N bis 100 N aufweist.
Überraschenderweise und unerwarteterweise beobachtete das Unternehmen
der Anmelderin, dass es durch die Granulierung eines Dextrosepulvers mit dem Nassverfahren
mit Hilfe eines Bindemittels möglich ist, mit einer hohen Ausbeute ein erfindungsgemäßes
Produkt herzustellen, im Hinblick auf seine Komprimierbarkeit und auch im Hinblick
auf seine Fließfähigkeit, Dichte und Partikelgröße.
Tatsächlich ist es mit den bisher beschriebenen Verfahren nicht möglich,
alle diese gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
Die Granulierung kann beispielweise unter Verwendung eines Mischer-Granulierers,
der batchweise, halbkontinuierlich oder kontinuierlich betrieben wird, durchgeführt
werden, wie beispielsweise mit dem vertikalen FLEXOMIX, erhältlich von Schugi, mit
einer Vorrichtung vom DRIAM- oder DUMOULIN-Typ, oder mit dem horizontalen CB, erhältlich
von Lödige, in den das Ausgangsdextrosepulver, welches granuliert werden soll, kontinuierlich
über einen Gewichts-Dosierer eingebracht wird, und in den das Bindemittel über einen
volumetrischen Dosierer eingebracht wird.
Bevorzugt wird ein kontinuierlicher Mischer-Granulierer vom Typ FLEXOMIX-Vertikal-SCHUGI
verwendet. Das Ausgangsdextrosepulver und das Bindemittel werden sehr sorgfältig
in dem Mischer-Granulierer vermischt, der mit einem Schaft mit Messern, die in Form
von Schichten angeordnet sind, und einem System, um Flüssigkeiten mittels Injektionsdüsen
zu sprühen, ausgestattet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch Rühren
mit hoher Geschwindigkeit, d.h. bei einem Wert von mindestens gleich 1000 rpm, bevorzugt
mindestens gleich 3500 rpm, eine gute Dispersion der Bestandteile und Agglomerierung
der Partikel des Ausgangsdextrosepulvers bewirkt. Am Ausgang des Mischer-Granulierers
werden die gebildeten Körnchen kontinuierlich in eine Trocknungs-Alterungs-Vorrichtung
ausgeladen.
Die Entnahme findet im Fall des vertikalen Granulierers bevorzugt
über die Schwerkraft statt und wenn der horizontale Granulierer verwendet wird durch
Schieben über den Schaft von rotierenden Messern.
Dieser zweite Trocknungs-Alterungsschritt am Ausgang des Mischer-Granulierers
ermöglicht, wenn nötig, das Wasser, welches von dem Bindemittel herrührt, vollständig
oder teilweise zu entfernen, so dass nach dem ersten Granulierungsschritt Kristallisation
und Stabilisierung erfolgt, während der Wassergehalt des Endprodukts bei einem Wert
von mehr als 1%, insbesondere im Bereich von 2% bis 10%, gehalten wird.
Die Trocknungs-Alterungsvorrichtung kann beispielsweise eine Fließbetttrocknungs-Alterungsvorrichtung
oder eine Rotationsalterungstrommel sein. Das erfindungsgemäße Dextrosehydrat in
Pulverform wird nach Kühlen und ggf. Sieben erhalten.
In diesem Fall können die feinen Partikel direkt zum Ausgangspunkt
der Granulierung zurückgeführt werden, und die groben Partikel können gemahlen und
zum Ausgangspunkt des Siebens zurückgeführt werden.
Das pulverförmige Dextrosehydrat gemäß der Erfindung kann aufgrund
seiner funktionellen Eigenschaften, die oben erwähnt wurden, vorteilhafterweise
als Süßmittel, Osmosemittel, Nährstoff oder Hilfsstoff in Zusammensetzungen verwendet
werden, die in allen Arten der Industrie, insbesondere in den Lebensmittel-, pharmazeutischen,
chemischen und agrochemischen Sektoren, verwendet werden.
Außerdem begünstigen manche vorteilhafte Eigenschaften des pulverförmigen
Dextrosehydrats seine Verwendung bei der Herstellung von Tabletten, die geschluckt,
gekaut, aufgelöst oder aufquellen gelassen werden, insbesondere, wenn sie für die
oben erwähnten Sektoren gedacht sind.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung, ohne sie jedoch
auf diese Beispiele zu begrenzen.
Beispiel 1
Ein vertikaler FLEXOMIX-Mischer-Granulierer von Schugi wird durch
einen Pulver-Dosierer kontinuierlich mit einer Förderleistung von 500 kg/h bis 600
kg/h mit einem kristallinen Dextrosemonohydrat mit einem Wassergehalt von 8,4% versorgt,
welches durch Kristallisation hergestellt wurde.
Außerdem wird der Mischer-Granulierer über eine Sprühdüse bei 25°C
kontinuierlich mit einer Förderleistung von 25 l/h bis 35 l/h mit dem Bindemittel
versorgt. Der rotierende Messerschaft wird vorweg auf eine Geschwindigkeit von 3500
rpm eingestellt.
Das feuchte, granulierte Pulver am Ausgang des Mischer-Granulierers
fällt durch die Schwerkraft kontinuierlich in eine Schugi-Flussbett-Trockner-Alterungsvorrichtung
mit vier Abschnitten. In den ersten drei Abschnitten wird das granulierte Produkt
bei 70°C durch Luft getrocknet, anschließend im letzten Abschnitt bei 25°C
mit Luft gekühlt. Das granulierte, getrocknete und gekühlte Produkt wird anschließend
über ein rotierendes Sieb, das mit einem Drahtnetz von 740 &mgr;m ausgestattet ist,
kontinuierlich gesiebt.
Das anfängliche, kristalline Dextrosemonohydrat A und die erfindungsgemäßen,
pulverförmigen Dextrosehydrate B, C und D, die mit Wasser, einer Glukoselösung mit
einem Trockensubstanzgehalt von 30% bzw. einer Glukoselösung mit einem Trockensubstanzgehalt
von 60% als Bindemittel hergestellt wurden, besitzen die in Tabelle I unten angegebenen
Eigenschaften:
Tabelle I
Beispiel 2
Ein vertikaler FLEXOMIX-Mischer-Granulierer von Schugi wird kontinuierlich
über einen Pulver-Dosierer mit einer Förderleistung von 500 kg/h mit einer kristallinen
Dextrose, deren Wassergehalt 5% beträgt, versorgt.
Außerdem wird der Mischer-Granulierer über eine Sprühdüse mit einer
Förderleistung von 35 l/h kontinuierlich mit Wasser von 25°C versorgt.
Der rotierende Messerschaft wird vorher auf eine Geschwindigkeit von
3500 rpm eingestellt.
Das feuchte, granulierte Pulver am Ausgang des Mischer-Granulierers
fällt durch die Schwerkraft kontinuierlich in eine Schugi-Fliessbett-Trocknungs-Alterungs-Vorrichtung
mit vier Abschnitten, in denen das granulierte Produkt bei 30°C durch Luft stabilisiert
wird.
Das so erhaltene, granulierte Produkt wird anschließend kontinuierlich
über ein rotierendes Sieb, das mit einem Drahtnetz von 740 &mgr;m ausgestattet ist,
gesiebt.
Die anfängliche, kristalline Dextrose mit 5% Wasser E und das erfindungsgemäße,
pulverförmige Dextrosehydrat F besitzen die in Tabelle II unten zusammengefassten
Eigenschaften:
Tabelle II
Beispiel 3
Ein vertikaler FLEXOMIX-Mischer-Granulierer von Schugi wird kontinuierlich
über einen Pulver-Dosierer mit einer Förderleistung von 800 kg/h mit einer kristallinen
Dextrose, deren Wassergehalt 0,5% beträgt, versorgt.
Außerdem wird der Mischer-Granulierer über eine Sprühdüse mit einer
Förderleistung von 35 l/h kontinuierlich mit Wasser von 25°C versorgt. Der rotierende
Messerschaft wird vorher auf eine Geschwindigkeit von 3500 rpm eingestellt.
Das feuchte, granulierte Pulver am Ausgang des Mischer-Granulierers
fällt durch die Schwerkraft kontinuierlich in eine Schugi-Fliessbett-Trocknungs-Alterungs-Vorrichtung
mit vier Abschnitten, in denen das granulierte Produkt bei 30°C durch Luft stabilisiert
wird.
Das so erhaltene, granulierte Produkt wird anschließend kontinuierlich
über ein rotierendes Sieb, das mit einem Drahtnetz von 740 &mgr;m ausgestattet ist,
gesiebt.
Die anfängliche, kristalline Dextrose mit 5% Wasser G und das erfindungsgemäße,
pulverförmige Dextrosehydrat H besitzen die in Tabelle III unten zusammengefassten
Eigenschaften: Tabelle III
Beispiel 4
Weitere, erfindungsgemäße Produkte in Pulverform werden hergestellt,
indem das in den Beispielen 1, 2 und 3 beschriebene Verfahren angewendet wird, wobei
die Verwendungsbedingungen jedoch modifiziert werden, um eine Reihe von Proben mit
einem variablen Grad an Hydration und Komprimierbarkeit zu erhalten.
Die erhaltenen Produkte besitzen die in Tabelle IV unten dargestellten
Eigenschaften und werden mit bisher bekannten, pulverförmigen Dextrosen verglichen:
Tabelle IV nb: nicht bestimmt
Die erfindungsgemäßen Dextrosehydrate in Pulverform besitzen alle
im Vergleich zu den Produkten des Standes der Technik hervorragende, funktionelle
Eigenschaften im Hinblick auf ihre Fließfähigkeit und insbesondere Komprimierbarkeit,
und dies trotz hoher Dextrosegehalte und hoher, kristalliner Reinheit der &agr;-Form.
Diese neuen Produkte, insbesondere diejenigen mit einer Komprimierbarkeit
von mehr als 200 N, sind insbesondere geeignet zur Verwendung ohne Nachteile in
der Nahrungs-, pharmazeutischen, chemischen und agrochemischen Industrie, besonders
als Kompressionsmittel. Nach Kenntnis des Unternehmens der Anmelderin existiert
keine pulverförmige Dextrose, die einen Komprimierbarkeitswert gemäß Test A im Bereich
von 180 N bis 200 N und gemäß Test B größer als 220 N und vorteilhafterweise
größer als 230 N aufweist.
Beispiel 5
Die Herstellung von Tabletten zum Schlucken, die für die Zubereitung
von Süsswaren gedacht sind, wird ausgehend von erfindungsgemäßen Dextrosehydraten
in Pulverform oder anderen durchgeführt.
Die Zusammensetzung dieser Tabletten ist unten in Tabelle V angegeben:
Tabelle V
Die verschiedenen Bestandteile werden für 5 min einem TURBULA-Mischer,
erhältlich von Willi A. Bachofen Maschinenfabrik, gemischt, und die Presslinge werden
auf einer reziproken FROGERAIS-Presse, die mit konkaven 13-mm-Stempeln ausgestattet
ist, hergestellt.
Die folgende Tabelle VI fasst die Ergebnisse zusammen, die mit einer
kristallinen Dextrose des Standes der Technik als Referenz und mit den drei Dextrosehydraten
C, F und N, die gemäß den obigen Beispielen 1, 2 und 3 hergestellt wurden, erhalten
wurden:
Tabelle VI Die Bezeichnung "Härteverhältnis" bedeutet das Verhältnis der SCHLEUNIGER-Härte
der aus den erfindungsgemäßen Dextrosen hergestellten Presslinge zu der Härte der
mit der kristallinen Dextrose-Referenz hergestellten Presslinge
Alle mit den erfindungsgemäßen Dextrosehydraten durchgeführten Mischungen
ergeben viel bessere Ergebnisse als die, welche mit einer herkömmlichen, kristallinen
Dextrose erhalten werden (von 1,5 bis 4 × die Härte der Referenz). Es wird
bestätigt, dass die allerbeste Komprimierbarkeit, die von Produkt H ist, welches
aus einer kristallinen Dextrose mit einem Wassergehalt von 0,5% hergestellt wurde.
Anspruch[de]
Pulverförmiges Dextrosehydrat, dadurch gekennzeichnet, dass
es folgende Daten aufweist:
– einen Gehalt an Dextrose von mindestens gleich 98%;
– einen Anteil an &agr;-kristalliner Form von mindestens gleich 95%;
– einen Wasseranteil über 1%, bevorzugt zwischen 2% und 10%, und noch bevorzugter
zwischen 5% und 9,5%;
– eine gemäß einem Test A bestimmte Komprimierbarkeit von mindestens gleich
70 N, bevorzugt mindestens gleich 90 N, und noch bevorzugter zwischen 90N und 200
N, wobei der Test A darin besteht, dass man die in Newton ausgedrückte Kraft misst,
die ein Ausdruck für die Komprimierbarkeit der pulverförmigen Dextrose ist, wobei
diese Kraft die Druckfestigkeit einer zylinderförmigen Tablette mit konvexen Seiten
(Krümmungsradius 13 mm), mit einem Durchmesser von 13 mm, einer
Dicke von 6 mm und einem Gewicht von 0,734 g, d.h. einer scheinbaren Volumenmasse
von 1,3 g/ml darstellt.
Pulverförmiges Dextrosehydrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass es eine gemäß dem Test A nach Anspruch 1 bestimmte Komprimierbarkeit zwischen
150 N und 200 N und eine in einem Test B bestimmte Komprimierbarkeit von mindestens
gleich 170 N, bevorzugt zwischen 175 N und 300 N aufweist, wobei der Test B darin
besteht, dass man mit einem Härteprüfer ERWEKA TBH 30 die Druckfestigkeit einer
zylinderförmigen Tablette mit konvexen Seiten (Krümmungsradius 13 mm), mit einem
Durchmesser von 13 mm, einer Dicke von 6 mm und einem Gewicht von 0,762 g, d.h.
einer scheinbaren Volumenmasse von 1,35 g/ml, misst.
Pulverförmiges Dextrosehydrat nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, dass es folgende Daten aufweist:
– eine nach HOSOKAWA-POWDER-TESTER bestimmte, scheinbare Dichte unter 0,7
g/ml, bevorzugt zwischen 0,45 und 0,65 g/ml, und noch bevorzugter zwischen 0,5 und
0,6 g/ml;
– einen mittleren Durchmesser zwischen 50 und 1000 &mgr;m, bevorzugt zwischen
100 und 500 &mgr;m;
– eine Fließzahl von mindestens gleich 60, bevorzugt zwischen 60 und 90.
Verfahren zur Herstellung von pulverförmigem Dextrosehydrat nach einem
der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Abfolge von Schritten
umfasst, die aus einem Schritt der Wiederbefeuchtung/Granulierung von im Wesentlichen
&agr;-kristallförmiger Dextrose mit Hilfe eines entsprechenden Bindemittels, welche
direkt durch Kristallisation oder durch teilweise oder vollständige Trocknung eines
kristallinen Dextrose-Monohydrats erhalten wird, und aus einem anschließenden Schritt
der Reifung/Trocknung der auf diese Weise erhaltenen granulierten, wiederbefeuchteten
Dextrose besteht, so dass der Wassergehalt des Endprodukts auf einen Wert über 1%,
insbesondere zwischen 2% und 10%, gehalten wird.
Verfahren zur Herstellung von pulverförmigem Dextrosehydrat nach einem
der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt der Granulierung
von &agr;-kristalliner Dextrose umfasst, die einen Wassergehalt über 1%, bevorzugt
zwischen 2% und 10%, aufweist.
Verfahren zur Herstellung von pulverförmigem Dextrosehydrat nach einem
der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt der Granulierung
von &agr;-kristalliner Dextrose umfasst, die einen Wassergehalt von mindestens gleich
1% aufweist.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Schritt der Granulierung in einer kontinuierlichen Misch- und Granuliervorrichtung
durchgeführt wird.
Pulverförmiges Dextrosehydrat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass es folgende Daten aufweist:
– einen Gehalt an Dextrose von mindestens gleich 98%;
– einen Anteil an &agr;-kristalliner Form von mindestens gleich 95%;
– eine gemäß dem Test A bestimmte Komprimierbarkeit zwischen 180 und 200 N
und eine gemäß dem Test B bestimmte Komprimierbarkeit über 220 N, und bevorzugt
über 230 N, aufweist.
Verwendung eines pulverförmigen Dextrosehydrats nach einem der Ansprüche
1 bis 3 oder 8 oder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, erhalten als Süßungs-, Osmose-,
Nahrungsmittel oder Träger in insbesondere für den Nahrungsmittel-, pharmazeutischen,
chemischen oder agrarchemischen Bereich bestimmten Zusammensetzungen.