DE2549183C2 - Pumpfähige Xanthangummi-Suspension und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Pumpfähige Xanthangummi-Suspension und Verfahren zu deren Herstellung

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Description

Gegenstand der Erfindung Ist eine pumpfähige Suspension von wasserlöslichem Xanthangummi und ein
-'5 Verfahren zu deren Herstellung. Die entstehende Aufschlämmung kann angewandt werden, um den Xanthangummi In abgemessenen Mengen und automatisch zu Industriellen Systemen zuzugeben. Bisher wurde Xanthangummi In Form von trockenen Pulvern zugegeben, was eine manuelle Handhabung erforderte.
Wasserlöslicher Xanthangummi ist ein verbreitetes Handelsprodukt und wird In vielen Industriezweigen angewandt.
.'Ii Zum Beispiel findet er In geringen Mengen Verwendung für Ausrüstungen und In Farbpasten In der Textilindustrie; als Suspensionsmittel In flüssigen Pharmazeutlca, als Suspensionsmittel In Anstrichmitteln, Kosmetika, Insektlclden und Autopolituren. Xanthangummi Ist ebenfalls geeignet als Emulslonsstablllsator, Mittel zur Viskositätsregelung oder körperbtldendes Mittel In Nahrungsmitteln. Auf vielen derartigen Anwendungsgebieten von Xanthangummi In der Industrie und für Nahrungsmittel werden automatische oder halbautomatische
." Vorrichtungen angewandt, wobei die verschiedenen Bestandteile aus Lagergefäßen mit Hilfe zeltgesteuerter Vorrichtungen zugegeben werden.
Bisher wurde der wasserlösliche Xanthangummi manuell zugegeben, selbst bei automatisierten Anlagen, da die Zugabe des trockenen Pulvers bei einer automatischen Zugabe nicht genügend gesteuert werden konnte. Auch konnte das trockene Pulver nicht mit einem üblichen Lösungsmittel, wie Wasser, vermischt werden, da
4Ii es sehr stark löslich Ist und eine viskose Lösung bildet, besonders In hohen Konzentrationen, die schwierig zu pumpen ist und nicht leicht fließt.
Es Ist daher Aufgabe der Erfindung, eine pumpfähige Suspension von löslichem Xanthangummi herzustellen, die leicht In einer automatisierten Industrieanlage angewandt werden kann. Diese Suspension soll keine Substanzen enthalten, die bei der Anwendung des Xanthangummls stören.
Der wasserlösliche Xanthangummi, der für die erflndungsgemflße Suspension und das Verfahren angewandt werden kann. Ist Im Handel erhältlich. Er Ist ein hydrophiles Kolloid, das gebildet worden Ist durch ein Bakterlum der Art Xanthomonas campestrls. Das Kolloid Ist ein Polymer, enthaltend Mannose, Glucose, glucuronsaure Salze, wie Natrium- und Kallumglucuronat, und Acetylreste. Es sind auch andere Xanthomonas-Bakterien bekannt, die den hydrophilen Gummi bilden, und es hat sich gezeigt, daß jeder Xanthangummi, der durch
Fermentation oder auf andere Weise gebildet worden ist, erfindungsgemäß angewandt werden kann.
Es hat sich gezeigt, daß Hydroxyalkyl-cellulose-Derlvate In geringen Konzentrationen einen löslichen Xanthangummi In einem Alkohol oder einem Wasser-Alkohol-Gemisch suspendieren. Unter dem Ausdruck »Alkohol« Ist Irgendeines der niederen Alkenole zu verstehen, z. B. solche mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen. Die leicht verfügbaren billigen Alkohole sind bevorzugt, besonders Isopropanol, Methanol oder Äthanol.
Wenn ein Wasser-Alkohol-Gemisch als Lösungsmittelsystem angewandt wird, beträgt der Gehalt an Wasser In dem Gemisch 20 bis 40% (Vol./Vol.) und liegt vorzugsweise bei 35 bis 40% (Vol./Vol.). Dieser Prozentsatz Ist bezogen auf das gesamte Lösungsmlttelgemlsch, wobei Alkohol In einer solchen Menge vorhanden Ist, daß
man Insgesamt 100% erhält.
Die Wahl zwischen reinem Alkohol und einem Alkohol-Wasser-Gemisch als Lösungsmittelsystem wird nur
<·" durch die Art des suspendierenden Hydroxyalkyl-cellulose-Derivates bestimmt. Einige Cellulose-Derivate sind In reinem Alkohol nicht löslich. Im allgemeinen Ist daher das Alkohol-Wasser-Lösungsmlttelsystem bevorzugt.
Die Hydroxyalkyl-cellulose-Derlvate, die als Suspensionsmittel für die Xanthangummen angewandt werden können, sind Im Handel erhältlich. Sie können charakterisiert werden als nicht toxische Ätherderivate von Cellulose mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen In der Hydroxyalkyl-Seltenkette. Als allgemeine Strukturformel
(l<i kann die folgende angegeben werden:
R-O-R"OH
wobei R die Cellulose-Hauptkette und R" eine gerade oder verzweigte Alkylgruppe mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie eine Propyl-, Butyl-, Isopropyl- oder lsobutylgruppe bedeutet.
Die genaue Art der Cellulose-Hauptkette R 1st nicht kritisch for die Erfindung. Zum Beispiel variiert die Gruppe der Hydroxypropyl-meihyl-celiulose und Hydroxybutyl-methyl-cellulose-Derivate (R" gleich 3 bzw. 4) In dem Grad der Substitution und dem Molekulargewicht. Die Literatur dieser Handelsprodukte gibt an, daß diese Verbindungsgruppe zu 2 bis 13* mit Hydroxyalkylgruppen und 19 bis 33% mit Methoxygruppen substituiert 1st.
Eine andere im Handel erhaltliche Gruppe von Verbindungen, die unter die oben angegebene Formel I fallen, sind die Hydroxypropyl-Cellulosen, wobei R" gleich 3 ist. Bei diesem Produkt wird angegeben, daß es mehr als 2 Mol Hydroxypropylgruppen pro Mol Anhydroglucose-Elnhelt enthält und Im allgemeinen 3,5 bis 4,2 Mol Hydroxypropylgruppen pro Mol Anhydroglucose.
Die angewandte Menge an Hydroxyalkyl-cellulose-Derlvat beträgt 0,25 bis 2,0* (Gew./Vol.) und besonders 0,5 bis 1,0 (Gew./Vol.).
Die Menge an Xanthangummi, die In diesem System suspendiert wird, beträgt 20 bis 50% (Gew./Vol.).
Die erfindungsgemäße pumpfähige Xanthan-Gumml-Suspenslon ist somit dadurch gekennzeichnet, daß sie als Suspensionsmedium Alkohol oder ein Alkohol-Wasser-Gemlsch, wobei der Wassergehalt 20 bis 40% (Vol./Vol.) beträgt, 0,25 bis 2,0* (Gew./Vol.) Hydroxyalkyl-cellulose-Derlvat der Formel R-O-R"-OH wobei R die Cellulose-Hauptkette und R" eine gerade oder verzweigte Alkylgruppe mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet und 20 bis 50% (Gew./Vol.) Xanthangummi umfaßt.
Die erfindungsgemäßen pumpfähigen Suspensionen werden hergestellt durch Zugabe des Hydroxyalkyl-cellulose-Derivates zu dem Alkohol <5der Alkohol-Wasser-Gemisch und anschließende Zugabe des Xanthangummis, wobei alle Zugaben unter ausreichendem Rühren zur Bildung einer homogenen Suspension durchgeführt werden. Obwohl die Reihenfolge der Zugabe des Xanthangummis und des Hydroxyalkyl-cellulose-Derivates nicht kritisch Ist, Ist es bevorzugt die Cellulose zunächst zuzugeben, da die End-Suspenslon schnell und leicht mit gut reproduzierbaren Ergebnissen hergestellt werden kann.
Die Endviskosität der pumpfähigen Suspension liegt zwischen 3 und 100 Pa ■ s. Die Viskosität kann mit Hilfe üblicher Vorrichtungen bestimmt werden. Eine Suspension mit diesem Viskositätsbereich 1st pumi>fähig und kann In Irgendein System automatisch abgemessen werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert: Beispiel 1
Die angegebenen Mengen von Isopropanol oder Isopropanol-Wasser wurden als Lösungsmittel verwendet. Die Menge an hochviskoser Hydroxypropyl-cellulose, die unten angegeben Ist, wurde unter Rühren zugegeben. Dann wurde der Xanthangummi zugegeben: entweder ein Xanthangummi für Nahrungsmittelzwecke, oder ein Xanthangummi für Industrielle Zwecke. Die Endviskosität wurde mit einer Brookfleld-Vorrlchtung HAT mit der Hellopath-Anordnung unter Verwendung einer TC-Spindel mit 5 UpM bestimmt. Die Ergebnisse sind In der folgenden Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Hydroxy- Xanthan- Art Isopropanol % Viskosität
proyl- Gummi %
cellulose %
(Gew./Vol.) (Gew./Vol.) (Vol./Vol.) mPa · s
1,0 20
1,0 20
0,5 50
1,0 20
1,0 20
Tür Nahrungsmittel 0,1777 mm
für Nahrungsmittel 0,044 mm
für industrielle Zwecke 0,074 mm für industrielle Zwecke 0,044 mm für industrielle Zwecke 0,044 mm
6 400 3 650 3 400 6 700 8 300
Beispiel 2
Es wurden weitere Versuche durchgeführt, um die Anwendbarkelt anderer Hydroxyalkyl-cellulose-Derlvate zur Herstellung der Xanthansuspenslon zu zeigen. Die angegebene Menge von Cellulose-Gumml wurde angewandt, um eine Suspension von 20* Xanthan (für Nahrungsmittel, kleiner als 0,044 mm) In einem 60:40 (Vol./Vol.) Isopropanol-Wasser-Lösungsmlttelsystem herzustellen. Die erhaltenen Ergebnisse sind In Tabelle 2 angegeben. Alle Zubereitungen ergaben gute Suspensionen mit nur einer Spur von Flüssigkeitsabscheidung nach einem Monat bei Raumtemperatur.
Die Viskosität der ersten vier Zubereitungen In der nächsten Tabelle wurde mit einer Brookfleld-Vorrlchtung LVT bei 6 UpM gemessen. Bei den letzten drei Zubereitungen wurde bei 60 UpM gemessen.
Tabelle 2
Ansatz Cellulose- Art Viskosität
Derivate %
(Gew./Vol.) mPa - s
Hydroxypropyl-methyl-cellulose 4 100
Hydroxypropyl-methyl-cellulose 44 000
10 ^ ' " Hydroxypropyl-methyl-cellulose 80 000
Hydroxybutyl-methyl-cellulose 91 000
Hydroxypropyl-methyl-cellulose 2 300
15 F 0,5 Hydroxypropyl-methyl-cellulose 3 000
Hydroxybutyi-methyl-celluiose 3 lOO
Bei diesen Zubereitungen besaß die in Ansatz A angewandte Hydroxypropyl-methyl-cellulose 28 bis 30% 211 Methoxyl- und 7 bis 12% Hydroxypropylgruppen und einen thermischen Gelpunkt von 55 bis 6O0C; diejenige der Ansätze B und E enthielt 27 bis 30% Methoxyl- und 4 bis 7,5* HydroxypropylgruppeiT und efnen thermischen Gelpunkt von 60 bis 65° C und diejenige der Ansätze C und F 19 bis 24% Methoxy-, 4 bis 12% Hydroxypropylgruppen und einen thermischen Gelpunkt von 85° C.
Die Hydroxybutyl-methyl-cellulose der Ansätze D und G enthielt 17 bis 33% Methoxy- und 2 bis 13% 2* Hydroxybutylgruppen.
A 1,0
B 1,0
C 1,0
D 1,0
E 0,5
F 0,5
G 0,5

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Pumpfähige Xanthan-Gumml-Suspenslon, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Suspensionsmedium Alkohol oder ein Alkohol-Wasser-Gemisch, wobei der Wassergehalt 20 bis 40% (Vol./Vol.) beträgt, 0,25 bis 2,0% (Gew /Vol.) Hydroxyalkyl-cellulose-Derivat der Formel
R-O-R"-OH
wobei R die Cellulose-Hauptkette und R" eine gerade oder verzweigte Alkylgruppe mit J bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet und 20 bis 50% (Gew./Vol.) Xanthan-Gumml, umfaßt.
2. Suspension nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Hydroxyalkyl-cellulose 0,5 bis 1% (Gew./Vol.) beträgt.
3. Suspension nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydroxyalkyl-cellulose-Derivat Hydroxypropyl-cellulose, Hydroxypropyl-methyl-cellulose und/oder Hydroxybutyl-methyl-cellulose Ist.
4. Verfahren zur Herstellung der Suspension nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man 20 bis 50% (Gew./Vol.) Xanthan-Gumml und 0,25 bis 2,0% (Gew./Vol.) Hydroxyalkyl-cellulose-Derivat in Alkohol oder einem Alkohol-Wasser-Lösungsmlttelsystem suspendiert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst das Hydroxylalkyl-cellulose-Derivat mit dem Wasser vermischt und anschließend das Xanthan zugibt.
DE2549183A 1974-11-04 1975-11-03 Pumpfähige Xanthangummi-Suspension und Verfahren zu deren Herstellung Expired DE2549183C2 (de)

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