KR930005255B1 - 고체상 솔비톨의 제조방법 - Google Patents

고체상 솔비톨의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

고체상 솔비톨의 제조방법
본 발명은 고체상 솔비톨의 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로, 솔비톨은 전분을 가수분해하여 수득할 수 있는 글루코오스의 수소화에 의해 제조할 수 있다. 상기 방법으로 수득된 솔비톨은 다량의 물을 함유하므로, 통상적인 용도를 위해서는 약 70중량%의 고체상으로 농축하거나 더 건조시켜 분말로 만든다. 농축 솔비톨은 통상적인 공업적 용도에 광범위하게 사용되는데, 그 이유는 농축 솔비톨의 가격이 분말 솔비톨보다 현저히 저렴하기 때문이다. 그러나, 농축 솔비톨은 물의 사용이 제한된 의약품, 화장품 또는 식품과 같은 분야에서 사용할 수 없으며, 또는 차가운 곳에서 농축 솔비톨은 고점도가 되어 측량할 수 없거나 얼거나 또는 결정화되기 때문에 사용할 수 없다. 상기 분야에서 분말 솔비톨은 통상적으로 사용할 수 있는데, 그 이유는 분말 솔비톨은 물을 함유하지 않거나 측량이 용이하기 때문이다(통상적인 자동측량기 사용이 가능함). 농축 솔비톨 용액을 건조 및 분말화하여 수득된 솔비톨 분말은 건조 조건하에서 저장할지라도 시간경과에 따라서 매스 또는 케이크가 형성되고, 취급이 어려워지며 외관상 상품가치가 상실된다.
따라서, 케이크가 거의 형성되지 않는 솔비톨 분말의 제조방법, 또는 솔비톨 분말의 고결방지 방법이 제안되어 왔다.
고결되지 않는(non-caking) 솔비톨 분말의 제조방법중 가장 간단한 것은, 용융 건조 솔비톨에 결정성 솔비톨(종결정)을 첨가한 후, 장시간(예를들어, 약 24시간)동안 30℃ 이하로 서서히 냉각하여 분말을 수득한다. 상기 방법은 너무 장시간이 요구되므로 공업적 용도에 적용할 수 없다.
상기 방법을 개선하기 위한 방법으로는 일본국 특허 공고 제36206/1974호에 제안되어 있는데, 솔비톨의 농축 수용액을 종(seeds)과 함께 특정 혼합기에 연속적으로 공급하여 혼합하고, 배출한 후, 실온에서 유지시킨다. 이 방법에서 고결되지 않는 솔비톨 분말을 수득하기 위해서는 오랜 냉각 시간이 또한 필요하다.
솔비톨 분말이 고결되는 것을 방지하기 위한 또다른 방법은 일본국 특허 출원 공개 제133229/1981호에 제안되어 있는데 솔비톨 분말을 50℃이상, 융점 이하의 온도에서 혼합한다. 상기 방법의 원리는 솔비톨 분말의 표면조건을 변화시키는 것인데, 문제는 일단 분말화된 솔비톨은 재처리가 필요하다는 것이다.
본 발명의 목적은 시간경과에 따라서 실질적으로 고결되지 않는, 안정한 결정성 솔비톨 분말 또는 입자의 제조방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은 간단하며 단시간내에 수행할 수 있다. 상기 방법에서 솔비톨이 고체화되지 않고 종결정이 용융되지 않은 온도를 유지하며 종결정(seed crystals)을 교반하면서 용융 솔비톨에 분산시키고, 약 50℃ 내지 약 85℃로 상기 분산액을 냉각시켜서 상기 온도에서 일정기간 동안 유지시킨다.
본 발명은, 솔비톨이 고체화 되지않고 종결정이 용융되지 않는 온도에서 종결정을 교반하면서 용융 솔비톨내에 분산시키고, 상기 분산액을 약 50℃~약 85℃로 냉각시켜 일정시간 동안 상기 온도에서 유지시킨후, 실온으로 냉각시키는 것으로 이루어진, 고체상 솔비톨의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 유용한 용융 솔비톨은, 솔비톨의 농축 수용액을 건조시켜 솔비톨이 고체화 되지않는 온도를 유지하므로써 수득된 용융물, 또는 비-결정성 펠렛, 블록 또는 플레이트와 같은 고체상 건조 솔비톨을 다시 용융하여 수득된 용융물일 수 있으며 ; 불안정한 결정조건의 솔비톨 분말을 재용융함으로써 수득된 용융물을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 유용한 용융 솔비톨은 함수량이 10중량% 미만, 좀더 바람직하게는 1중량% 이하일 수 있다.
종결정을 교반하면서 용융 솔비톨에 첨가할 수 있다. 용융 솔비톨의 온도가 종의 융점보다 높다면, 종결정이 용융되어 본 발명의 목적은 획득할 수 없다. 따라서, 용융 솔비톨의 온도는 종결정의 융점보다 다소 낮은 온도로 조절해야 한다. 통상적으로, 종결정으로서는 결정성 솔비톨(융점. 약 96℃)을 사용하는 것이 바람직하며, 종결정 첨가시 용융 솔비톨의 온도는 약 70~95℃로 조절하는 것이 바람직하며, 상기 온도에서 종결정은 용융하지 않으며 용융 솔비톨은 완전히 고체화 되지 않으면서 교반가능하다. 이러한 온도는 자연적으로 또는 강제적으로 냉각시킬 수 있으나, 바람직하게는 결정성 솔비톨 분말과 같은 종결정을 첨가하여 조절할 수 있다.
바람직한 종결정은 결정성 솔비톨 분말이지만, 하기에서 언급되는 지방, 오일 및/또는 계면활성제와 함께 사용할 수 있다. 본 발명에서 종결정은 순수한 솔비톨로 제한되지 않고, 다른 성분 예를들어, 만니톨, 말티톨, 크실리톨과 같은 환원당 분말을 포함할 수 있다.
종결정의 첨가량은 용융 솔비톨을 기준으로 약 1~50중량%, 바람직하게는 약 5~50중량%, 좀더 바람직하게는 약 5~30중량% 일 수 있다. 종결정의 양이 5중량% 미만인 경우, 솔비톨의 결정화에는 때때로 비교적 장기간이 필요하다.
본 발명의 고체상 솔비톨 분말을 제조하기 위해, 종결정을 용융 솔비톨에 교반하면서 첨가하고 용융 솔비톨의 온도를 70 내지 95℃로 유지하면서 분산시킨다. 상기 조건하에서 솔비톨의 결정이 종결정 표면에서 석출된다. 상기 혼합물을 자연적 또는 강제적으로 약 50 내지 85℃의 온도로 냉각시키고(1차 냉각공정), 약 50 내지 85℃ 바람직하게는 약 60 내지 85℃, 좀더 바람직하게는 65 내지 80℃의 온도에서 약 5분이상, 바람직하게는 10분이상 방치하면(숙성공정), 결정형성이 진행된다. 숙성공정의 온도와 시간 사이에는 밀접한 관계가 있는데, 예를들면 20중량%의 종결정을 사용하는 경우 80℃에서 4시간, 75℃에서 2시간, 65~70℃에서 1시간 또는 60℃에서 7시간동안 처리하면 특히 적합한 특성의 결정성 솔비톨을 수득할 수 있다.
상기 처리(숙성공정)는, 종결정이 분산된 반-고체상 솔비톨을 펠렛, 박편, 플레이트 등과 같은 적합한 형태로 일정온도 및 일정시간 동안 유지시키므로써 완수할 수 있다.
상기 처리된 솔비톨은 빠르게 또는 서서히 실온으로 냉각될 수 있거나 급냉 또는 서냉을 선택적으로 반복할 수 있다. 이러한 냉각공정(2차 냉각공정)은 어떠한 방법으로도 수행할 수 있다. 그러나 생산효율 또는 생산성면에서 급냉이 좋다. 바람직한 냉각속도는 50~200℃/시간이다.
상기 방법에 따라서 수득된 펠렛, 박편, 플레이트와 같이 적합한 형태의 결정성 솔비톨은 필요하다면 분말화 또는 과립화할 수 있다. 이렇게 수득된 분말 또는 과립상 솔비톨은 오랜 저장기간 동안 고결되지 않는다.따라서, 본 발명의 고체상 솔비톨은 분말상 또는 과립상 솔비톨 뿐만 아니라 분말화 또는 과립화전의 펠렛, 박편, 플레이트 등과 같은 적합한 형태의 솔비톨을 포함한다.
종결정을 처리(숙성공정)하지 않고 첨가한 후 용융 솔비톨을 직접 냉각하면, 결정화가 불완전하게 되어, 결국 냉각 솔비톨은 실온에서 유지시킬 때 또는 분말화 또는 과립화 후에 다시 온도가 자연스럽게 서서히 상승한 후, 수득된 고체상 솔비톨은 시간경과에 따라서 고결된다.
상술된 바와같이 고체상 솔비톨의 제조에서, 용융 솔비톨의 온도는 종결정을 첨가하므로써 부분적으로 감소되고, 솔비톨의 부분적 고화가 촉진되어, 불균일하게 종결성이 용융 솔비톨내에 분산될 수 있다. 또한, 온도저하에 따라서 용융 솔비톨의 점도가 급격히 증가해서, 종결정을 용융 솔비톨내에 첨가 분산시킬때 용융 솔비톨의 점도조절이 어렵게 된다. 따라서, 교반조건, 종결정의 첨가속도, 종결정의 양 등에 세밀한 주의를 해야 한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 바람직하게는 지방, 오일 및/또는 계면활성제(이하, 이러한 물질을 첨가제로 약칭함)를 용융 솔비톨에 첨가할 수 있다. 첨가제를 첨가함으로써, 솔비톨과 첨가제의 유탁액이 형성되고, 용융 솔비톨의 유동성을 비교적 낮은 온도에서도 유지할 수 있다. 따라서, 종결정을 첨가함으로써 온도가 낮아진다 할지라도 용융 솔비톨을 용이하게 교반할 수 있어서, 부분적 고체화를 피할 수 있으며 종결정의 균일한 분산액을 용이하게 획득할 수 있다. 따라서, 용융 솔비톨만을 사용할때 보다 소량의 종결정을 사용할지라도 첨가제를 사용함으로써 좀더 좋은 결과를 수득할 수 있다. 또한, 첨가제를 사용한다면, 다량의 종결정을 사용할 수 있다.
본 발명의 지방 또는 오일의 예로는, 식물유, 동물유, 경화유, 광물유, 왁스(고급지방산과 고급지방 알코올의 에스테르)를 들수 있다. 종자유, 대두유, 면실유, 팜(palm)유, 콘유, 쌀겨유, 홍화유, 낙화생유, 올리브유, 피마자유, 조조바유(jojobabean oil)와 같은 식물유가 바람직하다.
본 발명의 계면활성제는 제한되지는 않지만, 고체상 솔비톨이 종종 식품, 의약품 또는 화장품 분야에 사용되기 때문에 식품, 의약품 또는 화장품의 첨가제로서 허용되는 것들이다.
계면활성제의 예로는, 모노글리세라이드, 디글리세라이드와 같은 글리세롤 지방산 에스테르 ; 당 지방산 에스테르 ; 솔비탄 지방산 에스테르 ; 프로필렌 글리콜 지방산 에스테르 ; 펜타 에리트리톨 지방산 에스테르 ; 폴리글리세롤 지방산 에스테르 ; 폴리옥시에틸렌 솔비탄 지방산에스테르 ; 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 ; 레시틴 ; 고급 지방산의 비누 ; 사포닌 ; 카제인 등을 들 수 있다.
본 발명의 고체상 솔비톨을 식품, 의약품 또는 화장품 이외의 다른 분야에 사용한다면 거의 모든 계면활성제를 사용할 수 있고, 이러한 계면활성제의 예로는, 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬아릴 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬아미드, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 랜덤 또는 블록 공중합체, 또는 폴리옥시알킬렌 에테르형 비이온 계면활성제의 황산염, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 지방산 에스테르, 알킬알카놀아미드(지방산과 디에탄올아민의 반응 생성물) 등을 들 수 있다.
상기 첨가제는, 농축 솔비톨에 미리 첨가한 후 건조시킴으로써, 또는 종결정의 첨가전에 용융 솔비톨에 첨가함으로써 용융 솔비톨내에 주입할 수 있다. 종결정이 분산되어 있는 첨가제를 용융 솔비톨에 혼합할 수 있다.
첨가제의 사용량은 첨가제의 종류에 따르지만, 용융 솔비톨을 기준으로 바람직하게는 0.5중량% 이상, 특히 1중량% 이상이다. 30중량% 이상으로 사용하는 것은 무의미하다. 고체상 솔비톨의 순도에 있어서, 첨가제의 효과를 나타낼 수 있는 한 되도록 적게 첨가제를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 스리미(surimi : 어묵)용 첨가제에 사용되는 고체상 솔비톨의 제조에 있어서, 첨가제는 통상적으로 다량의 첨가제를 함유하므로, 고체상 솔비톨은 더 많은 첨가제를 함유할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예로 설명할 것이다.
[실시예 1]
쟈켓이 장치된 소형 혼련기(2ℓ들이)에 농축 솔비톨(수함량 1%이하) 400g을 충전하고 92℃를 유지하며, 거기에 종결정으로서 솔비톨 분말 40 내지 120g(농축 솔비톨을 기준으로 10 내지 30중량%)을 첨가한 후, 연속적으로 블렌딩한다. 종결정이 균일하게 분산되면, 혼합물을 혼련기로부터 취한후, 보온 스테인레스강 플레이트 상에서 두께가 약 3 내지 5mm가 되도록 가압한다. 수득된 고체상 솔비톨 박편을 50℃~80℃로 조절된 항온기에 유지시키고, 일정시간 마다 샘플링한 솔비톨 샘플을 열분석 시스템 SSC-5000(Seiko Imstruments Inc.제)으로 열분석하고, 솔비톨이 안정한 결정을 형성하는데 필요한 시간을 측정한다. 용융에 따른 흡열 피크를 제외한 흡열 또는 발열량은 0이 되고, 이것은 안정한 결정이 형성된 것으로 판정한다.
[열분석 시스템]
SSC 5000
시차 주사 열량계(Differential Scanning Calorimeter)
형태 : DSC 200
셀 : P/N 50-020 AL ø 5 PAN
주사범위 : 10~130℃
온도 상승속도 : 4℃/분
그 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에서와 같이, 종결정을 10중량% 이상, 특히 20중량% 이상 첨가하면, 안정한 결정형성에 있어서 열처리의 현저한 효과가 관찰된다.
[표 1]
Figure kpo00001
* : 종결정의 첨가량은 농축 솔비톨에 대한 퍼센트로 나타낸다.
[실시예 2]
실시예 1에서와 동일한 방법으로 종결정의 양 20중량%, 처리온도 70℃ 및 처리시간 1시간의 조건하에서 고체상 솔비톨을 처리하고(숙성공정), 과립화한 후 37℃에서 밀폐 유리용기에서 유지시킨다. 3개월 후라도 고체상 솔비톨 과립은 고결되지 않는다.
한편 상기 처리(숙성공정)를 생략하는 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법에 따라서 수득된 고체상 솔비톨은 과립화되기 어렵고, 과립을 상기와 동일한 방법으로 유지하면 단 3일후 고결이 관찰된다.
[실시예 3]
솔비톨 분말 400g을 110℃에서 용융시키고, 여기에 글리세롤 지방산 에스테르(원료 : 면실유) 4.0g을 교반하면서 첨가한다. 혼합물을 10분동안 균일화기로 교반하여 10μ의 입자로 분산시킨다. 수득된 분산액을 쟈켓이 장치된 소형 혼련기(2ℓ들이)에 충전하여, 혼련하면서 90℃에 유지시키고, 종결정으로 솔비톨 분말 80g(용융 솔비톨에 대해 20중량%)을 첨가하여 3분 동안 블렌딩한다. 생성물을 5 내지 85℃의 일정한 온도를 유지하면서 스테인레스강 플레이트상에서 3 내지 5mm의 두께로 각각 가압하고 고체화한다. 수득된 플레이트상 솔비톨을 5 내지 85℃의 일정한 온도로 조절된 항온기에서 유지시켜, 일정시간 마다 샘플링하고, 열분석 시스템 SSC 5000으로 분석하여 솔비톨이 안정한 결정을 형성하는데 필요한 시간을 측정한다.
첨가제를 사용하지 않으면서 글리세롤 지방산 에스테르 대신 유상 물질로서 종자유(21.1g), 및 솔비탄 모노올레이트(44.4g)을 사용하여 상기와 동일한 방법을 반복한다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure kpo00002
사용된 유상물질 :
(1) : 글리세롤 지방산 에스테르(원료 : 면실유),
(2) : 종자유,
(3) : 솔비탄 모노올레이트,
(4) : 없음.
표 2에서와 같이 첨가제의 첨가는, 특히 종결정의 분산성이 탁월하므로 60 내지 80℃의 온도에서 안정한 결정의 형성에 필요한 시간을 현저히 단축시킬 수 있다. 안정한 결정을 형성하는 고체상 솔비톨은 용이하게 분말화 또는 과립화할 수 있으며,이렇게 수득된 분말 또는 과립은 거의 고결되지 않고 장기간 동안 분말상태를 유지한다.
[실시예 4]
솔비톨 분말 400g을 110℃에서 용융시키고, 여기에 글리세롤 지방산 에스테르(원료 : 면실유) 4.0g을 교반하면서 첨가한 후, 균일화기로 10분동안 분산시켜 10μ 입자를 수득한다. 상기 혼합물을 쟈켓이 장치된 소형 혼련기(2ℓ들이)에 충전하고, 연속적으로 90℃에서 혼합한다. 상기 혼합물에 솔비톨 분말 20 내지 80g(용융 솔비톨에 대해 5 내지 20중량%)을 종결정으로서 첨가하고, 3분 동안 혼련한다. 혼련기로부터 배출된 혼련 솔비톨을 50 내지 80℃를 유지하면서 스테인레스강 플레이트상에서 두께가 약 3 내지 5mm가 되도록 가압하여 고체화한다. 수득된 솔비톨 플레이트를 50 내지 80℃의 일정한 온도로 조정된 항온기에서 유지시키고, 샘플링하여 안정한 결정을 형성하는데 필요한 시간을 측정한다. 시간은 열분석 시스템 SSC 5000으로 측정한다. 그 결과는 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure kpo00003
* : 양은 용융 솔비톨에 대해 퍼센트로 나타낸다.
표 3에서와 같이 소량의 글리세롤 지방산 에스테르(원료 : 면실유)의 첨가는 종결정의 분산성 및 혼련기 내에서의 작업성을 개선한다. 따라서, 소량의 종결정을 사용할때 실시예 1(첨가제 사용 않함)에 비하여 실시예 4(첨가제 사용함)에서 종결정에 의해 수득된다. 효과는 더 좋으며, 소량으로도 효과적이다.

Claims (11)

  1. 용융 솔비톨이 고체화되지 않으며 종결정이 용융되지 않는 온도내에서 용융 솔비톨를 유지하면서 교반하에 종결정을 용융 솔비톨내에 분산시키고, 종결정이 첨가된 용융 솔비톨을 약 50℃~약 85℃로 냉각하여 고체를 수득하고, 일정시간 동안 상기 온도에서 상기 고체를 유지시킨 후 실온으로 냉각시킴을 특징으로 하는 고체상 솔비톨의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 고체를 5분 이상 유지시키는 고체상 솔비톨의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 종결정이 결정성 솔비톨 ; 또는 지방, 오일 및/또는 계면활성제로 이루어진 군으로 부터 선택되는 첨가제를 포함하는 결정성 솔비톨인 고체상 솔비톨의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 종결정을 첨가할때 용융 솔비톨의 온도를 종결정의 첨가에 의해 조절하는 고체상 솔비톨의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 종결정을 용융 솔비톨을 기준으로 1 내지 50중량%의 양으로 첨가하는 고체상 솔비톨의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 고체를 실온으로 급냉하는 고체상 솔비톨의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 용융 솔비톨이 지방, 오일 및/또는 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제가 첨가된 것인 고체상 솔비톨의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 첨가제를 용융 솔비톨를 기준으로 0.5 내지 30중량%의 양으로 첨가하는 고체상 솔비톨의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 첨가제를 종결정의 첨가전에 용융 솔비톨에 첨가하는 고체상 솔비톨의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서, 지방 또는 오일이 식물유 및 동물유로부터 선택되는 고체상 솔비톨의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서, 계면활성제가 글리세롤 지방산 에스테르, 당 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 프로필렌글리콜 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리글리세롤 지방산 에스테르, 및 레시틴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 고체상 솔비톨의 제조방법.
KR1019890001989A 1988-02-20 1989-02-20 고체상 솔비톨의 제조방법 KR930005255B1 (ko)

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JP63038349A JPH01213245A (ja) 1988-02-20 1988-02-20 固体状ソルビトールの製法
JP38349/88 1988-02-20

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KR890012922A KR890012922A (ko) 1989-09-20
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