JPS6354490A - 迅速に分散及び溶解し得るバイオポリマ−粒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 バイオポリマーは微生物の作用下における炭水化物の醗
酵による既知の方法で得られる。キサンタンゴムは、キ
サントモナス（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ）属、より特定
的にはバーギー（Ｂｅｒｇｅｙ）による「マニュアル・
オブ・ディターミネイティブ・バクテリオロジ−（Ｍａ
ｎｕａｌ　ｏｆ　ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｖｅＢａｃｔ
ｅｒｉｏｌｏｇｙＪ　、第８版（１９７４年、ウィリア
ムス　Ｎ、ウィルキンス（Ｗｉｌｌｌａｍｓ　Ｎ、　Ｗ
ｉｌｋｉｎｓ）社に記載された種、例えばキサントモナ
ス・ベゴニアエ（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ　ｂｅｇｏｎ
ｉａｅ）　、キサントモナス・キャンペストリス（Ｘａ
ｎｔｈｏｍｏｎａｓｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）　、キサン
トモナス・カロタエ（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ　ｃａｒ
ｏｔａｅ）、キサントモナスＯヘデラエ（Ｘａｎｔｈｏ
ＩＩＩｏｎａｓ　ｈｅｄｅｒａｅ）、キサントモナス・
インカナエ（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ　１ｎｃａｎａｅ
）、キサントモナス・マルバカエリューム（Ｘａｎｔｈ
ｏｍｏｎａｓｍａｌｖａｃａｅｒｕｍ）、キサントモナ
ス・パパバリコラ（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ　ｐａｐａ
ｖｅｒｉｃｏｌａ）　、キサントモナス・ファセオリ（
Ｘａｎｔｈｏｏ＋ｏｎａｓ　ｐｈａｓｅｏｌｉ）　、キ
サントモナス・ビシ（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ　ｐｉｓ
ｉ）　、キサントモナス・バスクロリューム（Ｘａｎｔ
ｈｏｍｏｎａｓｖａｓｃｕｌｏｒｕｍ）　、キサントモ
ナス・ベシカトリア（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ　ｖｅｓ
ｉｃａｔｏｒｉａ）、キサントモナス・ビチアンズ（Ｘ
ａｎｔｈｏｍｏｎａａ　ｖｉｔｉａｎｓ）及びキサント
モナス・ベラルゴニイ（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓｐｅｌ
ａｒｇｏｎｉｉ）に属する細菌を使用して合成される。

同様の特性を持つ多糖類を製造し得る他の微生物として
は、アースロバフタ−（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ）属
、より特定的にはアースロバフタ−・スタビリス（Ａｒ
ｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ　５ｔａｂｉｌｉｓ）種及びアー
スロバフタ一番ビスコサス（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ
　ｖｉｓｃｏｓｕｓ）種；エルウィニア（Ｅｒｖｉｎｉ
ａ）属ニアシトバクター（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ）属
、より特定的にはアゾトバクタ−・インディカス（Ａｚ
ｏｔｏｂａｃｔｅｒ　１ｎｄｉｃｕｓ）種；アゲロバク
チリア（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒ　ｉｕｍ）属、より特定
的にはアゲロバクチリア・ラジオバクター（Ａｇｒｏｂ
ａｃｔｅｒｉｕｍ　ｒａｄｉｏｂａｃｔｅｒ）、アゲロ
バクチリア・リゾジェネス（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕ
ｍ　ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ）及びアゲロバクチリア・テ
ユームファシアンス（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｔ
ｕｍａｆａｃｉｅｎｓ）種に属する細菌又はスクレロチ
ウム（Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍ）属、より特定的にはスク
レロチウム・グルカニカム（Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍｇｌ
ｕｃａｎｉｃｕｍ）　、スクレロチウム・ロルフシイイ
（Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍ　ｒｏｌｆｓｉｉ）種に属する
菌類等を挙げることができる。

実験により、ある種のものは特に効率よく多糖類を製造
し得るということがわかった。キサントモナス・キャン
ペストリス種はキサンタンゴムの合成に特に好適である
。

キサンタンゴムの製造は、多くの刊行物及び多くの特許
に記載されている０例えば米国特許第３．０２０，２０
６号、同第３．０２０，２０７号、同第３．３９１，０
６０号、同第４，１５４．６５４号が挙げられる。

通常、多糖類は醗酵葡萄汁から蒸発、脱水及び粉砕によ
り又は低級アルコールによる沈殿、液体の分離、脱水及
び粉砕により単離されて粉末を生じる。商業的に入手で
きる粉末は一般に５０〜２５０μｍの粒子寸法及び約０
．７より大きい見掛は密度を有する。

本発明に従う多孔質粒体は、流動床中において粉末を造
粒することによって得られる。この方法に従えば、ガス
流を用いてバイオポリマー粉末により流動床を形成し、
水性流体を粉末に噴霧して粒子を凝集させ、この際、少
なくとも１種の湿潤剤及び（又は）分散剤をバイオポリ
マー粉末と混合するか又は噴霧用水性流体中に添加する
ことによって導入するようにし、得られた粒体な同時に
又はその後乾燥させる。　　　　　゛ 湿潤剤は、続いての多糖類粒体の溶解を改善するのに有
用である。湿潤剤は、界面活性剤、好ましくは陰イオン
系又は非イオン系界面活性剤の中から選択される。湿潤
剤の代表的な例としては以下のものを挙げることができ
る： ・脂肪酸の石鹸、例えば飽和若しくは不飽和の０６〜Ｃ
０脂肪酸のナトリウム若しくはカリウム塩又はアミノカ
ルボン酸誘導体（例えばＮ−ラウリルサルコシンナトリ
ウム）； ・サルフェート及びサルフェート系化合物、例えばラウ
リル硫酸ナトリウムタイプのアルキル硫酸アルカリ金属
塩、ポリオキシエチレン化脂肪族アルコールサルフェー
ト、ポリオキシエチレン化アルキルフェノールサルフェ
ート及びポリオキシエチレン化アリールアルキルフェノ
ールサルフェート； ・オキシエチレン化誘導体の燐酸エステル、例えばポリ
オキシエチレン化脂肪族アルコール燐酸エステル、ポリ
オキシエチレン化アルキルフェノール燐酸エステル及び
ポリオキシエチレン化アリールアルキルフェノール燐酸
エステル；・スルホン酸のアルカリ金属塩、例えばジア
ルキルスルホ琥珀酸ナトリウムタイプの０４〜Ｃｓ。

酸のアルキルスルホエステルのようなアルキルスルホン
酸塩、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム及びドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウムのようなアルキルベン
ゼンスルホン酸塩、並びにリグノスルホン酸塩； ・ポリオキシエチレン化アルキルフェノール、例えばポ
リオキシエチレン化ノニルフェノール及びポリオキシエ
チレン化ドデシルフェノール；・ポリオキシエチレン化
及び（又は）ポリオキシプロピレン化脂肪酸及び脂肪族
アルコール：・ポリオキシエチレン化及び（又は）ポリ
オキシプロピレン化脂肪酸アルカノールアミド；・多価
アルコールエステル、例えば脂肪酸、油脂脂肪酸並びに
脂肪酸と酢酸及び（又は）乳酸及び（又は）くえん酸及
び（又は）酒石酸との混合物のグリセロール又はプロピ
レングリコールエステル； ・糖エステル、例えばショ糖エステル、ショ糖グリセリ
ド及びソルビタンの脂肪酸エステル、並びにそれらのポ
リオキシエチレン化及びポリオキシプロピレン化誘導体
、例えばポリオキシエチレン化ポリエチレングリコール
若しくはポリオキシプロピレン化グリコールエステル、
ポリオキシエチレン化ソルビタンエステル、ポリオキシ
エチレン化酒石酸エステル及びポリオキシエチレン化オ
レイン酸グリセリド。

特に有用であるとわかった湿潤剤はドデシルベンゼンス
ルホン酸ナトリウム、ジオクチルスルホ琥珀酸ナトリウ
ム及びポリオキシエチレン化ノニルフェノールｌ０ＥＯ
である。湿潤剤は、粒体の重量の約１０重量％まで、好
ましくは０．５〜５重量％の量で使用することができる
。

粒体中に含有させることのできる第２の添加剤は、水溶
性分散剤である６分散剤の例としては、不飽和ポリカル
ボン酸（例えばアクリル酸、マレイン酸）のホモポリマ
ー及びそれら不飽和ポリカルボン酸とＣ８〜Ｃ１２のα
−オレフィン又はビニル化合物との低分子量コポリマー
；アルケニルスルホン酸塩、例えば０８〜Ｃ２゜α−オ
レフィンスルホン酸のアルカリ金属塩；アリールスルホ
ン酸塩及びアルキルアリールスルホン酸塩、例えばナフ
タリンスルホン酸及びアルキルナフタリンスルホン酸の
塩及びそれらとホルムアルデヒドとの縮合生成物；並び
にポリホスフェートが挙げられる０分散剤は、約１０重
量％まで、好ましくはＣ６５，〜５重量％に渡り得る量
で使用する。

湿潤剤及び（又は）分散剤は、目的とする用途に依存し
て選択することができる。例えば、食料品の分野におい
ては、糖グリセリド、ヘキサメタホスフェート及びトリ
ポリホスフェートを使用することができる。

実際上は、良好な湿潤作用と分散作用との両方を有する
添加剤又は湿潤剤と分散剤との配合物を有利に使用する
ことができる０分散性及び溶解性の優れた組合せを得る
ために一般に適した添加剤（群）の総量は、粒体の重量
の０．５〜１０重量％である。しかしながら、目的とす
る用途及び添加剤の特性に依存して、それより多い量を
採用することもできる。

湿潤−分散用添加剤又は添加剤混合物は固体状であって
も液状であってもよく、噴霧用に水に溶解させても、固
体の場合にはバイオポリマー粉末と混合してもよい。

バイオポリマー粉末の結合能力が、この粉末に特定の結
合剤を含有しない水溶液を噴霧することによってこの粉
末を造粒することを可能にする。

噴霧用の水中に結合剤が何ら含有されないという事実は
、噴霧用の水中にバイオポリマー自体のような結合剤を
含有させて成る方法（この方法はこの場合に、溶解が困
難な密な粒体な生成する）とは対照的に、ポリマー粒子
の凝集によって多孔質状の粒体が得られるという利点を
もたらす。

流動床はガス流、好ましくは２０〜７０℃の温度を有し
、線速度毎秒０．７〜５ｍのガス流によって製造される
。噴霧される水の量は、造粒される量の５〜１００％で
あることができる。流動床を製造するガス流及び造粒に
必要な量の水は、湿った又は飽和の蒸気流で有利に置き
換えることができる。

所望ならば種々の他のゴムを、均質なゴム混合物の粒体
が得られるようにバイオポリマー粉末と混合添加するこ
とができる。全ての天然、天然改質又は合成ゴムをこの
目的に使用することができる。これらゴムの中では、よ
り特定的にはカロブ（ｃａｒｏｂ）ゴム、グアー（ｇｕ
ａｒ）ゴム、アルジネート、カラジネート、澱粉及びセ
ルロース誘導体を挙げることができる。

生成する粒体は、流動床中において熱気流によって同時
に又は次いで任意の既知の方法により、通常１２％を越
えない残留湿分レベルが得られるまで乾燥させる。

本発明の方法によって、０．５〜２ｍｍ、好ましくは０
．５〜１ｍｍの平均寸法及び０．７より小さい、より特
定的には０．３〜０．５の見掛は密度を有する多孔質粒
体が得られる０次式： で表わされる通気度は４０〜６０％である。

この粒体は自由に流動し、操作の際に粉塵を生じない、
これらは、特別に注意する必要なく且つ塊を生じること
なく、僅かな攪拌下において水中に即座に分散し、しか
して溶解時間を改善する。

しかして、このバイオポリマーの溶液は、単一バッチに
おいて全量の粒体な注ぐことによって迅速に得られる。

従来の粉末より迅速に溶解する粒子の能力が、関連する
食料品の用途及び高粘度水性流体を必要とする全ての産
業における用途についてそれらの価値を高める。これら
は例えば油田のような現場での使用に特に適している。

［実施例］ 以下の実施例は、本発明を単に例示するためのものであ
る。全ての例において使用した多ｍ類は、ローヌープ−
ラン・スベシアリテ・シミーク（Ｒｈ８ｎｅ−Ｐｏｕｌ
ｅｎｃ　５ｐａｃｉａｌｉｔｊｓ　Ｃｈｉｍｉｑｕｅａ
）社より登録商標名ｒＲＨＯＤＯＰＯＬ　２３　Ｊの下
で市販されているキサンタンゴムである。その特性は以
下の通りである： 物理的状態　　　　　　　　　　　　　粉末見掛は密度
（ｇ／ｃｒ＋ｆ）　　・−・０．８湿度　　　　　　　
　　・・・　　最大１２％粒子寸法　　　　　　　・・
・　く２５０μｍその９５％かく１７５μｍ ５０％かく７５μｍ。

造粒には、容積１６．５４の実験室用流動床造粒器ｒ　
ＡＥＲＯＭＡＴＩＣ（登録商標名）」を造粒に使用した
。

キサンタン粉末２．　ＯＯｇを造粒器内に導入した。３
０”Ｃに加熱された空気を毎時３０ｒｒｒの流速で注入
することによって、粉末を流動床にした。

二重流体ノズル（直径＝　０．５　ｍ　ｍ　）を用いて
、毎分２０ｍｆ２の流速で５分間水を噴霧した。

残留含水率が１０％になるまで、得られた粒体を乾燥さ
せた。これらは粒体状で、自由に流動し且つ水中に即座
に分散した。これらの特性は以下の通りである： 寸法　　　・・・　０．５〜１ｍｍ 密度　　　・・・　０．３５ 通気度　　・・・　６０％。

匠呈 登録商標名ｒ　ＲＯＷＥＮＴＡＪのミキサー中でキサン
タン粉末２００ｇをポリメチレンメチルナフタリンスル
ホン酸ナトリウム（登録商標名ｒ　ＳＵＰＲＡＧＩＬＭ
ＮＳ　９０Ｊ　）　９　ｇ及びジオクチルスルホ琥珀酸
ナトリウム１ｇと混合した。この粉末混合物を例１の記
載の条件に従って造粒器内に導入し、流動化し、造粒し
、次いで乾燥させた。これら粒体の特性（寸法、密度及
び通気度）は同様であった。

例１及び２の粒体の溶解速度を試験した。ビーカー内で
、単一パッチで何ら注意することなく、Ｎ　ａ　Ｃｆ１
５０　ｇ　／　１２及び０８０４２ｇ・２Ｈ＊　０　５
ｇ／ｇを含有する塩水１００ｇ中に粒体０．５ｇを注入
し、この混合物をゆっくり攪拌する（棒磁石によって）
ことによって溶液を製造した。一定の粘度が得られるま
で攪拌を続けた。その結果を第１図の曲線２（例１）及
び３（例２）に、初めの“　キサンタン粉末（曲線１）
と比較して示す。

相対粘度は、登録商標名ｒ　Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ　Ｌ
ＶＴＪ粘度計（速度：３０ｒｐｍ、スピンドル２２番、
２０℃）を用いて測定した。

匠旦 水の代わりに種々の湿潤及び分散用添加剤を用いた以外
は例１と同じ条件下で、種々の造粒を実施した。溶液の
濃度は表１に記載の組成が得られるように調節した。

・使用した湿潤剤ニ ジオクチルスルホ琥珀酸ナトリウム、 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエ
チレン化ノニルフェノール１０ＥＯ。

パーム油の糖グリセリド（ローヌープ−ラン社より市販
の登録商標名ｒｃＥＬＹＮＯＬ　ＰＩＭＪ）、０Ｅ−Ｏ
Ｐ脂肪族アルコール（ローヌープ−ラン社より市販の登
録商標名ｒ　５ＯＰＲＯＰＨＯＲＢＯ３２７Ｊ　）、 ・分散剤： 重量平均分子量約１０．０００の無水マレイン酸／ジイ
ソブチレンコポリマー（ローヌープ−ラン社より市販の
登録商標名ｒｓＯＰＲＯＰＯＮ　Ｔ　３６に」）、 ポリメチレンナフタリンスルホン酸ナトリウム（ローヌ
ープ−ラン社より市販の登録商標名ｒｓＩＪＰＲＡＧＩ
Ｌ　ＡＪ　）、 ・湿潤−分散剤 ポリオキシエチレン化トリ（１−フェニルエチル）フェ
ノール１６ＥＯホスフエート（ローヌープ−ラン社より
市販の登録商標名 ｒｓＯＰＲＯＰＨＯＲ３Ｄ　３３Ｊ　）　。

得られた粒体な用いて、ＮａＣｆ１１００ｇ／β及び０
８０４２ｇ・２Ｈ＊Ｏｌｏｇ／Ｊを含有する塩水中にキ
サンタン５．ＯＯＯｐｐｍの溶液を調製した。

粒体の組成及び結果を下記の表１にまとめる。

４・　　の。ｔＷＢ 第１図は、粒体の溶解速度試験の結果を示すグラフであ
る。

第１図 時間（分）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１種の湿潤剤及び（又は）分散剤を含
   有する多孔質バイオポリマー粒体。
2. （２）０．５〜２ｍｍの平均寸法及び０．７より小さい
   見掛け密度を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の粒体。
3. （３）４０〜６０％の通気度を有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１又は２項記載の粒体。
4. （４）湿潤剤及び（又は）分散剤の量が粒体の０．５〜
   １０重量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜３項のいずれかに記載の粒体。
5. （５）湿潤剤及び（又は）分散剤が界面活性剤であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに
   記載の粒体。
6. （６）湿潤剤が脂肪酸の石鹸、サルフェート及びサルフ
   ェート系化合物、オキシエチレン化誘導体の燐酸エステ
   ル、スルホン酸アルカリ金属塩、ポリオキシエチレン化
   及び（又は）ポリオキシプロピレン化脂肪族アルコール
   及び脂肪酸、脂肪酸アルカノールアミド並びに多価アル
   コール及びそれらのポリオキシエチレン化誘導体のエス
   テルから選択されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載の粒体。
7. （７）湿潤剤がポリオキシエチレン化ノニルフェノール
   、アルキルベンゼンスルホン酸アルカリ金属塩、スルホ
   琥珀酸アルカリ金属塩、糖グリセリド又はポリオキシエ
   チレン化脂肪族アルコールである特許請求の範囲第５項
   記載の粒体。
8. （８）分散剤が不飽和カルボン酸のホモポリマー、不飽
   和カルボン酸とα−オレフィンとのコポリマー、アルケ
   ニルスルホン酸塩、ナフタリンスルホン酸塩、アルキル
   ナフタリンスルホン酸塩及びポリホスフェートより成る
   群から選択されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜４項のいずれかに記載の粒体。
9. （９）ポリメチレンナフタリンスルホン酸ナトリウム及
   びジオクチルスルホ琥珀酸ナトリウムを含有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載
   の粒体。
10. （１０）バイオポリマーがキサンタンゴムであることを
    特徴とする特許請求の範囲第１〜９項のいずれかに記載
    の粒体。
11. （１１）バイオポリマーを天然、天然改質又は合成ゴム
    と混合させたことを特徴とする特許請求の範囲第１〜１
    ０項のいずれかに記載の粒体。
12. （１２）少なくとも１種の湿潤剤及び（又は）分散剤を
    含有する多孔質バイオポリマー粒体の製造方法であって
    、ガス流を用いてバイオポリマー粉末によって流動床を
    形成し、この粉末に水性流体を噴霧して粒子を凝集させ
    、その際、少なくとも１種の湿潤剤及び（又は）分散剤
    をバイオポリマー粉末と混合するか又は噴霧用水性流体
    中に添加することによって導入するようにし、得られた
    粒体を同時に又はその後乾燥させることを特徴とする前
    記製造方法。
13. （１３）噴霧する水の量が造粒すべきものの５〜１００
    重量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１２項
    記載の方法。