TWI557139B - 纖維素醚粉粒體的製造方法 - Google Patents

Description

纖維素醚粉粒體的製造方法

本發明關於作為含飲料的食品、醫藥品、洗髮精或潤絲精、塗料之糊劑、增黏劑、黏結劑等添加之纖維素醚粉粒體的製造方法。

飲料或洗髮精、潤絲精、塗料等，為了使自容器的取出或使用時的操作成為容易，必須具有黏性。因此，添加烷基纖維素或羥烷基烷基纖維素等之水溶性纖維素醚作為增黏劑。又，為了顆粒之調製或製劑之苦味的隱蔽而表面塗覆或為了給予食品濃稠味，必須調製纖維素醚的水溶液。

然而，若於冷水中直接投入粉末狀的纖維素醚，則粉末表面立即溶化而成為黏稠狀態，粉末彼此拉近而黏著，以米粒至紅豆粒之大小，成為通常稱為「粉團」或「疙瘩」之塊狀物。由於此「粉團」或「疙瘩」之表面係成為高黏性的皮膜，故水不滲透至內部，為了完全地溶解有花費一晝夜以上之問題。

專利文獻1(特開平11-322801號公報)中記載對纖維素醚100重量份，添加或噴灑甘醇類及/或HLB為3~17的非離子界面活性劑2~20重量份。

又，專利文獻2(特開平8-154643號公報)中記載使作為食品添加物安全的單寧附著於纖維素醚而成為不溶於水之狀態後，添加另一食品添加物的碳酸氫鈉或碳酸鈉而成為溶解於水之狀態的食品之保溫包裝劑。

然而，於專利文獻1中，欲調製2質量%以上的高濃度之水溶液時，容易發生「粉團」或「疙瘩」。為了改善此，若進行大量的界面活性劑之溶液處理，則纖維素醚的粉體表面變容易溶解，粉體彼此附著而形成大的粒狀物，有在冷水中的溶解速度變極慢之問題。

又，於專利文獻2中，為了溶解性改善，必須附著更多的單寧，但於增量使用纖維素醚作為糊劑、黏結劑、增黏劑時，由於單寧之大量使用而有苦味增大之問題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]特開平11-322801號公報

[專利文獻2]特開平8-154643號公報

本發明係鑒於上述情事而完成者，目的在於提供可安 全且簡便地調製，無苦味，容易在冷水中溶解之纖維素醚粉粒體的製造方法。

本發明者們為了達成上述目的而專心致力地檢討，結果得知藉由在水溶性纖維素醚中添加界面活性劑溶液後，更添加單寧溶液，而可安全且簡便地調製，得到無苦味、容易在冷水中溶解之纖維素醚粉粒體，終於完成本發明。

因此，本發明提供以下之纖維素醚粉粒體的製造方法。

[1]一種纖維素醚粉粒體的製造方法，其係在水溶性纖維素醚的表面上添加界面活性劑溶液後，更添加單寧溶液之纖維素醚粉粒體的製造方法。

[2]如[1]記載之纖維素醚粉粒體的製造方法，其中前述界面活性劑係HLB14~19者。

[3]如[1]或[2]記載之纖維素醚粉粒體的製造方法，其中前述界面活性劑係選自於脂肪酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇酐甘醇酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、羧酸衍生物鹽及磺酸衍生物鹽。

[4]如[1]~[3]中任一項記載之纖維素醚粉粒體的製造方法，其中前述單寧係水解型單寧。

[5]如[1]~[4]中任一項記載之纖維素醚粉粒體的製造方法，其中對於水溶性纖維素醚100質量份，添加0.2~0.9質量份的單寧。

依照本發明，於投入冷水中時不發生「粉團」或「疙瘩」而溶解，可安全且簡便地調製，而且無苦味的纖維素醚粉粒體之製造係成為可能。

1‧‧‧攪拌裝置

2‧‧‧處理槽

3‧‧‧第1旋轉軸

4‧‧‧攪拌旋轉翼

5‧‧‧第2旋轉軸

6‧‧‧攪拌翼

7‧‧‧2流體噴嘴

8‧‧‧投入口

圖1係顯示用於本發明之實施的攪拌裝置之一例的示意截面圖。

[實施發明的形態]

本發明之纖維素醚粉粒體的製造方法之特徵為：在水溶性纖維素醚的表面上添加界面活性劑溶液後，更添加單寧溶液。

本發明之水溶性纖維素醚係沒有特別的限定，可使用將纖維素醚化而成為水溶性之全部的纖維素醚。於此等之中，較佳為烷基纖維素、羥烷基纖維素、羥烷基烷基纖維素、羥烷基烷基纖維素硬脂氧基醚。於此等之中，較佳為甲基纖維素(MC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、羥乙基甲基纖維素(HEMC)、羥乙基乙基纖維素(HEEC)、羥丙基纖維素(HPC)、羥乙基纖維素(HEC)。

具體地，可舉出如甲氧基為10~40質量%的水溶性甲基纖維素(MC)之烷基纖維素，如羥基丙氧基為40~ 70質量%之羥丙基纖維素(HPC)、羥基乙氧基為30~70質量%之羥乙基纖維素(HEC)之羥烷基纖維素，如甲氧基為10~40質量%且提高溶解性用的羥烷基為3~30質量%之羥丙基甲基纖維素(HPMC)或羥乙基甲基纖維素(HEMC)、乙氧基為5~20質量%且羥基乙氧基為10~45質量%之羥乙基乙基纖維素(HEEC)之羥烷基烷基纖維素，硬脂氧基羥基丙氧基為0.2~0.6質量%之羥烷基烷基纖維素硬脂氧基醚等。

又，水溶性纖維素醚之重量平均分子量較佳為1千~200萬，更佳為1萬~150萬，特佳為2萬~100萬。重量平均分子量若未達1千，則起初不發生本發明之問題的「粉團」或「疙瘩」但會溶解，另一方面，若超過200萬，則水溶性纖維素醚之黏性變過高而會發生「粉團」或「疙瘩」。再者，重量平均分子量係使用凝膠滲透層析術-光散射法(GPC-LS)的聚苯乙烯換算之測定值。

水溶性纖維素醚之平均粒徑較佳為50~400μm，更佳為60~250μm，特佳為60~200μm。平均粒徑若未達50μm，則在將所得之纖維素醚粉粒體投入冷水中時，有發生「粉團」或「疙瘩」之情況。另一方面，平均粒徑若超過400μm，則所得之纖維素醚粉粒體之溶解有費時之情況。

水溶性纖維素醚之平均粒徑，係將此等水溶性纖維素醚以JIS Z8801-1982「標準篩」所規定的孔徑之孔的粗度不同的篩來篩選，將篩上所殘留的質量之累積%與篩孔的 孔徑在Rosin-Rammler線圖上繪製時，以累積%成為50%之粒徑求得。

再者，所用之水溶性纖維素醚係可為經過乾燥、粉碎步驟而水分成為未達5質量%的低水分量者，也可為不經過此等步驟之含有某程度水分者。此時的水溶性纖維素醚中所含有的水分量較佳為5~90質量%，更佳為10~70質量%。水分量若比90質量%多，則在流體化時水溶性纖維素醚會迅速地附著而粒變大。

其次，界面活性劑較佳為非離子性者，具體地HLB較佳為14~19，更佳為超過15且17以下。HLB若比14低，則於將所得之纖維素醚粉粒體投入冷水時，抑制「粉團」或「疙瘩」的發生之效果會變少。特別地，欲使用本發明的纖維素醚粉粒體來製造2質量%以上之水溶液時，完全地抑制「粉團」或「疙瘩」的發生者會困難。此係因為所添加的界面活性劑之HLB值若低於水溶性纖維素醚的HLB值之11，則處於親油性側而潤濕變差，冷水溶解性降低，但若為14~19之範圍則改善潤濕性，不使冷水溶解性降低。

作為界面活性劑，具體地例如可舉出由單月桂酸十甘油、單肉豆蔻酸十甘油等之脂肪酸甘油酯、蔗糖月桂酸酯等之蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等之聚氧乙烯脂肪酸酯、聚乙二醇山梨糖醇酐酯等之山梨糖醇酐甘醇酯、山梨糖醇酐單油酸酯等之山梨糖醇酐脂肪酸酯、油酸鈉、硬脂酸鈉、月桂酸鈉等之羧酸衍生物鹽、肆二苯基苯乙烯磺 酸鈉、二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉等之磺酸衍生物鹽中選出者。於此等之中，較佳為由單月桂酸十甘油、單肉豆蔻酸十甘油、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚乙二醇山梨糖醇酐酯、羧酸衍生物鹽及磺酸衍生物鹽中選出者。

界面活性劑之添加量，係對於水溶性纖維素醚100質量份，較佳為0.4~3.0質量份，更佳為0.6~2.0質量份。界面活性劑之添加量若未達0.4質量份，則在將所得之纖維素醚粉粒體投入冷水時，抑制「粉團」或「疙瘩」的發生之效果有變少之情況。特別地，欲使用本發明的纖維素醚粉粒體來調製2質量%以上之水溶液時，完全地抑制「粉團」或「疙瘩」的發生者會困難。另一方面，若超過3.0質量份，則所添加的水溶性纖維素醚之表面溶出，於處理中變成大粒子，當投入冷水時，溶解有變慢之情況。

其次，作為單寧之具體例，例如可舉出没食子酸或鞣花酸等之芳香族化合物與葡萄糖等之糖進行酯鍵結，以酸、鹼、酵素水解成多元酚酸與多元醇(糖等)的水解型單寧，與具有黃烷醇骨架的化合物所聚合之縮合型單寧。於以少的添加量可達成冷水溶解之點，較佳為水解型單寧。

單寧之添加量，係對於水溶性纖維素醚100質量份，較佳為0.2~0.9質量份，更佳為0.3~0.7質量份。單寧之添加量若比0.2質量份少，則在將所得之纖維素醚粉粒 體投入冷水時，抑制「粉團」或「疙瘩」的發生之效果會變低。特別地，欲使用本發明的纖維素醚粉粒體來調製4質量%以上之水溶液時，完全地抑制「粉團」或「疙瘩」的發生者會困難。另一方面，若超過0.9質量份，則當溶解於冷水中時，產生單寧的苦味，而難以使用在食品或飲料，同時製品之成本有變高之情況。特別地，於4質量%以上之水溶液調製時，完全地抑制單寧的苦味者會困難。

本發明之纖維素醚粉粒體的製造方法，係首先在水溶性纖維素醚中添加界面活性劑溶液。

於界面活性劑溶液之添加時，可直接或溶解於水中而使用。

成為水溶液時，從均勻添加之觀點來看，界面活性劑濃度較佳為1~50質量%，更佳為1~30質量%。

作為添加界面活性劑溶液時的裝置，除了DALTON(股)之Spartan Luzer噴霧混合裝置、流動層裝置，還可舉出HOSOKAWA MICRON(股)之Flexomix，還有德國的LEDIGE公司或太平洋機工(股)的Porshare型混合裝置、高速摻合機等之諾塔(Nauta)型混合機、錐型摻合機、V型摻合機等，其中於水溶性纖維素醚為均勻分散之狀態下可使界面活性劑溶液均勻地添加之點，較佳為噴霧混合裝置。

界面活性劑溶液之供給速度較佳為1~500g/min，特佳為2~20g/min，供給速度若過慢，則得到目的物係費時，生產性有變差之情況。另一方面，若過快，則界面活 性劑溶液會不均勻地附著於水溶性纖維素醚。

此處，作為適合本發明之實施例的攪拌裝置，可例示如圖1中所示之裝置(DALTON(股)的Spartan Luzer)。此攪拌裝置1具有處理槽2，於此處理槽2之一側部的高度方向之約中央部起，第1旋轉軸3係沿著水平方向可旋轉地插入處埋槽2之內部，於此第1旋轉軸3之外周部，突設多數的攪拌旋轉翼4，藉由未圖示的馬達等之驅動裝置而使第1旋轉軸3旋轉，與此成為一體的攪拌旋轉翼4係同向地旋轉。又，於與上述第1旋轉軸3之處理槽2內突出方向相向的處理槽2之另一側部，配設同樣地藉由馬達等的驅動裝置(未圖示)使在與上述第1旋轉軸3相反的方向中旋轉之第2旋轉軸5，於此第2旋轉軸5之往處理槽2內的突出前端部，沿著上述處理槽2之另一側部內壁及上部內壁、底部內壁，安裝螺條(ribbon)狀或籠狀的攪拌翼6，若第2旋轉軸5旋轉，則與此成為一體地在與上述第1旋轉軸3之攪拌旋轉翼4的旋轉方向相反的方向中旋轉。再者，圖中7係供應壓縮空氣與界面活性劑溶液或單寧溶液之2流體噴嘴。又，水溶性纖維素醚係由在處理槽2上部所形成的投入口8來供給。

此時，上述水溶性纖維素醚之流動速度，例如於如圖1所示的DALTON(股)之Spartan Luzer，1支的攪拌旋轉翼係水平地設置於處理槽之中心部分，於直徑250mm之2L容器中加入0.5kg水溶性纖維素醚及/或水溶性羥烷基烷基纖維素之水溶性高分子粉粒物時的旋轉翼之速度， 較佳為1,500~10,000rpm，特佳為2,000~7,000rpm。此速度若過慢，則界面活性劑溶液會不均勻地附著。另一方面，若過快，則旋轉翼的磨耗激烈，有發生裝置的損傷之情況。

如圖1中所示，宜使用相對於攪拌旋轉翼而言相反地旋轉之螺條狀或籠狀的攪拌翼係水平地設置於攪拌旋轉翼之外部，具有旋轉機構的構造之攪拌裝置。即，對於因高速攪拌的旋轉翼而產生的粉粒物之流動，作出相反方向之流動，而使流體不在攪拌槽內滯留，為了均勻攪拌，較佳為設置相對於此攪拌旋轉翼而言相反地旋轉之螺條狀或籠狀的攪拌翼。此攪拌翼之旋轉速度較佳為10~1,000rpm，特佳為20~100rpm。此速度若過慢，則有不抑制該粉粒物之滯留的情況，若過快則粉粒物彼此之衝撞係過快，由於發生粉碎作用而有不宜之情況。

又，作為在水溶性纖維素醚中添加界面活性劑溶液之方法，使用如圖1所示之2流體噴嘴，說明此2流體噴嘴之構造，將來自中心噴嘴的界面活性劑溶液、來自包圍中心噴嘴之空氣用噴嘴的壓縮空氣各自予以導入，界面活性劑溶液係伴隨壓縮空氣，加到水溶性纖維素醚之表面。

該2流體噴嘴之噴射角度較佳為30~110°，更佳為45~100°，特佳為50~80°。2流體噴嘴之角度若為上述30~110°之範圍外，則界面活性劑溶液會不附著於目的之水溶性纖維素醚，而附著於攪拌裝置之內壁面或攪拌翼部分。

界面活性劑溶液之供給速度較佳為5~30g/min，更佳為10~20g/min。

對於水溶性纖維素醚供應界面活性劑溶液時之溫度較佳為5~50℃，若過低則界面活性劑溶液之黏性變高，有無法均勻附著之情況，若過高則含有界面活性劑溶液的水溶液會蒸發，無法均勻附著。

界面活性劑溶液之平均噴霧液滴直徑宜比添加對象之水溶性纖維素醚的平均粒徑小而噴霧。較佳為水溶性纖維素醚之1/10以下，更佳為1/50以下。界面活性劑溶液之平均噴霧液滴直徑若過大，則攪拌流動中的水溶性纖維素醚粉末全部均勻地添加者係有變困難之情況。再者，平均噴霧液滴直徑係可藉由雷射繞射式之粒度測定裝置來測定。

其次，於添加有界面活性劑溶液的水溶性纖維素醚之粉體表面上，添加單寧溶液。單寧溶液係將單寧溶解於水、甲醇、乙醇、丙酮等之有機溶劑中而使用。單寧溶液中的單寧之濃度，從均勻添加之觀點來看，較佳為0.5~30質量%，更佳為2~20質量%。

單寧溶液之添加方法，只要是在加有界面活性劑溶液的水溶性纖維素醚之粉體表面上均勻地添加單寧溶液者，則可為任一方法。作為添加單寧溶液時之裝置，可例示與作為添加界面活性劑溶液時的裝置所例示的同樣者，但從在使加有界面活性劑溶液的水溶性纖維素醚成為均勻分散之狀態，均勻添加單寧溶液之點來看，較佳為使用噴霧混 合裝置之噴霧。該噴霧混合裝置係宜使用與在界面活性劑溶液所使用的噴霧混合裝置同樣者，單寧溶液之供給速度、供給溫度、平均噴霧液滴直徑皆可在與上述界面活性劑溶液同樣之條件下進行。

於本發明中，必須在水溶性纖維素醚中添加界面活性劑溶液後，更添加單寧溶液。此係因為界面活性劑溶液為界面張力低，作為在溶液在水溶性纖維素醚之表面上以皮膜滲透展延而附著，相對於此，單寧溶液係界面張力高，無法藉由對水溶性纖維素醚的表面之滲透而展延。即，若先在水溶性纖維素醚表面中添加界面活性劑溶液後才添加單寧溶液，則在水溶性纖維素醚之表面上所展延的界面活性劑溶液與單寧溶液之間的界面張力變低，單寧溶液係一樣地展延，藉由界面活性劑之官能基與單寧之官能基而均勻發生弱的鍵結，產生由界面活性劑與單寧所造成的薄之耐水性交聯膜。若將此投入冷水中，則此交聯膜係延遲水對於水溶性纖維素醚的表面之滲透速度，可防止因水溶性纖維素醚之表面的溶解而發生的粉末彼此之拉近所造成的「粉團」或「疙瘩」之發生。相反地，若先使單寧溶液附著水溶性纖維素醚後才添加界面活性劑溶液，則單寧係無界面張力的降低能力，而與水溶性纖維素醚及/或水溶性羥烷基烷基纖維素局部地形成比較強固的交聯構造。其後，若添加界面活性劑溶液，則因界面活性劑所造成的界面張力降低能力，而在由單寧與水溶性纖維素醚所構成的強固交聯部分與非交聯部分上展延。若將此投入冷水中， 則無法抑制水從非交聯部分的滲透速度，水溶性纖維素醚之表面係快速溶解而發生「粉團」或「疙瘩」。

於本發明中，較佳為將添加單寧溶液而得之纖維素醚粉粒體更在60~150℃、尤其在80~120℃乾燥0.1~24小時，特佳為乾燥0.2~6小時。藉此，纖維素醚粉粒體的水溶液之調製濃度，尤其1~2質量%的黏性展現係成為可能，不含水分的粉粒體係在粉粒體的保存中沒有因發霉等而分解，製品的安定性增加。又，視需要在乾燥後亦可進行粉碎。作為粉碎方法，例如可使用刀磨機、輥磨機、球磨機等。

所得之粉粒體的平均粒徑較佳為50~8,000μm，更佳為60~5,000μm，特佳為70~500μm。所得之粉粒體的平均粒徑若未達50μm，則有發生「粉團」或「疙瘩」之情況，另一方面若超過8,000μm，則有溶解費時之情況。再者，平均粒徑係可與上述水溶性纖維素醚之平均粒徑同樣地測定。

[實施例]

以下，顯示實施例與比較例來具體說明本發明，惟本發明不受下述的實施例所限制。

[實施例1~6]

如圖1中所示，於設置有在攪拌槽之中心部附有水平旋轉的第1旋轉軸之攪拌旋轉翼與在該旋轉翼之周圍以相 反方向旋轉的螺條狀之攪拌翼的DALTON(股)製RMO-4H(有效容積2L)Spartan Luzer混合造粒裝置(攪拌裝置)中，投入0.5kg表1中所示的水溶性纖維素醚，以每分鐘4,700轉使旋轉翼旋轉，於此旋轉翼之周圍以每分鐘25轉使螺條狀的攪拌翼在相反方向中旋轉，而使水溶性纖維素醚之粉體流動。

其次，將預先如表1所示地調製之界面活性劑溶液及單寧溶液於0.03MPa下裝入於裝置中，同時以15g/min的供給速度，藉由2流體噴嘴，邊伴隨壓縮空氣邊依界面活性劑溶液、單寧溶液之順序，以成為表1中所示的添加量之方式，噴霧到水溶性纖維素醚表面。

得到經噴霧處理的纖維素醚粉粒體(未乾燥品)及更將此在105℃乾燥4小時之纖維素醚粉粒體(乾燥品)。對於所得之粉粒體，以JIS Z8801-1982「標準篩」所規定的孔徑之孔的粗度不同的篩來篩選，將篩上所殘留的質量之累積%與篩孔的孔徑在Rosin-Rammler線圖上繪製時，將累積%成為50%之粒徑當作粉粒體之平均粒徑求得，表1中顯示結果。以所得之粉粒體成為在5℃的水中之2質量%水溶液的方式，投入纖維素醚粉粒體，以700rpm攪拌7分鐘。然後，確認所得之水溶液中有無「粉團」或「疙瘩」，5℃的2質量%水溶液之經由布魯克菲爾德黏度計測定的黏度，及對於無「粉團」或「疙瘩」之例確認有無苦味。表1中示顯示其結果。

[比較例1~8]

作為比較例，關於比較例1~6，除了先將單寧溶液噴霧後，將界面活性劑溶液噴霧之以外，與實施例同樣地進行，關於比較例7及8，除了各自僅將界面活性劑溶液、單寧溶液中的任一者噴霧以外，與實施例同樣地進行。表2中顯示摻合組成及評價結果。

<水溶性纖維素醚> 羥丙基甲基纖維素(HPMC)

甲氧基取代度：25質量%，羥丙基取代度：7質量%

平均粒徑：7μm，重量平均分子量：64萬(信越化學工業(股)製)

甲基纖維素(MC)

甲氧基取代度：30質量%

平均粒徑：120μm，重量平均分子量：91萬(信越化學工業(股)製)

羥乙基甲基纖維素(HEMC)

甲氧基取代度：24質量%，羥乙基取代度：9質量%

平均粒徑：65μm，重量平均分子量：24萬(信越化學工業(股)製)

羥乙基乙基纖維素(HEEC)

乙氧基取代度：43質量%，羥乙基取代度：15質量%

平均粒徑：50μm，重量平均分子量：2萬(信越化學工業(股)製)

羥乙基纖維素(HEC)

羥乙基取代度：54質量%

平均粒徑：90μm，重量平均分子量：10萬(信越化學工業(股)製)

<評價> 有無粉團或疙瘩

以成為2質量%水溶液之方式將纖維素醚粉粒體投入5℃的水中時，將有發生粉團或疙瘩之情況當作「有」，將無發生之情況當作「無」。

有無苦味

關於未乾燥品，以成為1質量%水溶液之方式，關於乾燥品，以成為2質量%水溶液之方式，將纖維素醚粉粒體投入5℃的水中以調製水溶液，將所得之水溶液5ml含於口中時，將感覺苦味之情況當作「有」，將無感覺之情況當作「無」。

1‧‧‧攪拌裝置

2‧‧‧處理槽

3‧‧‧第1旋轉軸

4‧‧‧攪拌旋轉翼

5‧‧‧第2旋轉軸

6‧‧‧攪拌翼

7‧‧‧2流體噴嘴

8‧‧‧投入口

Claims (3)

1. 一種纖維素醚粉粒體的製造方法，其係在水溶性纖維素醚的表面上添加界面活性劑溶液後，更添加單寧溶液，前述水溶性纖維素醚之重量平均分子量為1千~200萬，前述界面活性劑為HLB14~19，界面活性劑之添加量係對於水溶性纖維素醚100質量份為0.4~3.0質量份，單寧之添加量係對於水溶性纖維素醚100質量份為0.2~0.9質量份之纖維素醚粉粒體的製造方法。
2. 如請求項1之纖維素醚粉粒體的製造方法，其中前述界面活性劑係選自於脂肪酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇酐甘醇酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、羧酸衍生物鹽及磺酸衍生物鹽。
3. 如請求項1或2之纖維素醚粉粒體的製造方法，其中前述單寧係水解型單寧。