FR3002938A1 - Procede d'extrusion reactive de compositions contenant au moins une matiere amylacee en melange avec un autre composant, produits obtenus et leurs utilisations - Google Patents

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé d'extrusion réactive d'une composition contenant au moins une matière amylacée et un autre composant choisi dans une liste exhaustive, ladite extrusion ayant lieu en présence d'au moins un agent réticulant et d'au moins un solvant et/ou plastifiant. De manière avantageuse, le procédé selon l'invention permet de contrôler la compétition entre la déstructuration et la réticulation de l'amidon. Ce procédé permet donc d'obtenir des compositions à base d'amidons réticulés avec des taux de phases cristallines résiduelles adaptables afin de répondre idéalement aux besoins spécifiques des différentes applications finales.

Description

PROCEDE D'EXTRUSION REACTIVE DE COMPOSITIONS CONTENANT AU MOINS UNE MATIERE AMYLACEE EN MELANGE AVEC UN AUTRE COMPOSANT, PRODUITS OBTENUS ET LEURS UTILISATIONS La présente invention se rapporte à un procédé d'extrusion réactive d'une composition contenant au moins une matière amylacée et un autre composant choisi dans une liste exhaustive, ladite extrusion ayant lieu en présence d'un agent réticulant et d'un solvant et/ou plastifiant. De manière avantageuse, le procédé selon l'invention permet de contrôler la compétition entre la déstructuration et la réticulation de l'amidon en mélange avec un ou plusieurs autres composants. Ce procédé permet donc d'obtenir des compositions à base d'amidons réticulés avec des taux de phases cristallines résiduelles adaptables afin de répondre idéalement aux besoins spécifiques des différentes applications finales.
L'extrusion réactive est une technique bien connue pour mettre en forme des matières amylacées sous forme de particules de taille nanométrique, qui peuvent ensuite être dispersées dans l'eau ou dans un solvant hydroalcoolique. Cette technologie repose sur une première étape d'extrusion de la matière amylacée en présence d'un agent réticulant, suivie d'éventuelles étapes de granulation et de broyage. Par adjonction d'eau ou d'un solvant hydroalcoolique, on parvient au final à réaliser des dispersions d'une teneur en matière sèche au moins égale à 20 % en poids sec de matière amylacée, stables dans le temps, et présentant une taille de particules comprise entre 100 et 500 nm telle que déterminée par granulométrie laser.
Cette technologie a été relatée dans les documents EP 1 159 301, puis reprise et affinée dans les documents EP 1 303 667, EP 1 303 670 et EP 2 251 484, ces 3 documents visant pour les produits obtenus des applications dans la fabrication du papier. Plus précisément, ces derniers documents sont orientés vers la fabrication des compositions destinées à recouvrir la feuille de papier pour lui conférer notamment des propriétés optiques améliorées, lesdites compositions étant connues par l'homme du métier sous l'expression « sauces de couchage ». Comme le montrent les 3 derniers documents cités, la mise en oeuvre des particules fabriquées par extrusion réactive dans des sauces de couchage papetières, permet de substituer en partie les liants synthétiques couramment utilisés dans de telles applications et ce, tout en maintenant un niveau de propriétés équivalent : à la fois dans la sauce de couchage proprement dite, en terme de viscosité à haut et bas gradient de cisaillement (viscosité Brookfield et Haake), mais aussi au niveau de la feuille de papier en termes de rétention d'eau et d'imprimabilité. En outre, l'ensemble des documents précités se focalise sur l'amidon comme unique matière subissant l'opération d'extrusion réactive. Or, du point de vue de l'application finale où l'amidon est la plupart du temps destiné à être mélangé à d'autres composants, il est intéressant d'envisager l'extrusion réactive d'une composition contenant au moins une matière amylacée et au moins un autre composant. On entend par là que la matière amylacée est introduite dans l'extrudeuse en mélange avec au moins un autre composant et / ou qu'il y a introduction de manière distincte dans l'extrudeuse d'au moins une matière amylacée et d'au moins un autre composant. L'autre composant est ici choisi parmi la cellulose, la lignine, la carboxyméthylcellulose (CMC), l'hémicellulose, le gluten, les protéines et notamment les protéines de pois, le guar, le xanthane, la carraghénane, les alginates, le chitosane, le cassia, la tamarin, la gélatine, les lipides, les triglycérides, les acides gras insaturés ou non, les algues et les micro-algues. Un des mérites de la Demanderesse est d'avoir su démontrer que l'extrusion réactive d'au moins une matière amylacée avec au moins un autre composant choisi dans la liste précitée était réalisable du point de vue industriel. Aussi, un premier objet de la présente invention consiste en un procédé de fabrication de particules constituées d'au moins une matière amylacée, ledit procédé comprenant : a) au moins une étape d'extrusion d'au moins une matière amylacée et d'au moins un autre composant, en présence d'au moins un agent réticulant et d'au moins un solvant et/ou plastifiant, b) éventuellement une étape de granulation, c) éventuellement une étape de broyage, d) éventuellement une étape de mise en dispersion dans un solvant, l'autre composant étant choisi parmi la cellulose, la lignine, la carboxyméthylcellulose (CMC), l'hémicellulose, le gluten, les protéines et notamment les protéines de pois,le guar, le xanthane, la carraghénane, les alginates, le chitosane, le cassia, la tamarin, la gélatine, les lipides, les triglycérides, les acides gras insaturés ou non, les algues et les micro-algues. De plus, la Demanderesse est parvenue, en identifiant et en régulant certains paramètres de son procédé, à obtenir des produits particulièrement avantageux au niveau de leur application. Ceci est notamment réalisé à travers le contrôle fin du phénomène de déstructuration de la matière amylacée et de sa teneur en phase cristalline.
Selon une première variante, on parvient à un tel contrôle lorsque le solvant et/ou plastifiant est présent à raison d'au moins 35 (:)/0, préférentiellement d'au moins 40 (:)/0, très préférentiellement d'au moins 45 %, et de manière la plus préférée d'au moins 50 % en poids dans l'extrudat au moment où est introduit l'agent réticulant dans l'extrudeuse. On précise que l'extrudat désigne la totalité de la matière présente dans l'extrudeuse. Dans une autre version de l'invention, la compétition entre les mécanismes précités est gérée par l'introduction d'un catalyseur alcalin, qui participe à la déstructuration. Dans ce cas de figure, l'étape d'extrusion est réalisée par introduction dans l'extrudeuse d'un catalyseur alcalin. On préfèrera alors introduire l'agent réticulant avant ledit catalyseur alcalin dans le milieu réactionnel : ceci permet de disperser efficacement l'agent réticulant dans la matière. Le catalyseur alcalin est alors choisi parmi les oxydes et hydroxydes alcalins et alcalino-terreux.
De manière générale, l'étape a) d'extrusion est réalisée dans une extrudeuse : ce dispositif est le lieu de forces de cisaillement importantes qui s'appliquent à l'amidon. En outre, cette étape est réalisée à une température au moins égale à 60 °C, préférentiellement au moins 70 °C, très préférentiellement au moins 80 °C, mais dans tous les cas à une température inférieure à la température de dégradation de la matière amylacée ; le choix de cette température relève des compétences normales de l'homme du métier, au regard des caractéristiques physico-chimique des matières mises en oeuvre. Le procédé génère une pression comprise entre 5 bars et 150 bars.
L'étape a) d'extrusion est réalisée par introduction dans l'extrudeuse de la matière amylacée, de l'autre composant, de l'agent réticulant et d'un solvant et/ou plastifiant. La matière amylacée est introduite en général en pied d'extrudeuse (i.e. en zone 1 comme indiqué dans la partie expérimentale), mais peut également être introduite dans n'importe quelle zone à l'exclusion de la dernière. Cette introduction peut être réalisée par insertion gravimétrique par le dessus de l'extrudeuse ou via l'emploi de systèmes d'introduction spécifiques connus de l'homme de l'art comme des « sidefeeder » par exemple.
La matière amylacée peut être introduite en mélange avec une autre matière amylacée et / ou en mélange avec l'autre composant. Ce mélange est donc introduit en général en zone 1, mais peut l'être également dans toute zone à l'exclusion de la dernière. A ce titre, le mélange peut être obtenu par homogénéisation dans un dispositif du type « dry-blend ».
La matière amylacée peut enfin être introduite en combinaison avec une autre matière amylacée et avec l'autre constituant, mais pas sous la forme d'un mélange. Ceci signifie que les ingrédients sont soit introduits dans la même zone (mais pas en mélange) à l'exception de la dernière zone, soit dans des zones distinctes.
Dans tous les cas, lorsque les ingrédients sont introduits de manière séparée, ils le sont à partir de systèmes de dosages classiques bien connus de l'homme du métier. L'étape a) d'extrusion est réalisée par introduction dans l'extrudeuse d'un solvant et/ou plastifiant choisi parmi l'eau et les solvants hydroalcooliques. Préférentiellement il s'agit de l'eau. Ce solvant est employé pour déstructurer la fraction amylacée et peut être introduit dans n'importe quelle zone de l'extrudeuse. Plus il est ajouté vers la fin de l'extrudeuse, plus la durée et donc le taux de déstructuration seront limités. Il est également possible d'envisager des systèmes où le solvant est injecté avant l'introduction de la matière amylacée dans l'extrudeuse. Dans une autre variante du procédé, le solvant, la matière amylacée et l'autre composant sont introduits simultanément sous forme de dispersion aqueuse de matière amylacée de type « slurry ».
L'étape a) d'extrusion est aussi réalisée par introduction dans l'extrudeuse d'un agent réticulant choisi parmi le trimétaphosphate de sodium, le glyoxal, les diépoxydes, les diisocyanates hydrosolubles, et est préférentiellement le trimétaphosphate de sodium.
L'agent réticulant représente de 0,1 % à 10 % en poids sec par rapport au poids sec de matière amylacée mise en oeuvre. La zone d'introduction dudit agent et en particulier sa position relative par rapport à la zone d'introduction du solvant (notamment l'eau) est un paramètre critique dans l'optique de la maîtrise de la compétition entre la déstructuration de la matière amylacée et de la réaction de réticulation entre les fonctions nucléophiles portées éventuellement par la matière amylacée et au moins un des autres composants. La matière amylacée peut être choisie parmi les « amidons granulaires ». On entend ici par « amidon granulaire », un amidon natif ou modifié physiquement, chimiquement ou par voie enzymatique, ayant conservé, au sein des granules d'amidon, une structure semi-cristalline similaire à celle mise en évidence dans les grains d'amidon présents naturellement dans les organes et tissus de réserve des végétaux supérieurs, en particulier dans les graines de céréales, les graines de légumineuses, les tubercules de pomme de terre ou de manioc, les racines, les bulbes, les tiges et les fruits. Cet état semi-cristallin est essentiellement dû aux macromolécules d'amylopectine, l'un des deux constituants principaux de l'amidon. A l'état natif, les grains d'amidon présentent un taux de cristallinité qui varie de 15 % à 45 %, et qui dépend essentiellement de l'origine botanique de l'amidon et du traitement éventuel qu'il a subi. L'amidon granulaire, placé sous lumière polarisée, présente une croix noire caractéristique, dite croix de Malte, typique de l'état granulaire. Selon l'invention, l'amidon granulaire peut provenir de toutes origines botaniques, y compris un amidon granulaire riche en amylose ou, inversement, riche en amylopectine (waxy). Il peut s'agir d'amidon natif de céréales telles que le blé, le maïs, l'orge, l'amarante, le triticale, le sorgo ou le riz, de tubercules tels que la pomme de terre ou le manioc, ou de légumineuses telles que le pois, le haricot mango et le soja, et de mélanges de tels amidons.
Selon une variante, l'amidon granulaire est un amidon hydrolysé par voie acide, oxydante ou enzymatique, ou un amidon oxydé. Il peut s'agir d'un amidon communément appelé amidon fluidifié, ou d'une dextrine blanche. Selon une autre variante, il peut s'agir également d'un amidon modifié par voie physico-chimique mais ayant essentiellement conservé la structure de l'amidon natif de départ, comme notamment les amidons estérifiés et/ou éthérifiés, en particulier modifiés par acétylation, hydroxypropylation, cationisation, réticulation, phosphatation, ou succinylation, ou les amidons traités en milieu aqueux à basse température (en anglais « annealing »). De préférence, l'amidon granulaire est un amidon natif, hydrolysé, oxydé ou modifié, en particulier de maïs, de blé, de pois ou de pomme de terre. L'amidon granulaire présente généralement un taux de solubles à 20°C dans l'eau déminéralisée, inférieur à 5 % en masse. Il est de préférence quasiment insoluble dans l'eau froide. Selon une seconde variante, la matière amylacée peut être un amidon hydrosoluble, pouvant provenir aussi de toutes origines botaniques, y compris un amidon hydrosoluble riche en amylose ou, inversement, riche en amylopectine (waxy). Cet amidon hydrosoluble peut être introduit en remplacement partiel ou total de l'amidon granulaire. On entend au sens de l'invention par « amidon hydrosoluble», tout composant amylacé présentant à 20°C et sous agitation mécanique pendant 24 heures, une fraction soluble dans de l'eau déminéralisée au moins égale à 5 % en poids. Cette fraction soluble est de préférence supérieure à 20 % en poids, et en particulier supérieure à 50 % en poids. Bien entendu, l'amidon hydrosoluble peut être totalement soluble dans l'eau déminéralisée (fraction soluble = 100 %).
De tels amidons hydrosolubles peuvent être obtenus par prégélatinisation sur tambour, par prégélatinisation sur extrudeuse, par atomisation d'une suspension ou d'une solution amylacée, par précipitation par un non-solvant, par cuisson hydrothermique, par fonctionnalisation chimique ou autre. Il s'agit en particulier d'un amidon prégélatinisé, extrudé ou atomisé, d'une dextrine hautement transformée (appelée aussi dextrine jaune), d'une maltodextrine, d'un amidon fonctionnalisé ou d'un mélange quelconque de ces produits. Les amidons prégélatinisés peuvent être obtenus par traitement hydro-thermique de gélatinisation d'amidons natifs ou d'amidons modifiés, en particulier par cuisson vapeur, cuisson jet-cooker, cuisson sur tambour, cuisson dans des systèmes de malaxeur / extrudeur puis séchage par exemple en étuve, par air chaud sur lit fluidisé, sur tambour rotatif, par atomisation, par extrusion ou par lyophilisation. De tels amidons présentent généralement une solubilité dans l'eau déminéralisée à 20°C supérieure à 5 % en poids et plus généralement comprise entre 10 % et 100 %, et un taux de cristallinité en amidon inférieur à 15 % (en intensité de diffraction RX), généralement inférieur à 5 (:)/0, et le plus souvent inférieur à 1 (:)/0, voire nul. A titre d'exemple, on peut citer les produits fabriqués et commercialisés par la Demanderesse sous le nom de marque PREGEFLOO.
Les dextrines hautement transformées font également partie des matières amylacées qui peuvent être mises en oeuvre dans le cadre de l'invention. Elles peuvent être préparées à partir d'amidons natifs ou modifiés, par dextrinification en milieu acide peu hydraté. Il peut s'agir en particulier de dextrines blanches solubles ou de dextrines jaunes. A titre d'exemple, on peut citer les produits STABILYS® A 053 ou TACKIDEX® C 072, fabriqués et commercialisés par la Demanderesse. De telles dextrines présentent dans l'eau déminéralisée à 20°C, une solubilité comprise généralement entre 10 % et 95 % en poids et une cristallinité en amidon inférieure à 15 %, généralement inférieure à 5 %.
Les maltodextrines et sirops de glucose déshydratés conviennent aussi à la présente invention. Ils peuvent être obtenus par hydrolyse acide, oxydante ou enzymatique d'amidons en milieu aqueux. Ils peuvent présenter en particulier un dextrose équivalent (DE) compris entre 0,5 et 40, de préférence entre 0,5 et 20 et mieux encore entre 0,5 et 12. De telles maltodextrines ou sirops de glucose déshydratés sont par exemple fabriqués et commercialisés par la Demanderesse sous l'appellation commerciale GLUCIDEX® et présentent une solubilité dans l'eau déminéralisée à 20°C généralement supérieure à 90 %, voire proche de 100 (:)/0, et une cristallinité en amidon généralement inférieure à 5 % et d'ordinaire quasiment nulle. Les amidons fonctionnalisés peuvent être obtenus à partir d'un amidon natif ou modifié. La fonctionnalisation peut par exemple être réalisée par estérification ou éthérification à un niveau suffisamment élevé pour leur conférer une solubilité dans l'eau. De tels amidons fonctionnalisés présentent une fraction soluble, telle que définie ci-dessus, supérieure à 5 (:)/0, de préférence supérieure à 10 (:)/0, mieux encore supérieure à 50%. La fonctionnalisation peut s'obtenir en particulier par acétylation en phase aqueuse avec de l'anhydride acétique, par réaction avec des anhydrides mixtes, par hydroxypropylation en phase colle, par cationisation en phase sèche ou phase colle, par anionisation en phase sèche ou phase colle par phosphatation ou succinylation. Les amidons hautement fonctionnalisés hydrosolubles obtenus peuvent présenter un degré de substitution compris entre 0,01 et 3, et mieux encore compris entre 0,05 et 1. De préférence, les réactifs de modification ou de fonctionnalisation de l'amidon sont d'origine renouvelable. Selon une autre variante avantageuse, l'amidon hydrosoluble est un amidon hydrosoluble de maïs, de blé ou de pois, ou un dérivé hydrosoluble de ceux-ci. De plus, il présente avantageusement une faible teneur en eau, généralement inférieure à 10 (:)/0, de préférence inférieure à 5 (:)/0, en particulier inférieure à 2,5 % en poids, et idéalement inférieure à 0,5 (:)/0, voire inférieure à 0,2 % en poids. Selon une troisième variante, le composant amylacé sélectionné pour la préparation de la composition est un amidon organomodifié, de préférence organosoluble, pouvant provenir aussi de toutes origines botaniques, y compris un amidon organomodifié, de préférence organosoluble, riche en amylose ou, inversement, riche en amylopectine (waxy). Cet amidon organosoluble peut être introduit en remplacement partiel ou total de l'amidon granulaire ou de l'amidon hydrosoluble.35 On entend au sens de l'invention par « amidon organomodifié», tout composant amylacé autre qu'un amidon granulaire ou un amidon hydrosoluble selon les définitions données ci-avant. De préférence, cet amidon organomodifié est quasiment amorphe, c'est à dire présentant un taux de cristallinité en amidon inférieur à 5 %, généralement inférieur à 1% et notamment nul. Il est aussi de préférence « organosoluble », c'est à dire présentant à 20°C, une fraction soluble dans un solvant choisi parmi l'éthanol, l'acétate d'éthyle, l'acétate de propyle, l'acétate de butyle, le carbonate de diéthyle, le carbonate de propylène, le glutarate de diméthyle, le citrate de triéthyle, les esters dibasiques, le diméthylsulfoxide (DMSO), le diméthylisosorbide, le triacétate de glycérol, le diacétate d'isosorbide, le dioléate d'isosorbide et les esters méthyliques d'huiles végétales, au moins égale à 5 % en poids. Cette fraction soluble est de préférence supérieure à 20 % en poids et en particulier supérieure à 50 % en poids. Bien entendu, l'amidon organosoluble peut être totalement soluble dans l'un ou plusieurs des solvants indiqués ci-dessus (fraction soluble = 100%). L'amidon organomodifié peut être utilisé selon l'invention sous forme solide, y compris présentant une teneur en eau peu élevée, à savoir inférieure à 10 % en poids. Elle peut notamment être inférieure à 5 %, en particulier inférieure à 2,5 % en poids et idéalement inférieure à 0,5 %, voire inférieure à 0,2 % en poids. L'amidon organomodifié utilisable dans la composition selon l'invention peut être préparé par une fonctionnalisation des amidons natifs ou modifiés tels que ceux présentés ci-avant. Cette fonctionnalisation peut par exemple être réalisée par estérification ou éthérification à un niveau suffisamment élevé pour le rendre essentiellement amorphe et pour lui conférer une insolubilité dans l'eau et de préférence une solubilité dans l'un des solvants organiques ci-dessus. De tels amidons fonctionnalisés présentent une fraction soluble, telle que définie ci-dessus, supérieure à 5 %, de préférence supérieure à 10 %, mieux encore supérieure à 50%. La fonctionnalisation peut s'obtenir en particulier par acétylation en phase solvant par l'anhydride acétique, greffage, par exemple en phase solvant ou par extrusion réactive d'anhydrides d'acides, d'anhydrides mixtes, de chlorures d'acides gras, d'oligomères de caprolactones ou de lactides, hydroxypropylation et réticulation en phase colle, cationisation et réticulation en phase sèche ou en phase colle, anionisation par phosphatation ou succinylation, et réticulation en phase sèche ou en phase colle, silylation, télomérisation au butadiène.
Ces amidons hautement fonctionnalisés organomodifiés, de préférence organosolubles, peuvent être en particulier des acétates d'amidons, des dextrines, des maltodextrines des sirops de glucose déshydratés ou des esters gras de ces matières amylacées (amidons, dextrines, maltodextrines des sirops de glucose déshydratés) avec des chaines grasses de 4 à 22 carbones, l'ensemble de ces produits présentant de préférence un degré de substitution (DS) compris entre 0,5 et 3,0, de préférence compris entre 0,8 et 2,8 et notamment compris entre 1,0 et 2,7. Il peut s'agir, par exemple, d'hexanoates, d'octanoates, de décanoates, de laurates, de palmitates, d'oléates et de stéarates d'amidon, de dextrines, de maltodextrines, de sirops de glucose déshydratés, en particulier présentant un DS compris entre 0,8 et 2,8. Selon une autre variante avantageuse, l'amidon organomodifié est un amidon organomodifié de maïs, de blé ou de pois ou un dérivé organomodifié de ceux-ci.
Dans tous les cas, la teneur en matière sèche de matière amylacée dans l'extrudeuse est au moins égale à 40 %, préférentiellement au moins 50 %, très préférentiellement au moins 60 % en poids sec du contenu de l'extrudeuse. L'étape facultative b) du procédé selon l'invention consiste à granuler l'extrudat en sortie d'extrudeuse. Cette opération est réalisée par tous les moyens disponibles permettant de granuler. La granulation est ensuite suivie d'une étape facultative c) de broyage, notamment une étape de broyage mécanique sur un solide, de broyage mécanique après dispersion dans un solvant eau ou hydroalcoolique, suivi alors d'une étape d'extraction du solide (par exemple par lyophilisation), ou de broyage cryogénique, l'objectif de ce traitement étant d'opérer une diminution des tailles de particules des granulés issus de l'étape précédente.
Enfin, et de manière optionnelle, les granulés issus de l'étape b) ou les particules broyées issues de l'étape c) peuvent être dispersés dans l'eau ou un solvant hydroalcoolique, préférentiellement dans l'eau.
D'autres objets de la présente invention sont constitués par : - l'extrudat obtenu par le procédé selon l'invention où on n'a mis en oeuvre que l'étape a), - les granulés obtenus par le procédé selon l'invention dans lequel on n'a mis en oeuvre que les étapes a) et b), - les particules broyées obtenues par le procédé selon l'invention dans lequel on n'a mis en oeuvre que les étapes a) et c), et éventuellement l'étape b) intermédiaire, - les dispersions obtenues par le procédé selon l'invention dans lequel on n'a mis en oeuvre que les étapes a) et d), et éventuellement les étapes intermédiaires b) et c). Un autre objet de la présente invention porte sur les comprimés, pastilles, ou produits obtenus par mise en forme des particules broyées décrites plus haut, lesdites particules étant éventuellement additivées d'un principe actif avant la mise en forme. Un dernier objet de la présente invention concerne l'utilisation des particules broyées et des dispersions évoquées plus haut, ainsi que des comprimés, pastilles et produits indiqués ci-dessus, dans la fabrication de films humides, dans la fabrication du papier et dans la fabrication de sauces de couchage, dans le domaine des médicaments comme vecteur de principe actif, dans la cosmétologie, dans l'agriculture et l'horticulture, dans la nutrition humaine et animale, dans la fabrication de mélanges avec des polymères synthétiques.
Les exemples qui suivent permettent de mieux appréhender la présente invention, sans pour autant en limiter la portée.
EXEMPLES Concrètement, différents profils de vis peuvent être employés pour maîtriser l'énergie thermomécanique spécifique transmise à la matière et ainsi contrôler la compétition entre déstructuration de l'amidon et réactions de réticulation. Un profil de vis est défini à travers les différentes zones qui constituent ladite vis. Chaque zone (Z) est constituée d'un élément particulier (P) assurant notamment le transport ou le cisaillement selon un certain angle de la matière qui y transite.
Chaque zone est également associée à une température particulière (T). Pour les éléments, on utilise les notations suivantes : T: éléments de convoyage à différents pas de vis M: éléments de mélange très dispersifs avec une très faible composante de cisaillement C: inclut tous les éléments dont la composante de cisaillement est élevée, c'est-à-dire tous les éléments de cisaillement à 30 45 60 et 90 ° en pas direct, et aussi 30 45 60 ° en pas inverse et éléments de transport ou mélange à pas inverse.
Exemple de mélange d'amidon de pois et amidon de maïs waxy réticulé au trimétaphosphate de sodium pour une application de type relargage, diffusion maitrisée de principes actifs ou digestibilité contrôlée Un mélange d'amidon natif de pois dont la teneur en eau est égale à 13 % (amidon) et d'amidon de maïs waxy dont la teneur en eau est égale à 12 % (composé B) est introduit dans une extrudeuse au moyen d'une alimentation volumétrique. Le mélange peut être introduit dans la zone 1 de l'extrudeuse qui dispose de 15 zones. La vitesse de vis est fixée à 500 tours / minute. L'eau ainsi que le réticulant (dans ce cas le trimétaphosphate de sodium) sont alors ajoutés au niveau de la zone 2, au moyen d'une pompe piston. Au niveau de la zone 9, on introduit une solution d'hydroxyde de sodium. Un tel procédé est appelé « procédé 1 », permettant d'obtenir des mélanges homogènes (voir figure 1/3).
Ce mélange peut également être réalisé par introduction dissociée sans réticulation du composé B, permettant l'incorporation du composé B dans le mélange : « procédé 2 » (voir figure 2/3). Ce mélange peut enfin être réalisé avec des réticulations en cascade : « procédé 3 » (voir figure 3/3). La Demanderesse recommande plus particulièrement de mettre en oeuvre les mélanges suivants : 1. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs et digestibilité contrôlée » : amidon de pois et amidon de maïs waxy, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1, 2 et 3 2. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs et digestibilité contrôlée » : amidon de pois et fécule de pomme de terre, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1, 2 et 3 3. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de pois et p-cyclodextrine, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon le procédé 3 4. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs »: amidon de pois et cellulose micro-cristalline, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon le procédé 3 5. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de pois et cellulose, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon le procédé 3 6. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de pois et gluten, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon le procédé 3 7. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de pois et protéines de pois, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon le procédé 3 8. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de pois et pectine, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon le procédé 3 9. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : fécule de pomme de terre et amidon de maïs waxy, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 2 10. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : fécule de pomme de terre et amidon de pois, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1, 2 et 3 11. Fabrication d'un produit pour application « revêtements »: amidon de maïs waxy et fécule de pomme de terre, avec du glyoxal comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 2 12. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de maïs waxy et amidon de pois, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1, 2 et 3 13. Fabrication d'un produit pour application « revêtements, résines et peintures »: amidon de maïs waxy et amidon de pois fluidifié et hydroxypropylé, avec du diisocyanate hydrosoluble comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 2 14. Fabrication d'un produit pour application « couchage papetier »: amidon de maïs waxy et nano whiskers de cellulose, avec des diépoxydes comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 2 15. Fabrication d'un produit pour application « liant ou composé aux propriétés de type matière plastique injectable, biosourcée et biodégradable » : amidon de maïs waxy et microfibrille de cellulose, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 2 16. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de maïs waxy et gluten, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 2 17. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de maïs waxy et protéines de pois, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 2 18. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de maïs waxy et gomme de guar, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 2 19. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs » : amidon de maïs waxy et xanthate, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 2 20. Fabrication d'un produit pour application « relargage, diffusion maitrisée de principes actifs »: amidon de maïs waxy et carraghénane, avec du trimétaphosphate de sodium comme réticulant ; les composés pouvant être mis en oeuvre selon les procédés 1 et 225

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS1 - Procédé de fabrication de particules constituées d'au moins une matière amylacée, ledit procédé comprenant : a) au moins une étape d'extrusion d'au moins une matière amylacée et d'au moins un autre composant, en présence d'au moins un agent réticulant et d'au moins un solvant et/ou plastifiant, b) éventuellement une étape de granulation, c) éventuellement une étape de broyage, d) éventuellement une étape de mise en dispersion dans un solvant, l'autre composant étant choisi parmi la cellulose, la lignine, la carboxyméthylcellulose (CMC), l'hémicellulose, le gluten, les protéines et notamment les protéines de pois, le guar, le xanthane, la carraghénane, les alginates, le chitosane, le cassia, la tamarin, la gélatine, les lipides, les triglycérides, les acides gras insaturés ou non, les algues et les micro-algues.
  2. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant et/ou plastifiant est présent à raison d'au moins 35, préférentiellement d'au moins 40 (:)/0, très préférentiellement d'au moins 45 %, et de manière la plus préférée d'au moins 50 % en poids dans l'extrudat au moment où est introduit l'agent réticulant dans l'extrudeuse.
  3. 3 - Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'étape a) est réalisée à une température au moins égale à 60 °C, préférentiellement au moins 70 °C, très préférentiellement au moins 80 °C.
  4. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape a) est réalisée par introduction dans l'extrudeuse d'un solvant et/ou plastifiant choisi parmi l'eau et les solvants hydroalcooliques, préférentiellement l'eau.
  5. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape a) est réalisée par introduction dans l'extrudeuse d'un agent réticulant choisi parmi le trimétaphosphate de sodium, le glyoxal, les diépoxydes, les diisocyanates hydrosolubles, et préférentiellement le trimétaphosphate de sodium.
  6. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape a) est réalisée par introduction dans l'extrudeuse d'un catalyseur alcalin, ledit catalyseur alcalin étant alors choisi parmi les oxydes et hydroxydes alcalins et alcalino-terreux, et étant préférentiellement introduit dans l'extrudeuse après l'agent réticulant.
  7. 7 - Extrudat obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 où on n'a mis en oeuvre que l'étape a).
  8. 8 - Granulés obtenus par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel on n'a mis en oeuvre que les étapes a) et b).
  9. 9 - Particules broyées obtenues par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel on n'a mis en oeuvre que les étapes a) et c), et éventuellement l'étape b) intermédiaire.
  10. 10 - Dispersions obtenues par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel on n'a mis en oeuvre que les étapes a) et d), et éventuellement les étapes intermédiaires b) et c).
  11. 11 - Comprimés, pastilles, ou produits obtenus par mise en forme des particules broyées selon la revendication 9, lesdites particules étant éventuellement additivées d'un principe actif avant la mise en forme.
  12. 12 - Utilisation des particules broyées selon la revendication 9, des dispersions selon la revendication 10, des comprimés, pastilles et produits selon la revendication 11, dans la fabrication de films humides, dans la fabrication du papier et dans la fabrication de sauces de couchage, dans le domaine des médicaments comme vecteur de principe actif, dans la cosmétologie, dans l'agriculture etl'horticulture, dans la nutrition humaine et animale, dans la fabrication de mélanges avec des polymères synthétiques.
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