Средства для кондиционирования с покрывающим слоем для пищевых продуктов и фармацевтических препаратов

Средства для кондиционирования с покрывающим слоем для пищевых продуктов и фармацевтических препаратов

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к средствам для кондиционирования с покрывающим слоем, которые могут быть использованы в пищевых продуктах или фармацевтических препаратах.

Предшествующий уровень техники

В течение последних нескольких лет такие материалы, как диоксид кремния, алюмосиликаты натрия, каолиновые глины, трикальцийфосфат и силикаты кальция, использовались в качестве "средств для кондиционирования" в сухих и порошкообразных пищевых продуктах с целью предупреждения их комкования (слеживания) и обеспечения сыпучести частиц указанных пищевых продуктов. В фармацевтических препаратах для этих целей широко использовалось кварцевое стекло как среда для лекарства (средство для кондиционирования или глидант). Указанные средства для кондиционирования абсорбируют влагу из окружающей среды или из среды в упаковке, препятствуя склеиванию частиц пищевого продукта в комки под действием влажности или давления; они действуют так же, как "шариковые опоры", покрывая поверхность частиц пищевого продукта и предотвращая тем самым агломерацию прилегающих друг к другу частиц. Эти средства для кондиционирования, известные также как сыпучие агенты и ингибиторы комкования, допущены к применению Администрацией по контролю за продуктами питания и лекарственными препаратами США (U.S. FDA) в количестве менее или равном 2,0 мас.% в готовом пищевом продукте. В дополнение к этому указанные средства для кондиционирования могут также использоваться в других областях, например в производстве удобрений, пестицидов и полимеров.

Несмотря на то, что указанные средства для кондиционирования используются во многих выпускаемых промышленностью порошкообразных пищевых продуктах. чувствительных к комкованию под действием влажности или давления, они являются мало эффективными для применения в большинстве фармацевтических препаратов, равно как и в некоторых пищевых продуктах, обладающих гигроскопичностью, содержащих высокие концентрации белкового материала или имеющих высокое содержание жиров и масел, таких как, например, чесночный порошок, безлактозное сухое молоко или сухой гидролизованный овощной концентрат. Фактически для большинства продуктов питания и фармацевтических препаратов на сегодняшний день нет подходящих средств для кондиционирования. Некоторые материалы, такие как Zeosyl® T166 от фирмы J.M.Huber Corporation (диоксид кремния, обработанный силоксаном с целью придания ему гидрофобных свойств), способны эффективно предупреждать комкование в пищевых продуктах и фармацевтических препаратах. Однако обработанный силаном диоксид кремния допущен к использованию только в качестве пеногасителя в таких отраслях пищевой промышленности, как производство свекловичного и тростникового сахара. Он не допущен к применению в качестве средства для кондиционирования пищевых продуктов.

Таким образом, для большинства фармацевтических препаратов и пищевых продуктов на сегодняшний день не имеется одобренного к применению, выпускаемого в промышленном масштабе средства для кондиционирования, способного эффективно предупреждать комкование. Например, общеизвестный болеутоляющий препарат ацетаминофен (N-ацетил-пара-аминофенол) имеет компактную кристаллическую форму, что зачастую приводит к образованию комков под действием влажности или давления в процессе хранения и к ухудшению его сыпучести. Выпускаемое промышленностью кварцевое стекло, например, Cab-О-Sil® М5 от фирмы Cabot Corporation, Bellrica, штат Массачусетс, обеспечивает некоторое улучшение сыпучести, но это не решает проблему полностью.

Из вышесказанного очевидно, что существует постоянно растущая потребность в химических средствах для кондиционирования, пригодных для применения в определенных фармацевтических препаратах и пищевых продуктах, обладающих способностью эффективно предупреждать комкование и обеспечивать хорошую сыпучесть продуктов и в то же время не представляющих опасности для здоровья человека или для общей пищевой безопасности, что могло бы послужить причиной запрещения их использования со стороны официальных органов по контролю пищевой безопасности.

Краткое описание изобретения

Изобретение предусматривает пищевую композицию, содержащую средство для кондиционирования с покрывающим слоем, при этом средство для кондиционирования содержит агент, придающий гидрофобные свойства, и неорганические частицы.

Изобретение предусматривает также фармацевтический препарат, содержащий фармацевтически активный ингредиент и средство для кондиционирования с покрывающим слоем, при этом средство для кондиционирования содержит неорганические частицы и агент, придающий гидрофобные свойства.

Изобретение предусматривает также фармацевтический препарат ацетаминофен, включающий ацетаминофен и средство для кондиционирования с покрывающим слоем, содержащее (1) неорганические частицы и (2) от 1 мас.% до примерно 20 мас.% агента, придающего гидрофобные свойства, в пересчете на общую массу средства для кондиционирования.

Подробное описание изобретения

В настоящем описании количество в частях, процентах и соотношения указываются в пересчете на массу, если нет ссылки на другую размерность. Все рассматриваемые в описании документы включены в перечень ссылок к настоящей заявке.

Под "смесью" следует понимать любую комбинацию двух или более веществ в форме (которая не ограничивается только перечисленным), например, гетерогенной смеси, суспензии, раствора, золя, геля, дисперсии или эмульсии.

Выражение "с покрывающим слоем" означает, что специфический ингредиент покрывает, по меньшей мере, часть наружной поверхности частицы или субстрата.

Под "неорганическими частицами" подразумеваются как природные неорганические минералы, так и полученные искусственным путем неорганические соединения.

Под "пищевым продуктом" понимается любой продукт, предназначенный для употребления в пищу, а также добавки к пищевым продуктам, такие как (но не ограничиваются только указанными) специи, приправы, пищевые красители, ингибиторы комкования и сыпучие агенты.

Настоящее изобретение относится к средствам для кондиционирования с покрывающим слоем, которые, будучи введенными в порошкообразные фармацевтические или пищевые продукты, ингибируют комкование и обеспечивают сыпучесть порошка. Эти средства для кондиционирования с покрывающим слоем представляют собой смеси агента, придающего гидрофобные свойства (например, стеаринового соединения или масла), с хорошо известными неорганическими макрочастицами, такими как каолиновая глина, диоксид кремния, силикаты, фосфаты и карбонаты кальция. Указанные средства для кондиционирования с покрывающим слоем являются не только функционально эффективными, но и безопасными для применения в фармацевтических препаратах и пищевых продуктах, поскольку они представляют собой просто смесь двух компонентов (агента, придающего гидрофобные свойства, и неорганических макрочастиц), которые ранее уже были допущены к применению в качестве пищевых добавок.

Ингредиенты средства для кондиционирования с покрывающим слоем, равно как и способ производства средства для кондиционирования с покрывающим слоем, подробно обсуждаются ниже. В заключение рассматриваются фармацевтические или пищевые продукты, в которых можно использовать средства для кондиционирования с покрывающим слоем, и приводятся примеры таких продуктов.

Средства для кондиционирования с покрывающим слоем, полученные согласно настоящему изобретению, состоят по меньшей мере из двух компонентов: неорганических частиц и соединений, придающих гидрофобные свойства. Неорганические частицы выбираются из любых неорганических соединений, традиционно использующихся в качестве средств для кондиционирования в порошкообразных пищевых и фармацевтических продуктах, таких как диоксид кремния (например, осажденный диоксид кремния или кварцевое стекло, либо силикагель), осажденные или молотые карбонаты кальция, каолиновые глины, силикаты (например, силикат кальция, силикат магния, алюминийкальциевый силикат, трехкальциевый силикат, натрийкальциевый алюмосиликат, натриймагниевый алюмосиликат и натриевый алюмосиликат) и фосфаты (например, трикальцийфосфат, дикальцийфосфат, монокальцийфосфат, фосфат магния). Неорганические частицы предпочтительно служат в качестве субстратов, т.е. неорганические частицы имеют покрытие из агента, придающего гидрофобные свойства.

Предпочтительными видами диоксида кремния являются аморфные осажденные виды, которые получают из жидкой фазы путем подкисления силиката щелочного металла концентрированной кислотой, например серной кислотой, в условиях нагрева. Методики проведения самой реакции осаждения (подкисления) с получением гомогенных аморфных частиц диоксида кремния хорошо известны и понятны. Полученный осадок диоксида кремния отфильтровывают, промывают и сушат традиционно практикуемым способом. Примерами многочисленных патентных публикаций, в которых описаны различные виды осажденного диоксида кремния, могут служить патенты США №4122161, 5279815 и 5676932, выданные на имя Wason et al., и патенты США №5869028 и 5981421, выданные на имя McGill et al.

Полученный вышеописанным жидкофазным методом осажденный диоксид кремния можно затем размолоть до частиц размером примерно от 4 мкм до 25 мкм, например примерно от 4 мкм до 15 мкм. Указанный диоксид кремния предпочтительно характеризуется показателем абсорбции масла примерно от 50 мл/100 г до 475 мл/100 г. Пригодные для данной цели виды диоксида кремния выпускаются фирмой J.M.Huber Corporation, Эдисон, штат Нью-Джерси, и реализуются под торговыми марками Zeofree®, Zeosyl® и Zeothix®.

Синтетические аморфные силикаты щелочноземельных металлов, такие как аморфный силикат кальция, также можно использовать как неорганические частицы. В большинстве случаев эти силикаты обычно получают реакцией реакционноспособного диоксида кремния с реагентом щелочноземельного металла, предпочтительно оксидом или гидроксидом щелочноземельного металла, и источником алюминия, например алюминатом натрия или оксидом алюминия. Поскольку конечные свойства силиката зависят от реакционной способности диоксида кремния, то предпочтительно, чтобы в качестве источника диоксида кремния использовалась глина, предварительно обработанная минеральной кислотой (например, серной кислотой) с образованием квасцов (сульфат алюминия) и нерастворимого реакционноспособного диоксида кремния. Примером такого источника диоксида кремния может служить отбеленная серной кислотой реакционноспособная глина. Пригодные для данной цели синтетические аморфные силикаты щелочноземельных металлов выпускаются фирмой J.M.Huber Corporation; их различные сорта реализуются под торговой маркой Hubersorb®. Методы и техника получения такого диоксида кремния более подробно рассматриваются в патенте США №4557916. Другими пригодными для данной цели силикатами являются силикаты, выпускаемые фирмой J.M.Huber Corporation, например алюмосиликат натрия, реализуемый под торговой маркой Zeolex®, и натриймагниевый алюмосиликат, реализуемый под торговой маркой Hydrex®.

В качестве неорганических частиц можно также использовать молотый карбонат кальция или осажденный карбонат кальция. Для получения молотого карбоната кальция его сначала добывают, а затем измельчают на частицы требуемого размера. Молотый карбонат кальция можно классифицировать, хотя и не обязательно, по фракциям с уменьшающимися по размеру частицами. Осажденный карбонат кальция обычно получают реакцией карбоксилирования из суспензии гидроксида кальция (т.е. известкового молока). Это можно осуществлять путем инжектирования газообразного диоксида углерода в реактор, содержащий водную суспензию гидроксида кальция. Методы и техника получения осажденных карбонатов кальция более подробно обсуждаются в патенте США №4888160. Пригодные для данной цели осажденные карбонаты кальция выпускаются фирмой J.M.Huber Corporation, их различные сорта реализуются под торговой маркой HuberCal®.

В качестве неорганических частиц можно использовать также глины, например, каолиновые глины. Эти глины получают сначала добычей глины-сырца с последующим обогащением ее в несколько стадий, пока она не станет пригодной для применения в качестве потребительского продукта. Стадии обогащения могут включать, например, удаление частиц песка, сортировку частиц глины для достижения требуемого гранулометрического состава, удаление некоторых посторонних примесей, встречающихся в сырой глине, и стадии придания глине более приемлемой конечной окраски. Пригодные для данной цели каолиновые глины выпускаются фирмой J.M.Huber Corporation, их различные сорта реализуются под торговой маркой Polygloss®.

Агенты, придающие гидрофобные свойства, включают пищевые жирные кислоты, в частности стеариновые соединения; пищевые масла, пищевые воски и камеди. Пригодные для данной цели жирные кислоты включают каприновую, каприловую, лауриновую, миристиновую, олеиновую, пальмитиновую и стеариновую кислоты, а также соединения жирных кислот, перечисленные в Документе 21 С.F.R. (Свода федеральных нормативных актов США) как допущенные для непосредственного добавления в пищевые продукты, корма или фармацевтические препараты. Пригодные для данной цели стеариновые соединения включают стеариновые кислоты, соли стеариновой кислоты и сложные эфиры стеариновой кислоты. Подходящие соли стеариновой кислоты включают стеарат магния, стеарат кальция, стеарат калия и стеарат цинка. Пригодным стеаратом магния является пищевой стеарат магния из растительного источника, выпускаемый фирмой Ferro Chemicals, Кливленд, штат Огайо, и реализуемый под торговой маркой Synpro®. Пригодные для данной цели сложные эфиры стеариновой кислоты включают сложные эфиры спиртов и стеариновой кислоты, такие как глицерилмоностеарат, триглицерилстеарат и глицерилтристеарат, а также другие сложные эфиры, такие как глицерилпальмитостеарат и сорбитанмоностеарат. Глицерилмоностеарат и глицерилтристеарат выпускаются фирмой Patco Corporation, Уилмингтон, штат Делавэр, и реализуются под торговыми марками Pationic® 901 и Pationic® 919 соответственно.

Пищевые масла - это масла, перечисленные в 21 C.F.R. как допущенные для непосредственного добавления в пищевые продукты, корма и фармацевтические препараты. Пригодные для данной цели пищевые масла включают осветленное минеральное масло, рапсовое масло, соевое масло, касторовое масло, кокосовое масло и масла, обозначенные F.D.A. "эфирными маслами" в 21 C.F.R. § 182.20. Пригодные для данной цели пищевые воски и камеди также могут быть указаны в 21 C.F.R. Подходящие пищевые воски включают канделильский, карнаубский воски и парафин. Подходящие камеди включают камедь карайя, трагакант, каррагинан, ксантановую камедь и гуаровую камедь.

Предпочтительный способ комбинирования указанных выше ингредиентов для получения средства для кондиционирования с покрывающим слоем (в котором агенты, придающие гидрофобные свойства, представляют собой стеариновые соединения) может быть кратко описан следующим образом. На первой стадии этого способа определенное количество неорганических частиц вносят в чашу смесителя и предпочтительно нагревают до температуры, которая на 10°F-30°F выше температуры плавления стеаринового соединения. Включают лопастную мешалку смесителя и добавляют в чашу стеариновое соединение. Смешивание продолжается примерно 30 минут. По окончании смешивания материал в чаше смесителя (средство для кондиционирования с покрывающим слоем) оставляют для охлаждения перед последующим добавлением его в порошкообразный пищевой или фармацевтический продукт. В случае если агентом, придающим гидрофобные свойства, является масло, способ идентичен описанному выше за исключением того, что не требуется проводить нагревание, поскольку при температуре окружающей среды масла являются жидкими.

Более подробно изобретение раскрывается в приведенных ниже конкретных примерах, не ограничивающих, однако, его сущности.

Примеры

В примерах 1-8 средства для кондиционирования с покрывающим слоем, которые представляют собой смесь стеаринового соединения с неорганическими частицами, готовили согласно настоящему изобретению. Неорганические частицы были среднего размера, показатели абсорбции масла приводятся ниже в таблице А (методы определения размера частиц и показателя абсорбции масла обсуждаются ниже).

Согласно способу сначала в чашу вносили определенное количество неорганических частиц, таких как диоксид кремния, карбонат кальция или каолиновая глина (как указано ниже в таблице I), после чего устанавливали чашу на основание сверхмощного кухонного миксера модели K5SS. В целях контроля температуры содержимого чаши вокруг нее размещали теплоизоляционную рубашку таким образом, чтобы довести температуру содержимого чаши до требуемой температуры смешивания. При этом температуру содержимого измеряли термопарой, установленной в контакте с содержимым чаши миксера; электронное регулирование температуры достигалось с помощью полупроводникового температурного контроллера, соединенного как с термопарой, так и с теплоизоляционной рубашкой.

Температурный контроллер устанавливали на 177°С и включали миксер на низкую скорость. По достижении неорганическими частицами в чаше миксера температуры 177°С к ним добавляли порошкообразный стеарат магния (пищевой стеарат магния из растительного источника торговой марки Synpro® от фирмы Ferro Chemicals, Кливленд, штат Огайо) в массовых соотношениях, приведенных ниже в таблице I; смешивание продолжали в течение 10 минут. Стеарат магния добавляли в мас.% в пересчете на общую массу средства для кондиционирования с покрывающим слоем (т.е. масса неорганического субстрата плюс масса стеарата магния). По окончании смешивания готовое средство для кондиционирования с покрывающим слоем охлаждали до температуры окружающей среды. В процессе смешивания стеарат магния наплавлялся на субстрат из неорганических макрочастиц таким образом, что средство для кондиционирования с покрывающим слоем представляло собой смесь из стеарата магния и субстрата минеральных макрочастиц.

Размеры частиц и показатели абсорбции масла неорганическими частицами в следующих примерах были следующими:

Таблица А
Неорганические частицы	Средний размер частиц, мкм	Абсорбция масла, мл/100 г
Диокскд кремния Zeofree 80	14	195
Диоксид кремния Zeothix 265	4	220
HuberCal 250 GCC	14	13
Силикат кальция Hubersorb 600	6	475
Глина Polygloss 90	0,4	42

Аморфный осажденный диоксид кремния Zeofree® 80 и Zeothix® 265 были получены от фирмы J.M.Huber Corporation; каолиновая глина Polygloss® 90 и молотый карбонат кальция HuberCal^ТМ - от фирмы J.M.Huber Corporation; силикат кальция Hubersorb® 600 - также от фирмы J.M.Huber Corporation.

Абсорбцию масла измеряли методом натирания с использованием льняного масла. Согласно методу масло смешивали с диоксидом кремния и полученной смесью с помощью шпателя натирали ровную поверхность до образования густой пасты типа мастики. Измерив количество масла, которое требуется для получения пастообразной смеси, образующей завитки при ее размазывании, можно рассчитать показатель абсорбции масла диоксидом углерода, т.е. показатель, который представляет собой объем масла на единицу массы диоксида кремния, требуемый для полного насыщения сорбционной способности диоксида кремния. Показатель абсорбции масла рассчитывали по уравнению (I):

Размер частиц определяли с помощью прибора для измерения рассеяния лазерного излучения от фирмы Horiba Instruments, Boothwyn, штат Пенсильвания. Луч лазера проецируется через прозрачную ячейку, содержащую взвешенный в жидкости поток движущихся частиц. Световые лучи, падающие на частицы, рассеиваются под углом, который обратно пропорционален размерам частиц. Фотодетекторное устройство измеряет количество света при различных заданных значениях угла рассеяния. Электрические сигналы, пропорциональные измеряемым значениям светового потока, обрабатываются затем с помощью микрокомпьютерной системы с получением многоканальной гистограммы распределения частиц по размерам.

Состав средства для кондиционирования с покрывающим слоем в примерах 1-8 был следующим:

Таблица I
Пример №	Неорганический субстрат	мас.% стеарата магния
1	Zeofree 80	2
2	Zeofree 80	4
3	Zeothix 265	2
4	Zeothix 265	4
5	Polygloss 90	2
6	Polygloss 90	4
7	HuberCal 250	2
8	HuberCal 250	4

В других примерах (примеры 9-25) образцы средства для кондиционирования с покрывающим слоем готовили способом, аналогичным способу их приготовления в примерах 1-8, за исключением того, что для этих целей использовали миксер Thysson Henschel FM 100. Субстраты неорганических макрочастиц, как указано ниже в таблице II, помещали в чашу, устанавливали ее на основание миксера и предварительно нагревали до 77°С, в то время как перемешивающие лопасти вращались со скоростью 860 об/мин. По достижении 77°С добавляли определенное количество стеарата, как указано ниже в таблице II. Смешивание неорганических частиц и стеарата проводили при 77°С в течение 10 минут. Исключение составлял стеарат магния, при использовании которого устанавливали температуру 170°С. После смешивания готовое средство для кондиционирования с покрывающим слоем охлаждали до температуры окружающей среды.

Состав средства для кондиционирования с покрывающим слоем в примерах 9-25 был следующим:

Таблица II
Пример №	Неорганический субстрат	Стеарат	мас.% глицерилстеарата
9	Zeofree 80	Глицерилмоностеарат	2
10	Zeofree 80	Глицерилмоностеарат	4
11	Zeofree 80	Глицерилтристеарат	2
12	Zeofree 80	Глицерилтристеарат	4
13	Zeothix 265	Глицерилмоностеарат	2
14	Zeothix 265	Глицерилмоностеарат	4
15	Zeothix 265	Глицерилтристеарат	2
16	Zeothix 265	Глицерилтристеарат	4
17	Polygloss 90	Глицерилмоностеарат	2
18	Polygloss 90	Глицерилмоностеарат	4
19	Polygloss 90	Глицерилтристеарат	2
20	Polygloss 90	Глицерилтристеарат	4
21	HuberCal 250	Глицерилмоностеарат	2
22	HuberCal 250	Глицерилмоностеарат	4
23	HuberCal 250	Глицерилтристеарат	2
24	HuberCal 250	Глицерилтристеарат	4
25	Hubersorb 600	Стеарат магния	4

Силикат кальция Hubersorb 600 был получен от фирмы J.M.Huber Corporation. Стеарат добавляли в мас.% в пересчете на общую массу средства для кондиционирования с покрывающим слоем (масса минерального субстрата плюс масса стеарата).

В примерах 26-29 средства для кондиционирования с покрывающим слоем, которые представляли собой смесь минерального масла с осажденным диоксидом кремния, были получены согласно настоящему изобретению. Сначала 100 граммов осажденного диоксида кремния (как указано ниже в таблице III) помещали в чашу, установленную на основание лабораторного миксера фирмы Хобарт. Миксер включали на самую низкую скорость и при температуре окружающей среды добавляли 4,0% или 10,0% минерального масла; смешивание с диоксидом кремния проводили в течение 10 минут (как указано ниже в таблице III).

Таблица III
Пример №	Неорганический субстрат	Добавлено минерального масла
26	Zeofree 80	4%
27	Zeofree 80	10%
28	Zeothix 265	4%
29	Zeothix 265	10%

Вероятность образования комков в порошке под действием влаги оценивали с помощью теста на влажное комкование. Прежде чем проводить собственно тестирование кондиционированного порошка в самом комке (т.е. порошкообразном фармацевтическом или пищевом продукте, содержащем средство для кондиционирования), предварительно определяли основную корреляцию между влажностью и комкованием некондиционированного порошкообразного фармацевтического или пищевого продукта. Для установления этой корреляции порошок ацетаминофена титровали минимальным количеством воды для достижения примерно 0% комкования и параллельно порошок ацетаминофена титровали максимальным количеством воды для достижения 70-80% комкования. Эти точки обозначали затем на прямой; количество воды, которое потребовалось для достижения примерно 50% комкования, использовалось затем и для остальных тестируемых кондиционированных образцов порошка ацетаминофена.

Измерение влажности проводили следующим образом. Достаточное количество просеянного некондиционированного образца помещали в чашку мельницы (на 8 унций; 1 унция=31,1 г) Spex® Mill так, чтобы она была заполнена примерно наполовину. Титровали 1 мл или 1 г воды либо взвешивали 1 мл или 1 г воды на образце в чашке, а затем чашку с содержимым помещали в мельницу Spex Mill (модель 8000-115 от фирмы Spex Corporation, Эдисон, штат Нью-Джерси) на 30 секунд. Затем брали небольшую алюминиевую ванночку и, прижимая крышку чашки Spex ко дну ванночки, формовали контур по размеру крышки. 20 г влажного образца взвешивали в ванночке, после чего из этих 20 г образца формовали комок по высоте, прижимая заполненную чашку с крышкой, а затем сдвигая крышку; такие операции выполняли с каждым образцом. Затем образцы помещали в печь по меньшей мере на 15 минут при 50°С для удаления добавленной воды и осадки комка. При этом следует контролировать массу образца, чтобы убедиться в полном удалении всей добавленной воды. Возможно, что для удаления всей воды потребуется больше времени или более высокие температуры. Каждый тест повторяли трижды и для каждого компонента образца готовили по три чашки.

Затем образцы вынимали из печи и охлаждали в течение десяти минут до комнатной температуры. Если не дать образцам охладиться до комнатной температуры, то это может искусственно занизить % влажного комкования. Образцы должны охлаждаться не более 15 минут (поскольку, как только образцы охладятся, они могут начать вновь абсорбировать влагу, которая может размягчить их и искусственно занизить % влажного комкования).

На следующем этапе брали сито Tyler #12, переворачивали его и центрировали над каждой алюминиевой ванночкой, причем алюминиевую ванночку удерживали под ситом #12 в то время, когда образец осторожно переворачивали над ситом так, чтобы комок остался на сите #12 после удаления алюминиевой ванночки. Затем сито переносили на орбитальное вибросито Thomas (от фирмы Thomas Scientific Apparatus), стараясь не разрушить комок, и подвергали комок вибрации на вибросите Thomas в течение одной минуты. Количество образца, оставшееся на сите, взвешивали, а процент комкования рассчитывали по уравнению (II):

где: х=г образца в алюминиевой ванночке,

у=мл Н₂О, добавленные к образцу в чашке,

z=г образца, добавленные в чашку.

Процент комкования определяли трижды при 1 мл добавляемой воды, затем процесс повторяли с использованием 2 мл воды, потом 3 мл воды и т.д. до тех пор, пока не было достигнуто 80% комкования. Продукты, которые очень чувствительны к влажности, могут потребовать снижения количества воды до менее 1 мл. Уровень добавления воды следует регулировать, с тем чтобы обозначить, по меньшей мере, четыре точки на кривой комкования от 10% до 80%. Результаты теста на % комкования для чесночного порошка и ацетаминофена приводятся ниже.

Для измерения объемной насыпной плотности использовали модифицированный градуированный цилиндр на 250 мл. Цилиндр модифицировали таким образом, чтобы его верх соответствовал отметке 100 мл, для чего цилиндр был срезан по отметке 100 мл. Определяли массу пустого цилиндра, которая была принята за "массу тары". Образец порошка насыпали в модифицированный цилиндр доверху. Уровень порошка в цилиндре сразу же выравнивали путем соскабливания порошка шпателем со стенок горловины; эту стадию выравнивания уровня порошка выполняли как можно быстрее во избежание его оседания, которое может привести к искусственно завышенному показателю объемной насыпной плотности. Любое избыточное количество порошка на стенках или основании градуированного цилиндра также счищали щеткой, после чего определяли массу цилиндра с порошком, которую обозначали как "общая масса". Любым изменением объема после выравнивания порошка и удаления избыточного порошка щеткой можно пренебречь, поскольку это изменение объема объяснялось склонностью порошка к уплотнению. Объемную насыпную плотность рассчитывали по уравнению III:

Другой полезной мерой сыпучести порошка является лавинное время, которое измеряется как "Aeroflow-параметр". Чем короче промежуток времени между лавинами, тем более сыпучим является порошок. Согласно этому тесту сначала использовали некоторое количество некондиционированного образца для определения массы, требуемой для заполнения отградуированного на 100 мл цилиндра, как и в случае теста для определения объемной насыпной плотности (см. выше). Эту массу использовали во всех сериях Aeroflow®-тестов. Указанные тесты проводили с применением анализатора сыпучести порошка Aeroflow® модели 0-8030 от фирмы TSI Incorporated of St. Paul, штат Миннесота. На первой стадии этих тестов на внутреннюю поверхность барабана Aeroflow накладывали кольцо маскировочной ленты, которая фактически служила своего рода прокладкой, предупреждающей потери порошка в процессе работы прибора. Затем в барабан загружали образец порошка и помещали барабан в контрольное устройство Aeroflow. С помощью компьютерного интерфейса выбирали программу проведения теста Aeroflow; регулировка контрольного устройства осуществлялась за счет специальной конфигурации технического обеспечения, что позволяло контролировать точную скорость вращения барабана - 60 об./мин. Затем выбирали режим "выполнения задачи" и барабан вращался в течение 5 минут. Спустя 5 минут оператор вручную отключал устройство нажатием кнопки "конец работы". После этого определяли среднее лавинное время при установке скорости вращения барабана на 60 об./мин и продолжительности теста 300 секунд. Для каждого образца тест повторяли в течение дополнительного времени, результаты усредняли и выражали в секундах.

Проводили измерения и Flowdex-параметра, который является мерой сыпучести, имитирующей сыпучесть порошка в силосе для хранения. 25 г образца помещали в воронку, которую размещали над открытым цилиндром с прямыми стенками Flowdex. На дно цилиндра помещали пластину с отверстием известного диаметра. Использовали несколько разных пластин с отверстиями различного диаметра ("сопла"), что позволило заменять пластины до тех пор, пока не было определено минимальное отверстие, требуемое для потока образца через него. Чем меньше отверстие, необходимое для потока данного материала, тем более легко будет засыпаться этот материал в силос или камеру для хранения.

Для проведения теста прибор Flowdex (модель 21-100-004 от фирмы Hanson Research, Chatsworth, штат Калифорния) оборудовали в соответствии с инструкцией изготовителя наименьшим по размеру соплом из тех, что предлагались изготовителем в комплекте прибора (и съемной заглушкой над соплом). Взвешивали 25,00 г образца, засыпали его в верхнюю воронку и включали таймер. Спустя 30 секунд вынимали заглушку из сопла, благодаря чему образец начинал высыпаться (насколько это было возможно) через сопло. Прибор постоянно проверяли, чтобы убедиться, высыпается ли образец через сопло так, что видно дно прибора; если дно прибора было видно, то обеспечивающий такое высыпание образца диаметр сопла принимали за Flowdex-параметр. Если же дна не было видно, то сопло заменяли другим, большего размера, и операцию повторяли. Как только было установлен размер сопла, обеспечивающий поток образца, тест повторяли с этим соплом с тем, чтобы убедиться в правильности величины диаметра сопла.

Для оценки эффективности применения средств для кондиционирования, полученных согласно примерам 1-24, в потребительских продуктах их вводили в композиции порошка ацетаминофена в трех различных концентрациях - 0,1 мас.%, 0,5 мас.%, 1,0 мас.%. Контролем служило кварцевое стекло Cab-0-Sil® М5, которое наиболее широко применяется в качестве средства для кондиционирования в ацетаминофене, которое добавляли в отдельную композицию ацетаминофена. Выше говорилось, что ацетаминофен имеет компактную кристаллическую форму, что зачастую приводит к образованию комков порошка в процессе его хранения под влиянием влажности или давления.

Измеряли процент комкования, объемную насыпную плотность, Aeroflow-параметр и Flowdex-параметр ацетаминофена; результаты приводятся ниже в таблицах IV-VII.

Таблица IV
Влажное комкование ацетаминофена
Средство для кондиционирования с покрывающим слоем	Концентрация средства для кондиционирования (в мас.%)
0,1	0,5	1,0
Без добавления средства для кондиционирования	46,0	46,0	46,0
Контрольное средство для кондиционирования: (Cab-O-Sil® М5)	61,8	85,7	85,0
Пример 1	50,9	75,8	80,8
Пример 2	58,1	78,7	79,6
Пример 3	52,1	83,4	-
Пример 4	-	81,9	85,4
Пример 5	45,0	63,4	85,9
Пример 7	47,8	46,0	52,0
Пример 8	44,2	48,6	49,5
Пример 9	52,1	79,1	84,7
Пример 10	62,2	71,0	52,0
Пример 11	71,2	65,2	79,0
Пример 12	55,4	83,0	67,4
Пример 13	65,8	12,4	80,3
Пример 14	63,2	81,9	69,4
Пример 15	65,8	64,7	80,3
Пример 16	46,1	-	68,9
Пример 17	50,8	13,6	91,1
Пример 18	52,1	78,2	89,5
Пример 19	50,4	53,9	72,8
Пример 20	47,6	54,8	74,4
Пример 21	49,4	42,4	42,2
Пример 22	40,8	34,9	38,5
Пример 23	47,3	46,3	43,2
Пример 24	45,8	42,8	47,5

Влажное комкование не является столь уж существенной проблемой в случае некондиционированного (т.е. без применения средства для кондиционирования) порошка ацетаминофена. Однако очень важно, чтобы добавляемое к ацетаминофену средство для кондиционирования с целью улучшения его сыпучести не усугубляло влажное комкование. Из вышеприведенных данных видно, что выпускаемое промышленностью стандартное средство, применяемое для улучшения сыпучести ацетаминофена (Cab-O-Sil М5), фактически оказывает отрицательное влияние на влажное комкование, в то время как большинство средств для кондиционирования согласно примерам настоящего изобретения работает намного лучше, чем Cab-O-Sil М5, и фактически предупреждает влажное комкование. В таблицах V и VI приводятся показатели сыпучих свойств средств для кондиционирования с покрывающим слоем согласно изобретению.

Таблица V
Aeroflow-параметр ацетаминофена
Средство для кондиционирования с покрывающим слоем	Концентрация средства для кондиционирования (в мас.%)
0,1	0.5	1,0
Без добавления средства для кондиционирования	3,00	3,00	3,00
Контрольное средство для кондиционирования: (Cab-О-Sil® М5)	1,86	1,88	2,02
Пример 1	1,67	1,70	1,91
Пример 2	1,82	1,79	1,86
Пример 3	1,72	1,83	1,89
Пример 4	1,81	1,81	1,92
Пример 5	-	2,25	2,13
Пример 6	2,09	2,27	2,15
Пример 7	2,77	2,74	3,05
Пример 8	3,06	2,98	2,77
Пример 9	1,85	1,74	1,99
Пример 10	1,78	1,72	1,94
Пример 11	1,84	-	1,96
Пример 12	1,80	1,78	1,97
Пример 13	1,75	1,85	1,97
Пример 14	1,73	1,85	1,87
Пример 15	1,77	1,78	2,06
Пример 16	1,84	1,94	2,06
Пример 17	2,68	2,49	2,02
Пример 18	2,17	2,30	2,20
Пример 19	2,10	2,27	2,00
Пример 20	2,33