DE2725069C2

DE2725069C2 - Modifizierte Polysaccharide und ihre Anwendung

Info

Publication number: DE2725069C2
Application number: DE19772725069
Authority: DE
Inventors: Allen I. New York N.Y. Laskin; Lars A. Morganville N.J. Naslund
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1977-05-09
Filing date: 1977-06-03
Publication date: 1986-08-07
Also published as: DE2725069A1; JPS53139794A

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen in Stufe (c) für eine Zeit von etwa 1 bis etwa 300 Min. durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganisches Salz Natriumchlorid, Calciumchlorid und/oder Mischungen aus Natrium und Calciumchlorid verwendet werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen in den Stufen (b) und (c) auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis etwa 180° C erfolgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Salz in der wäßrigen Lösung in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% verwendet wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Heteropolysaccharid aus der Verfahrensstufe (c) zur Erzielung einer verhältnismäßig reinen und im wesentlichen zellfreien heteropolysaccharidhaltigen Zusammensetzung gefällt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verhältnismäßig reine, zellfreie modifizierte Heteropolysaccharid getrocknet wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heteropolysaccharidprodukt verwendet wird, das durch Fermentation von Bakterien der Species Xanthomonas compestris erhalten worden ist

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung verwendet wird, die eine wirksame Menge eines Biozids enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Biozid Natriumtrichlorphenolat, 2,2-Dibrom-3-nitrilpropionamid, 1 -(3-Chlorallyl)-3,5,7-triaza-1 -azonia-adamantanchlorid, Natrium-O-phenylphenolat, Mischungen von Natriumpentachlorphenolat und Natriumsalzen anderer Chlorphenole, Natrium-2-pyridin-thiol-l-oxid, Zink-2-pyridin-thiol-l-oxid, Mischungen von Natrium-2-pyridinthiol-l-oxid und 2,2-Dithio-bis-(pyridin)-l-oxid), Mischungen aus Natriumtrichlorphenolat und Methanol und/oder Formaldehyd- und Formalinlösungen verwendet.

II. Verfahren zur Gewinnung von öl aus unterirdischen Formationen, die durch mindestens eine Injektionsbohrung und mindestens eine Produktionsbohrung erschlossen sind, wobei eine wäßrige Lösung über

die Injektionsbohrung in die unterirdische Formation eingebracht wird und das Öl in der Formation in Richtung der Produktionsbohrung abgedrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung eine Lösung mit einem Gehalt an modifizierten Heteropolysacchariden nach den Ansprüchen 1 bis 10 ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von proteinhaltigen Materialien und/oder restlichen ganzen Bakterienzellen oder anderen Zellabfällen aus einem diese enthaltenden Heteropolysaccharidprodukt und zur Verbesserung der Filtrierbarkeit dieses Produkts, wobei das Heteropolysaccharidprodukt durch Baktcrienfermentation von Bakterien des Genus Xanthomonas hergestellt worden ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von öl aus unterirdischen ölführenden Formationen.

Heteropolysaccharide aus Bakterien des Genus Xanthomonas werden für viele Anwendungen eingesetzt.

Beispielsweise werden sie in vielen Lebensmitteln und Getränken oder als Suspendierhilfsmittel in vielen kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen verwendet Für solche Anwendungszwecke werden Polymere benötigt, die Lösungen mit großer Klarheit bilden und die nicht zu einer unerwünschten Verfärbung der Zubereitungen führen. Biopolymere werden aber auch als viskositätserhöhende Mittel für Wasser eingesetzt, das in ölführende unterirdische Formationen eingebracht wird. Ein derartiges viskoses Wasser verdrängt das öl 5 aus der Formation in den meisten Fällen schneller als bei Verwendung von Wasser, welches kein Polymer enthält Da ein Bedarf für ein schnell einspritzbares Biopolymer für ölgewinnungszwecke besteht, wird im folgenden hinsichtlich des Standes der Technik auf allgemeine Probleme der Gewinnung von öl aus unterirdischen Formationen, der Verwendung von Materialien zur Erhöhung der Viskosität des Wassers, welches zum Verdrängen des Öls aus solchen Lagerstätten benutzt wird und auf die Herstellung von viskositätserhöhende Mitteln, die schneller in derartige Formationen eingespritzt werden können, eingegangen.

Die Erkenntnis, daß die bei der Anfangsausbeutung von unterirdischen ölführenden Lagerstätten benutzten Techniken im allgemeinen es nur ermöglichen, daß ein geringer Anteil des ursprünglichen in solchen Lagerstätten vorhandenen Gesamtöls gewonnen wird, hat dazu geführt daß eine Anzahl von sekundären oder tertiären (verbesserten) Gewinnungsverfahren entwickelt wurde, die dazu dienen, die Produktion zu verbessern, nachdem die natürliche Energie der Lagerstätte weitgehend verbraucht ist. Am häufigsten wird das Wasserflutungsverfahren eingesetzt. Durch einfaches Einspritzen von Wasser in eine Untergrundlagerstätte durch eine oder mehrere Einspritzbohrungen unter hinreichendem Druck, um das Öl in Richtung der Produktionsbohrungen zu zwingen, die sich in einem gewissen Abstand von den Einspritzbohrungen befinden, kann ein Teil des Öls gewonnen werden, das inder Lagerstätte verbleibt, nachdem die Bohrungen aufgeführt haben, in wirtschaftlichem Maße zu fließen. Das Wasserflutungsverfahren ist sehr viel interessanter als andere verbesserte Gewinnungsprozesse von der durch Verdrängung funktionierenden Art, da das benutzte Wasser im allgemeinen zu geringen Kosten erhalten werden kann und auch nicht aus der Lagerstätte zurückgewonnen werden muß, um das Verfahren wirtschaftlich zu gestalten.

Trotz der offensichtlichen Vorteile des Wasserflutens als verbesserte Gewinnungstechnik, ergeben sich beim Vergleich mit anderen Verfahren gewisse Schwierigkeiten. Feldauswertungen haben gezeigt, daß die Wasserflutung zwar die Gewinnung von viel öl ermöglicht, das bei den sogenannten primären Gewinnungsverfahren nicht erhalten werden konnte, daß aber trotzdem beträchtliche Mengen Öl in der Lagerstätte nach dem Wasserfluten verbleiben. Der Hauptgrund hierfür scheint die Neigung des eingespritzten Wassers zu sein, durch die Teile der Lagerstätte zu »kriechen«, die den geringsten Widerstand bieten und auf diese Weise eine Menge des in der Lagerstätte vorhandenen Öls zu umgehen. Außerdem hat sich gezeigt, daß Kapillar- und Oberflächenkräfte die Verdrängung von beträchtlichen Mengen öl verhindern, die in jenen Teilen der Lagerstätte vorhanden sind, durch welche das Wasser zur Zeit wandert.

Grundlegende Untersuchungen über die Mechanismen, durch welche eine Flüssigkeit in einem porösen Medium eine andere verdrängt, haben gezeigt, daß die relativen Viskositäten der beiden Flüssigkeiten eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Wirksamkeit der Verdrängung spielen. Man kann zeigen, daß die Wirksamkeit der Verdrängung direkt mit dem Verhältnis der Viskosität der verdrängenden Flüssigkeit zu der der verdrängten Flüssigkeit verknüpft ist. öl hat normalerweise Viskositäten in der Größenordnung von 1 —2 cP bis zu 1000 cP oder mehr, und zwar in Abhängigkeit von der besonderen öllagerstätte, in welcher es gefunden wird. Andererseits ist die Viskosität von Wasser geringer als 1 cP unter den Bedingungen, die in den meisten unterirdischen ölführenden Lagerstätten vorliegen. Das Verhältnis der Viskosität von Wasser zu der des Öls ist daher niedrig, und man kann daher keine hohe Verdrängungswirksamkeit während verbesserter Gewinnungsverfahren unter der Verwendung von Wasser als Verdrängungsmittel erwarten.

Im Hinblick auf diese Wirkung des Viskositätsverhältnisses auf die Verdrängungswirksamkeit ist daher vorgeschlagen worden, daß man eine stärker viskose Flüssigkeit als Wasser während verbesserter Gewinnungsverfahren als Verdrängungsmittel verwenden sollte. Wirtschaftliche Überlegungen bedingen, daß die so verwendete Flüssigkeit eine wäßrige Lösung sein muß. Zur Herstellung solcher Lösungen sind bereits eine Vielzeit von Polymerverbindungen und anderen Dickungsmitteln vorgeschlagen worden. Versuche haben aber gezeigt, daß viele der hierzu vorgeschlagenen Materialien nicht brauchbar sind; obgleich sie zur Herstellung von relativ viskosen wäßrigen Lösungen verwendet werden können, fehlen ihnen andere notwendige Eigenschaften für ein zufriedenstellendes Viskositätserhöhendes Mittel für verbesserte Gewinnungsmethoden. Einige der in der Vergangenheit vorgeschlagenen Verbindungen sind verhältnismäßig teuer und müssen in solchen Konzentrationen eingesetzt werden, daß die Kosten die Anwendung verbieten. Darüber hinaus neigen Lösungen mancher dieser Substanzen dazu, die Porenräume von durchlässigen Felsen, die die meisten Öllagerstätten bilden, zu verstopfen und wären daher in der Anwendung unbefriedigend, selbst wenn ihr Einsatz wirtschaftlich tragbar wäre. Andere Verbindungen werden bei den Temperaturen in vielen unterirdischen Lagerstätten und bei Kontakt mit den Wänden der Lagerstätte und dem dort vorhandenen Wasser zersetzt, stark abgebaut oder ausgefällt. Wiederum andere Substanzen werden an den Felsoberflächen in den Lagerstätten in einem solchen Maße adsorbiert, daß jede erreichte Verbesserung der Viskosität fast unmittelbar nach der Einspritzung dieser Lösungen in die Einspritzbohrung verlorengeht.

In den vergangenen Jahren hat sich ein beträchtliches Interesse an mikrobiell hergestellten Polysacchariden ergeben. Eine Steigung des Interesses an diesen Entwicklungen ergab sich durch die Feststellung, daß bestimmte durch biochemische Synthese hergestellte Polysaccharide Eigenschaften aufweisen, die ihre Anwendung als Dickungsmittel für Wasser in verbesserten Gewinnungsverfahren der Petroleumindustrie erlauben. Es wurde festgestellt, daß durch Zusatz dieser Verbindungen zu Wasser- oder Salzlösung in geeigneten Konzentrationen viskose Lösungen entstehen, die unter den in unterirdischen öllagerstätten vorherrschenden Bedingungen relativ stabil sind. Durch Verwendung einer Lösung mit kontrollierter Viskosität anstelle des bei der Wasserflutung normalerweise verwendeten Wassers oder einer Salzlösung kann ein günstigeres Bewegungsverhältnis

zwischen dem in der Lagerstätte vorhandenen öl und der zur Verdrängung eingesetzten Flüssigkeit erreicht werden.

Die Neigung des Verdrängungsmittels, durch hochgradig durchlässige Sektionen der Lagerstätte zu kriechen, ohne das Ol von den weniger durchlässigen Sektionen zu verdrängen, wird stark herabgesetzt Viskositätskräfte, die normalerweise die Verdrängungswirksamkeit in Teilen der Lagerstätte, durch welche das Verdrängungsmittei zur Zeit gerade wandert verringern, werden leichter überwunden. Als Ergebnis dieser Wirkungen zeigt sich, daß die Verwendung von Wasser oder Salzlösung mit einem Gehalt an Polysaccharid-Dickungsmitteln im allgemeinen die Gewinnung von wesentlich größeren ölmengen während des Wasserflutei.s erlaubt, als bei Verwendung von Wasser oder Salzlösung allein.

ίο In der US-PS 33 05 016 wird ein besonders wirksames Polysaccharid zur Verwendung als Dickungsmittel während des Wasserflutens von ölfeldern beschrieben, und zwar das durch die Einwirkung von Bakterien des Genus Xanthomonas auf Zucker, Stärken, andere Kohlehydrate, Methanol, Äthanol oder Acetate entstandene Heteropolysaccharid. Studien und Vergleichsversuche mit diesem Material, einem Polymer, das im allgemeinen Mannose, Glucose, Glucuronsäure und Brenztraubensäure enthält, haben gezeigt, daß dieses Material eine wesentlich größere Dickungsfähigkeit als Dextran und ähnliche Polysaccharide aufweist und daher in deutlich geringeren Konzentrationen als diese anderen Verbindungen verwendet werden kann. Es ist sowohl in frischem Wasser als auch in Salzlösungen wirksam und weist eine ausgezeichnete hohe Temperaturstabilität auf. Es wird nicht wesentlich bei Berührung mit porösen Felsen und Wänden, wie sie im allgemeinen in ölführenden Lagerstätten angetroffen werden, niedergeschlagen und adsorbiert Für verbesserte Gewinnungsmethoden macht die Kombination aller dieser Eigenschaften die von Xanthomonas gebildeten Polysaccharide wesentlich interessanter als andere als Wasserverdickungsmittel eingesetzte Polysaccharide.

Eine Schwierigkeit, die bei der Verwendung von Xanthomonas Heteropolysacchariden als Viskositätsverstärker im Flutungswasser festgestellt wurde, ist ihre Neigung, die Formationen, in die sie eingespritzt werden, zu verstopfen. Dieses Verstopfungsproblem ist besonders ernst bei Lagerstätten, in denen die Salzkonzentrationen im Wasser hoch sind. Man glaubt, daß diese Neigungen das Ergebnis aus einem oder mehreren von verschiedenen Faktoren sind wie beispielsweise die Fällung, die eintritt, wenn Lösungen mit einem Gehalt an multivalenten Kationen in Formationen eingespritzt werden, die alkalische Materialien enthalten; Klumpen von nicht völlig solubilisiertem Polymer; noch verbliebenes proteinhaltiges Material und/oder restliche ganze Bakterienzellen oder andere Zellabfälle aus dem Fermentationsprozeß, in welchem die Heteropolysaccharide hergestellt wer-

Eine ganze Anzahl von Vorschlägen ist bereits gemacht worden, die Beschränkungen der Einspritzbarkeit und/oder der Stabilität und Klarheit dieser Biopolymerlösungen zu überwinden. In der US-PS 33 55 447 wird beispielsweise vorgeschlagen, eine wäßrige Lösung der Heteropolysaccharide unter leicht alkalischen Bedingungen bei mäßigen Temperaturen bis zu 80° C für eine bestimmte Zeitspanne zu erwärmen. Die Lösung wird anschließend gekühlt und filtriert. Dieses Verfahren ist im wesentlichen eine Pasteurisation, die eine gewisse Wirkung zeigt, das Verderben von Heteropolysaccharidlösungen über eine bestimmte Zeitspanne zu verringern. Die so entstehende Lösung zeigt aber keine eindeutig verbesserte Einspritzeigenschaft.

In der US-PS 35 91 578 wird ein anderes Verfahren zum Verbessern der Viskosität wäßriger Lösungen von Heteropolysacchariden, insbesondere Lösungen in salzsaurem Medium und Lösungen in verschiedenen salz- oder säurehaltigen Medien vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird die Nährflüssigkeit nach der Fermentation auf Temperaturen von etwa 80 bis etwa 130°C während einer Zeit von 10—120 Minuten und bei einem pH von 63—6,9 erwärmt. Die Patentschrift gibt allerdings nicht an, daß die hitzebehandelten Heteropolysaccharide die erfindungsgemäßen Einspritzeigenschaften aufweisen.

Ein Verfahren zum Klären von Heteropolysaccharidlösungen ist in der US-PS 37 11 462 beschrieben. Bei diesem Verfahren werden bakterielle Zellbestandteile von den wäßrigen Lösungen der Heteropolysaccharide dadurch entfernt, daß die Lösungen mit einem Montmorillonitton in Berührung gebracht werden, um Zellbestandteile zu adsorbieren. Falls nicht bereits in der Lösung vorhanden werden ein- oder zweiwertige Salze zugesetzt, und die Lösung wird mit einem Ton als Coagulanz vermischt, um den Ton auszuflocken und hieran die Zellbestandteile zu adsorbieren, wonach diese schließlich mechanisch aus der geklärten Lösung entfernt wird.

Dieses Verfahren verbessert die Klarheit von Heteropolysaccharidlösungen, allerdings wird die Einspitzbarkeit nicht deutlich verbessert.

In der US-PS 37 29 460 wird ein anderer Vorschlag für die Probleme der Klarheit und Fließfähigkeit gemacht. Bei diesem Verfahren werden die Heteropoiysaccharide bei erhöhten Temperaturen (bis zu 12Ü°C) und unter alkalischen Bedingungen, vorzugsweise in einem pH-Bereich von 11,2—12,8, behandelt. Es wird beschrieben, daß durch dieses Verfahren Klarheit und Fließfähigkeit der Heteropolysaccharidlösung verbessert wird. Lipton (Lipton, »Improved Injectability of Bioplymer Solutions«, SPE paper 5099, veröffentlicht auf dem 49. jährlichen Herbsttreffen der Society of Petroleum Engineers of AlME, Houston, Texas, 6.-9. 10.1974) hat berichtet, daß das in dem Patent berichtete Verfahren die Probleme der Einspritzbarkeit nicht vollständig löst und das Verfahren nur schlecht zu reproduzieren ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß in der auf den gleichen Erfinder wie die US-PS 37 29 460 zurückgehenden US-PS 32 43 000 offenbart ist, daß die Herstellung einer viskosen wäßrigen Mischung von Heteropolysacchariden erhalten von Bakterien der Species Xanthomonas campestris bekannt ist.

Eine neuere Entwicklung wird in der US-PS 38 01 502 beschrieben, wonach Heteropolysaccharide zur Verwendung als Viskositätserhöher beim Wasserfluten hergestellt werden durch Zugabe von 0,05—5 Gewichtsprozent mindestens eines Zusatzstoffes aus der Gruppe der Alkohole, Phenole, Ketone oder nichtionischer Tenside zu dem abschließenden Fermentationsprodukt, welches die Heteropolysaccharide enthält, woran anschließend Lösung oder Dispersion mit den Heteropolysacchariden zur Erhöhung der Viskosität auf den gewünschten Grad erwärmt wird. Es wird angegeben, daß die Heteropolysaccharide in Wasser- oder Salzlösung gelöst oder

dispergiert werden können und daß anschließend die so hergestellte Lösung oder Dispersion mit Alkohol, Ketonen, Phenol oder nichtionischen Tensiden erhitzt wird.

Die Patentschrift enthält aber keine Lehre dahingehend, daß das beschriebene Verfahren oder eine Modifikation desselben dazu dienen könnte, die Abtrennung von Bakterienzellen, Zellabfällen und proteinhaltigen Materialien von dem Heteropolysaccharid zu erleichtern. Außerdem ist in der Patentschrift nicht angegeben, daß auf die offenbarte Weise ein Heteropolysaccharid mit verbesserten Einspritzeigenschaften hergestellt werden kann.

Schließlich betrifft die US-PS 37 73 752 ein Verfahren zur Gewinnung von Polysacchariden aus einer Heteropolysaccharidlösung, die durch Fermentation von Kohlehydraten durch Einwirkung von Bakterien des Genus Xanthomonas hergestellt worden ist, bei dem die Heteropolysaccharidlösung mit einer wäßrigen Lösung eines Alkalimetallsalzes verdünnt wird, so daß eine verdünnte Lösung mit einer Viskosität von etwa 10 bis 2OcP erhalten wird, die verdünnte Lösung koaguliert und filtriert wird und das die mikrowellen Polysaccharide enthaltende Filtrat gewonnen wird. Die Konzentration des Xanthan-Biopolymeren liegt bei diesem Verfahren berechnend anhand der Viskositätsdaten im Bereich von 500 bis 1000 ppm. Diese Konzentrationen sind so niedrig, daß die Handhabung von großen Lösungsvolumina unvermeidlich wird und die damit verbundenen t5 Kosten und Schwierigkeiten nicht unberücksichtigt bleiben können. Die höchste für die Koagulierungsstufe angegebene Temperatur beträgt 95° C. Ferner ist angegeben, daß die Salzlösung, die der Fermentationsbrühe zugesetzt wird. Natriumchlorid, Calciumchlorid, Natriumbromid und ähnliche sowie deren Mischungen enthalten kann. Es findet sich jedoch keine klare Lehre dahingehend, wie hoch die Salzkonzentration in der Brühe mindestens sein soll oder wie die Erwärmungszeit, die Erwärmungstemperatur und die Salzkonzentration aufeinander abgestimmt sein sollten, um eine Heteropolysaccharidlösung desjenigen Typs zu erhalten, wie er erfindungsgemäß angestrebt und beansprucht wird. Schließlich besteht ein zwingendes Merkmal des Verfahrens gemäß US-PS 37 73 752 darin, daß man die verdünnte Fermentationsbrühe koaguliert durch Zusatz eines Koagulierungsmittels, insbesondere Alaun. Das man auch ohne Zusatz des Koagulierungsmittels eine Heteropolysaccharid-Lösung mit den erfindungsgemäß erzielbaren Eigenschaften erhalten kann, kann dieser Druckschrift jedoch nicht entnommen werden.

In der US-PS 37 73 752 ist zwar angegeben, daß »die resultierende Lösung klar war und als Viskositätserhöher in einem sekundären Ölgewinnungsverfahren brauchbar war«. Es werden aber weder Angaben bezüglich der Viskosität der behandelten Lösung noch der Einspritzbarkeit (d. h. der Leichtigkeit des Durchgangs durch ein poröses Medium ohne Verstopfung) gemacht. Es ist jedoch gerade wesentlich, daß eine Zusammensetzung mit keinem signifikanten Viskositätsverlust aber einer ausgeprägten Verbesserung der Einspritzbarkeit erhalten wird.

Es besteht daher ein echtes Bedürfnis für ein Verfahren zur Herstellung von Heteropolysacchariden aus Xanthomonas, die leicht gefiltert und von der Lösung vorliegenden Zellbestandieilen wie Bakterienzellen und proteinhaltigem Material getrennt werden können. Außerdem besteht ein Bedürfnis für ein Heteropolysaccharid, das in ein poröses Medium wie ölführende Sandsteinformationen eingespritzt werden kann und welches zu Lebensmitteln oder pharmazeutischen Zubereitungen zugesetzt werden kann, ohne die Klarheit solcher Zubereitungen merklich zu verändern oder sie zu verfärben.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß .

(a) eine wäßrige Lösung hergestellt wird, die etwa 200 bis etwa 30 000 ppm, bezogen auf das Gewicht, des Heteropolysaccharidprodukts und mindestens etwa 0,5 Gew.-% mindestens eines anorganischen Salzes zur Erzielung einer salzhaltigen Heteropolysaccharidlösung enthält,

(b) diese salzhaltige Heteropolysaccharidlösung auf eine Temperatur von mindestens etwa 100⁰C erhitzt wird,

(c) die salzhaltige Heteropolysaccharidlösung bei einer Temperatur von mindestens etwa 100°C für eine ausreichend lange Zeit zum Verbessern der Einspritz- und Filtrierbarkeitseigenschaften, aber nicht so lange, daß die viskositätsverbessernden Eigenschaften des salzhaltigen wärmebehandelten Heteropolysaccharids wesentlich beeinträchtigt werden, gehalten wird und

(d) die proteinhaltigen Materialien und/oder restliche ganze Bakterienzellen oder andere Zellabfälle aus dem salzhaltigen und wärmebehandelten Heteropolysaccharidprodukt entfernt bzw. davon abgetrennt werden, so daß ein modifiziertes Heteropolysaccharid erhalten wird, das einer wäßrigen Testlösung mit einem Gehalt von 2 Gew.-% NaCl und 0,2 Gew.-% CaCl₂ eine Viskosität von mindestens 4,0 cP, gemessen in einem Brookfield-Viskosimeter mit einem UL-Adapter bei 50 Upm und 25° C, verleiht, wenn es der Testlösung in einer Konzentration von ungefähr 600 ppm, bezogen auf das Gewicht, zugesetzt wird, und das eine solche Filtrierbarkeit verleiht, daß mehr als 1000 ml einer anderen wäßrigen Testlösung mit einem Gehalt von 8,8 Gew.-°/o Salz, bestehend aus NaCl und CaCb in einem 10 :1-Gewichtsverhältnis, bei einer Konzentration des modifizierten Heteropolysaccharids von ungefähr 600 ppm, bezogen auf das Gewicht, ohne Verstopfung durch einen Filter der Marke Millipore mit einem Durchmesser von 13 mm und einer Porengröße von 5 μπι bei einem konstanten Druckabfall von etwa 0,073 kg/cm² durchlaufen.

Die erfindungsgemäß hergestellten modifizierten Heteropolysaccharide zeichnen sich auch dadurch aus, daß sie einer wäßrigen Testlösung mit einem Gehalt an 2 Gewichtsprozent NaCl und 0,2 Gewichtsprozent CaCb bei etwa 22⁰C eine effektive Viskosität von weniger als 5 verleihen, wenn die Testlösung mit dem modifizierten Heteropolysaccharid in einer Konzentration von etwa 600 ppm, bezogen auf das Gewicht, versetzt und durch einen Filter mit einer Porengröße von 1 Mikron geschickt wird. Die »effektive Viskosität« wird definiert als das Verhältnis der normalisierten Neigung der Druckabfall-Rießratenkurve bei einer vorgegebenen Filtergröße für die Testiösung mit einem Gehalt an Salzen und Heteropolysacchariden, dividiert durch die Neigung der Kurve

für destilliertes Wasser unter den gleichen Versuchsbedingungen. Die effektive Viskosität normalisiert die
gemessenen Druckabfallwerte, um Differenzen aufgrund der Unterschiede in der Zahl der Filterporen und der
Filterporengeometrie zu entfernen. Ein deutlich höherer Wert für die effektive Viskosität einer Lösung mit
Heteropolysacchariden verglichen mit dem Wert, der beim Durchfließen einer zweiten Lösung durch den
gleichen Filter erzielt wird, zeigt an, daß die erste Lösung Heteropolysaccharide mit einer größeren durchschnittlichen Partikelgröße als die Heteropolysaccharide in der zweiten Versuchslösung enthält.

Der oben beschriebene Filtrierbarkeitstest ist auch eine Möglichkeit, die verbesserten Einspritzeigenschaften
der erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysaccharide zu beschreiben, insbesondere wenn die modifizierten Heteropolysaccharide bei der Gewinnung von öl aus unterirdischen Formationen eingesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Gewinnung von öl aus unterirdischen Formationen,
die durch mindestens eine Injektionsbohrung und mindestens eine Produktionsbohrung erschlossen sind, wobei
eine wäßrige Lösung über die Injektionsbohrung in die unterirdische Formation eingebracht wird und das öl in
der Formation in Richtung der Produktionsbohrung abgedrängt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die
wäßrige Lösung eine Lösung mit einem Gehalt an modifizierten Heteropolysacchariden nach den Patentansprü- j|

chen 1 bis 10 ist. §

j Heteropolysaccharide, die der oben beschriebenen Hitzebehandlung in Salzlösung unterzogen wurden, sind ¥ leichter von Zellbestandteilen in der Lösung wie Bakterienzellen und proteinhaltigem Material durch Filtration v, oder durch andere Trennungsverfahren abzutrennen. Die hitzebehandelten salzhaltigen Heteropolysaccharide
sind physikalisch verschieden von Heteropolysacchariden, die einem solchen Verfahren nicht unterzogen wur- c den. Die Versuche zeigen, daß die Behandlung zu einer Verringerung der durchschnittlichen Teilchengröße '

führt. ;;

Die in einer Salzlösung der Hitzebehandlung unterzogenen und von den Überresten in der Heteropolysaccha- ί

ridlösung befreiten Heteropolysaccharide können in wäßriger Lösung zur Gewinnung von öl aus unterirdischen <v Formationen eingesetzt werden. Diese Lösungen können in solche Formationen eingespritzt werden, ohne ein :', wesentliches Verstopfen des porösen Mediums zu verursachen. Die erfindungsgemäßen Heteropolysaccharide

können aber auch in Lebensmitteln, Getränken, Kosmetika, pharmazeutischen Zubereitungen oder ähnlichem ,' verwendet werden. |t

Außer in dem oben beschriebenen charakteristischen Verhalten zeigen die erfindungsgemäßen modifizierten || Heteropolysaccharide Unterschiede zu nativen, nicht modifizierten Heteropolysacchariden wie sie von Bakte- '1|

rien des Genus Xanthomonas gebildet werden hinsichtlich der folgenden Eigenschaften: £<

A. Ausgewählte mikroskopische Aufnahmen von einzelnen Molekülen zeigen, daß die nativen nicht modifi- |- zierten Heteropolysaccharidmoleküle etwa 2— ΙΟμπι lang und etwa 4 nm dick und unverzweigt sind, ;| während die Moleküle der modifizierten Heteropolysaccharide nur etwa 1 —2 μίτι lang sind, aber 4 nm dick g bleiben. Das heißt in anderen Worten, daß die Einzelmoleküle der modifizierten Heteropolysaccharide ;' kürzer sind als native, nicht modifizierte Heteropolysaccharide.

B. Die Sedimentation in der Ultrazentrifuge zeigt, daß für native, nicht modifizierte Heteropolysaccharide der ν durchschnittliche Sedimentationscoefficient etwa 16-2OxIO-'³ Sekunden beträgt, während die modifi- Ij zierten Heteropolysaccharide einen durchschnittlichen Sedimentationscoefficienten von weniger als etwa |i 15,5 χ 10-¹³ Sekunden und meist weniger als 12 χ 10~¹³ Sekunden aufweisen. Darüber hinaus zeigen mehr g

als 10 Gewichtsprozent der unmodifizierten nativen Heteropolysaccharide einen Sedimentationscoefficien- Ij

ten von über 25 χ 10"^l3 Sekunden, während die erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysaccharide g bei wesentlich weniger als 10 Gewichtsprozent des Materials einen Sedimentationscoefficienten von über J§ 25xlO-¹³Sekunden aufweisen. ||

C. iMernbranwanderungschromatogramrne, bei welchen die Heteropo'.ysaccharidmoleküle durch die Membra- jg nen der Marke Nuclepore mit bekannter Porengröße fließen, zeigen, daß die nativen unmodifizierten '■-■'■ Heteropolysaccharidmoleküle einen mittleren hydrodynamischen Durchmesser von 0,6 μΐη zeigen, während die erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysaccharidmoleküle einen hydrodynamischen Durchmesser von weniger als etwa 0,4 μπι zeigen, wobei viele Teilchen eine wesentlich kleinere Größe aufweisen.

D. Die chemische Zusammensetzung der erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysaccharide unterscheidet sich von den nativen, nicht modifizierten Heteropolysacchariden aus Xanthomonas im folgenden:

(i) Die Fällung der modifizierten erfindungsgemäßen Heteropolysaccharide durch Einwirkung von dreiwertigen Ionen wie Fe⁺³ oder durch Cetyltrirnethyl-amrnonium-bromid als Fällungsmittel in der Gegenwart von CaCb oder NaCh ist geringer als für native unmodifizierte Heteropolysaccharide bei

gleichem Gehalt an CaCb oder NaCI. Beispielsweise benötigen die modifizierten Heteropolysacchari- g

de weniger NaCl (als Schutzmittel gegen Fällungen) als für die nativen, nicht modifizierten Heteropoiy- S

saccharide bei gleichem Gehalt an Cetyl-trimethyl-ammoniumbromid als Fällungsmittel benötigt wird. Jf

Dieser Unterschied zeigt sich auch dadurch, daß wesentlich mehr FeCb für die Fällung der modifizier- ^:|;

ten Heteropolysaccharide als für native, nicht modifizierte Heteropolysaccharide bei gleichem Gehalt K).

an CaCb benötigt wird. Diese Ergebnisse lassen vermuten, daß die modifizierten Heteropolysaccharide >;?

weniger negativ geladene Gruppen je Längeneinheit aufweisen als die nativen nicht modifizierten von ||

Xanthomonas gebildeten Heteropolysaccharide. -|

(ü) Die modifizierten erfindungsgemäßen Heteropolysaccharide enthalten weniger Acetyl-Gruppen je £

Gramm des Heteropolysaccharids als native, nicht modifizierte Heteropolysaccharide, beispielsweise £j

etwa 10% weniger Acetyl-Gruppen je Gramm als bei den nativen Heteropolysacchariden. W.

(iii) Die modifizierten Heteropolysaccharide enthalten weniger Pyruvat-Gruppen je Gramm als native, ; (

nicht modifizierte Heteropolysaccharide, beispielsweise etwa 20% weniger Pyruvat-Gruppen je ?;

Gramm als die nativen Heteropolysaccharide. %

Aus allem ergibt sich, daß die modifizierten Xanthomonas Heteropolysaccharide nicht nur verbesserte Einspritzeigenschaften aufweisen, sondern auch chemisch und physikalisch in einer Weise verändert sind, die sie von nativen unmodifizierten Xanthomonas Heteropolysacchariden unterscheidet.

Die erfindungsgemäß hergestellten, modifizierten Heteropolysaccharide aus Bakterien des Genus Xanthomonas weisen einen größeren Anteil an Molekülen mit einem kleineren Molekulargewicht als die nativen nicht modifizierten Heteropolysaccharide auf, wie es sich aus elektronenmikroskopischen Aufnahmen, Sedimentationscoefficient bei der Ultra-Zentrifugation und Membranwanderungschromatogrammen ergibt. Eine andere wichtige Eigenschaft dieser modifizierten Heteropolysaccharide ist die relative Abwesenheit von Molekülen mit einem sehr hohen Molekulargewicht im Vergleich zu den nativen nicht modifizierten Heteropolysacchariden. Daraus ergibt sich, daß sie leicht in unterirdische Formationen in Form wäßriger Lösungen eingespritzt werden können und daß sie zu Nahrungsmitteln, Getränken, Kosmetika und pharmazeutischen Zubereitungen zugesetzt werden können, ohne diese zu verfärben oder ihre Klarheit wesentlich zu beeinträchtigen. Die erfindungsgemäß hergestellten Heteropolysaccharide sind das Ergebnis einer Behandlung mit Salzlösung und Wärme, die während des Herstellungsprozesses nach der Bildung der Heteropolysaccharide angewandt werden oder die gegebenenfalls auch auf trockene im Handel erhältliche Xanthomonas Heteropolysaccharide angewendet werden können. Das Verfahren kann in einer Fabrik, in der Xanthomonas Heteropolysaccharide hergestellt werden, oder auch auf den ölfeldern vor Einspritzen der Xanthomonas Heteropolysaccharidlösung in unterirdische Formationen zur Ölgewinnung angewendet werden.

Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der Heteropolysaccharide und die Behandlung mit Salzlösung und Wärme näher beschrieben.

Die erfindungsgemäß einsetzbaren Heteropolysaccharide sind Fermentationsprodukte, die aus der Einwirkung von Bakterien des Genus Xanthomonas aus Kohlehydrate entstehen. Beispiele dieser Bakterien sind Xanthomonas campestris, Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas malvacearum, Xanthomonas carotae, Xanthomonas translucens, Xanthomonas hederae, Xanthomonas papavericola, Xanthomonas begoniae und Xanthomo- nas incanae. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Produktion von Heteropolysacchariden ein charakteristischer Zug der Mitglieder des Genus Xanthomonas darstellt, daß aber andererseits bestimmte Xanthomonasarten derartige Heteropolysaccharide in besonderer Menge synthetisieren und dafür erfindungsgemäß geeigneter sind als andere. Besonders wirksam und daher bevorzugte Spezies sind Xanthomonas camestris, Xanthomonas begoniae und Xanthomonas incanae.

Zahlreiche Kohlehydrate können durch Xanthomonasarten unter Bildung von Heteropolysacchariden fermentiert werden. Geeignete Kohlehydrate sind beispielsweise Glucose, Saccharose, Fructose, Maltose, Lactose, Galactose, lösliche Stärke und ähnliches. Da die Kohlehydrate nicht in reinem Zustand vorliegen müssen, können Rohprodukte mit einem hohen Kohlehydratgehalt verwendet werden. Beispiele hierfür sind Rohzucker, rohe Melasse und ähnliches. Nicht gereinigte Kohlehydratquellen wie eben diese sind meist weniger teuer als gereinigte Produkte und werden daher vorzugsweise eingesetzt.

Die Heteropolysaccharide werden meist aus den oben beschriebenen Kohlehydraten hergestellt, indem man ein wäßrige Fermentationsmedium mit einem Gehalt von etwa 1 —5 Gewichtsprozent eines geeigneten Kohlehydrates, etwa 0,01—0,5 Gewichtsprozent Dikaliumhydrogenphosphat und etwa 0,1 — 10 Gewichtsprozent Nährstoffe einschließlich organischer Stickstoffquellen und geeignete Spurenelemente verwendet. Dis eingesetzten Nährstoffe sind meist Nebenprodukte wie beispielsweise lösliche Produkte aus der Alkoholfabrikation. Besonders günstige Ergebnisse lassen sich mit einer Mischung mit einem Gehlat an 2 Gewichtsprozent Rohzukker, 0,1 Gewichtsprozent Dikaliumhydrogenphosphat und 0,5 Gewichtsprozent einer als »Stimuflav« genannten _ Mischung erzielen. Selbstverständlich können auch Fermentationsmedien mit einem Gehalt an anderen Be-

standteüen sehr wirksam sein, wenn die Bestandteile in etwas anderen Mengenverhältnissen eingesetzt werden.

Bei der Fermentation wird zuerst ein Medium von der oben beschriebenen Art sterilisiert und dann mit Organismen des Genus Xanthomonas angeimpft Das Fermentationsmedium wird hergestellt, indem man eine Kohlehydratquelle wie Rohzucker, Wasser, eine Stickstoffquelle und einen Puffer in einem geeigneten Mischtank mischt. Das Fermentationsmedium wird dann aus dem Mischtank mit Hilfe geeigneter Leitungen und Ventile abgezogen und in eine Sterilisationseinheit eingepumpt. Eine typische Sterilisationseinheit kann beispielsweise ein Kessel sein, der mit einem elektrischen Heizgerät oder einer ähnlichen Vorrüstung versehen ist, und in dem das Fermentationsmedium auf eine Temperatur von etwa 95° C bis 135° C aufgeheizt und bei dieser Temperatur für die Zeitspanne von etwa 2 bis 5 Minuten oder länger belassen werden kann. Höhere Temperaturen und längere Verweilzeiten können, falls erwünscht, eingesetzt werden, aber im allgemeinen sind die angegebenen Temperaturen und Zeiten ausreichend, um alle in dem Fermentationsmedium vorhandenen Bakterien abzutöten und es steril zu machen. Das sterile Fermentationsmedium wird dann abgezogen und in eine Kühleinheit überführt, um die Temperatur des Mediums auf einen Bereich zwischen 24 und 38° C, vorzugsweise zwischen 24 und 30° C, abzukühlen. Das gekühlte sterile Medium wird dann in den Fermentationskessel eingebracht

In den Fermentationskessel wird dann eine Impfmenge an Xanthomonasorganismen eingebracht, um die Fermentation zu bewirken. Die Impfmenge wird in einem präparierten Tank hergestellt, der mit einem Rührer versehen ist. Die Impfmenge stellt man her, indem man den Bakterien erlaubt, auf einer geringen Menge des vorher in dem präparierten Tank durch Einblasen von Dampf sterilisierten Fermentationsmediums zu wachsen. Die für das Wachstum der Bakterien benötigte sterilisierte Luft wird ebenfalls in den Präpariertank eingeführt Die zur Impfung vorgesehene Menge wird während der Inkubationszeit leicht gerührt. Die Geschwindigkeit, mit der sich das Wachstum vollzieht, wird kontrolliert, um einen ständigen Vorrat für die Verwendung im Hauptfermentationsprozeß zu halten. Die so vorbereitete Impfmenge wird dann zusammen mit dem Fermentationsmedium in einen Fermentationskessel eingebracht

In den Fermentationskessel wird sterilisierte Luft eingeführt, um die für die Fermentation des sterilen Me-

diums durch die Bakterien notwendige aerobe Bedingung zu erzeugen. Im unteren Teil des Fermentationskessels wird eine Verteilungsplatte mit Düsen oder eine ähnliche Vorrichtung angebracht, um einen wirksamen Kontakt zwischen der Luft und dem Fermentationsmedium sicherzustellen. Ein leichtes Rühren kann durch bestimmte Vorrichtungen wie beispielsweise einen Propellerrührer, der sich im Hauptfermentationskessel befindet, erzeugt werden. Der pH-Wert der Lösung während der Fermentation wird im allgemeinen zwischen etwa 6 und 7,5 durch Zugaben geeigneter Basen wie Natriumhydroxyd oder eines Puffers wie Dikaliumhydrogenphosphat gehalten. Die Kontrolle des pH-Wertes führt im allgemeinen zu wesentlich höheren Ausbeuten an Heteropolysacchariden, da dadurch saure Nebenprodukte der Fermentation, die die Fermentation kurz vor der Beendigung abstoppen könnten, kontrolliert werden.

Die Fermentation wird meist während einer Zeitspanne von 2—3 Tagen oder langer durchgeführt. Am Ende dieser Zeit bildet sich eine wäßrige Lösung von Heteropolysacchariden durch die Einwirkung der Bakterien auf den Zucker. Diese Lösung enthält meist etwa 0,5—3 Gewichtsprozent der Heteropolysaccharide und hat meist eine Viskosität zwischen etwa 500 und 50 000 cP.

Die so hergestellten Heteropolysaccharide sind die nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharide, auf die bereits Bezug genommen wurde.

Bisher wurde die übliche Fermentationsreaktion von Bakterien des Genus Xanthomonas auf Kohlehydraten beschrieben. Der Fachmann wird aber erkennen, daß andere Kohlenstoffcjuellen als Kohlehydrate benutzt werden können. Derartige Kohlenstoffquellen sind beispielsweise Methanol, Äthanol, Acetate und paraffinische Kohlenwasserstoffe in reinem oder rohem Zustand wie Kerosin.

Die Behandlung mit Salzlösung und Wärme kann an einer solchen Fermentationsbrühe oder auch an jeder anderen Stufe des Herstellungsverfahrens nach Bildung der Heteropolysaccharide, d. h. also der nativen unmodifizierten Heteropolysaccharide durchgeführt werden. Der Salzgehalt der Lösung wird so eingestellt, daß sich eine Salzkonzentration von etwa 0,5 Gewichtsprozent oder höher ergibt. Aus bislang noch nicht bekannten Gründen schützen diese Salze die Heteropolysaccharide vor der Zersetzung durch Hitze während der Wärmebehandlung. Es hat sich herausgestellt, daß so geringe Salzkonzentrationen wie 0,5 Gewichtsprozent wirksam sind, obgleich im allgemeinen Salzkonzentrationen in der Größenordnung von 2 Gewichtsprozent bevorzugt werden. Höhere Salzkonzentrationen bis zur Löslichkeitsgrenze des Salzes in der Fermentationsbrühe beeinträchtigen die Lösung nicht. Allerdings können Salzkonzentrationen im Überschuß über die Löslichkeitsgrenze natürlich die Trennung der Heteropolysaccharide von anderen Bestandteilen der Fermentationslösung beeinträchtigen. Im allgemeinen wird daher der Salzgehalt auf unter 10 Gewichtsprozent belassen, um ein Ausfällen anorganischer Salze und Phasentrennung der Fermentationslösung zu verhindern.

Die verwendete Salzlösung kann eine Reihe von üblichen und preisgünstigen Verbindungen enthalten. Anorganische Salze mit Natrium, Calium, Magnesium, Calcium und Barium als Kationen und Chlorid, Phosphat, Carbonat, Bicarbonat und Phosphat als Anion sind geeignet. Allerdings werden Salze wie Natriumchlorid und Calciumchlorid im allgemeinen bevorzugt, da sie schnell erhältlich, verhältnismäßig preisgünstig und mit den meisten unterirdischen Formationen verträglich sind, was wichtig ist, wenn das Polymer für ölgewinnungszwekke eingesetzt werden soll. Das bei der Ausübung der Erfindung eingesetzte Salz sollte natürlich bei der Behandlungstemperatur bis zu der gewünschten Konzentration löslich und stabil sein. Die Salze sollten nicht stark korrosiv, toxisch oder für das Polymer in der Lösung schädlich sein. Wichtig ist, daß das Salz das Polymer vor der Zersetzung während des Erwärmens schützen kann. Der Fachmann wird durch einfache Viskositätsmessungen erkennen, ob einSalz diese Funktionen hinreichend erfüllen kann.

Während der Salz- und Wärmebehandlung wird die Heteropolysaccharidlösung während einer bestimmten Zeit und einer bestimmten Höhe der Wärmeenergie ausgesetzt Bei der praktischen Durchführung beträgt die Temperatur etwa 100—180⁰C und wird in diesem Bereich für eine Zeitspanne von etwa 1—300 Minuten gehalten. Das Erhitzen kann mit Hilfe von Dampfschlangen, Dampfeinpressung oder elektrische Heizvorrichtungen im Fermentationskessel oder in einem nachfolgenden Transportkessel erfolgen. Die Höhe der Temperatur und die Dauer der Wärmebehandlung sind natürlich voneinander abhängig. Wenn die Behandlungszeit verhältnismäßig kurz oder die Temperatur verhältnismäßig niedrig ist, sind die Filtrationseigenschaften der Heteropolysaccharide weniger günstig; andererseits, wenn die Behandlungsdauer verhältnismäßig lang oder die Temperatur relativ hoch sind, verringern sich die viskositätsverbessernden Eigenschaften der Heteropolysaccharide. Im weitesten Sinne sind daher die Höhe der Temperatur und die Dauer der Wärmebehandlung durch die Filtrierbarkeit des Produktes und die Viskositätseigenschaften miteinander verbunden. Die zwei Verfahrensvariablen — Temperatur und Zeit — könnten von einem Fachmann in einfacher Weise durch Prüfen der Filtrierbarkeit des Produktes und der Viskositätseigenschaften des Produktes eingestellt werden.

Gegebenenfalls kann die Heteropolysaccharidlösung entweder vor oder nach der Salz-Wärmebehandlung mechanisch geschert werden. Die Scherung kann in der Lösung üblicherweise durch einen mechanischen Rührer, durch Fließenlassen der Lösung durch eine Düsenplatte oder in anderer bekannter Weise erzeugt werden. Der Schervorgang ist nicht erfindungswesentlich, er hilft aber in der Sicherstellung, daß alle Bestandteile der Lösung völlig solubilisiert sind und hilft weiter in den nachfolgenden Behandlungen.

Nach Beendigung der Salz-Wärmebehandlung kann das rohe Heteropolysaccharid von den Bakterienzeilen durch Zentrifugieren oder Filtrieren, falls gewünscht, getrennt werden. Die Fällung mit Methanol, Äthanol, Isopropanol, Aceton oder ähnlichen Verbindungen erlaubt die Isolierung eines relativ sauberen Heteropolysaccharids. Dieser Schritt ist aber nicht notwendig bei der Herstellung der erfindungsgemäßen verbesserten Dickungsmittel und kann daher gegebenenfalls ausgelassen werden.

Nach Beendigung der Salz-Wärmebehandlung kann gegebenenfalls ein Bioeid zugesetzt werden. Die Zugabe eines Bioeides ist nicht erfindungsnotwendig, aber diese Zugabe schützt die Polymerlösung vor mikrobieller Zersetzung und verbessert die Lagerfähigkeit. Geeignete Bioeide sind in großer Zahl bekannt, beispielsweise gehören hierzu Natriumtrichlorphenolat, 2,2-Dibrom-3-nitril-propionamid, l-(3-Chlorallyl)-3,5,7-triaza-1-azo-

nia-adamantan-chlorid, Natrium-O-phenylphenolat, Mischungen aus Natrium-pentachloφhenolat und Natri- ^;τ^;

umsalzen anderer Chlorphenole, Natrium-2-pyridin-thiol-l-oxid, Zink-2-pyridin-ihiol-l-oxid, Mischungen aus _;

Natrium-2-pyridin-thic-l-l-oxid und 2^-Dithio-bis-(pyridin-l-oxid), Mischungen aus Natriumtrichlorphenolat %

und Methanol, Formaldehyd und Formalinlösungen. .S

Wenn das verwendete Bioeid hitzestabil ist und den besonderen Bedingungen der Salz-Wärmebehandlung 5 ?;] widerstehen kann, kann es gegebenenfalls auch zu der Heteropolysaccharidlösung vor der Wärmebehandlung s|

zugesetzt werden. Gegebenfalls kano das Bioeid auch zugemischt werden, nachdem die Heteropolysaccharidlö- l|

sung nach Beendigung der Wärmebehandlung in einer geeigneten Weise verdünnt worden ist ßl

Die Wärmebehandlung in einer Salzlösung mit anschließender Filtration kann als Verfahrensschritt bei der Q

Herstellung von handelsüblichen Heteroporysacchariden eingesetzt werden, oder es können handelsübliche 10 | Heteropolysaccharide hergestellt und diese dann dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden. £

Das handelsübliche Heteropolysaccharid wird in einer Konzentration von 200—30 000 ppm in destilliertem Wasser gelöst und mit 0,5—10 Gewichtsprozent Salzen versetzt Diese Lösung wird dann auf Temperaturen zwischen etwa 100—180° C für eine Zeitspanne von 1—300 Minuten erwärmt Die Heteropolysaccharidlösung kann dann einer mechanischen Trennung zur Entfernung eines noch vorhandenen restlichen Materials wie Klumpen von unvollständig solubilisiertem proteinhaltigem Restmaterial der Heteropolysaccharide und der restlichen ganzen Bakterienzellen oder anderen Zellbestandteilen unterworfen werden.

Die obige Beschreibung bezieht sich auf ein bestimmtes Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Dickungsmittels und wird nicht durch die Beschreibung bestimmter Materialien und Apparate begrenzt Das Verfahren wird meist als Chargenverfahren durchgeführt; es kann aber ebenfalls als kontinuierliches Verfahren eingesetzt werden, in dem man kontinuierlich ein steriles Medium in den Fermentationskessel einführt, die Fermentationsbrühe abzieht, die Hitzebehandlung mit Hilfe eines Durchflußhitzeaustausches bei geeigneten Verweilzeiten durchführt und andere geringe Modifikationen des Verfahrens anwendet. Bestückung mit Instrumenten, Dampfleitungen und anderen in einem solchen Verfahren üblichen Einzelheiten sind nicht im Detail beschrieben worden. Derartige Einzelheiten sind dem Fachmann bekannt und brauchen nicht ausführlich beschrieben zu werden, damit die Erfindung verstanden werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einer Reihe von Experimenten näher erläutert, bei denen die erfindungsgemäß hergestellten Polysaccharide untersucht wurden, um ihre Wirksamkeit, insbesondere im Vergleich mit anderen Dickungsmitteln, zu bestimmen. Aus Gründen der Klarheit und zur Vermeidung von Verfahrensvariablen sind die in den nachfolgenden Beispielen beschriebenen Versuche mit Heteropolysacchariden ausgeführt worden, die nach den Lehren des Standes der Technik hergestellt wurden. Die in den Versuchen in den beschriebenen Beispielen verwendeten Heteropolysaccharide sind in der Hauptsache käufliches Material und zeigen damit die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Salz-Wärmebehandlung auf ein solches handelsübliches Produkt Für den Fachmann versteht es sich aber von selbst, daß die Lehren der beispielhaften Versuche in gleicher Weise auf die Behandlung der Fermentationsbrühe, wie bereits beschrieben, angewendet werden können.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die Salz-Wärmebehandlung an einem im Handel erhältlichen Heteropolysaccharid beschrieben.

Das Heteropolysaccharid und ein Bioeid wurden in zwei Litern Wasser gelöst. Das Heteropolysaccharid wurde in einer Konzentration von 3000 ppm eingesetzt. Das Bioeid war ein Trichlorphenol in einer Alkohol-Wasser-Lösung.

Das Bioeid wurde in einer Konzentration von 200 ppm eingesetzt. Wie ausgeführt wird, ist das Bioeid nicht erfindungswesentlich, es schützt allerdings das Heteropolysaccharid vor der Zersetzung und verbessert die Lagerfähigkeit

Die Mischung wurde durch Rühren mit einem Magnetrührer während einer Zeit von 18 oder mehr Stunden sorgfältig hydratisiert. Nach dieser Hydratation wurde die Salzkonzentration der Lösung auf etwa 2,2 Gewichtsprozent durch Zugabe von 40 Gramm Natriumchlorid und 4,0 Gramm Calciumchlorid erhöht. Die salzhaltige Heteropolysaccharidlösung wurde dann weitere 2 Stunden mit dem Magnetrührer gerührt, um eine völlige Lösung der zugesetzten Salze sicherzustellen. Die Lösung wurde dann in zwei 500-ml-Chargen zum leichteren Behandeln aufgeteilt und einer Scherung durch Einsetzen der Chargen in einen Mischer bei 19 000Upm für 3 Minuten unterworfen. Das Scheren ist nicht erfindungswesentlich, es hilft aber, sicherzustellen, daß alle Komponenten der Lösung vollständig solubilisiert sind.

Die gescherten Proben wurden dann in einem Autoklaven mit Wärme behandelt. Bei dieser Wärmebehandlung wurde eine b00-ml-Charge in eine Flasche eingebracht, die dicht mit einer Aluminiumfolie und einer Kunststoffolie verschlossen wurde, und in einem Autoklaven für eine Stunde auf eine Temperatur von 121°C erhitzt.

Nach dem Erhitzen wurde die Flasche auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die Lösung wurde dann in Vakuum bei einem Druckabfall von 52 Torr durch einen AP 25 Millipore-Vorfiltrationsfilter mit einem Durchmesser von 47 mm vorfiltriert, um größere Einzelbestandteile zu entfernen. Die Lösung wurde dann nochmals eine Minute in einem Mischer bei 19 000Upm gemischt. Dann wurde die Lösung einer schrittweisen Filtration durch Vakuum-Filtrieren der Lösung (52 Torr) durch eine Reihe von 4 Millipore-Filtern unterworfen. Die hierbei verwendeten Millipore-Filter hatten alle einen Durchmesser von 47 mm und eine durchschnittliche Porengröße von 1,2,0,8,0,65 und 0,45 Mikron. Die filtrierte Lösung wurde dann dazu verwendet, eine Heteropolysaccharidlösung mit einem Gehalt an 600 ppm Heteropolysaccharide und einem Gehalt an 8,8% Salzen herzustellen, indem eine Verdünnung im Verhältnis 1 :4 mit einer Lösung mit einem Gehalt an 9,5% Natriumchlorid und 0,95%

Calciumchlorid gemacht wurde. Anschließend wurde das Filtrat dorn Versuchungen zur Feststellung der Viskosität und der Einspritzbarkeit unterworfen. Die Viskositätsmessungen wurden auf einem Brookfield- Viskosimeter bei 25° C und 60 Upm unter Benutzung eines UL-Adapters durchgeführt. Die Filtrationsversuche wurden durch Durchfließenlassen der Proben in !-Liter-Chargen durch Millipore-Filter mit einem Durchmesser von 13 mm und Porengröße von 5 Mikron bei einem Druckabfall von 0,738 kg/cm² durchgeführt, um die Einspritzbarkeit, Fließgeschwindigkeit und den Gesamtdurchsatz zu messen.

Beispiel 2

ίο In diesem Beispiel wird die verbesserte Filtrierfähigkeit der einer Salz-Hitzebehandlung unterzogenen Heteropolysaccharide im Vergleich zu nicht erwärmten Heteropolysacchariden beschrieben. In Flaschen wurden 1,5 Gramm im Handel erhältliches Heteropolysaccharid (dasselbe wie in Beispiel 1) in 500 ml destilliertem Wasser gelöst und über Nacht bei Raumtemperatur auf einem magnetischen Schütteltisch gerührt, so daß sich ein Gehalt an 3000 ppm Heteropolysaccharide in den Flaschen ergab. Diese Konzentrate wurden mit 10 Gramm NaCI und 1,0 Gramm CaCl₂ versetzt und die Mischung zur Lösung der 2,2 Gewichtsprozent der Salze gerührt. Die Flaschen wurden dann mit Aluminiumfolie und Kunststoffolie fest verschlossen und im Autoklaven auf 121°C für verschieden lange Zeitspannen, wie in Tabelle 1 angegeben, erwärmt. Nach dem Erwärmen wurden die Raschen auf Raumtemperatur abgekühlt, und die Konzentrate mit einem Gehalt an 3000 ppm wurden 3 Minuten in einem Mischer bei 19 000 Upm geschert

Die gescherten Konzentrate wurden dann zur Herstellung von Lösungen mit einem Gehalt an 600 ppm Heteropolysaccharide und einem Gehalt an 8,8% Salzen benutzt, indem eine Verdünnung im Verhältnis 1 :4 mit Wasser mit einem Gehalt an 9,5% NaCl und 0,95 CaCl₂ hergestellt wurde. Die Lösungen mit einem Gehalt an 600 ppm wurden dann nacheinander im Vakuum durch AP 25 Millipore-Vorfiltrationsfilter mit einem Durchmesser von 47 mm und Millipore-Filter mit 14 μ und 5 μ filtriert Alle Lösungen wurden mit 0,1 N NaOH auf pH 7,0 eingestellt Die Viskositätsmessungen wurden unter Verwendung eines Brookfield-Viscosimeters mit einem UL-Adapter bei 25⁰C und 60 Upm durchgeführt.

Als Maß für die Einspritzbarkeit wurde ein allgemein bekannter und bewährter Filtrationstest genommen. Gemessen wurden Fließgeschwindigkeiten und Gesamtdurchsatz durch Millipore-Filter mit 13 mm Durchmesser und 5 μ Porengröße bei einem Druckabfall von 0,738 kg/cm². Die Viskositäten, Fließgeschwindigkeiten und Gesamtdurchsätze von Lösungen, die aus unbehandeltem oder thermisch behandeltem Material hergestellt wurden, sind in Tabelle 1 angegeben.

Die in diesem Beispiel verwendeten und in der Beschreibung angegebenen Millipore-Filter sind Filter, die zum Filtrieren wäßriger Lösungen gut bekannt sind.

Tabelle 1

Wirkung von Salz-Hitze-Behandlung bei 121°C auf Viskosität und Filtrierbarkeit von
Heteropolysaccharidlösungen in 8,8% Salzlösung

Dauer der Salz-	Viskosität⁶)	Filtrierbarkeit^b)	Bemerkungen
Hitze-Behandlung	(cp)	Fließgeschwindigkeit
bei 12TC in h>)		(ml/min)⁰)
		bei 100 ml bei 1000 ml

unbehandelt 5,9 - — Filter verstopft bei 32 ml

1,0 6,2 3,9 — Filter verstopft bei 490 ml

1,5 6,2 3,9 — Filter verstopft bei 630 ml

3,0 6,0 8,3 2,8 mehr als 1000 ml Durchlauf ohne Verstopfen

4,0 5,3 11,0 3,8 mehr als 1000 ml Durchlauf ohne Verstopfen

5,0 4,6 12,5 4,2 mehr als 1000 ml Durchlauf ohne Verstopfen

«) Die Salz-Hitze-Behandlung wurde unter Verwendung von Heteropolysaccharid-Konzentraten mit einem Gehalt an 3000 ppm in 2,2%iger Salzlösung durchgeführt.

^b) Filtrierbarkeit und Viskositätsmessungen wurden an Heteropolysaccharidlösungen mit einem Gehalt an 600 ppm in 8,8%iger Salzlösung gemessen.

^c) Fließgeschwindigkeiten sind für die Punkte angegeben, bei welchen 100 oder 1000 ml der Lösung durch den Filter gelaufen waren.

Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen deutlich die klären Verbesserungen in den Fließeigenschaften von Lösungen, die aus den salz-hitze-behandelten modifizierten erfindungsgemäßen Heteropolysacchariden hergestellt wurden im Vergleich zu Lösungen, deren Herstellung aus unbehandelten oder unmodifizierten Proben erfolgte.

_w Wenn die Konzentrate 1 bis 1,5 Stunden auf 121°C erwärmt wurden, zeigen die entstehenden Lösungen verbesserte Anfangsfließgeschwindigkeiten gegenüber dem nicht behandelten oder nicht modifizierten Material, und es ergab sich ein beträchtlich höherer Gesamdurchfluß. Eine Behandlung mit Salz und Wärme bei 121⁰C während einer Zeitspanne von 3—5 Stunden führte zu Heteropolysaccharidlösungen, die sehr vie! schneller durchfiltriert waren und wesentlich erhöhte Gesamtdurchflüsse zeigten. Darüber hinaus war die Viskosität von Lösungen, die aus einem 3 Stunden mit Salz und Hitze behandelten Material hergestellt wurden, völlig unverändert, während die Proben, die 4—5 Stunden mit Salz und Hitze behandelt waren, eine etwas geringere Viskosität aufwiesen.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wird die verbesserte Einspritzbarkeit und der verbesserte Durchfluß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten modifizierten Heteropolysaccharide mit den Werten der nach der US-PS 37 29 460 hergestellten Heteropolysaccharid-Mischungen verglichen.

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde ein Konzentrat mit einem Gehalt an Heteropolysacchariden hergestellt und eine Stunde bei 121^CC erwärmt Die so behandelte Probe enthielt 600 ppm Heteropolysaccharid und 100 ppm Bioeid in 8,8%iger Salzlösung. Eine zweite Probe des Polysaccharids wurde, wie in der US-PS 37 29 460 in Spalte 5, Zeilen 60—74, beschrieben, einer alkalischen Wärmebehandlung unterworfen. Diese zweite Probe wurde dann 3 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 19 000 Upm in einem Mischer geschert und anschließend so verdünnt, daß sich eine Konzentration von 600 ppm Heteropolysacchariden in 8,8°/oiger Salzlösung ergab. In der folgenden Tabelle 2 werden die Wirkung der Salz-Hitze-Behandlung mit der alkalischen Hitzebehandlung und die Überlegenheit des mit Salz und Hitze behandelten Materials hinsichtlich der Filtrierbarkeit angegeben.

Tabelle 2

Vergleich von Salz-Hitze-Behandlung und alkalischer Hitzebehandlung

Probe Filtrierbarkeit

Fließgeschwindigkeit (ml/min) Bemerkungen

bei 100 ml bei 1000 ml

Alkalische Hitzebehandlung 7,0 0 Filter verstopft bei 560 ml

Salz-Hitze-Behandlung 13,0 9,0 Mehr als 1000 ml Durchfluß

ohne Verstopfen

Wie die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, haben die durch die erfindungsgemäße Salz-Hitze-Behandlung hergestellten modifizierten Heteropolysaccharide deutlich bessere Eini-pritzeigenschaften im Vergleich zu den durch die bekannte alkalische Hitzebehandlung hergestellten Materialien. Die Fließgeschwindigkeit in ml je Minute ist für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten modifizierten Heteropolysaccharide ständig höher, und eine wesentlich größere Menge dieser modifizierten Heteropolysaccharide kann durch einen Filter ohne Verstopfen durchlaufen, beispielsweise mehr als 1000 ml.

Beispiel 4

In diesem Beispiel wird der hohe Grad der Klärung beschrieben, der durch die erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysaccharide erzielt werden kann. Durch Lösen von im Handel erhältlichen Heteropolysacchariden in destilliertem Wasser wurden Lösungen mit einer Konzentration von 3000 ppm hergestellt Eine der Proben enthielt ein Bioeid (siehe Beispiel i) in einer Konzentration von 2000 ppm, und beide Proben enthielten 2,2 Gewichtsprozent Salz. Beide Proben wurden dann der in Beispiel 2 beschriebenen Salz-Hitze-Behandlung bei 121°C während einer Zeitspanne von 1 Stunde unterworfen. Die so behandelten Konzentrate mit einem Gehalt an 3000 ppm wurden durch die folgenden Millipore-Filter mit einem Durchmesser von 47 mm filtriert: APN-25, 1,2 μ, 0,8 μ, 0,65 μ und 0,45 μ. In Tabelle 3 ist die prozentuale Transmission bei einer Wellenlänge von 610 ιημ gegen einen Standard von destilliertem Wasser in einer 1-cm-Zelle bei Messung in einem Spectrophotometer angegeben.

Tabelle 3

Klärung von Lösungen nach Salz-Hitze-Behandlung mit oder ohne Bioeidzusatz

Zeit der Messung Prozent Transmission im Vergleich zu destilliertem Wasser

3000 ppm Heteropolysaccharide, 3000 ppm _SQ

2000 ppm Bioeid, Heteropolysaccharide

2,2% Salzlösung 2,2% Salzlösung

Nach Hydratation 28% 44%

Nach Scherung von 3 Minuten bei 28% 44%

19 000 Upm im Waring Blendor-Gerät

Nach 1 h Hitzebehandlung bei 131°C 28% 44%

Vorfiltration,Mil]iporeAr-25 38% 81%

Filtration, 1,2 Mikron Millipore 49% 93%

Filtration,0,8 Mikron Millipore 74% 96%

Filtration, 0,65 Mikron Millipore 96% 100%

Filtration, 0,45 Mikron Millipore 100% 100%

Aus der Tabelle 3 ergibt sich, daß es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, Lösungen von Xanthomonas Heteropolysacchariden herzustellen, die die Klarheit von destilliertem Wasser aufweisen.

Beispiel 5

Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um die Wirkung von Dauer und Temperatur der Salz-Hitze-Behandlung auf die Viskosität urd Einspritzbarkeit der Lösung des behandelten Polymers zu untersuchen. Es wurden Konzentrate von Xanthomonas Heteropolysacchariden entsprechend Beispiel 2 hergestellt und so behandelt

In den Tabellen 4 und 5 wird die Wirkung von Dauer und Temperatur auf die Viskosität und Einspritzbarkeit der modifizierte Heteropolysaccharide enthaltenen Lösungen angegeben.

Die Zahlenangaben in den Tabellen 4 und 5 zeigen, daß Temperatur und Behandlungsdauer variiert werden können, um zu den gewünschten Ergebnissen zu kommen. Ausgezeichnete Fließgeschwindigkeiten und nicht beeinträchtigte Viskositäten wurden bei Lösungen festgestellt, die aus Proben hergestellt waren, die 16 Minuten bei 128°C (Tabelle 4) oder 8 Minuten bei 135°C (Tabelle 5) erwärmt wurden. Noch größere Fließgeschwindigkeiten wurden bei Proben festgestellt, die längere Zeiten auf diese Temperaturen erwärmt worden waren, allerdings war ein gewisser Viskositätsverlust festzustellen.

Tabelle 4

Wirkung von Salz-Hitze-Behandlung bei 128° C auf Viskosität und Filtrierbarkeit von Heteropolysaccharidlösungen in 8,8%iger Salzlösung

Dauer der Hitze	Viskosität⁶)	Filtrierbarkeit^b)	Bemerkungen
behandlung in Min.	(cp)	Fließgeschwindigkeit
bei 528⁰O)		(ml/min)⁰)
		bei 100 ml bei 1000 ml

unbehandelt 5,9 - - Filter verstopft bei 32 ml

16 6,0 4,6 1,5 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

32 5,5 9,7 6,4 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

45 4,9 15,2 11,4 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

60 4,3 18,0 12,5 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

') Die Salz-Wärmebehandlung wurde unter Verwendung von Heteropolysaccharid-Konzentraten mit einem Gehalt an 3000 ppm in 2,2%iger Salzlösung durchgeführt.

^b) Filtrierbarkeit und Viskosität wurden an Heteropolysaccharidlösungen mit einem Gehalt an 600 ppm in 8,8%iger Salzlösung gemessen.

^c) Fließgeschwindigkeiten wurden an den Punkten gemessen, an welchen 100 oder 1000 ml der Lösung durch den Filter durchgelaufen waren.

Tabelle 5

Wirkung aer Salz-Hitze-Behandlung bei 135⁰C auf Viskosität und Filtrierbarkeit von Heteropolysaccharidlösungen in 8,8°/oiger Salzlösung

Dauer der Hitze	Viskosität¹¹)	Filtrierbarkeit^b)	Bemerkungen
behandlung in Min.	(cp)	Fließgeschwindigkeit
bei 135° O)		(ml/min)^c)
		bei 100 ml bei 1000 ml

unbehandelt 5,9 - - Filter verstopft bei 32 ml

8 5,85 5.7 3,7 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

16 5,0 7,5 4,0 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

24 4,25 11,0 6,5 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

32 3,50 17,0 13,0 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

') Die Salz-Wärmebehandlung wurde unter Verwendung von Heteropolysaccharid-Konzentraten mit einem Gehalt an 3000 ppm in 2,2%iger Salzlösung durchgeführt.

^b) Filtrierbarkeit und Viskosität wurden an Heteropolysaccharidlösungen mit einem Gehalt an 600 ppm in 8,8%iger Salzlösung gemessen.

^c) Fließgeschwindigkeiten wurden an den Punkten gemessen, an welchen 100 oder 1000 ml der Lösung durch den Filter durchgelaufen waren.

Beispiel 6

Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um festzustellen, welche Wirkung die Salz-Hitzebehandlung auf eine Anzahl im Handel erhältlicher Xanthomonas Heteropolysaccharid-Proben hatte. Jeweils zwei Flaschen der Probe mit einem Gehalt an 3000 ppm von einem der 6 im Handel erhältlichen Polymere wurden wie in Beispiel 2 hergestellt und behandelt. Als Proben wuruen folgende verwandt:

A. Standardprodukt eines Heteropolysaccharids industrieller Güte für die meisten industriellen Anwendungszwecke,

B. Heteropolysaccharid industrieller Güte mit besonderem Wert als Zusatz zu Spülschlamm bei Ölbohrungen,

C. Heteropolysaccharid industrieller Güte für sekundäre und tertiäre ölgewinnung,

D. ähnlich wie A, aber andere Charge,

E. Laborprobe eines hochgradig gereinigten Heteropolysaccharids,

F. Xanthomonas Heteropolysaccharid.

Je eine Flasche aller Proben wurde wie in Beispiel 2 beschrieben 3 Stunden auf 121⁰C erhitzt und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt, während die zweite Probenreihe keine Hitzebehandlung empfing. In den Fällen der Proben E und F wurde eine dritte Flaschenreihe eine Stunde anstelle von drei Stunden behandelt. Die Konzentrate mit einem Gehalt an 3000 ppm wurden dann in einem Mischer bei voller Kraft 3 Minuten geschert und anschließend benutzt, um Lösungen mit einem Gehalt an 600 ppm in 8,8%iger und in l,76°/oiger Salzlösung herzustellen, indem die Lösungen mit Wasser im Verhältnis 1 :4 mit einem Gehalt an 1,5% NaCl und 0,15% CaCl2 verdünnt wurden. Die Ergebnisse hinsichtlich Viskosität und Filtrationsversuche in 8,8%iger Salzlösung sind in der Tabelle 6 zusammengestellt und zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren auf eine ganze Anzahl von Xanthomonas Heteropolysaccharid-Proben, und zwar von verhältnismäßig unreinem bis zu hochreinem Material, die von verschiedenen Herstellern stammen, angewendet werden kann.

In Tabelle 7 sind die Ergebnisse der Viskositäts- und Einspritzbarkeitsuntersuchungen in l,76%iger Salzlösung zusammengestellt. Diese Ergebnisse zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Einspritzbarkeit sowohl bei niedrigem Salzgehalt als auch bei hohem Salzgehalt verbessert.

Tabelle 6

Wirkung der Salz-Hitzebehandlung bei 121⁰C auf Viskosität und Filtrierbarkeit

verschiedener Heteropolysaccharidlösungen in 8,8% Salzlösung⁸)

Viskosität¹⁵) Filtrierbarkeit^b) (ep) Fließgeschwindigkeit

(ml/min)^c)

bei 100 ml bei 1000 ml

Bemerkungen

Probe A unbehandelt behandelt 3 h	5,85 5,35	16,0	5,6
Probe B unbehandelt behandelt 3 h	5,35 4,95	15,5	2,7
Probe C unbehandelt behandelt 3 h	5,75 5,60	12,5	2,5
Probe D unbehandeit behandelt 3 h	6,05 5,50	14,5	2,4
Probe E unbehandelt behandelt 3 h behandelt 1 h	4,65 3,40 4,65	17,0 13,8	13,0 12,0
Probe F unbehandelt behandelt 3 h behandelt 1 h	5,35 3,40 4,65	12,8 7,0	2,7 0,1

Filter verstopft bei 35 ml

mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

Filter verstopft bei 50 ml

mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

Filter verstopft bei 44 ml

mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

Filter verstopft bei 30 ml

mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

Filter verstopft bei 54 ml

mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

Filter verstopft bei 12 ml

mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

') Die Salz-Wärmebehandlung wurde unter Verwendung von Heteropolysaccharid-Konzentraten mit einem Gehalt an

3000 ppm in 2,2%iger Salzlösung durchgeführt.
^b) Filtrierbarkeit und Viskosität wurden an Heteropolysaccharidlösungen mit einem Gehalt an 600 ppm in 8,8%iger

Salzlösung gemessen.
^L) Fließgeschwindigkeiten wurden an den Punkten gemessen, an welchen 100 oder 1000 ml der Lösung durch den Filter

gelaufen waren.

13

Tabelle 7

Wirkung der Salz-Hitzebehandlung bei 121°C auf Viskosität und Filtrierbarkeit

verschiedener Heteropolysaccharidlösungen in 1,76% Salzlösung⁸)

Viskosität¹³) Filtrierbarkeit^b) (cp) Fließgeschwindigkeit

(ml/min)⁰)

bei 100 ml bei 1000 ml

Bemerkungen

Probe A
unbehandelt
behandelt 3 h

Probe B
unbehandelt
behandelt 3 h

Probe C
unbehandelt
behandelt 3 h

Probe D
unbehandelt
behandelt 3 h

Probe E
unbehandelt
behandelt 3 h

Probe F
unbehandelt
behandelt 3 h
behandelt 1 h

5,60 4,95

5,10 4,30

5,70 5,20

6,05 5,10

4,20 3,00

5,70 3,00 4,20

4,0 11,0

8,7 16,8

10,5

11,0

7,0 20,0

21,0 9,0

2,4 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

5,4 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

— Filter verstopft bei 210 ml

3,5 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

— Filter verstopft bei 54 ml

3,1 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

— Filter verstopft bei 85 ml

3,2 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

4,4 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

15,0 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

— Filter verstopft bei 20 ml

0,3 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

0,2 mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

^a) Die Salz-Wärmebehandlung wurde unter Verwendung von Heteropolysaccharid-Konzentraten mit einem Gehalt an 3000 ppm in 2,2°/oiger Salzlösung durchgeführt.

^c) Fließgeschwindigkeiten wurden an den Punkten gemessen, an welchen 100 oder 1000 ml der Lösung durch den Filier gelaufen waren.

Beispiel

Wie in Beispiel 2 beschrieben wurde ein Konzentrat von Heteropolysacchariden mit einem Gehalt an 3000 ppm und einem Gehalt an 2,2% Salz hergestellt und behandelt. Die Flasche mit dem Konzentrat wurde 3 Stunden lang auf 121^CC erhitzt. Dann wurde die Flasche auf etwa 80⁰C abgekühlt und durch eine Millipore AP-25 Vorfiltrationsfilter mit einem Durchmesser von 47 mm und anschließend durch einen Milliporefilter mit einem AP-25 Vorfiltereinsatz mit einem Durchmesser von 47 mm und einer Porengröße von 1,2 Mikron filtriert. Dieses vorfiltrierte Konzentrat mit einem Gehalt an 3000 ppm wurde dann benutzt, um ohne weitere Filtration Polymerlösungen mit einem Gehalt an 600 ppm Polymer und 1,76% bzw. 8,8% Salz herzustellen. Viskosität und Einspritzbarkeit wurde wie in Beispiel 2 bestimmt. Die Ergebnisse waren wie folgt:

Salzkonzentration (%)	1,76	8,8
Viskosität (cp)	5,0	5,5
Fließgeschwindigkeit (ml/min)
bei 100 ml	14,0	12,0
bei 1000 ml	7,5	5,8
Gesamtdurchfluß (ml)	mehr als	1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

Aus den Zahlen läßt sich entnehmen, daß die Scherung der Konzentrate mit einem Gehalt an 3000 ppm Heteropolysaccharid entsprechend Beispiel 2 wie auch die Vorfiltration der auf einen Gehalt von 600 ppm Heteropolysacchariden verdünnten Lösungen nicht unbedingt notwendig ist, um Lösungen mit geeigneter Viskosität und Einspritzbarkeit herzustellen.

Beispiel

Es wurden drei Reihen von Flaschen mit einem Konzentrat mit einem Gehalt an 3000 ppm Heteropolysacchariden hergestellt und wie in Beispiel 2 angegeben eine Stunde bei 121°C erwärmt. Die Flaschen wurden dann auf 8O⁰C abgekühlt Zu der ersten Flaschenreihe wurden 500 ppm Trichlorphenol, zu der zweiten 500 ppm Natrium-

14

2-pyridinthiol-l-oxid (Natriumomadin) zugegeben, während die dritte Reihe nicht mit einem Bioeid behandelt wurde und als Kontrolle diente. Die Konzentrate mit einem Gehalt an 3000 ppm und den Bioeiden und die Kontrollgruppe wurden filtriert und wie in Beispiel 6 beschrieben zu Lösungen mit einem Gehalt an 600 ppm Heteropolysacchariden in 1,76 bzw. 8,8%iger Salzlösung verarbeitet.

Einspritzbarkeit, Viskosität und Keimzahl wurden danach unmittelbar und nach 3 und 7 Tagen bei Lagerung 5 bei Raumtemperatur untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 zusammengestellt:

Tabelle 8

Wirkung von Bioeidzugabe auf Heteropolysaccharidlösungen

Kein Biocid-	Lösung nach 3 Tagen	Lösung nach 7 Tagen
zusatz	Alterung mit:	Alterung mit:
(Kontrolle)	Trichlor- Natrium	Trichlor- Natrium
	phenol omadin	phenol omadin

1.76% Salzlösung
Fließgeschwindigkeit (ml/min)

bei 100 ml 14,0 9,0 14,0 11,5 15,0

bei 1000 ml 7,5 3,0 10,0 6,0 9,5

Gesamtdurchfluß (ml) mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen 20

Viskosität (cp) 5,0 5,1 5,0 5,15 4,9

Keimzahl (Organismen/ml) <1 <1 <1 <1 <1

8,8% Salzlösung

Fließgeschwindigkeit (ml/min) 25

bei 100 ml 12,0 9,8 14,0 10,0 14,0

bei 1000 ml 5,8 1,0 7,0 3,0 8,0

Gesamtdurchfluß (ml) mehr als 1000 ml Durchfluß ohne Verstopfen

Viskosität (cp) 5,5 5,5 5,5 5,5 5,4

Keimzahl (Organismen/ml) <1 <1 <1 <1 <1 30

Die Ergebnisse zeigen deutlich, daß den einer Salz-Hitzebehandlung unterzogenen Heteropolysaccharidlösungen Bioeide ohne Verschlechterung der Viskosität oder wesentliche Änderung in der Einspritzbarkeit der Heteropolysaccharidlösung zugesetzt werden können. Die Keimzahl zeigt, daß bei einer Konzentration von 100 ppm Bioeiden das Bioeid in der Lage zu sein scheint, bakterielles Wachstum für mindestens 7 Tage zu 35 verhindern.

Beispiel 9

Wie in Beispiel 2 beschrieben wurden Konzentrate mit einem Gehalt an 3000, 6000, 9000 und 12 000 ppm 40 Heteropolysacchariden hergestellt. Die Flaschen mit den verschiedenen Konzentraten wurden 3 Stunden auf 121 °C erhitzt. Die Flaschen wurden dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Konzentrate mit einem Gehalt an 6000,9000 und 12 000 ppm wurden dann auf Lösungen mit einem Gehalt an 3000 ppm in 2,2gewichtsprozentiger Salzlösung verdünnt. Alle Konzentrate wurden dann wie in Beispiel 7 vorgefiltert. Diese vorgefilterten Konzentrate mit einem Gehalt an 3000 ppm wurden dann eingesetzt, um Heteropolysaccharidlösungen mit einem 45 Gehalt an 600 ppm in 8,8gewichtsprozentiger Salzlösung herzustellen. Viskosität und Einspritzbarkeit wurden wie in Beispiel 2 beschrieben untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse werden wie folgt zusammengefaßt:

Heteropolysaccharid-Konzentration während 50

Salz-Hitzebehandlung in ppm

3000 6000 9000 12 000

Fließgeschwindigkeit (ml/min)

bei 100 ml 11,5 11,0 11,0 10,0 55

bei 1000 ml 5,6 5,3 5,3 3,0

Gesamtdurchfluß (ml) mehr als 1000 ml ohne Verstopfen Viskosität (cp) 5,8 5,85 5,95 5,6

Es ergibt sich eindeutig, daß Heteropolysaccharid-Konzentrate mit einem Gehalt an 3000—12 000 ppm der 60 Salz-Hitzebehandlung ohne Beeinträchtigung der Viskosität unterzogen werden können und immer noch eine verbesserte Einspritzbarkeit aufweisen.

Beispiel 10

Wie in Beispiel 2 beschrieben wurde ein Konzentrat mit 300 ppm Heteropolysacchariden hergestellt, eine Stunde der Salz-Hitzebehandlung bei 121 ° C unterzogen und vorfiltriert.

Eine Probe des so behandelten Materials wurde verwendet, um eine Heteropolysaccharidlösung mit einem Gehalt von 600 ppm in 8,8°/oiger Salzlösung entsprechend Beispiel 3 herzustellen. Viskosität und Einspritzbarkeit wurden untersucht.

Der Rest des Konzentrates mit modifizierten Heteropolysacchariden wurde mit Methanol gefällt. Das gewonnene modifizierte Heteropolysaccharid wurde getrocknet, gemahlen und mit Hilfe eines magnetischen Rührers ίο zu einer Lösung mit einem Gehalt an 3000 ppm in 2,2gewichtsprozentiger Salzlösung rehydratisiert.

Eine Probe dieses rehydratisierten Konzentrates wurde verwendet, um eine Heteropolysaccharidlösung mit einem Gehalt an 600 ppm in 8,8gewichtsprozentiger Salzlösung herzustellen. Viskosität und Einspritzbarkeit wurden untersucht. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse aufgeführt:

Fließgeschwindigkeit (ml/min)

bei 100 ml bei 1000 ml Vis.(cp) Bemerkungen

keine Salz-Hitzebehandlung — — 5,8 Filter verstopft bei 35 ml

keine Salz-Hitzebehandlung mit — — 5,75 Filter verstopft bei 42 ml

Methanol gefällt

Salz-Hitze-Behandlung 11,0 5,0 5,70 mehr als 1000 ml Durchfluß

ohne Verstopfen

Salz-Hitze-Behandlung 5,8 2,0 7,5 mehr als 1000 ml Durchfluß

mit Methanol gefällt ohne Verstopfen

Die Ergebnisse zeigen, daß das der Salz-Hitzebehandlung unterzogene Material, also die erfindungsgemäßen

modifizierten Heteropolysaccharide dem nicht hitzebehandelten Material überlegen ist. Die Ergebnisse zeigen aber auch deutlich, daß das der Salz-Hitzebehandlung unterworfene Material, also die erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysaccharide durch Standardverfahren wiedergewonnen und unter Beibehaltung der gewünschten Einspritzbarkeit und Viskosität hydratisiert werden können.

Beispiel 11

In diesem Beispiel wird beschrieben, daß die Salz-Hitze-Behandlung direkt auf eine Xanthomonas·Fermentationsbrühe angewendet werden kann und daß eine derart behandelte Fermentationsbrühe in einfacher Weise getrocknet und anschließend zurückgebildet werden kann, wobei die Lösungen mit dem Gehalt an modifizierten Heteropolysacchariden die gewünschten Eigenschaften aufweisen. Bei 500-ml-Proben einer Fermentationsbrühe aus Xanthomonas campestris mit einem Gehalt an 20 000 ppm Heteropolysacchariden wurden mit 10 G ramm NaCl und 1,0 Gramm CaCb versetzt. Die Salze wurden durch Mischen in einem Waring Blendor-Gerät für 2 Minuten bei geringer Geschwindigkeit unc. für drei Minuten bei voller Geschwindigkeit aufgelöst. Die mit Salz versetzte Fermentationsbrühe wurde dann in eine Flasche eingebracht, die mit Aluminiumfolie und Kunststofffolie fest verschlossen und in einem Autoklaven eine Stunde auf 121°C erhitzt wurde. Nach dieser Behandlung wurde die Flasche auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die so behandelte Brühe wurde dann auf eine Konzentration von 4000 ppm Heteropolysacchariden durch Zugabe einer Lösung mit einem Gehalt an 2% NaCI und 0,2% CaCb verdünnt. Die so behandelte und verdünnte Fermentationsbrühe wurde dann in Vakuum durch die folgenden Filter der Marke Millipore mit einem Durchmesser von 47 mm filtriert: AP-25,1,2 Mikron, 0,8 Mikron, 0,65 Mikron und 0,45 Mikron. Zwei 200-Gramm-Proben dieses Filtrates wurden verwendet, um Lösungen mit einem Gehalt an 800 ppm Polymer in 1,76 oder 8,8%iger Salzlösung herzustellen. Zwei weitere 200-Gramm-Proben des Endfiltrates wurden in Bechergläser eingebracht, die 18 Stunden in einen erwärmten Vakuum-Trockenschrank gesetzt wurden. Nach dem Abkühlen wurden die modifizierten Heteropolysaccharide in den Bechergläsern zur Herstellung von Lösungen mit einem Gehalt an 800 ppm Heteropolysacchariden in 1,76- bzw. 8,8%iger Salzlösung verwendet Die Lösungen wurden in einem Mischer bei 19 000 Upm 30 Sekunden bzw. 2 Minuten geschert und durch einen Millipore-Filter mit einem Durchmesser von 47 mm und einer Porenweite von 0,8 Mikron filtriert In der Tabelle 9 sind die Ergebnisse für Viskositäts- und Einspritzbarkeitstests für die der Salz-Hitzebehandlung unterzogene und die der Salz-Hitzebehandlung unterzogene, getrocknete und wieder aufgearbeitete Fermentationsbrühe sowie die Ergebnisse der Untersuchungen für eine Fermentationsbrühe, die in keiner Weise einer Salz-Hitzebehandlung unterworfen wurde, zusammengestellt.

Tabelle 9

Fermentationsbrühe	Salz-Hilze-	Salz-Hitzebehandlung
keine Salz-Hitzebehandlung	behandlung	sowie Trocknen und
		Wiederauflösen

1,76% Salzlösung	13	7,0 6,4
lließgeschwindigkeit (ml/min)	0	3,5 2,5
bei 100 ml	6,6	8,7 7,7
bei 1000 ml	Filter verstopft	mehr als 1000 ml Durchfluß ohne
Viskosität (cp)	bei 253 ml	Verstopfen
Gesamtdurchfluß (ml)

8,8% Salzlösung	2,3	6,5 8,5
Fließgeschwindigkeit (ml/min)	0	3,3 4,5
bei 100 ml	7,0	9,2 7,6
bei 1000 ml	Filter verstopft	mehr als 1000 ml Durchfluß ohne
Viskosität (cp)	bei 336 ml	Verstopfen
Gesamtdurchfluß (ml)

Die Ergebnisse zeigen, daß die rohe Xanthomonas Fermentationsbrühe direkt der erfindungsgemäßen SaIz-Hitzebehandlung unterzogen werden kann, wobei sich Lösungen mit geeignetem Viskositäts- und Einspritzverhalten ergeben. Darüber hinaus können solche der Salz-Hitzebehandlung unterzogenen Fermentationsbrühen in einfacher Weise ohne Zuhilfenahme der Fällung durch Lösungsmittel hergestellt und anschließend wieder aufgelöst werden, um Lösungen mit geeigneten Viskositäts- und Einspritzbarkeitseigenschaften zu erhalten.

Beispiel 12

Beispiel 12 zeigt die physikalischen Unterschiede zwischen den erfindungsgemäßen Lösungen der der Salz-Hitzebehandlung unterworfenen Heteropolysaccharide und Lösungen von Heteropolysacchariden, die nicht der Salz-Hitzebehandlung unterworfen wurden. Die Untersuchungen zeigen, daß die Salz-Hitzebehandlung zu einer deutlichen Verringerung der durchschnittlichen Teilchengröße der Heteropolysaccharide führt.

Um Wirkungen von Bakterienzellen und anderen Zellabfällen in der unbehandelten Heteropolysaccharidlösung auszuschließen, wurde diese zuerst einer Ultrazentrifugation unterworfen. Hierzu wurden wäßrige Lösungen der Heteropolysaccharide mit einer Konzentration von 2000 ppm in eine Zentrifuge eingesetzt und 3 Stunden bei etwa 15° C und 45 000 Upm zentrifugiert. Nach dem Zentrifugieren wurde die klare Heteropolysaccharidlösung von den Bakterienzellen dekantiert, die sich am Boden des Zentrifugiergefäßes angesammelt hauen, und mikroskopisch untersucht. Bei 430facher Vergrößerung ergab die Untersuchung der zentrifugierten Heteropolysaccharidlösung, daß im wesentlichen alle Bakterienzellen und andere Zellbestandteile aus der Lösung entfernt worden waren. Darüber hinaus wurden die Zellabfälle aus dem Zentrifugiergefäß in einer Konzentration von 2000 ppm resuspendiert und die Zellen bei einer 430fachen Vergrößerung ausgezählt. Die Auszählung des resuspendierten Materials hat im wesentlichen die gleichen Werte wie für die Heteropolysaccharidlösung vor der Ultrazentrifugation und zeigte damit an, daß im wesentlichen alle Bakterienzellen durch das Zentrifugieren aus der Heteropolysaccharidlösung entfernt worden waren.

Um die relative Teilchengröße von Heteropolysacchariden, die wie in Beispiel 2 beschrieben eine Stunde bei 121°C behandelt worden waren, und von Heteropolysacchariden, die zwar der Ultrazentrifugation unterworfen, sonst aber unbehandelt waren, zu bestimmen, wurde eine Reihe von Versuchen in wäßrigen Lösungen des behandelten und unbehandelten Heteropolysaccharids mit jeweils einem Gehalt an 2 Gewichtsprozent NaCl und 0,2 Gewichtsprozent CaCb durchgeführt. Diese Lösungen wurden ebenso wie destilliertes Wasser durch Filter unterschiedlicher Porengröße bei unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten und etwa 22°C filtriert. Der Druckabfall über dem Filter wurde bei jeder Fließgeschwindigkeit unter Benutzung eines Manometers bestimmt. Diese Werte wurden durch Bestimmung der Neigung der Druckabfall-Fließgeschwindigkeitskurve für jede Heteropolysaccharidlösung bei gegebener Filtergröße und Teilung dieser Neigung durch die entsprechende Neigung der Kurve für Wasser normalisiert. Dieses Verhältnis ist die effektive Viskosität der Lösungen und normalisiert die gemessenen Druckabfallwerte, um Unterschiede aufgrund von Variationen in der Filterporengeometrie auszugleichen. Ein deutlich höherer Wert für die effektive Viskosität einer Heteropolysaccharidlösung verglichen mit dem Wert für eine zweite Lösung, die durch einen Filter gleicher Größe durchläuft, zeigt an, daß die erste Lösung Heteropolysaccharide mit einer größeren durchschnittlichen Teilchengröße als die Heteropolysaccharide in der zweiten Lösung enthält.

Beim Durchführen dieser Versuche zur Bestimmung der effektiven Viskosität der Polymerlösungen wurde eine Flüssigkeit (Wasser, wäßrige Lösung der behandelten Heteropolysaccharide mit einem Gehalt an 2 Gewichtsprozent NaCI und 0,2 Gewichtsprozent CaCb oder wäßrige Lösung der unbehandelten Heteropolysaccharide mit einem Gehalt an 2 Gewichtsprozent NaCl und 0,2 Gewichtsprozent CaCb) aus einem Vorratsbehälter mit Hilfe einer Peristaltikpumpe abgezogen und bei einer spezifischen Fließgeschwindigkeit und bei 22⁰C durch einen Filter gegeben. Der Druckabfall über dem Filter wurde im Bereich von 0,2—100 cm Wassersäule

gehalten und wurde so schnell wie möglich bei einer vorgegebenen Fließgeschwindigkeit gemessen, um einen Druckabfall aufgrund der Verstopfung des Filters zu verhindern. Anschließend wurde die Fließgeschwindigkeit auf höhere Werte erhöht und der Druckabfall bei jeder Fließgeschwindigkeit bestimmt Abschließend wurde wieder zu der ursprünglichen Fließgeschwindigkeit zurückgekehrt, um sicherzustellen, daß der ursprüngliche Druckabfall wieder eingestellt werden konnte. Wenn der ursprüngliche Druckabfall bei einer bestimmten Heteropolysaccharidlösung und einer gegebenen Filterporengröße nicht wieder erreicht werden konnte, war dies ein Hinweis dafür, daß die Heteropolysaccharide den Filter verstopfen.

In der Tabelle 10 sind die effektiven Viskositäten für behandelte und unbehandelte Heteropolysaccharidproben bei Durchfließen durch Filter mit Größen von 8—0,2 Mikron angegeben.

ίο Die Angaben in dieser Tabelle wurden durch Untersuchen wäßriger Lösungen von Xanthomonas Heteropolysacchariden erhalten, die der in Beispiel 2 beschriebenen Salz-Wärmebehandlung unterzogen worden waren, und von wäßrigen Lösungen von Xanthomonas Heteropolysacchariden, die zwar einer Ultrazentrifugaiion unterzogen, sonst aber unbehandelt waren. Die Lösungen enthielten Heteropolysaccharide in einer Konzentration von 600 ppm und 2 Gewichtsprozent NaCl und 0,2 Gewichtsprozent CaCl₂.

Tabelle 10
Effektive Viskosität

Heteropolysaccharide Filtergröße in Mikron
^ 8,0 5,0 3,0 1,0 0,8 0,4 02

3,2 30,0

behandelt	3,0	2,9	2,8	3,0	2,9
unbehandelt	3,3	3,2	3,6	7,7	10,9

*) Filter verstopft.

Wie sich aus den Zahlen in der Tabelle 10 entnehmen läßt, zeigen die der Salz-Hitzebehandlung unterzogenen Heteropolysaccharide keinen deutlichen Anstieg der effektiven Viskosität, bis die Filtergröße auf unter 0,4 Mikron verkleinert wird. Allerdings zeigen die unbehandelten Heteropolysaccharide einen gewissen Anstieg der effektiven Viskosität bei 3 Mikron und eine effektive Viskosität von fast 8 bei einer Porengröße von 1 Mikron. Bei einer Filterporengröße von 0,8 Mikron haben die nativen unmodifizierten Heteropolysaccharide eine effektive Viskosität von 10,9, also fast 4 χ größer als die effektive Viskosität der modifizierten erfindungsgemäßen Heteropolysaccharide. Bei einer Porengröße von 0,4 Mikron und weniger ist die effektive Viskosität des unbehandelten Materials, also der nativen unmodifizierten Heteropolysaccharide zum Messen zu hoch. Diese Zahlen zeigen, daß die Salz-Hitzebehandlung die durchschnittliche Teilchengröße der Heteropolysaccharide wesentlich verringert.

Es zeigt sich aber, daß die erfindungsgemäßen Heteropolysaccharide ihre Fähigkeit zur Steigerung der Viskosität wäßriger Lösungen behalten. Die Heteropolysaccharide haben in wäßriger Lösung bei einer Konzentration von 600 ppm und einem Gehalt an 2 Gewichtsprozent NaCl und 0,2 Gewichtsprozent. CaCb bei 22° C eine effektive Viskosität von weniger als 5, wenn sie durch einen Filter mit einer Porengröße von 1 Mikron geschickt werden; gleichzeitig haben wäßrige Lösungen mit einer Konzentration von 600 ppm und einem Gehalt an 2 Gewichtsprozent NaCl und 0,2 Gewichtsprozent CaCl: eine Viskosität von mindestens 4,0 cp bei Messung in einem Brookfield-Viskosimeter mit einem UL Adapter bei 60 Upm und 25⁰C.
Weitere Untersuchungen zur Kennzeichnung der modifizierten Heteropolysaccharide.

Eine Reihe von Versuche wurde durchgeführt, um sicherzustellen, daß die erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysaccharide sich von nativen, nicht modifizierten Heteropolysacchariden sowohl chemisch als auch physikalisch unterscheiden.

Bei diesen Versuchen, die in den nachfolgenden Beispielen näher beschrieben sind, wurde ein natives, nicht modifiziertes Heteropolysaccharid verwendet. Dieses Material enthielt Zellen und andere unerwünschte Zellbestandteile; die CHN-Analyse ergab 38% C, 5,5% H und 1,2% N. Vor den Versuchen wurde das native, nicht modifizierte Heteropolysaccharid nach einem modifizierten Verfahren gereinigt, das von A. Jeanes, J. E. Pittsley und F. R. Senti in J. Appl. Polym. Sei. 5,519—526 (1961) beschrieben wurde. Das Heteropolysaccharid wurde zu 0,3 Gramm/1 in Wasser gelöst und über Nacht gerührt. Dann wurden 0,34 M NaCl und 0,0025 M EDTA zugegeben und die Lösung 10 Minuten bei geringster Geschwindigkeit mit einem Mischgerät gemischt. Nach Einstellung des pH der Lösung auf 7 wurde Äthanol (300 ml/1 H₂O) zugegeben. Die Lösung wurde dann 90 Minuten bei 45 000 Upm zentrifugiert, um Zellen, Zellbestandteile und undispergiertes Heteropolysaccharid zu entfernen. Die überstehende Schicht Si wurde dekantiert. Diese Schicht S\ wurde mit weiterem Äthanol (440 ml/1 H₂O) versetzt, um das Heteropolysaccharid als weiches Gel auszufällen, das durch Zentrifugation bei 12 000 Upm während einer Zeit von 30 Minuten leicht abgetrennt werden konnte. Der so erhaltene Niederschlag Pi wurde in Wasser wieder aufgelöst, und es wurden 0,0025 M EDTA und 0,43 M NaCI zugesetzt.

Das Heteropolysaccharid wurde durch Zugabe von Äthanol (1 ml/ml H₂O) erneut gefällt und dann wieder 30 Minuten bei 12 000 Upm zentrifugiert, um einen Niederschlag Pi zu isolieren. Dieses Material wurde wieder in Wasser aufgelöst und ausdauernd bei 5°C gegen redestilliertes entmineralisiertes Wasser dialysiert. Die Ausbeute beträgt im allgemeinen 60—70%. Dieses Material wurde dann unmittelbar eingesetzt, falls nicht anders angegeben. Die CHN-Analyse des nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharids ergab 39% C, 5,6% H und 0,03% N nach Kjeldahl.

Das in den nachfolgend beschriebenen Versuchen eingesetzte modifizierte Heteropolysaccharid wurde wie folgt hergestellt:

Das modifizierte Heteropolysaccharid wurde aus dem nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharid (siehe oben) gewonnen. 1 Gramm des nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharids wurde in 450 ml Wasser gelöst und über Nacht bei 5°C gerührt. Anschließend wurde zu dieser Lösung eine Lösung von 10 Gramm CaCb in 50 ml H₂O zugesetzt Die Lösungen wurden 10 Minuten in einem Mischgerät bei geringster Geschwindigkeit gemischt Der pH wurde überwacht und wenn notwendig mit 0,1 N HCl oder 0,1 N NaOH zur Aufrechterhaltung ■ eines pH von 7,0+0,2 eingestellt Die Lösung wurde in einer Ultrazentrifuge 1,5 Stunden bei 15° C und 45 000 Upm zentrifugiert (Durchschnittskraft 143 000 χ g). Die Zentrifugiergsfäße wurden abgegossen und die vereinigten überstehenden Schichten als Si gewonnen. Das Volumen von Si wurde gemessen, es wurden 0,2 Gewichtsprozent CaCb zugegeben und anschließend der pH wieder untersucht und falls notwendig auf 7,0 + 0,2 eingestellt Die Lösungen mit einem Gehalt an Salzen und Heteropolysacchariden wurden dann in mit Kunststoffolie verschlossenen 1 Liter-Filterflaschen 1 Stunde bei 121°C in einem Autoklaven bei 1,05 kg/cm² erhitzt Die heiße Flüssigkeit wurde dann in 5 aufeinander folgenden Filtriergängen durch eine Serie von Millipore-Filtern mit einem Durchmesser von 25 mm und der folgenden angegebenen Porengröße filtriert:

1. 5 μπι+Vorfilter (Millipore AP-25)

2. 12 μνη + Vorfilter (Millipore AP-25)

3. 0,8 μπι+Vorfilter (Millipore AP-25)

4. 0,65 μπι + Vorfilter (Millipore AP-25)

5. 0,45 μπι + Vorfilter (Millipore AP-25)

Der pH wurde wieder gemessen und falls notwendig auf 7,0+0,2 eingestellt. Die entstandene Testlösung enthielt etwa 1200—1800 ppm modifizierte Heteropolysaccharide mit einem Gehalt an 2,2 Gewichtsprozent Salz. Die Testlösung wurde dann weiter durch wiederholtes Fällen mit Äthanol und Wiederauflösen in Wasser wie bei den nativen nicht modifizierten Heteropolysacchariden beschrieben, gereinigt und anschließend wieder in Wasser aufgelöst und einer erschöpfenden Dialyse bei 5° C gegen entmineralisiertes Wasser unterworfen. Die entstehende Lösung der gereinigten modifizierten Heteropolysaccharide wurde, falls nicht anders angegeben, unmittelbar eingesetzt

Beispiel 13

Elektronenmikroskopische Untersuchungen der nativen nicht modifizierten Heteropolysaccharide und der modifizierten Heteropolysaccharide, die entsprechend Beispiel 12 hergestellt worden waren, wurden durch Aufsprühen einer verdünnten Heteropolysaccharidlösung (etwa 6 ppm) in 0,01 M Ammoniumacetat Puffer auf ein »reaktives« Kohlenstoffsubstrat ermöglicht. Dieses reaktive Substrat wird durch Verdampfen von Kohlenstoff bei einem verbleibenden Luftdruck von 10~⁴—10~⁵ kPa erhalten, da dies der Punkt ist, an welchem der Kohlenstoff beginnt, Lichtbogenentladungen zu zeigen, anstatt langsam zu verdampfen. Die entstehenden Kohlenstoff-Filme haben reaktive Stellen für das Absetzen der Heteropolysaccharide. In die Mitte eines mit dem Kohlenstoff-Film bedeckten Standard-Elektronen-Mikroskopnetzes wurde ein Mikrotropfen der Heteropolysaccharidlösung mit einem Gehalt an 6 ppm gegeben, dann in Luft getrocknet und anschließend mit Uran in einem Winkel entsprechend tan-' (1/4) schattiert Die schattierten Präparate wurden mit einem Elektronen-Mikroskop mit einer Auflösung von mehr als 0,3 nm untersucht. Die Eichung der Vergrößerung wurde durch Messen der Abstände des Ti₄O₇ Gitters durchgeführt.

Die elektronenmikroskopische Untersuchung der nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharide zeigte, daß die Moleküle etwa 2 — 10 μπι lang, im allgemeinen glatt, nicht verzweigt sind und eine Dicke von 4 nm an ihrer dicksten Stelle aufweisen. Die modifizierten Heteropolysaccharidmoleküle sind im Gegensatz dazu etwa 1 — 2 μηι lang, 4 nm dick und zeigen gelegentlich kurze nicht gegliederte Regionen.

Beispiel 14

Die Sedimentationsgeschwindigkeit der nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharide und der modifizierten Heteropolysaccharide wurde durch Zonensedimentation gemessen. Damit die Sedimentation bei hinreichend geringer Konzentration durchgeführt werden konnte, wurden sowohl die nativen wie auch die modifizierten Heteropolysaccharide durch eine kovalent gebundene fluoreszierende Gruppe gekennzeichnet.

Drei typische Heteropolysaccharid-Testlösungen wurden wie folgt hergestellt: die erste, als Probe A bezeichnet, enthielt natives, nicht modifiziertes Heteropolysaccharid, das durch kurzes Zentrifugieren von Zellen und anderen Zellabfällen befreit wurde. Ein aliquoter Teil dieses gereinigten nativen Heteropolysaccharids wurde in Wasser mit einem Gehalt an 2% NaCl und 0,2% CaCb gelöst und eine Stunde bei 121°C der Wärmebehandlung ausgesetzt, so daß sich die Probe B bildete, die modifiziertes, aber nicht filtriertes Heteropolysaccharid enthielt. Anschließend wurde ein aliquoter Teil von B durch einen Millipore Filter mit 0,45 μίτι filtriert und als Probe C bezeichnet. Die Proben A, B und C wurden über Kovalenzen mit einem fluoreszierenden Amin durch die Isocyanid Kupplungsreaktionen gekennzeichnet. Die drei fluoreszierenden Proben, bezeichnet als A*, B* und C* wurden dann auf die endgültige Konzentration von 6 ppm verdünnt, und 0,5 ml dieser Proben wurde dann in 15 ml Ultrazentrifugenröhrchen über eine Gradientschicht mit 4—8% NaCl geschichtet. Die Proben wurden dann in einem Rotor bei einer Geschwindigkeit von 40 000 Upm und einer Temperatur von 20°C 3,5 Stunden sedimentiert. Die Lage des Bandes nach der Sedimentation wurde durch Messung der Fluoreszenzintensität gegen die Entfernung vom Zentrifugierröhrchenrand gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 zusammengestellt.

Tabelle 11

Lage des Heteropolysaccharidbandes im Zentrifugierröhrchen nach Sedimentation

Distanz vom Meniscus	Relative Fluorescenz-Intensität")	B*	C*	Sedimentations-
cm	A*	0	0	konsvanteS^b)
0	0	0,2	0,2
0,407	0	0,8	03
0,814	0,2	2,9	3,2
1,22	i,l	8,6	8,0
1,63	3,0	16,0	15,5
2,04	6,5	17,6	17,9	9,8
2,44	10,1	14,8	15,6
2,85	11,9	11,1	11,4
3,26	11,5	7,5	7,5
3,66	9,9	5,1	5,1
4,07	83	3,4	3,4	19,1
4,48	6,8	2,6	2,3
4,88	5,5	1,9	1,7
5,29	4,5	1,3	1,2
5,70	3,7	1,1	0,9
6,11	3,0	0,9	0,7	26,4
6,51	2,6	0,7	0,6
6,92	2,2	0,7	0,4
7,33	1,8	0,6	0,4
7,73	1,7	0,6	0,4
8,14	1,7	0,6	1,3	32,4
8,55	1,7	1,3	1,3
8,95	3,7

Boden des Röhrchens — — —

^a) Die Werte wurden normalisiert, so daß die Fläche unter jeder Kurve gleich ist A*) ist das
native Heteropolysaccharid; B* ist das modifizierte, aber nicht filtrierte Heteropolysaccharid; C* ist das modifizierte und filtrierte Heteropolysaccharid.

^b) Die Auswertung erfolgte aus der Beziehung S = /IrI(W¹ At r), wobei Ar die Entfernung
bedeutet, über die sich das Band während der Sedimentation bewegt, w die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors, At die Sedimentationszeit und r mittlere Entfernung des Bandes
von dem Zentrum des Rotors bedeuten. Die Einheit von 5 ist 10^±13Sekunden.

40 Die letzte Spalte in Tabelle 11 zeigt die für die besonderen Bedingungen in diesem Versuch geltenden Sedimentationscoefficienten an verschiedenen Punkten des Röhrchens.

Die Ergebnisse aus Tabelle 11 führen zu verschiedenen Schlüssen über die Unterschiede zwischen nativen und modifizierten Heteropolysacchariden:

⁴⁵ 1. Die Breite jedes Bandes verglichen mit der Breite der Startzone zeigt, daß die Heteropolysaccharide polydispers sind, wobei die Sedimentationscoefficienten über einen weiten Bereich variieren. Dies zeigt sich besonders für die nicht modifizierten Heteropolysaccharide in Probe A*.

2. Der durchschnittliche Sedimentationscoefficient der Proben ergibt sich wie folgt: A*= 19,5 5; B* = 15,4 5; C* = 15,1 S. Diese Werte wurden durch Mitteln von Ar/r über jedes Band berechnet, wobei jeder Punkt

⁵⁰ entsprechend der relativen Fluoreszenzintensität an diesem Punkt im Röhrchen gewertet wurde. Die

Ergebnisse zeigen, daß die Hitzebehandlung den durchschnittlichen Sedimentationscoefficienten der Heteropolysaccharide verringert.

3. Die Verteilung der Sedimentationsgeschwindigkeiten wird deutlicher durch die Hitzebehandlung als die durchschnittlichen Sedimentationsgeschwindigkeiten beeinflußt. Besonders hat das native Heteropolysac-

⁵⁵ charid (Probe A*) mehr Verbindungen mit sehr langen Sedimentationsgeschwindigkeiten (hohem Molekulargewicht) als die modifizierten Heteropolysaccharide in den Proben B* und C*. Im vorliegenden Fall haben 18% der Probe A* einen Sedimentationscoefficienten von 26 Soder größer, während nur 6—7% der Proben B* und C einen derartig großen Sedimentationscoefficienten aufweisen.

4. Die Verteilung der Sedimentationscoefficienten wird stark durch Erwärmen auf 121°C während einer 60 Stunde (Unterschied zwischen A^# und B*), aber nur geringfügig durch Filtrieren nach dem Erhitzen (Unterschied zwischen B* und C*) beeinflußt.

Beispiel 15

f>5 Mit Lösungen der nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharide und der erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysaccharide mit einer Konzentration von 500 ppm im wäßrigen Lösungsmittel mit einem Gehalt an 2 Gewichtsprozent NaCl und 0,2 Gewichtsprozent CaCI₂ bei pH 7 wurden Membranwanderungschromatogramme aufgenommen. Die Heteropolysaccharidlösung wurde durch Peristaltikpumpe mit 8 Kanälen bei einer

Geschwindigkeit von 1 ml/Stunde unabhängig voneinander zu 8 Filtern gepumpt. Jeder Filter wies einen Durchmesser von 25 mm auf, die Porendurchmesser betrugen 0,05 bis 5 μιη. Etwa 1,5 ml der durch jeden Filter durchtretenden Flüssigkeit wurden gesammelt und auf den Kohlehydratgehalt mit der Phenol-H₂SO4-Methode (M. Dubois et al„ Analyt. Chem. 28,350—356 (1956) untersucht. Die Fraktion der übergegangenen Kohlehydrate wurde dann ausgewertet. Typische Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 12 angegeben:

Tabelle 12
Membranwanderungschromatogramm

Porengröße	Fraktion der übergegangenen	modifiziert
Um	Kohlehydrate	0,14
	nicht modifiziert	0,14
0,05		0,15
0,08		0,19
0,1	0,03	0,62
0,2	0,04	0,98
0,4	0,15	1,00
0,6	0,58	1,00
0,8	0,69
1,0	0,98
3	1,00
5	1,00

Bei einer Porengröße von etwa 0,6 μπι werden 40 Gewichtsprozent der nativen nicht modifizierten Moleküle zurückgehalten, während eine Porengröße von 0,4 μπι notwendig ist, um das gleiche Ergebnis für die modifizierten Heteropolysaccharide zu erzielen. Diese durchlaufen sogar Poren mit 0,05 und 0,8 μπι, während nur 3% der nativen nicht modifizierten Heteropolysaccharide eine Pore mit 0,1 μπι passieren können.

B e i s ρ i e 1 16

A. Die Fällung von Heteropolysacchariden mit einem quaternären Ammoniumsalz, nämlich Cetyl-trimethylammoniumbromid in Gegenwart verschiedener Mengen NaCl wurde nach dem Verfahren von J. E. Scott, Methods of Carbohydrate Chem. 5, 38—44 (1965) durchgeführt. Der Versuch zeigt, daß native, nicht modifizierte Heteropolysaccharide bei 0,27 M NaCl halb gefällt werden, während behandelte Heteropolysaccharide bei 0,23 M NaCl gefällt werden. Dies zeigt an, daß native, nicht modifizierte Heteropolysaccharide das Fällungsmittel, Cetyl-trimethylammoniumbromid stärker als modifizierte Heteropolysaccharide binden, und zwar wegen der höheren Ladungsdichte auf dem nativen Biopolymer.

B. Die Fällung der Heteropolysaccharide in Wasser durch Äthanol wurde in Gegenwart von 2% NaCl, 0,2% CaCl₂ und 0,0! M Tris-Puffer bei pH 7 untersucht. Die Hälfte der nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharide wird bei einer Fraktion des Äthanolvolumens von 0,394 gefällt, während die eine Hälfte der modifizierten Heteropolysaccharide bei einer Fraktion des Äthanolvolumens von 0,359 ausgefällt wird.

C. Die Ausfällung der Heteropolysaccharide durch verschiedene Mengen von Fe⁺³ Ionen wurde in Gegenwart von 1% CaCi₂,0,01 M Ammoniumacetat-Puffer bei pH 7 untersucht. Es wurde festgestellt, daß bei Heteropolysaccharidkonzentrationen entsprechend 300 ppm eine Hälfte der nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharide durch 0,62 χ 10-* M FeCl₃ gefällt wird, während zur Fällung von einer Hälfte der modifizierten Heteropolysaccharide 1,05 χ 10-⁴ M FeCU benötigt wird. Dies legt nahe, daß die nativen, nicht behandelten Heteropolysaccharide mehr Bindungsstellen für Fe⁺³ aufweisen. Andererseits haben die modifizierten erfindungsgemäßen Heteropolysaccharide weniger Bindungsstellen für Fe⁺³ als die nativen, nicht modifizierten Moleküle.

Beispiel 17

Die Bestimmung des Acetylgehaltes der nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharide und der modifizierten Heteropolysaccharide wurde nach den Verfahren von Sutherland und Wilkinson, Biochem J. 110, 749_754 (1968) durchgeführt Drei Proben der von Xanthomonas gebildeten Heteropolysaccharide wurden gereinigt und nach dem Verfahren von Holzwarth, Biochemistry, 15, 4333—4339 (1976) lyophilisiert Drei weitere Proben der von Xanthomonas gebildeten, modifizierten und gereinigten Heteropolysaccharide wurden wie oben beschrieben nochmals gereinigt und lyophilisiert Die Bestimmung des Acetylgehaltes wurde wie folgt vorgenommen: 3 mg des trockenen Heteropolysaccharids wurden in 1 ml Wasser gelöst Hierzu wurden 2 ml einer Lösung mit einem Gehalt an einem Teil 2 M Hydroxylaminhydrochlorid und einem Teil 3,5 M NaOH zugesetzt Nach einer Minute wurden 1 ml 3,5 M HCl und darin anschließend 1 ml FeCl₃ Lösung (0,37 M in 0,1 N HCl) zugesetzt Die optische Dichte wurde dann bei 540 nm gemessen. Zur Standardisierung des Verhältnisses zwischen optischer Dichte und Acetylgehalt wurden anstelle des Polymers Äthylacetat-Lösungen (1 χ ΙΟ-³ bis 6 χ 10~³ M) eingesetzt Dreifachbestimmungen für native, nicht modifzierte Heteropolysaccharide und modifizierte Heteropolysaccharide ergaben die folgenden Werte:

	27 25	069	OD₅₄₀Zm₈	g (Polymer je Mol Acetyl)	S
Probe	Heteropoly saccharid, mg	OD₅₄₀	0,199 0,203 0,201	774 759 767
Nativ Nativ Nativ	3,1 3,2 3,1	0,617 0,649 0,622		767	1
Nativ Durchschnitt			0,184 0,172 0,187	837 896 824	I:
Modifiziert Modifiziert Modifiziert	2,8 2,7 3,5	0,514 0,464 0,654

_]5 Modifiziert Durchschnitt 852

Die prozentuale Änderung im Acetylgehalt beträgt 100 χ (852—767)/767 oder in diesem Fall 11%.

Beispiel 18

In diesem Versuch wurde der Pyruvatgehalt von nativen, nicht modifizierten Heteropolysacchariden und erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysacchariden bestimmt Die Bestimmung erfolgte nach der Methode von Duckworth and Yaphe, Chemistry and Industry (1970) S. 747 unter Verwendung von Lactat-dehydrogenase-NADH. Gereinigtes, lyophilisiertes natives, nicht modifiziertes Heteropolysaccharid und das erfindungsgemäße gereinigte lyophilisierte, modifizierte Heteropolysaccharid wurden untersucht. Der abschließende Schritt in diesem Versuch ist die Messung der Menge von NADH, das von der aus dem Heteropolysaccharid freigesetz- |ij ten Brenztraubensäure zu NAD umgewandelt wird. Dies läßt sich durch Änderung der optischen Dichte bei % 340 nm feststellen. Dreifachmessungen an einem nativen, nicht modifizierten Heteropolysaccharid und einem p modifizierten Heteropolysaccharid ergaben die folgenden Werte: -'i

Behandelt Durchschnitt 1,06

Die durchschnittliche Verringerung im Pyruvatgehalt beträgt in diesem Fall nach der Behandlung 100 χ (1,37-l,06)/l,37entsprechend23%.

Wie sich aus der Beschreibung entnehmen läßt, weisen die erfindungsgemäßen modifizierten Heteropolysaccharide eine einzigartige Kombination von Eigenschaften auf, die sie für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich machen. Darüber hinaus ergibt die Salz-Wärmebehandlung nicht nur die neuen modifizierten Heteropolysaccharide, sondern führt unerwarteterweise auch zu einer leichteren Trennung der Heteropolysaccharide von Zellabfällen und anderen Fermentationsprodukten, unabhängig davon, ob die Trennung durch Zentrifugieren oder Filtrieren durchgeführt wird. Ohne sich auf eine Theorie festlegen zu wollen, wird angenommen, daß die Salz-Hitzebehandlung den Zellabfall und anderes Fermentationsmatenal selektiv agglomeriert, wodurch diese Bestandteile sich leichter von den Heteropolysacchariden abtrennen lassen.

Probe	Polymer, mg	OD₃₄₀	OD/mg	ti
Nativ Nativ Nativ	5,3 5,1 5,0	0,474 0,435 0,494	1,34 1,28 1,48
Nativ Durchschnitt			1,37	1
Behandelt Behandelt Behandelt	4,7 4,5 5,3	0,328 0,313 0,385	1,05 1,04 1,09

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zur Entfernung von proteinhaltigen Materialien und/oder restlichen ganzen Bakterienzellen oder anderen Zellabfällen aus einem diese enthaltenden Heteropolysaccharidprodukt und zur Verbesserung der Filtrierbarkeit dieses Produkts, wobei das Heteropolysaccharidprodukt durch Bakterienfermentation von Bakterien des Genus Xanthomonas hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) eine wäßrige Lösung hergestellt wird, die etwa 200 bis etwa 30 000 ppm, bezogen auf das Gewicht, des Heteropolysaccharidprodukts und mindestens etwa 0,5 Gew.-% mindestens eines anorganischen Salzes

ίο zur Erzielung einer salzhaltigen Heteropolysaccharidlösung enthält,

(b) diese salzhaltige Heteropolysaccharidlösung auf eine Temperatur von mindestens etwa 100° C erhitzt wird,

(c) die salzhaltige Heteropolysaccharidlösung bei einer Temperatur von mindestens etwa 100° C für eine ausreichend lange Zeit zum Verbessern der Einspritz- und Filtrierbarkeitseigenschaften, aber nicht so lange, daß die viskositätsverbessernden Eigenschaften des salzhaltigen wärmebehandelten Heteropolysaccharids wesentlich beeinträchtigt werden, gehalten wird und

(d) die proteinhaltigen Materialien und/oder restliche ganze Bakterienzellen oder andere Zellabfälle aus dem salzhaltigen und wärmebehandelten Heteropolysaccharidprodukt entfernt bzw. davon abgetrennt werden, so daß ein modifiziertes Heteropolysaccharid erhalten wird, das einer wäßrigen Testlösung mit einem Gehalt von 2 Gew.-% NaCl und 0,2 Gew.-% CaCl₂ eine Viskosität von mindestens 4,OcP, gemessen in einem Brookfield-Viskosimeter mit einem UL-Adapter bei 50 Upm und 25° C, verleiht, wenn es der Testlösung in einer Konzentration von ungefähr 600 ppm, bezogen auf das Gewicht, zugesetzt wird, und das eine solche Filtrierbarkeit verleiht, daß mehr als 1000 ml einer anderen wäßrigen Testlösung mit einem Gehalt von 8,8 Gew.-% Salz, bestehend aus NaCl und CaCh in einem 10 :1-Gewichtsverhältnis, bei- einer Konzentration des modifizierten Heteropolysaccharids von ungefähr 600 ppm, bezogen auf das Gewicht, ohne Verstopfung durch einen Filter der Marke Millipore mit einem Durchmesser von 13 mm und einer Porengröße von 5 μπι bei einem konstanten Druckabfall von etwa 0,073 kg/cm² durchlaufen.