200369. lajstromszámú szabadalom • Xantángumi alapú olaj-a-vízben emulzió készítmények
1 HU 200369 B 2 Találmányunk xantárgumi-alapú olaj-a-vízben emulzió készítményekre vonatkozik, találmányunk tárgya közelebbről magas xatángumi- koncentrációjú, stabil olaj-a-vízben emulziók, 47894-3035 KY A „biopolimer” vagy „biogumi” kifejezésen megfelelő mikroorganizmus asszimilálható szénahidrát felhasználásával történő fermentációjával előállított, mikrobás eredetű heteropoliszacharidokat értünk. Az ilyen biopolimerek legjelegzetesebb képviselője a xantángumi. A heteropoliszacharidok sűrítő tulajdonságaik és Teológiai jellegük révén különösen az élelmiszer-, építő-, festék, papír-, textil- és kozmetikai iparban, továbbá az egészségügyben alkalmazhatók, valamint vizek kezelésére és az olajiparban nyerhetnek felhasználást (pl. ásványolaj fúrásoknál és kőolaj kinyerésénél). Számos felhasználási területen a biopolimer kis koncentrációjú vizes oldat formájában kerül felhasználásra. Ismeretes, hogy a legtöbb poralakú biogumi keverés nélkül igen nehezen oldódik fel gyorsan. A gyors oldódás biztosításához nyíróhatás kifejtésére van szükség és ez bizonyos tilajdonságok romlását okozhatja. Sok felhasználási területen nincs szükség nagytisztaságú biopolimerekre és ezért a fermentlé közvetlenül felhasználható; a magas szállítási költségek azonban az ilyen termékek kereskedelmi mértékben történő alkalmazásának akadályát jelentik. A xantángumi diszperzibilitásának növelése és alkalmazhatóságának megkönnyítése céljából nagy polimer-koncentrációjú kompozíciók felhasználását javasolták. A 016640 sz. európai szabadalmi bejelentésben szuszpendálószert tartalmazó hidrofób oldószerrel ké' pezett xantángumi „szuszpenziókat” írtak le. Ezeket a szuszpenziókat poralakú polimerből készítik. Találmányunk fő célkitűzése szivattyúzható, stabilan tárolható és az ipari felhasználás helyén gyorsan feloldódó, viszonylag magas xantángumi-koncentrációjú kompozíciók előállítása. Találmányunk további célkitűzése viszonylag magas xantángumi koncentrációjú kompozíciók előállítása fermentléből kiindulva, a poralakú közbenső állapot elhagyásával. Találmányunk további célkitűzése olyan kompozíciók előállítása, amelyek vizes közeggel történő hígításkor nemzavarosodó és az ásványolaj kinyerésénél előnyösen felhasználható oldatokat szolgáltatnak. A találmányunk szerinti xantángumi-kompozíciókat az jellemzi, hogy 9-38 tömeg % xantángumit, 1-48 tömeg % olajat, 16-81 tömeg % vizet és 4-26 tömeg % legalább egy felületaktív anyagot tartalmaz. A találmányunk szerinti emulziók xantángumi-tartalma előnyösen 15 tömeg % feletti érték. Vizes fázisként ásványmentes víz, ionmentesített víz, valamint különböző mennyiségű ásványi ionokat tartalmazó csapvíz alkalmazható. A biopolimerek - mint már említettük - magas molekulatömegű mikroorganizmusok szénhidrát-tartalmú táptalajon történő fermentációjával előállított heteropiliszacharidok. Különböző mikroorganizmus fajok képesek hidrofil-gumik termelésére. A találmányunk szerinti emulziók készítésére általában bármely, fermentációval előállítható és hidrofil, pszeudo plasztikus és viszkozitásnövelő tulajdonságokkal rendelkező heteropoliszacharid felhasználható. A mikroorgazizmusok közül elsősorban a Xanthomonnas, Arthobacter vagy Azotobakter nemzetségbe tartozó baktériumok alkalmazhatók. Gyakorlati tapasztalatok szerint bizonyos baktériumfajok különösen hatékonyan alkalmazhatók polimerek termelésére. így a Xanthomonas begoniae, Xanthomonas campestris, Xanthomonas incanae és Xanthomonas pisi fajok különösen előnyösen használható fel heteropoliszacharidok szintézisére. A xantángumi a Xanthomonas campestris faj által termelt biopolimer. Molekula tömege 106 feletti érték. A xantángumi natív állapotban D-glükóz-, D-mannóz- és D-glükuronát-egységeket, O-acetil-gyököket és piruvát-gyököket tartalmaz. A xantángumi előállítását számos közleményben és szabadalomban ismertették, (pl. 3. 020 206, 3 391 060, 4 154 654 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírások, stb.) A poliszacharid fermentációval történő előállítása során a fermentlé biopolimer tartalma általában 15-30 g/liter. A fermentlevet sok esetben előnyösen hőkezelésnek vetik alá, így pl. 10-60 percen át 80-130 °C-on melegítik (3 591 578 sz. Amerikai Egyesült Államok- beli szabadalmi leírás). A biopolimert a fermentléből kicsapószer segítségével (általában izopropanol) történő lecsapással, szűréssel és szárítással nyerik ki. Eljárhatunk oly módon is, hogy a fermentlevet vagy a poralakú biopolimerből készített oldatot tisztítjuk (pl. centrifugálással, diatómaföldön történő átszűréssel, enzimes behatással, vagy más, az irodalomból ismert módszerrel). Az olajos fázis vízzel nem vagy kevéssé elegyedő (oldhatóság 20 ”C-on 1 t % vagy ennél kisebb érték) hidrofób folyadékból áll. Olajos fázisként az alábbi folyadékot említjük meg, anélkül, hogy találmányunkat ezek alkalmazására korlátoznánk. Előnyösen legalább 8 szénatomos alifás szénhidrogének, aromás szénhidrogének, legalább 6 szénatomos nagy szénatomszámú alkoholok észterei. A szénhidrogének általában keverékek alakjában férhetők hozzá, pl. dezaromatizált alifás szénhidrogénpárlatok, izoparaffinok keverékei, keroszén, ásványolaj desztillációnál nyert párlatok, stb. Bizonyos felhasználási területeken növényi olajok is előnyösen felhasználhatók (pl. kukoricaolaj, arahidsav olaj, szójaolaj, stb.). Az olajos fázisnak a vizes fázisban történő diszpergálásának és stabilizálásának elősegítése céljából felületaktív anyagokat alkalmazunk, amelyek HLB értékét a felhasznált olaj és az alkalmazási terület alapján választjuk meg. A felhasznált felületaktív anyagok kémiai szerkezetében hidrofil és lipofil végcsoportokat tartalmaz. A felületaktív anyagok nemionosak, anionosak, aktionosak, vagy amfoterek lehetnek, előnyösen ionos vagy anionos felület aktív anyagokat alkalmazhatunk. A felületaktív anyagok megválasztásával kapcsolatban - többek között - az „Encyclopedia of Chemical Technology”, Kiik Otmer, 19. kötet című könyvre, valamint a Séria Surfactant c. műre (kiadó: Marcel Drekker. Non-ionic Surfactants Vol. I, Schick - Cationic Surfactans Vol. IV, Jungerman - Anionic Surfactants Vol. VII, Linfield) hivatkozunk. Anionos felületaktív anyagként pl. az alábbi vegyületek alkalmazhatók: szulfonátok, pl. alkil- és/vagy arilszulfonátok; foszfátéit származékok, pl. etil-alkohol -foszfátok . A nem-ionos felületaktív anyagként előnyösen alkilén-oxidoknak alifás vagy aralifás szerves vegyü-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
