WO2018070492A1 - ポリヒドロキシアルカン酸の製造方法 - Google Patents
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- C08J2429/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08J2429/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
Definitions
- the present invention relates to a method for producing polyhydroxyalkanoic acid (for example, powder of polyhydroxyalkanoic acid).
- PHA Polyhydroxyalkanoic acid
- plastics derived from non-petroleum are attracting attention because of increased awareness of environmental conservation.
- biodegradable plastics such as PHA which are taken into the natural material circulation and do not harm the decomposition products are attracting attention, and their practical application is eagerly desired.
- PHA produced and accumulated by microorganisms in the microbial cells is expected to have a small adverse effect on the ecosystem because it is taken into the natural carbon cycle process.
- PHA produced by microorganisms is usually accumulated in the cells of microorganisms in the form of granules
- a process of separating and taking out PHA from the cells of microorganisms is required.
- Patent Documents 1 and 2 disclose a method of combining a treatment for crushing a PHA-containing microbial cell and a surfactant treatment, a method of performing a crushing treatment after adding an alkali and performing a heat treatment, and the like. Others
- Patent Document 3 discloses a method for obtaining PHA by treating an aqueous suspension of microbial cells with sodium hypochlorite or an enzyme to solubilize biological components other than PHA. .
- Examples of means for removing PHA from the obtained aqueous suspension after crushing the cells of PHA-containing microorganisms or solubilizing biological components other than PHA include separation operations such as centrifugation and filtration, and spray dryers. And a drying operation using a drum dryer, etc., but the drying operation is preferably employed because of the simple operation.
- the pH of the aqueous suspension at the time of drying it is known that it is preferable to adjust the pH to 3 to 7 in order to remarkably reduce coloring at the time of heating and melting (see Patent Document 4).
- an object of the present invention is to provide a method for producing PHA capable of obtaining PHA (for example, PHA powder) having high productivity and excellent thermal stability.
- the present inventors have found that a PHA having high productivity and excellent thermal stability can be obtained according to a method for producing PHA that requires a specific process, and the present invention has been completed.
- the present invention provides the following inventions, for example.
- a method for producing polyhydroxyalkanoic acid comprising the following steps (a) and (b).
- step (a) includes the following step (a1) and step (a2).
- Step (a1) Step of adding polyvinyl alcohol to an aqueous suspension containing polyhydroxyalkanoic acid
- Step (a1) Step of adding polyvinyl alcohol to an aqueous suspension containing polyhydroxyalkanoic acid
- Poly A polyhydroxyalkanoic acid powder comprising hydroxyalkanoic acid and polyvinyl alcohol, having a bulk specific gravity of 0.3 to 0.6 kg / L and an average particle size of 10 to 200 ⁇ m.
- PHA for example, PHA powder
- PHA powder having high productivity and excellent thermal stability
- the aqueous PHA suspension has a high concentration
- the energy required for drying can be significantly reduced.
- the PHA production method of the present invention is a method including the following steps (a) and (b) as essential steps.
- step (a) in the method for producing PHA of the present invention an aqueous suspension containing PHA and PVA and having a pH of 7 or less is prepared.
- PHA exists in a state dispersed in an aqueous medium, and PVA is dissolved in the aqueous medium.
- an aqueous suspension containing at least PHA may be abbreviated as an aqueous PHA suspension.
- PHA PHA in the present invention is a general term for polymers having hydroxyalkanoic acid as a monomer unit.
- the hydroxyalkanoic acid constituting PHA is not particularly limited, and examples thereof include 3-hydroxybutanoic acid, 4-hydroxybutanoic acid, 3-hydroxypropionic acid, 3-hydroxypentanoic acid, 3-hydroxyhexanoic acid, and 3-hydroxyheptane. Examples include acid and 3-hydroxyoctanoic acid.
- These polymers may be homopolymers or copolymers containing two or more monomer units. For example, poly (3-hydroxybutyrate) (PHB) which is a homopolymer of 3-hydroxybutanoic acid.
- PHBH Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate
- PHBV Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate
- PHBVH poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate
- PHBVH poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate-co-3-hydroxyhexanoate
- the composition ratio of each monomer unit constituting PHBH which is a two-component copolymer of 3-hydroxybutanoic acid (3HB) and 3-hydroxyhexanoic acid (3HH) is not particularly limited.
- the composition ratio of each monomer unit constituting PHBVH which is a three-component copolymer of 3HB, 3-hydroxypentanoic acid (3HV) and 3HH is not particularly limited, but the total of all the monomer units is 100 mol%.
- the composition ratio of 3HB units is preferably 1 to 95 mol%
- the composition ratio of 3HV units is 1 to 96 mol%
- the composition ratio of 3HH units is preferably 1 to 30 mol%.
- the step (a) preferably includes the following step (a1) and step (a2).
- Step (a1) Step of adding polyvinyl alcohol to the aqueous PHA suspension
- Step (a2) Steps (a1) and (a2) of adjusting the pH of the aqueous PHA suspension to 7 or less are performed.
- the order is not particularly limited, but the step (a2) is followed by the step (a2) from the viewpoint of suppressing the aggregation of PHA in the step (a2) and obtaining an aqueous suspension excellent in PHA dispersion stability. It is preferable to implement.
- the PHA aqueous suspension (PHA aqueous suspension to which PVA is not added) used as a starting material in the step (a) is not particularly limited.
- a microorganism having the ability to produce PHA in cells is cultured. It can be obtained by a method comprising a culturing step and a purification step after the culturing step, in which a substance other than PHA is decomposed and / or removed.
- the method for producing PHA of the present invention is a step of obtaining a PHA aqueous suspension (PHA aqueous suspension to which PVA is not added) before the step (a) (for example, a step including the above-described culture step and purification step). ) May be included.
- the microorganism used in the process is not particularly limited as long as it is a microorganism that produces PHA in cells.
- microorganisms isolated from nature microorganisms deposited at a strain depository (for example, IFO, ATCC, etc.), or mutants or transformants that can be prepared from them can be used. More specifically, for example, the genus Capriavidus, the genus Alcaligenes, the genus Ralstonia, the genus Pseudomonas, the genus Bacillus, the genus Azotobacter No, the genus Azotobacter No, a Aeromonas) and the like.
- microorganisms belonging to the genus Aeromonas, Alkaligenes, Ralstonia, or Capriavidas are preferred.
- strains such as A. lipolytica, A. latus, Aeromonas caviae, A. hydrophila, C. necata, etc. Is more preferable, and Capriavidas nexator is most preferable.
- the target PHA synthase gene and / or a variant thereof is added to the microorganism.
- a transformant obtained by introduction can also be used.
- the PHA synthase gene used for producing such a transformant is not particularly limited, but a PHA synthase gene derived from Aeromonas caviae is preferred.
- a PHA synthase gene derived from Aeromonas caviae is preferred.
- the method for culturing the microbial cells is not particularly limited, and for example, the method described in JP-A No. 05-93049 is used.
- the PHA-containing microorganism produced by culturing the above-described microorganism contains a large amount of impurities derived from the cells, it is usually a purification step for decomposing and / or removing impurities other than PHA.
- a purification step for decomposing and / or removing impurities other than PHA.
- physical treatment and / or chemical treatment and / or biological treatment which are not particularly limited and can be considered by those skilled in the art can be applied.
- the purification method is preferably applicable.
- the amount of impurities remaining in the final product is generally determined by the above purification process, so it is preferable to reduce these impurities as much as possible. Of course, depending on the application, it may be mixed as long as the physical properties of the final product are not impaired, but it is preferable to reduce impurities as much as possible when high-purity PHA is required for medical use.
- As an index of the degree of purification it can be expressed by the amount of protein in the aqueous PHA suspension.
- the amount of the protein is preferably 30000 ppm or less per PHA weight, more preferably 15000 ppm or less, further preferably 10,000 ppm or less, and most preferably 7500 ppm or less.
- the purification means is not particularly limited, and the above-mentioned known and conventional methods can be applied.
- the solvent (aqueous medium) constituting the PHA aqueous suspension in the method for producing PHA of the present invention may be water or a mixed solvent of water and these organic solvents.
- concentration of the organic solvent compatible with water in the mixed solvent is not particularly limited as long as it is not more than the solubility of the organic solvent to be used in water.
- the organic solvent compatible with water is not particularly limited. For example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, iso-butanol, pentanol, hexanol, heptanol, etc.
- Alcohols such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; amides such as dimethylformamide and acetamide; dimethyl sulfoxide, pyridine and piperidine.
- methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, iso-butanol, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, acetonitrile, propionitrile and the like are preferable from the viewpoint of easy removal.
- methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol, acetone and the like are more preferable because they are easily available. Furthermore, methanol, ethanol, and acetone are particularly preferable.
- other solvents and components derived from bacterial cells and compounds generated during purification may be included.
- the aqueous medium constituting the PHA aqueous suspension in the method for producing PHA of the present invention preferably contains water.
- the content of water in the aqueous medium is preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, further preferably 30% by weight or more, and particularly preferably 50% by weight or more.
- the polyvinyl alcohol used in step (a) (particularly step (a1)) of the method for producing PHA of the present invention is not particularly limited, and for example, a commercially available product can be used.
- the average degree of polymerization of polyvinyl alcohol is preferably 200 or more, more preferably 300 or more, and even more preferably 500 or more.
- the upper limit of the average degree of polymerization of polyvinyl alcohol is preferably 2400 or less, and more preferably 2000 or less.
- the saponification degree of polyvinyl alcohol used in step (a) (particularly step (a1)) of the method for producing PHA of the present invention is preferably 35 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and still more preferably 80 mol. % Or more. Moreover, 99.9 mol% or less is preferable, More preferably, it is less than 98.5 mol%, More preferably, it is 95 mol% or less.
- the saponification degree to 35 mol% or more or the saponification degree to 99.9 mol% or less, there is a tendency that the dispersion stability of PHA in the PHA aqueous suspension is further improved and spray drying can be performed more efficiently. .
- the amount of polyvinyl alcohol added to the aqueous PHA suspension in step (a) (particularly step (a1)) of the method for producing PHA of the present invention is not particularly limited, but is 100 parts by weight of PHA contained in the aqueous suspension. On the other hand, it is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, still more preferably 0.75 to 5 parts by weight.
- the addition amount of polyvinyl alcohol is 0.1 parts by weight or more, the dispersion stability of PHA in the aqueous PHA suspension is further improved, and there is a tendency that spray drying can be carried out more efficiently.
- the addition amount is 20 parts by weight or less, there is a tendency that the dispersion stability of PHA in the aqueous PHA suspension is further improved and spray drying can be performed more efficiently.
- the PHA aqueous suspension before being subjected to step (a) of the method for producing PHA of the present invention (PHA aqueous suspension before PVA is added) is usually subjected to the purification step described above,
- the pH of the PHA aqueous suspension is adjusted to 7 or less by the step (a) (particularly step (a2)) of the method for producing PHA of the present invention, although the pH is higher than 7.
- the adjustment method is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding an acid.
- the acid is not particularly limited, and may be either an organic acid or an inorganic acid, and may be volatile. For example, any of sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, acetic acid and the like can be used.
- the upper limit of the pH of the aqueous PHA suspension to be adjusted in this step is 7 or less from the viewpoint of reducing coloration when PHA is heated and melted, and ensuring the stability of molecular weight during heating and / or drying. Yes, preferably 5 or less, more preferably 4 or less.
- the lower limit of the pH is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and further preferably 3 or more, from the viewpoint of acid resistance of the container.
- the concentration of PHA in the aqueous PHA suspension obtained by the step (a) of the method for producing PHA of the present invention is preferably 30% by weight or more because it is economically advantageous from the viewpoint of a drying utility and productivity is improved. More preferably, it is 40% by weight or more, more preferably 50% by weight or more. Further, since there is a possibility that sufficient fluidity cannot be secured due to close-packing, 65% by weight or less is preferable, more preferably 60% by weight. % Or less.
- the method for adjusting the concentration of PHA is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding an aqueous medium or removing a part of the aqueous medium (for example, by centrifuging and then removing the supernatant). . The adjustment of the PHA concentration may be performed at any stage of the step (a), or may be performed at a stage before the step (a).
- the volume average particle diameter of PHA in the PHA aqueous suspension obtained by the step (a) of the method for producing PHA of the present invention may be referred to as the volume average particle diameter of primary particles of the PHA (“primary particle diameter”). ) Is preferably 50 times or less, more preferably 20 times or less, still more preferably 10 times or less. Since the volume average particle diameter of PHA in the aqueous PHA suspension is 50 times or less of the primary particle diameter, the aqueous PHA suspension exhibits better fluidity, and therefore the subsequent step (b) can be performed with high efficiency. It can be implemented and the productivity of PHA tends to be further improved.
- the volume average particle diameter of the above-mentioned PHA can be used as an index of the dispersed state of PHA in the aqueous PHA suspension.
- the method for adjusting the volume average particle size is not particularly limited, and known means (such as stirring) can be applied.
- a person skilled in the art may use an aqueous PHA suspension in which the dispersion state has collapsed due to exposure to an acidic condition (for example, when step (a2) is performed before step (a1)).
- a possible physical treatment and / or chemical treatment and / or biological treatment may be applied to restore the PHA in the PHA aqueous suspension to a dispersed state (for example, a state having the above-mentioned volume average particle diameter). it can.
- step (b) in the method for producing PHA of the present invention, the aqueous PHA suspension prepared in step (a) is spray-dried.
- the spray drying method include a method in which an aqueous PHA suspension is supplied in the form of fine droplets into a dryer and dried while contacting with hot air in the dryer.
- the method (atomizer) for supplying the aqueous PHA suspension into the dryer in the form of fine droplets is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as a method using a rotating disk and a method using a nozzle.
- There are no particular limitations on the contact method between the droplets and the hot air in the dryer and examples thereof include a parallel flow method, a counter current method, and a method using a combination of these, and are not particularly limited.
- the drying temperature at the time of spray drying in the step (b) may be a temperature at which most of the aqueous medium can be removed from the droplets of the aqueous PHA suspension, and can be dried to the target moisture content, and the quality. It can be set as appropriate under conditions that do not cause deterioration (molecular weight reduction, color tone reduction) or melting as much as possible.
- the temperature of the hot air blown into the spray dryer can be appropriately selected within a range of 100 to 300 ° C.
- the amount of hot air in the dryer can also be set as appropriate according to the size of the dryer, for example.
- the method for producing PHA of the present invention may include a step of further drying the obtained PHA (PHA powder or the like) after the step (b) (for example, a step subjected to reduced pressure drying, etc.).
- the method for producing PHA of the present invention may include other steps (for example, a step of adding various additives to the aqueous PHA suspension).
- a dry PHA with high productivity and excellent thermal stability can be obtained.
- PHA can be obtained in the state of powder (PHA powder), so that PHA excellent in handling properties can be obtained with high efficiency.
- the bulk specific gravity of the PHA powder obtained by the method for producing PHA of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.3 to 0.6 kg / L, more preferably from the viewpoint of achieving excellent fluidity. 0.4 to 0.6 kg / L.
- the sphericity of the PHA powder is not particularly limited, but is preferably 0.90 to 1.00, more preferably 0.93 to 1.00, from the viewpoint that excellent fluidity is achieved. is there.
- the average particle diameter of the PHA powder is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 ⁇ m, more preferably 100 to 150 ⁇ m from the viewpoint that excellent fluidity is achieved.
- the PHA powder of the present invention may contain the above-mentioned polyvinyl alcohol.
- the content of polyvinyl alcohol is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, and still more preferably 0, relative to 100 parts by weight of PHA constituting the PHA powder. .75 to 5 parts by weight.
- PHA powders obtained in the following examples and comparative examples were used. This PHA powder was heated at 160 ° C. for 20 minutes to produce a PHA sheet. 10 mg of this PHA sheet was dissolved in 10 ml of chloroform, and then insoluble matters were removed by filtration. This solution (filtrate) was subjected to molecular weight measurement using a Shimadzu GPC system equipped with “Shodex K805L (300 ⁇ 8 mm, two linked)” (manufactured by Showa Denko KK) using chloroform as the mobile phase. A commercially available standard polystyrene was used as the molecular weight standard sample. The molecular weight of the PHA powder was also measured in the same procedure except that the PHA sheet was not prepared.
- aqueous PHA suspensions obtained in the following Examples and Comparative Examples are sent to an atomizer using a mobile minor 2000 model (chamber diameter: 800 mm, straight body height: 600 mm) manufactured by Niro. It was judged whether it was liquid and sprayable. The case where spray-drying was possible without agglomeration was rated as ⁇ , the case where spray-drying was possible even when agglomeration occurred was marked as ⁇ , and the case where spray-drying was not possible due to agglomeration was marked as x. ⁇ or ⁇ was accepted.
- a damper (with a lower opening of 20 mm to 30 mm on the upper part of a metal cylinder (receiver) having a volume of 100 ml ⁇ 0.5 ml and an inner diameter of 45 mm ⁇ 5 mm is smoothly finished.
- the measurement was performed using a device in which a metal plate was attached. A scale that can measure up to 0.1 g was used.
- the funnel and the cylinder were held vertically so that the axes of the funnel and cylinder coincided.
- the powder Prior to testing, the powder was mixed well.
- the damper at the lower opening of the funnel was closed, and 110 ml to 120 ml of powder was put into it.
- the damper was quickly pulled out and the material was allowed to flow down into the receiver.
- the receiver When the receiver was full, the material that had risen from the receiver was scraped off with a straight plate.
- the mass of the contents of the receiver was measured to the nearest 0.1 g.
- the powder to be tested was measured twice.
- the apparent bulk density (unit: g / ml) of the tested material was calculated by the following formula.
- m represents the mass (g) of the contents of the receiver
- V represents the volume (ml) of the receiver (ie 100).
- the arithmetic average value of two measurement results was taken as the result.
- the average particle size was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus LA-950 (HORIBA).
- LA-950 laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus LA-950 (HORIBA).
- 0.05 g of sodium dodecyl sulfate as a surfactant was added as a dispersant to 20 mL of ion-exchanged water to obtain a surfactant aqueous solution.
- 0.2 g of a resin particle group to be measured was added to the surfactant aqueous solution, and the resin particle group was dispersed in the surfactant aqueous solution to obtain a dispersion for measurement.
- the prepared dispersion was introduced into the laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus and measured.
- Example 1 [Preparation of cell culture solution]
- Ralstonia eutropha KNK-005 strain described in International Publication No. 2008/010296 [0049] is cultured by the method described in [0050]-[0053], and a cell culture solution containing cells containing PHA Got. Ralstonia and Eutropha are now classified as Capriavidas Necka.
- the bacterial cell culture solution obtained above was sterilized by heating and stirring at an internal temperature of 60 to 80 ° C. for 20 minutes.
- Example 2 A PHA aqueous suspension having a solid concentration of 31% was prepared by the same operation as in Example 1 until the purification treatment. Next, 2.5 phr (100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) of polyvinyl alcohol (trade name: POVAL) having an average polymerization degree of 500 and a saponification degree of 85 mol% shown in Table 1 was added to the aqueous suspension. (2.5 parts by weight relative to), and then the solid content concentration was adjusted to 30%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor 2000 type spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- polyvinyl alcohol trade name: POVAL
- Example 3 A PHA aqueous suspension having a solid concentration of 31% was prepared by the same operation as in Example 1 until the purification treatment. Next, 2.5 phr of polyvinyl alcohol (trade name: POVAL) having an average polymerization degree of 500 and a saponification degree of 88 mol% shown in Table 1 (into 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to the aqueous suspension. (2.5 parts by weight relative to), and then the solid content concentration was adjusted to 30%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4.
- polyvinyl alcohol trade name: POVAL
- the aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor 2000 type spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- the obtained PHA powder had an average particle size of 92 ⁇ m and a bulk density of 0.32 g / ml.
- Example 4 A PHA aqueous suspension having a solid concentration of 31% was prepared by the same operation as in Example 1 until the purification treatment. Next, polyvinyl alcohol (trade name: PVA) having an average polymerization degree of 2000 and a saponification degree of 80 mol% shown in Table 1 was added to 2.5 phr (100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension). (2.5 parts by weight relative to), and then the solid content concentration was adjusted to 30%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor 2000 type spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- PVA polyvinyl alcohol
- Example 5 A PHA aqueous suspension having a solid concentration of 31% was prepared by the same operation as in Example 1 until the purification treatment. Next, 2.5 phr of polyvinyl alcohol having a mean polymerization degree of 2400 and a saponification degree of 80 mol% shown in Table 1 (2.5 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to the aqueous suspension. (2.5 parts by weight relative to), and then the solid content concentration was adjusted to 30%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor 2000 type spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 1 A PHA aqueous suspension having a solid concentration of 31% was prepared by the same operation as in Example 1 until the purification treatment. Next, water was added to the aqueous suspension to adjust the solid concentration to 30%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was sent to an atomizer using a mobile minor 2000 type spray dryer manufactured by Niro, and it was impossible to spray it.
- Example 2 A PHA aqueous suspension having a solid concentration of 31% was prepared by the same operation as in Example 1 until the purification treatment. Next, water was added to the aqueous suspension to adjust the solid concentration to 30%. After stirring this liquid for 30 minutes, it adjusted until pH was stabilized by adding sodium hydroxide aqueous solution. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor 2000 type spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Moreover, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed.
- Example 6 A cell culture solution was prepared by the same operation as in Example 1 until sterilization. 0.2 wt% sodium dodecyl sulfate was added to the sterilized bacterial cell culture. Further, an aqueous sodium hydroxide solution was added so that the pH was 11.0, and then the mixture was kept at 50 ° C. for 1 hour. Thereafter, high-pressure crushing treatment was performed at a pressure of 450 to 550 kgf / cm 2 using a high-pressure crusher (high-pressure homogenizer model PA2K type manufactured by Nirosoavi).
- aqueous PHA suspension obtained above solid content concentration 53%)
- 0.75 phr (aqueous suspension) of polyvinyl alcohol (trade name Poval) having an average polymerization degree of 500 and a saponification degree of 88 mol% shown in Table 1 was obtained. 0.75 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the suspension, and the solid content concentration was adjusted to 50%.
- This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4.
- the aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 7 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 6, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 500 and a saponification degree of 88 mol% shown in Table 1 was prepared with respect to the aqueous suspension. 1 phr (1 part by weight relative to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 8 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 6, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 500 and a saponification degree of 88 mol% shown in Table 1 was prepared with respect to the aqueous suspension. 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 9 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 6, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 500 and a saponification degree of 88 mol% shown in Table 1 was prepared with respect to the aqueous suspension. 2.5 phr (2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Moreover, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed.
- Example 3 A PHA aqueous suspension having a solid concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 6, and water was added to the aqueous suspension to adjust the solid concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was sent to an atomizer using a mobile minor type spray dryer manufactured by Niro, and it was impossible to spray it.
- Example 10 A cell culture solution was prepared by the same operation as in Example 1 until sterilization. 0.2 wt% sodium dodecyl sulfate was added to the sterilized bacterial cell culture. Further, an aqueous sodium hydroxide solution was added so that the pH was 11.0, and then the mixture was kept at 50 ° C. for 1 hour. Thereafter, high-pressure crushing treatment was performed at a pressure of 450 to 550 kgf / cm 2 using a high-pressure crusher (high-pressure homogenizer model PA2K type manufactured by Nirosoavi).
- polyvinyl alcohol (trade name Gohsenol) having an average polymerization degree of 500 and a saponification degree of 43 mol% shown in Table 1 was added to 1.5 phr (aqueous suspension). 1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the turbid liquid), and the solid content concentration was adjusted to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4.
- the aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 11 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 500 and a saponification degree of 50 mol% shown in Table 1 was prepared with respect to the aqueous suspension. 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 12 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 500 and a saponification degree of 73 mol% shown in Table 1 was prepared with respect to the aqueous suspension. 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 13 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol having a mean polymerization degree of 500 and a saponification degree of 80 mol% shown in Table 1 (commercial product) 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 14 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol having a mean polymerization degree of 500 and a saponification degree of 87 mol% shown in Table 1 (commercial product) 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method. The average particle size of the obtained PHA powder was 140 ⁇ m, and the bulk density was 0.4 g / ml.
- Example 15 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 400 and a saponification degree of 87 mol% shown in Table 1 was prepared with respect to the aqueous suspension. 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 16 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol having an average polymerization degree of 600 and a saponification degree of 87 mol% shown in Table 1 (commercial product) was used. 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 17 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 1700 and a saponification degree of 87 mol% shown in Table 1 was prepared. 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 18 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 2100 and a saponification degree of 87 mol% shown in Table 1 was prepared with respect to the aqueous suspension. 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 19 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 2400 and a saponification degree of 87 mol% shown in Table 1 was prepared. 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
- Example 20 A PHA aqueous suspension having a solid content concentration of 53% was prepared in the same manner as in Example 10, and polyvinyl alcohol (commercial product) having an average polymerization degree of 2600 and a saponification degree of 87 mol% shown in Table 1 was prepared. 1.5 phr (1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PHA present in the aqueous suspension) was added to adjust the solid content concentration to 50%. This solution was stirred for 30 minutes, and then sulfuric acid was added until the pH was stabilized at 4. The aqueous PHA suspension thus obtained was fed to an atomizer using a mobile minor spray dryer manufactured by Niro, and spray drying was performed. Further, the thermal stability of the PHA powder obtained by spray drying was confirmed by the above method.
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Abstract
本発明の目的は、高い生産性で熱安定性に優れたPHA(例えば、PHA粉体)を得ることができるPHAの製造方法を提供することにある。本発明は、下記の工程(a)及び工程(b)を含むポリヒドロキシアルカン酸の製造方法である。 工程(a):ポリヒドロキシアルカン酸とポリビニルアルコールを含み、かつpHが7以下である水性懸濁液を調製する工程 工程(b):工程(a)で調製した水性懸濁液を噴霧乾燥する工程
Description
本発明は、ポリヒドロキシアルカン酸(例えば、ポリヒドロキシアルカン酸の粉体)を製造する方法に関する。
ポリヒドロキシアルカン酸(以後、「PHA」と称する場合がある)は、多くの微生物種の細胞にエネルギー蓄積物質として生成、蓄積される熱可塑性ポリエステルであり、生分解性を有している。現在、環境保全への意識の高まりから非石油由来のプラスチックが着目されている。中でも、自然界の物質循環に取り込まれ分解生成物が有害とならないPHAの様な生分解性プラスチックが注目されており、その実用化が切望されている。特に、微生物が菌体内で生成し蓄積するPHAは、自然界の炭素循環プロセスに取り込まれることから生態系への悪影響が小さいと予想されている。
微生物が生成するPHAは、通常顆粒体の形態でその微生物の菌体内に蓄積されるため、PHAをプラスチックとして利用するためには、微生物の菌体内からPHAを分離して取り出す工程が必要である。また、プラスチックとして使用するためにはPHAの純度を高くし、菌体構成成分等の夾雑物の含有量をできるだけ低くすることが望まれる。
PHA以外の生物由来成分を分解及び/又は除去する方法として、PHA以外の生物由来成分を物理的処理、化学的処理又は生物学的処理によって可溶化させて除去する方法が提案されている。例えば、特許文献1や2には、PHA含有微生物菌体を破砕する処理と界面活性剤処理を組み合わせる方法、アルカリを添加し加熱処理を行った後に破砕処理を行う方法などが開示されている。その他例えば、特許文献3においては、微生物菌体の水性懸濁液を次亜塩素酸ナトリウムや酵素などで処理してPHA以外の生物由来成分を可溶化し、PHAを得る方法が開示されている。
PHA含有微生物の菌体を破砕もしくはPHA以外の生物由来成分を可溶化した後、得られた水性懸濁液からPHAを取り出す手段としては、例えば、遠心分離やろ過などの分離操作や、スプレードライヤーやドラムドライヤーなどを用いた乾燥操作等が挙げられるが、操作が簡便であることから乾燥操作が好ましく採用される。乾燥時の水性懸濁液のpHについては、加熱溶融時の着色を顕著に低減させるため、pHを3~7に調整することが好ましいことが知られている(特許文献4参照)。
しかしながら、pHを3~7に調整した場合、水性懸濁液を濃縮すると激しくPHAが凝集してしまって流動性が著しく低下し、乾燥工程に付すことが困難となる。このような流動性低下を防ぐためには水性懸濁液の濃度を低くすることが有効ではあるが、この場合は乾燥に必要なエネルギー量が増えてしまうという不利益が生じる。
したがって、本発明の目的は、高い生産性で熱安定性に優れたPHA(例えば、PHA粉体)を得ることができるPHAの製造方法を提供することにある。
本発明者らは、特定の工程を必須とするPHAの製造方法によると、高い生産性で熱安定性に優れたPHAを得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、例えば下記発明を提供する。
[1]下記の工程(a)及び工程(b)を含むポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
工程(a):ポリヒドロキシアルカン酸およびポリビニルアルコールを含み、かつpHが7以下である水性懸濁液を調製する工程
工程(b):工程(a)で調製した水性懸濁液を噴霧乾燥する工程
[2]工程(a)で調製する水性懸濁液におけるポリヒドロキシアルカン酸の濃度が、30重量%以上65重量%以下である[1]に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
工程(b):工程(a)で調製した水性懸濁液を噴霧乾燥する工程
[2]工程(a)で調製する水性懸濁液におけるポリヒドロキシアルカン酸の濃度が、30重量%以上65重量%以下である[1]に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
[3]ポリビニルアルコールが、平均重合度200以上2400以下のポリビニルアルコールである[1]又は[2]に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
[4]ポリビニルアルコールが、ケン化度98.5mol%未満のポリビニルアルコールである[1]~[3]のいずれか1つに記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
[5]工程(a)が、下記の工程(a1)及び工程(a2)を含む[1]~[4]のいずれか1つに記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
工程(a1):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液にポリビニルアルコールを添加する工程
工程(a2):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液のpHを7以下に調整する工程
[6]工程(a1)の後に工程(a2)を実施する[5]に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
工程(a2):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液のpHを7以下に調整する工程
[6]工程(a1)の後に工程(a2)を実施する[5]に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
[7]ポリヒドロキシアルカン酸およびポリビニルアルコールを含み、かつpHが7以下である、水性懸濁液。
[8]下記の工程(a1)及び工程(a2)を含む、[7]に記載の水性懸濁液を製造する方法。
工程(a1):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液にポリビニルアルコールを添加する工程
工程(a2):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液のpHを7以下に調整する工程
[9]ポリヒドロキシアルカン酸とポリビニルアルコールとを含み、嵩比重が0.3~0.6kg/L、平均粒径が10~200μmであるポリヒドロキシアルカン酸粉体。
工程(a2):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液のpHを7以下に調整する工程
[9]ポリヒドロキシアルカン酸とポリビニルアルコールとを含み、嵩比重が0.3~0.6kg/L、平均粒径が10~200μmであるポリヒドロキシアルカン酸粉体。
本発明は上述の工程を必須とするため、高い生産性で熱安定性に優れたPHA(例えば、PHA粉体)を得ることができる。本発明によると、特に乾燥工程のコスト(設備費、ユーティリティ)を下げることが可能となる。例えば、本発明によると、PHA水性懸濁液を高濃度とした場合でも噴霧乾燥機に送液できるだけの流動性を確保できるため、蒸発させる水分量を減らすことができ、乾燥機の小型化及び乾燥に要するエネルギーの著しい低減が可能となる。
本発明のPHAの製造方法は、下記の工程(a)及び工程(b)を必須の工程として含む方法である。
・工程(a):PHAとPVAを含み、かつpHが7以下である水性懸濁液を調製する工程
・工程(b):工程(a)で調製した水性懸濁液を噴霧乾燥する工程
[工程(a)]
本発明のPHAの製造方法における工程(a)では、PHAとPVAを含み、かつpHが7以下である水性懸濁液を調製する。当該水性懸濁液においてPHAは、水性媒体中に分散した状態で存在しており、PVAは水性媒体に溶解している。以下では、少なくともPHAを含む水性懸濁液を、PHA水性懸濁液と略する場合がある。
・工程(a):PHAとPVAを含み、かつpHが7以下である水性懸濁液を調製する工程
・工程(b):工程(a)で調製した水性懸濁液を噴霧乾燥する工程
[工程(a)]
本発明のPHAの製造方法における工程(a)では、PHAとPVAを含み、かつpHが7以下である水性懸濁液を調製する。当該水性懸濁液においてPHAは、水性媒体中に分散した状態で存在しており、PVAは水性媒体に溶解している。以下では、少なくともPHAを含む水性懸濁液を、PHA水性懸濁液と略する場合がある。
(PHA)
本発明におけるPHAとは、ヒドロキシアルカン酸をモノマーユニットとする重合体の総称である。PHAを構成するヒドロキシアルカン酸としては特に限定されないが、例えば、3-ヒドロキシブタン酸、4-ヒドロキシブタン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、3-ヒドロキシペンタン酸、3-ヒドロキシヘキサン酸、3-ヒドロキシヘプタン酸及び3-ヒドロキシオクタン酸などが挙げられる。また、これらの重合体は、単独重合体でも、2種以上のモノマーユニットを含む共重合体でも良く、例えば、3-ヒドロキシブタン酸の単独重合体であるポリ(3-ヒドロキシブチレート)(PHB)や、3-ヒドロキシブタン酸の共重合体であるポリ-3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート(PHBH)やポリ-3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシバレレート(PHBV)、ポリ-3-ヒドロキシブチレート-co-4-ヒドロキシブチレート、ポリ-3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシバレレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート(PHBVH)などが挙げられる。例えば、3-ヒドロキシブタン酸(3HB)と3-ヒドロキシヘキサン酸(3HH)の2成分共重合体であるPHBHを構成する各モノマーユニットの組成比については特に限定されないが、全モノマーユニットの合計を100モル%とした時に、3HHユニットが1~99モル%、好ましくは1~50モル%、より好ましくは1~25モル%といった組成比が好ましい。また、3HBと3-ヒドロキシペンタン酸(3HV)と3HHとの3成分共重合体であるPHBVHを構成する各モノマーユニットの組成比については特に限定されないが、全モノマーユニットの合計を100モル%とした時に、例えば、3HBユニットの組成比は1~95モル%、3HVユニットの組成比は1~96モル%、3HHユニットの組成比は1~30モル%といった範囲が好ましい。
本発明におけるPHAとは、ヒドロキシアルカン酸をモノマーユニットとする重合体の総称である。PHAを構成するヒドロキシアルカン酸としては特に限定されないが、例えば、3-ヒドロキシブタン酸、4-ヒドロキシブタン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、3-ヒドロキシペンタン酸、3-ヒドロキシヘキサン酸、3-ヒドロキシヘプタン酸及び3-ヒドロキシオクタン酸などが挙げられる。また、これらの重合体は、単独重合体でも、2種以上のモノマーユニットを含む共重合体でも良く、例えば、3-ヒドロキシブタン酸の単独重合体であるポリ(3-ヒドロキシブチレート)(PHB)や、3-ヒドロキシブタン酸の共重合体であるポリ-3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート(PHBH)やポリ-3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシバレレート(PHBV)、ポリ-3-ヒドロキシブチレート-co-4-ヒドロキシブチレート、ポリ-3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシバレレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート(PHBVH)などが挙げられる。例えば、3-ヒドロキシブタン酸(3HB)と3-ヒドロキシヘキサン酸(3HH)の2成分共重合体であるPHBHを構成する各モノマーユニットの組成比については特に限定されないが、全モノマーユニットの合計を100モル%とした時に、3HHユニットが1~99モル%、好ましくは1~50モル%、より好ましくは1~25モル%といった組成比が好ましい。また、3HBと3-ヒドロキシペンタン酸(3HV)と3HHとの3成分共重合体であるPHBVHを構成する各モノマーユニットの組成比については特に限定されないが、全モノマーユニットの合計を100モル%とした時に、例えば、3HBユニットの組成比は1~95モル%、3HVユニットの組成比は1~96モル%、3HHユニットの組成比は1~30モル%といった範囲が好ましい。
工程(a)は、下記の工程(a1)及び工程(a2)を含むことが好ましい。
・工程(a1):PHA水性懸濁液にポリビニルアルコールを添加する工程
・工程(a2):PHA水性懸濁液のpHを7以下に調整する工程
工程(a1)と工程(a2)を実施する順番は、特に限定されないが、工程(a2)におけるPHAの凝集が抑制され、よりPHAの分散安定性に優れた水性懸濁液が得られる観点で、工程(a1)の後に工程(a2)を実施することが好ましい。
・工程(a1):PHA水性懸濁液にポリビニルアルコールを添加する工程
・工程(a2):PHA水性懸濁液のpHを7以下に調整する工程
工程(a1)と工程(a2)を実施する順番は、特に限定されないが、工程(a2)におけるPHAの凝集が抑制され、よりPHAの分散安定性に優れた水性懸濁液が得られる観点で、工程(a1)の後に工程(a2)を実施することが好ましい。
工程(a)において出発原料として用いるPHA水性懸濁液(PVAが添加されていないPHA水性懸濁液)は、特に限定されないが、例えば、細胞内にPHAを生成する能力を有する微生物を培養する培養工程、並びに、該培養工程の後、PHA以外の物質を分解及び/又は除去する精製工程を含む方法により得ることができる。本発明のPHAの製造方法は、工程(a)の前にPHA水性懸濁液(PVAが添加されていないPHA水性懸濁液)を得る工程(例えば、上述の培養工程及び精製工程を含む工程)を含んでいてもよい。当該工程において用いられる微生物は、細胞内にPHAを生成する微生物である限りにおいて、特に限定されない。例えば、天然から単離された微生物や菌株の寄託機関(例えばIFO、ATCC等)に寄託されている微生物、又は、それらから調製し得る変異体や形質転換体等を使用できる。より詳しくは、例えばカプリアビダス(Cupriavidus)属、アルカリゲネス(Alcaligenes)属、ラルストニア(Ralstonia)属、シュウドモナス(Pseudomonas)属、バチルス(Bacillus)属、アゾトバクター(Azotobacter)属、ノカルディア(Nocardia)属、アエロモナス(Aeromonas)属の菌等が挙げられる。なかでも、アエロモナス属、アルカリゲネス属、ラルストニア属、又は、カプリアビダス属に属する微生物が好ましい。特に、アルカリゲネス・リポリティカ(A.lipolytica)、アルカリゲネス・ラトゥス(A.latus)、アエロモナス・キャビエ(A.caviae)、アエロモナス・ハイドロフィラ(A.hydrophila)、カプリアビダス・ネケータ(C.necator)等の菌株がより好ましく、カプリアビダス・ネケータが最も好ましい。また、微生物が、本来PHAの生産能力を有しないものである場合、もしくはPHAの生産量が低いものである場合には、該微生物に目的とするPHAの合成酵素遺伝子及び/又はその変異体を導入して得られる形質転換体を用いることもできる。このような形質転換体の作製に用いるPHAの合成酵素遺伝子としては特に限定されないが、アエロモナス・キャビエ由来のPHA合成酵素の遺伝子が好ましい。これら微生物を適切な条件で培養することで、菌体内にPHAを蓄積した微生物菌体を得ることができる。当該微生物菌体の培養方法は特に限定されないが、例えば、特開平05-93049号公報等に記載された方法が用いられる。
上述の微生物を培養することにより作製されたPHA含有微生物には、不純物である菌体由来成分が多量に含まれている為、通常、PHA以外の不純物を分解及び/又は除去するための精製工程を実施され得る。この精製工程においては、特に限定されず当業者が考えうる物理学的処理及び/又は化学的処理及び/又は生物学的処理を適用することができ、例えば、国際公開第2010/067543号に記載の精製方法が好ましく適用できる。
上述の精製工程により、最終製品に残留する不純物量が概ね決定するので、これら不純物はできるだけ低減させた方が好ましい。勿論、用途によっては、最終製品の物性を損なわない限り混入しても構わないが、医療用用途など高純度のPHAが必要な場合はできるだけ不純物を低減させることが好ましい。この精製度の指標としては、PHA水性懸濁液中のタンパク量で表記できる。当該タンパク量は、好ましくはPHA重量当たり30000ppm以下、より好ましくは15000ppm以下、さらに好ましくは10000ppm以下、最も好ましくは7500ppm以下である。精製手段は特に限定されず、上述の公知慣用の方法を適用可能である。
なお、本発明のPHAの製造方法におけるPHA水性懸濁液を構成する溶媒(水性媒体)は、水、もしくは、水とそれら有機溶媒の混合溶媒からなるものであってもよい。また、当該混合溶媒中の水と相溶性のある有機溶媒の濃度としては、使用する有機溶媒の水への溶解度以下であれば特に限定されない。また、水と相溶性のある有機溶媒としては特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、iso-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル類;ジメチルホルムアミド、アセトアミドなどのアミド類;ジメチルスルホキシド、ピリジン、ピペリジンなどが挙げられる。中でも、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、iso-ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル、プロピオニトリルなどが、除去しやすい点から好ましい。また、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、アセトンなどが入手容易であることからより好ましい。さらに、メタノール、エタノール、アセトンが特に好ましい。なお、本発明の本質を損なわない限り、他の溶媒や菌体由来の成分及び精製時に発生する化合物を含んでいても構わない。
本発明のPHAの製造方法におけるPHA水性懸濁液を構成する水性媒体には、水が含まれていることが好ましい。水性媒体中の水の含有量は、5重量%以上が好ましく、より好ましくは10重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上、特に好ましくは50重量%以上である。
本発明のPHAの製造方法の工程(a)(特に、工程(a1))において使用するポリビニルアルコールは、特に限定されず、例えば市販品を使用することができる。ポリビニルアルコールの平均重合度は、好ましくは200以上、より好ましくは300以上、さらに好ましくは500以上である。一方、ポリビニルアルコールの平均重合度の上限は、2400以下が好ましく、より好ましくは2000以下である。平均重合度を200以上とすることにより、PHA水性懸濁液におけるPHAの分散安定性がより向上し、いっそう噴霧乾燥を効率的に実施できる傾向がある。一方、平均重合度を2400以下とすることにより、PHA水性懸濁液におけるPHAの分散安定性がより向上し、いっそう噴霧乾燥を効率的に実施できる傾向がある。
本発明のPHAの製造方法の工程(a)(特に、工程(a1))において使用するポリビニルアルコールのケン化度は、35mol%以上が好ましく、より好ましくは50mol%以上であり、さらに好ましくは80mol%以上である。また、99.9mol%以下が好ましく、より好ましくは98.5mol%未満、さらに好ましくは95mol%以下である。ケン化度を35mol%以上又はケン化度を99.9mol%以下とすることにより、PHA水性懸濁液におけるPHAの分散安定性がより向上し、いっそう噴霧乾燥を効率的に実施できる傾向がある。
本発明のPHAの製造方法の工程(a)(特に、工程(a1))におけるPHA水性懸濁液に対するポリビニルアルコールの添加量は、特に限定されないが、水性懸濁液に含まれるPHA100重量部に対して、0.1~20重量部が好ましく、より好ましくは0.5~10重量部、さらに好ましくは0.75~5重量部である。ポリビニルアルコールの添加量を0.1重量部以上とすることにより、PHA水性懸濁液におけるPHAの分散安定性がより向上し、いっそう噴霧乾燥を効率的に実施できる傾向がある。一方、添加量を20重量部以下とすることにより、PHA水性懸濁液におけるPHAの分散安定性がより向上し、いっそう噴霧乾燥を効率的に実施できる傾向がある。
本発明のPHAの製造方法の工程(a)に付される前のPHA水性懸濁液(PVAが添加される前のPHA水性懸濁液)は、通常、上述の精製工程を経ることにより、7を超えるpHを有するが、本発明のPHAの製造方法の工程(a)(特に、工程(a2))により、前記PHA水性懸濁液のpHを7以下に調整する。その調整方法は、特に限定されず、例えば、酸を添加する方法が挙げられる。酸は特に限定されず、有機酸、無機酸のいずれでもよく、揮発性の有無は問わない。例えば、硫酸、塩酸、リン酸、酢酸などいずれも使用できる。本工程において調整するPHA水性懸濁液のpHの上限については、PHAを加熱溶融した時の着色を低減したり、加熱時及び/又は乾燥時の分子量の安定性を確保する観点から7以下であり、好ましくは5以下、より好ましくは4以下である。また、pHの下限については、容器の耐酸性の点より、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、さらに好ましくは3以上である。PHA水性懸濁液のpHを7以下とすることによって、加熱溶融時の着色が低減され、加熱時及び/又は乾燥時の分子量低下が抑制されたPHAが得られる。
本発明のPHAの製造方法の工程(a)により得られるPHA水性懸濁液におけるPHAの濃度は、乾燥ユーティリティーの面から経済的に有利であり生産性が向上するため、30重量%以上が好ましく、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上であり、また、最密充填となり十分な流動性が確保できない可能性があるため、65重量%以下が好ましく、より好ましくは60重量%以下である。PHAの濃度を調整する方法は特に限定されず、水性媒体を添加したり、水性媒体の一部を除去する(例えば、遠心分離した後、上清を取り除く方法等による)などの方法が挙げられる。PHAの濃度の調整は、工程(a)のいずれの段階で実施してもよいし、工程(a)の前の段階で実施してもよい。
本発明のPHAの製造方法の工程(a)により得られるPHA水性懸濁液におけるPHAの体積平均粒子径は、当該PHAの一次粒子の体積平均粒子径(「一次粒子径」と称する場合がある)の50倍以下が好ましく、より好ましくは20倍以下、さらに好ましくは10倍以下である。PHA水性懸濁液におけるPHAの体積平均粒子径が一次粒子径の50倍以下であることにより、PHA水性懸濁液がより優れた流動性を示すため、その後の工程(b)を高効率で実施することができ、PHAの生産性がいっそう向上する傾向がある。なお、上述のPHAの体積平均粒子径は、PHA水性懸濁液におけるPHAの分散状態の指標とすることができる。上記体積平均粒子径を調整する方法は特に限定されず、公知の手段(攪拌等)を適用できる。例えば、酸性条件下にさらされるなどして分散状態が崩れてしまったPHA水性懸濁液(例えば、工程(a1)の前に工程(a2)を実施する場合など)に対して、当業者が考えうる物理的処理及び/又は化学的処理及び/又は生物学的処理を施し、PHA水性懸濁液におけるPHAを再度分散状態(例えば、上述の体積平均粒子径を有する状態)に復帰させることもできる。
[工程(b)]
本発明のPHAの製造方法における工程(b)では、工程(a)で調製したPHA水性懸濁液を噴霧乾燥する。噴霧乾燥の方法としては、例えば、PHA水性懸濁液を微細な液滴の状態として乾燥機内に供給し、該乾燥機内で熱風と接触させながら乾燥する方法が挙げられる。PHA水性懸濁液を微細な液滴の状態で乾燥機内に供給する方法(アトマイザー)は特に限定されず、回転ディスクを用いる方法、ノズルを用いる方法等の公知慣用の方法が挙げられる。乾燥機内における液滴と熱風の接触方式は特に限定されず、並流式、向流式、これらを併用する方式などが挙げられ、特に限定されない。
本発明のPHAの製造方法における工程(b)では、工程(a)で調製したPHA水性懸濁液を噴霧乾燥する。噴霧乾燥の方法としては、例えば、PHA水性懸濁液を微細な液滴の状態として乾燥機内に供給し、該乾燥機内で熱風と接触させながら乾燥する方法が挙げられる。PHA水性懸濁液を微細な液滴の状態で乾燥機内に供給する方法(アトマイザー)は特に限定されず、回転ディスクを用いる方法、ノズルを用いる方法等の公知慣用の方法が挙げられる。乾燥機内における液滴と熱風の接触方式は特に限定されず、並流式、向流式、これらを併用する方式などが挙げられ、特に限定されない。
工程(b)における噴霧乾燥の際の乾燥温度は、PHA水性懸濁液の液滴から水性媒体の大半を除去できる温度であればよく、目的とする含水率まで乾燥させることができ、なおかつ品質悪化(分子量低下、色調低下)や溶融を極力生じさせないような条件で適宜設定できる。例えば、噴霧乾燥機に吹き込む熱風の温度は、100~300℃の範囲で適宜選択できる。また、乾燥機内の熱風の風量についても、例えば乾燥機のサイズ等に応じて適宜設定できる。
本発明のPHAの製造方法は、工程(b)の後に、得られたPHA(PHA粉体等)をさらに乾燥させる工程(例えば、減圧乾燥に付す工程等)を含んでいてもよい。また、本発明のPHAの製造方法は、その他の工程(例えば、PHA水性懸濁液に各種添加物を添加する工程等)を含んでいてもよい。
本発明のPHAの製造方法によると、高い生産性で熱安定性に優れた乾燥状態のPHAを得ることができる。本発明のPHAの製造方法によると、特に乾燥工程のコスト(設備費、ユーティリティ)を下げることが可能となる。また、本発明のPHAの製造方法によると、粉体(PHA粉体)の状態でPHAを取得することが可能であるため、ハンドリング性に優れたPHAを高い効率で得ることができる。
本発明のPHAの製造方法により得られるPHA粉体の嵩比重は、特に限定されないが、優れた流動性が達成されるという観点から、0.3~0.6kg/Lが好ましく、より好ましくは0.4~0.6kg/Lである。また、前記PHA粉体の真球度は、特に限定されないが、優れた流動性が達成されるという観点から、0.90~1.00が好ましく、より好ましくは0.93~1.00である。さらに、前記PHA粉体の平均粒径は、特に限定されないが、優れた流動性が達成されるという観点から、10~200μmが好ましく、より好ましくは100~150μmである。
本発明のPHA粉体は、上述のポリビニルアルコールを含んでいてもよい。ポリビニルアルコールの含有量は、特に限定されないが、PHA粉体を構成するPHA100重量部に対して、0.1~20重量部が好ましく、より好ましくは0.5~10重量部、さらに好ましくは0.75~5重量部である。ポリビニルアルコールの添加量を上記範囲とすることにより、PHA粉体の生産性がいっそう向上する傾向がある。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
(PHA水性懸濁液中に存在するタンパク量(PHA重量あたり)の算出方法)
下記の実施例及び比較例で得られたPHA水性懸濁液中の溶媒を全量蒸発させ、残存する固形分を得た。この固形分を遠沈管に入れ、さらにサーモフィッシャーサイエンティフィック社のBCA Protein Assay Reagentを加え、これを時々手で振って内容物を混合しながら60℃の温浴に30分間浸した。その後、得られた内容物を0.5μmのフィルターに通し、得られた液について島津製作所の分光光度計(UV-1700)を用いて562nmでの吸光度を測定した。この吸光度と、アルブミン標準液を用いて作成した検量線とを比較することで、固形分中の残タンパク量を算出した。固形分の重量あたりのタンパク量をもって、PHA水性懸濁液中の残タンパク量(PHA重量あたり)とした。
下記の実施例及び比較例で得られたPHA水性懸濁液中の溶媒を全量蒸発させ、残存する固形分を得た。この固形分を遠沈管に入れ、さらにサーモフィッシャーサイエンティフィック社のBCA Protein Assay Reagentを加え、これを時々手で振って内容物を混合しながら60℃の温浴に30分間浸した。その後、得られた内容物を0.5μmのフィルターに通し、得られた液について島津製作所の分光光度計(UV-1700)を用いて562nmでの吸光度を測定した。この吸光度と、アルブミン標準液を用いて作成した検量線とを比較することで、固形分中の残タンパク量を算出した。固形分の重量あたりのタンパク量をもって、PHA水性懸濁液中の残タンパク量(PHA重量あたり)とした。
(PHA粉体の熱安定性の評価方法)
評価用サンプルとして、下記の実施例及び比較例で得られたPHA粉体を用いた。このPHA粉体に対して160℃で20分間熱をかけて、PHAシートを作製した。このPHAシート10mgを、クロロホルム10mlに溶解させた後、不溶物を濾過により除いた。この溶液(濾液)を「Shodex K805L(300x8mm、2本連結)」(昭和電工社製)を装着した島津製作所製GPCシステムを用い、クロロホルムを移動相として分子量測定に付した。分子量標準サンプルには市販の標準ポリスチレンを用いた。PHA粉体の分子量についても、PHAシートの作製を行わなかったこと以外は同様の手順で測定した。
評価用サンプルとして、下記の実施例及び比較例で得られたPHA粉体を用いた。このPHA粉体に対して160℃で20分間熱をかけて、PHAシートを作製した。このPHAシート10mgを、クロロホルム10mlに溶解させた後、不溶物を濾過により除いた。この溶液(濾液)を「Shodex K805L(300x8mm、2本連結)」(昭和電工社製)を装着した島津製作所製GPCシステムを用い、クロロホルムを移動相として分子量測定に付した。分子量標準サンプルには市販の標準ポリスチレンを用いた。PHA粉体の分子量についても、PHAシートの作製を行わなかったこと以外は同様の手順で測定した。
熱安定性の評価は、上述の160℃、20分間の熱をかけることによる分子量低下率(PHAシートの重量平均分子量÷PHA粉体の重量平均分子量×100)を指標として実施し、分子量低下率が70%以上であれば、熱安定性良好(○)と判断した。分子量低下率が70%未満であれば、熱安定性不良(×)と判断した。
なお、比較例1、3においては噴霧乾燥を行うことができず評価用サンプル(PHA粉体)を取得することができなかったため、熱安定性の評価は実施しなかった。
(噴霧乾燥の可否の評価方法)
下記の実施例及び比較例において得られるPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型(チャンバー直径:800mm、直胴部高さ:600mm)噴霧乾燥機を使用して、アトマイザーに送液し、噴霧可能であるかを判断した。凝集することなく噴霧乾燥ができた場合を◎とし、凝集が起こっていても噴霧乾燥ができた場合を○、凝集によって噴霧乾燥ができなかった場合を×とした。○又は◎の場合を合格とした。
下記の実施例及び比較例において得られるPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型(チャンバー直径:800mm、直胴部高さ:600mm)噴霧乾燥機を使用して、アトマイザーに送液し、噴霧可能であるかを判断した。凝集することなく噴霧乾燥ができた場合を◎とし、凝集が起こっていても噴霧乾燥ができた場合を○、凝集によって噴霧乾燥ができなかった場合を×とした。○又は◎の場合を合格とした。
(かさ密度の測定)
JISのK-7365に記載の方法で、体積100ml±0.5ml,内径45mm±5mmの内面を滑らかに仕上げた金属シリンダー(受器)の上部に下部開口部が20mm~30mmの漏斗にダンパー(例えば,金属製の板)を付けたものがセッティングされた装置を用いて測定を行なった。はかりには、0.1gの桁まで計ることのできるものを使用した。
JISのK-7365に記載の方法で、体積100ml±0.5ml,内径45mm±5mmの内面を滑らかに仕上げた金属シリンダー(受器)の上部に下部開口部が20mm~30mmの漏斗にダンパー(例えば,金属製の板)を付けたものがセッティングされた装置を用いて測定を行なった。はかりには、0.1gの桁まで計ることのできるものを使用した。
具体的な測定方法としては、漏斗とシリンダーの軸が一致するように,垂直に保持した。試験に先立って粉体をよく混合した。漏斗の下部開口部のダンパーを閉じ,その中に粉体を110ml~120ml投入した。速やかにダンパーを引き抜き,材料を受器の中に流下させた。受器が一杯になったら、受器から盛り上がった材料を直線状の板ですり落とした。はかりを用いて,受器の内容物の質量を0.1gの桁まで計った。試験する粉体について、2回の測定を行った。
試験した材料の見掛けかさ密度(単位:g/ml)は、次の式で計算した。
m/V
ここで,mは、受器の内容物の質量(g)を表し、Vは、受器の体積(ml)(すなわち,100)を表す。2回の測定結果の算術平均値を結果とした。
ここで,mは、受器の内容物の質量(g)を表し、Vは、受器の体積(ml)(すなわち,100)を表す。2回の測定結果の算術平均値を結果とした。
(平均粒径)
平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置LA-950(HORIBA社)を用いて測定した。具体的な測定方法としては、イオン交換水20mLに、分散剤として界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム0.05gを加えて界面活性剤水溶液を得た。その後、上記界面活性剤水溶液に、測定対象の樹脂粒子群0.2gを加え、樹脂粒子群を界面活性剤水溶液中に分散させ、測定用の分散液を得た。調製した分散液を上記レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置に導入し、測定を行なった。
平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置LA-950(HORIBA社)を用いて測定した。具体的な測定方法としては、イオン交換水20mLに、分散剤として界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム0.05gを加えて界面活性剤水溶液を得た。その後、上記界面活性剤水溶液に、測定対象の樹脂粒子群0.2gを加え、樹脂粒子群を界面活性剤水溶液中に分散させ、測定用の分散液を得た。調製した分散液を上記レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置に導入し、測定を行なった。
(実施例1)
[菌体培養液の調製]
国際公開第2008/010296号[0049]に記載のラルストニア・ユートロファKNK-005株を、同[0050]-[0053]に記載の方法で培養し、PHAを含有する菌体を含む菌体培養液を得た。なお、ラルストニア・ユートロファは、現在では、カプリアビダス・ネケータに分類されている。
[菌体培養液の調製]
国際公開第2008/010296号[0049]に記載のラルストニア・ユートロファKNK-005株を、同[0050]-[0053]に記載の方法で培養し、PHAを含有する菌体を含む菌体培養液を得た。なお、ラルストニア・ユートロファは、現在では、カプリアビダス・ネケータに分類されている。
[滅菌処理]
上記で得られた菌体培養液を内温60~80℃で20分間加熱・攪拌処理し、滅菌処理を行った。
上記で得られた菌体培養液を内温60~80℃で20分間加熱・攪拌処理し、滅菌処理を行った。
[高圧破砕処理]
上記で得られた滅菌済みの菌体培養液に対して、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムを添加した。さらに、pHが11.0になるように水酸化ナトリウム水溶液を添加した後、50℃で1時間保温した。その後、高圧破砕機(ニロソアビ社製高圧ホモジナイザーモデルPA2K型)を用いて、450~550kgf/cm2の圧力で高圧破砕を行った。
上記で得られた滅菌済みの菌体培養液に対して、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムを添加した。さらに、pHが11.0になるように水酸化ナトリウム水溶液を添加した後、50℃で1時間保温した。その後、高圧破砕機(ニロソアビ社製高圧ホモジナイザーモデルPA2K型)を用いて、450~550kgf/cm2の圧力で高圧破砕を行った。
[精製処理]
上記で得られた高圧破砕後の破砕液に対して等量の蒸留水を添加した。これを遠心分離した後、上清を除去して2倍濃縮した。この濃縮したPHAの水性懸濁液に、除去した上清と同量の水酸化ナトリウム水溶液(pH11)を添加して遠心分離し、上清を除去してから再度水を添加して懸濁させ、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムと、PHAの1/100重量のプロテアーゼ(ノボザイム社、エスペラーゼ)を添加し、pH10で50℃に保持したまま、2時間攪拌した。その後、遠心分離により上清を除去して4倍濃縮した。さらに水を添加することでPHA濃度が31重量%になるように調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液中に存在する残タンパク量を測定したところ、PHA重量当たり5490ppmであった。
上記で得られた高圧破砕後の破砕液に対して等量の蒸留水を添加した。これを遠心分離した後、上清を除去して2倍濃縮した。この濃縮したPHAの水性懸濁液に、除去した上清と同量の水酸化ナトリウム水溶液(pH11)を添加して遠心分離し、上清を除去してから再度水を添加して懸濁させ、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムと、PHAの1/100重量のプロテアーゼ(ノボザイム社、エスペラーゼ)を添加し、pH10で50℃に保持したまま、2時間攪拌した。その後、遠心分離により上清を除去して4倍濃縮した。さらに水を添加することでPHA濃度が31重量%になるように調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液中に存在する残タンパク量を測定したところ、PHA重量当たり5490ppmであった。
上記で得られたPHA水性懸濁液(固形分濃度31%)に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度80mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、その後、固形分濃度を30%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した(熱風温度:150℃、排風温度:70℃)。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例2)
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度85mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、その後、固形分濃度を30%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度85mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、その後、固形分濃度を30%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例3)
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度88mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、その後、固形分濃度を30%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。得られたPHA粉体の平均粒径は92μm、かさ密度は0.32g/mlであった。
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度88mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、その後、固形分濃度を30%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。得られたPHA粉体の平均粒径は92μm、かさ密度は0.32g/mlであった。
(実施例4)
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2000、ケン化度80mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、その後、固形分濃度を30%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2000、ケン化度80mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、その後、固形分濃度を30%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例5)
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2400、ケン化度80mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、その後、固形分濃度を30%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2400、ケン化度80mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、その後、固形分濃度を30%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(比較例1)
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して水を添加し、固形分濃度を30%とした。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧可能であるかを確認したところ、不可能であった。
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して水を添加し、固形分濃度を30%とした。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧可能であるかを確認したところ、不可能であった。
(比較例2)
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して水を添加し、固形分濃度を30%とした。この液を30分間撹拌した後、水酸化ナトリウム水溶液を添加することにより、pHが11に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を確認した。
精製処理までは実施例1と同じ操作により固形分濃度が31%のPHA水性懸濁液を調製した。次いで、当該水性懸濁液に対して水を添加し、固形分濃度を30%とした。この液を30分間撹拌した後、水酸化ナトリウム水溶液を添加することにより、pHが11に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ2000型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を確認した。
(実施例6)
滅菌処理までは実施例1と同じ操作により菌体培養液を調製した。この滅菌済みの菌体培養液に対して、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムを添加した。さらに、pHが11.0になるように水酸化ナトリウム水溶液を添加した後、50℃で1時間保温した。その後、高圧破砕機(ニロソアビ社製高圧ホモジナイザーモデルPA2K型)を用いて、450~550kgf/cm2の圧力で高圧破砕処理を行った。
滅菌処理までは実施例1と同じ操作により菌体培養液を調製した。この滅菌済みの菌体培養液に対して、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムを添加した。さらに、pHが11.0になるように水酸化ナトリウム水溶液を添加した後、50℃で1時間保温した。その後、高圧破砕機(ニロソアビ社製高圧ホモジナイザーモデルPA2K型)を用いて、450~550kgf/cm2の圧力で高圧破砕処理を行った。
次に、得られた高圧破砕後の破砕液に対して等量の蒸留水を添加した。その後、遠心分離し、上清を除去して2倍に濃縮した。ここに、除去した上清と同量の水酸化ナトリウム水溶液(pH11)を添加して遠心分離し、上清を排除してから再度水を添加して懸濁させ、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムと、PHAの1/100重量のプロテアーゼ(ノボザイム社、エスペラーゼ)を添加し、pH10で50℃に保持したまま2時間攪拌した。その後、遠心分離し上清を排除して16倍に濃縮した。ここに水を添加することで、PHA濃度が53重量%となるように調整した。得られたPHA水性懸濁液中に存在する残タンパク量は、PHA重量当たり1030ppmであった。
上記で得られたPHA水性懸濁液(固形分濃度53%)に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度88mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を0.75phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して0.75重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例7)
実施例6と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度88mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を1phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例6と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度88mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を1phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例8)
実施例6と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度88mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例6と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度88mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例9)
実施例6と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度88mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を確認した。
実施例6と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度88mol%のポリビニルアルコール(商品名ポバール)を2.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して2.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を確認した。
(比較例3)
実施例6と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して水を添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧可能であるかを確認したところ、不可能であった。
実施例6と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して水を添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧可能であるかを確認したところ、不可能であった。
(実施例10)
滅菌処理までは実施例1と同じ操作により菌体培養液を調製した。この滅菌済みの菌体培養液に対して、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムを添加した。さらに、pHが11.0になるように水酸化ナトリウム水溶液を添加した後、50℃で1時間保温した。その後、高圧破砕機(ニロソアビ社製高圧ホモジナイザーモデルPA2K型)を用いて、450~550kgf/cm2の圧力で高圧破砕処理を行った。
滅菌処理までは実施例1と同じ操作により菌体培養液を調製した。この滅菌済みの菌体培養液に対して、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムを添加した。さらに、pHが11.0になるように水酸化ナトリウム水溶液を添加した後、50℃で1時間保温した。その後、高圧破砕機(ニロソアビ社製高圧ホモジナイザーモデルPA2K型)を用いて、450~550kgf/cm2の圧力で高圧破砕処理を行った。
次に、得られた高圧破砕後の破砕液に対して等量の蒸留水を添加した。その後、遠心分離し、上清を除去して2倍に濃縮した。ここに、除去した上清と同量の水酸化ナトリウム水溶液(pH11)を添加して遠心分離し、上清を排除してから再度水を添加して懸濁させ、0.2重量%のドデシル硫酸ナトリウムと、PHAの1/100重量のプロテアーゼ(ノボザイム社、エスペラーゼ)を添加し、pH10で50℃に保持したまま2時間攪拌した。その後、遠心分離し上清を排除して16倍に濃縮した。ここに水を添加することで、PHA濃度が53重量%となるように調整した。得られたPHA水性懸濁液中に存在する残タンパク量は、PHA重量当たり990ppmであった。
上記で得られたPHA水性懸濁液(固形分濃度53%)に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度43mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例11)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度50mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度50mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例12)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度73mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度73mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例13)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度80mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度80mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例14)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。得られたPHA粉体の平均粒径は140μm、かさ密度は0.4g/mlであった。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度500、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。得られたPHA粉体の平均粒径は140μm、かさ密度は0.4g/mlであった。
(実施例15)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度400、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度400、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例16)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度600、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度600、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例17)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度1700、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度1700、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例18)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2100、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2100、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例19)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2400、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2400、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
(実施例20)
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2600、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
実施例10と同様にして固形分濃度53%のPHA水性懸濁液を調製し、当該水性懸濁液に対して、表1に示す平均重合度2600、ケン化度87mol%のポリビニルアルコール(商品名ゴーセノール)を1.5phr(水性懸濁液中に存在するPHA100重量部に対して1.5重量部)添加し、固形分濃度を50%に調整した。この液を30分間撹拌した後、硫酸を添加してpHが4に安定するまで調整した。こうして得られたPHA水性懸濁液を、Niro社製のモービルマイナ型噴霧乾燥機を使用してアトマイザーに送液し、噴霧乾燥を実施した。また、噴霧乾燥して得られたPHA粉体の熱安定性を上記の方法で確認した。
以上の結果を表1に示した。
Claims (9)
- 下記の工程(a)及び工程(b)を含むポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
工程(a):ポリヒドロキシアルカン酸およびポリビニルアルコールを含み、かつpHが7以下である水性懸濁液を調製する工程
工程(b):工程(a)で調製した水性懸濁液を噴霧乾燥する工程 - 工程(a)で調製する水性懸濁液におけるポリヒドロキシアルカン酸の濃度が、30重量%以上65重量%以下である請求項1に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
- ポリビニルアルコールが、平均重合度200以上2400以下のポリビニルアルコールである請求項1又は2に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
- ポリビニルアルコールが、ケン化度98.5mol%未満のポリビニルアルコールである請求項1~3のいずれか1項に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
- 工程(a)が、下記の工程(a1)及び工程(a2)を含む請求項1~4のいずれか一項に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
工程(a1):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液にポリビニルアルコールを添加する工程
工程(a2):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液のpHを7以下に調整する工程 - 工程(a1)の後に工程(a2)を実施する請求項5に記載のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
- ポリヒドロキシアルカン酸およびポリビニルアルコールを含み、かつpHが7以下である、水性懸濁液。
- 下記の工程(a1)及び工程(a2)を含む、請求項7に記載の水性懸濁液を製造する方法。
工程(a1):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液にポリビニルアルコールを添加する工程
工程(a2):ポリヒドロキシアルカン酸を含む水性懸濁液のpHを7以下に調整する工程 - ポリヒドロキシアルカン酸とポリビニルアルコールとを含み、嵩比重が0.3~0.6kg/L、平均粒径が10~200μmであるポリヒドロキシアルカン酸粉体。
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