TWI293967B - Biopolymere dispersable et a hydratation rapide - Google Patents

Description

1293967 、發明說明（1 ) 發月係關於可以無水形式分散和快速水合的生物聚合 :，及關於它們於製備工業調合物(如：建材、塗料、紙、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) j品、設'保護劑、水處理劑和石油工業)、食品、化粧 農化和藥PP凋合物中作爲稠化劑、乳化劑和/或安定劑 之使用。 回刀子f生物聚合物（在本發明中是多糖）因爲其於介質 (f別是水性介質）中的稠化、黏度修飾、乳化和/或安定性 所以越來越#用於許多工業應用上。因此，黃酸樹膠 (巟又〖生極佳者）被用於建材、塗料、紙、織品、化粧品、 食品、農業、水處理和油品鑽鑿及回收。 "午夕應用上，生物聚合物爲無水形式時，必須將其置於 水/合液中。但是’這些粉末的主要缺點在於它們難分散及 難迅速水合於選定的含水解質中。通常，這些生物聚合物 分散和/或水合作用會形成塊狀物，此會損及介質的功能 性。 ' 以稠化用的生物聚合物（如：黃酸樹膠）爲例，改善分散 性和水合性且不會形成塊狀物使得操作者特別能夠控制反 應介質黏度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此’發展出在含水介質中容易分散和迅速水合並同時 说夠減少或甚至消除塊狀物之形成之無水形式的生物聚合 物（特別是黃酸樹膠型）有其益處。 實際上，提出的一個避免形成塊狀物並同時維持粉末之 良好分敷性和水合性的解決方案包括以所謂的“膠凝，，法修 飾聚合物粉末。此方法包含在略濕介質中使生物聚合物粉 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1293967 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) 末結塊（“流化床，，技巧），以得到平均顆粒尺寸介於300和 1000微米之間的顆粒。此方法的主要缺點在於成本高。 另一解決方案是在生物聚合物中補充界面活性劑型化合 物。但是，添加這樣的化合物亦未能減少加至選定調合物 (特別是食品）中的添加物量。 人^發明的目的是要提出一種生物聚合物粉末，其於水性 介處中時，不須添加添加劑和/或利用劇烈攪拌方式，就能 才疋供、纟k改良的分散性和迅速水合性，同時能夠降低或甚至 消除塊狀物之形成。 此處，本發明的標的是一種可以無水形式分散和快速水 合的生物聚合物，其至少75重量％顆粒直徑介於60和250微 米之間，平均直控（U介於1〇〇和微米之間。 較佳情況中其至少75重量％顆粒直徑介於丨〇〇和2〇〇微米之 間’平均直徑（‘ο)介於100和200微米之間。 根據本發明之生物聚合物的顆粒尺寸分佈之判斷選擇使 其能夠控制粉末分散性及促進其水合作用，並同時實質上 降低和通常完全消除塊狀物之形成。 本發明之生物聚合物亦有無塵和容易傾倒的優點。 由下面的描述、實例和附圖會更明瞭本發明的其他 和特徵。 · ' ^本描述中，d5〇是指50體積％顆粒的顆粒尺寸分佈低於或 等於該尺寸。例如，d5〇=1〇〇微米代表5〇體積％顆粒的尺寸 低於或等於100微米。 此顆粒尺寸以使用如：“coulter LS 230，，機械藉無水方式 -5 - ^紙張尺度適用中關家標準（CNSM4規格⑽x 297公£3------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------訂---------4^^^· 1293967 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3 ) 以雷射光譜術定出。 本發明中，所謂的“生物聚合物，，更特別是指高分子量多 糖，其分子量通常高於1 χ丨〇6克/莫耳（以膠體滲透法測 定），其包含葡萄糖、甘露糖、半乳糖、鼠李糖、葡糖醛 酸、甘露糖酸酸和古洛糖醛酸單元，或醋酸鹽和丙酮酸鹽 衍生物。這些特別的結構和它們的性質示於，如，Whistler 所著的Industrial Gums，第二版，第 χχι_χχπ@( 1973) 〇 延些生物聚合物可以有利地於含水營養基中製自微生物 好氧培養。 許多微生物（如：細菌、酵母、黴菌和藻）能夠製備這樣 的生物聚合物。特別可提到的有： •屬黃單胞菌屬的細菌’特別是述於Bergey，s Manual 〇f

Determinative Bacteri〇1〇gy (第 8 版，i974 年，職n Co. Baltimore)者，如：秋海棠黃單胞菌、野油菜 黃早胞菌、胡蘿葡黃單胞菌、常春藤黃單胞菌、紫羅蘭普 早胞i、錦葵黃單胞菌、嬰粟黃單胞菌、菜豆普單胞菌、 管束黃單胞菌、孢病黃單胞菌、葡萄蔓 買早胞菌和天竺葵黃單胞菌； 屬郎杯鹵屬的細菌’特別县箱筋 stabili^^srM^tCArthrobae^ visLUs)"; •屬歐文氏菌屬的細菌； .屬固氮菌屬的細菌’特別是述於印度固氮菌； •屬^壤桿菌屬的細菌’特別是述於放射形土 根土壤桿菌和根癌土壤桿菌； 干鹵、4 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁)

-6 - 1293967 A7 _____B7____ 五、發明說明（4 ) •屬產驗桿菌屬的細菌，特別是糞產驗桿菌； •屬假單胞菌屬的細菌，特別是甲垸假單胞菌； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •屬棒桿菌屬的細菌； •屬芽胞桿菌屬的細菌，特別是多黏芽胞桿菌； •屬小核菌（Sclerotium)屬的黴菌，特別是葡聚糖核菌 (Sclerotium glucanicum)、齊整小核菌（Scler〇tium r〇lfsii)或 Plectania occidentalis ； •屬曲黴菌（Aspergillus)屬的黴菌，特別是解烏頭酸曲黴菌 (Aspergillus itaconicus)和土 曲黴菌（AspergiUus terreus); •屬漢遜酵母（Hansenula)屬的酵母菌，特別是碎囊漢遜酵 母（Hansenula capsulata) 〇 本發明的一個較佳實施例中，此微生物是黃單胞菌屬的 細菌，特別是野油菜黃單胞菌，生物聚合物是黃酸樹膠。 根據本發明之生物聚合物可得自用以控制粉末之顆粒尺 寸分佈的任何方法。其例子可以是過篩法。 如前述者，根據本發明之生物聚合物容易分散於水性介 質中且不須利用高度剪切設備。生物聚合物的可分散性係 藉由計算在生物聚合物置於水溶液中時，形成的塊狀物數 而評估。所形成的塊狀物數越多，分散性越差。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可以藉由，如：長時間溫和攪拌條件下的黏度，而測定 水合速率。溫和攪拌可以是以反絮凝槳於4〇〇和6〇〇 rpm之 間的速率攪拌。 运些特點使得操作者能夠將根據本發明之生物聚合物捧 入泎夕凋5物（如：稠化劑、黏度修飾劑、乳化劑和/或安 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1293967 申請專利範園 5 定劑）中。 本發明亦涵蓋使用前述定義的 黏度修飾劑、乳化劑和/或安定劑，用;/物作為稠化劑、 -用於油品㈣或回收及用於水處理的調合物； -用於紙、建材和織品的調合物； 艮口口化粧口口、農化和藥用調合物； -用於工業和家用清潔的調合物； 及含此生物聚合物的該調合物。 下面的實例是本發明的㈣制性說明例。 附圖說明： 11是使用Coulter LS23〇測粒機測得盔 品的顆粒尺寸分佈。 ”、、 °σ A、B和C樣 係 潤 il指出A、B和C樣品於蒸餾水中的水人 於實例1的條件下長時間測定黏度而測得口(在;:,速率 濕情況）。 』仟（在蒸餾水中的 速 置立指出A、B*C樣品於含4〇%蔗糖之介 二例此速率係於實例2的條件下長時間測定點度而測:合 實例1 •樣品之製備 產品A ··產品A是標準市售黃酸樹膠粉末， 司以Rhodigel@名稱銷售。 ’其由Rhodia公 和 產品B ··產品B根據本發明。其為顆粒尺八 125微米之間的黃酸樹膠。此產品得自/ ’丨於180微米 經 T㈢两次同時過篩：篩 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） A8 B8 C8 D8 1293967 申請專利範園 6 180微米篩網及篩經125微米筛網。 產品c :產品c是黃酸樹膠，其藉根據專利案FR_A_2 6〇〇 267實例1所謂的‘‘流化床’’技巧造粒。 _ ―一 附表1 樣品 產品A 產品B 產品C 介於60和250微米之間 的顆粒％ 68 98 38 介於100和200微米之 間的顆粒％ 48 79 18 d 5〇(从米） 149.6 180.8 177.1 圖1顯示樣品A、B和C的顆粒尺寸分佈。 •分散性試驗 可藉由計算在分散之後存在於溶液中的塊狀物數目而評 估含水膠體的分散性。 製得於蒸餾水中的〇· 3%黃酸樹膠溶液。此處，在扁形 1000毫升燒杯中溶解於500毫升蒸餾水中，直徑65毫米的反 絮凝槳於400 rpm速率攪拌15分鐘。 該溶液濾經1毫米網目篩網，記錄過濾之後留在筛網上的 塊狀物數目。 其結果示於附表2 0 附表2 產品 塊狀物數 產品A 55 產品B 0 產品C 0 塊狀物數低於5時，產品被視為“極佳”；塊狀物數低於1〇 時，產品被視為‘‘佳”；塊狀物數高於1〇時，產品被視為‘‘欠 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1293967

7 佳，，。 •水合試驗 可藉此試驗評估生物聚合物於水性介質中之水合速率。 〇.3%黃酸樹膠粉末（產品A、B和C)溶解於蒸潑水中。 處，在扁形1000毫升燒杯中溶解於·毫升蒸館水中，直泡 65笔米的反絮凝槳於4〇〇 rpm速率攪拌15分鐘。使用 Br〇〇kfield LVT黏度計以2號轉軸言免定於12聊於四個不g 時間測定該溶液黏度。這四個測定時機是〗、2、5和U八 鐘。 刀 黏度值列於下面的附表

藉由長時間測定黏度而得。 實例2 於40%蔗糖溶液中之水合作用 以此試驗評估生物聚合物於含糖的水性介質中之水合 率。 、 口 “〇·3%黃酸樹膠粉末（產品A、B和c)溶解於含4〇%蔗糖的 蒸餾水中。此處，在扁形1〇〇〇亳升燒杯中溶解於5〇〇克的 40%蔗糖溶液中，直徑65亳米的反絮凝槳於4〇〇 rpm速率攪 10- 1293967 - C8 ___ D8 _______ /、、申請專利範園 8 掉30分鐘。使用Brookfield LVT黏度計以2號轉軸設定於12 rpm於三個不同時間測定該溶液黏度。這三個測定時機是 5、1 5和3 〇分鐘。 黏度值列於下面的附表4。 附表4 產品 於5分鐘時的黏度 於15分鐘時的黏度 於30分鐘時的黏度 產品A 870 mPa.s 1140 mPa.s 1280 mPa.s 產品B 970 mPa.s 1470 mPa.s 1480 mPa.s 產品C 1 075 mPa.s 1430 mPa.s 1410 mPa.s 凰員示樣品A、B和C於40%蔗糖介質中的水合速率。此 速率係藉由長時間測定黏度而得。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8 129396¾338號專利申讓ι 1· 一種可以無水形式分散和快速水合的生物聚合物，其特 徵在於至少75重量％該生物聚合物顆粒直徑介於6〇和25〇 微米之間，平均直徑（d5〇)介於100和250微米之間，該生 物聚合物是黃酸樹膠。 2·根據申請專利範圍第1項之生物聚合物，其中，該生物 聚合物之至少75重量％顆粒直徑介於ι〇〇和2〇〇微米之 間’平均直徑（½)介於100和200微米之間。 3’ 種根據申睛專利範圍第1或2項之生物聚合物之用途， 其係作為稠化劑、黏度修飾劑、乳化劑和/或安定劑。 4. 一種根據申請專利範圍第1或2項之生物聚合物之用途， 其係在用於石油鑽鑿或辅助回收及用於水處理的調配物 中作為稠化劑、黏度修飾劑、乳化劑和/或安定劑。 5· —種根據申請專利範圍第1或2項之生物聚合物之用途， 其係在食品、化粧品、藥品和農化調配物中作為稠化 劑、黏度修飾劑、乳化劑和/或安定劑。 6. —種根據申請專利範圍第1或2項之生物聚合物之用途， 其係在用於工業和家用清潔調配物中作為稠化劑、黏度 修飾劑、乳化劑和/或安定劑。 7. 一種根據申請專利範圍第1或2項之生物聚合物之用途， 其係在用於紙、建材和織品之調配物中作為稠化劑、黏 度修飾劑、乳化劑和/或安定劑。 8·種用於石油鑽鑿或輔助回收、用於水處理、食品、化 粧品、藥品和農化品、用於工業和家用清潔或用於紙、 建材和織品之調配物，其使用根據申請專利範圍第丨或2

   1293967六、申請專利範圍 項之生物聚合物作為 或安定劑。 A8 B8 C8 D8 稠化劑、黏度修飾劑 乳化劑和/ -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）.