Диспергирующийся и быстро гидратирующийся биополимер

006722 Объектом настоящего изобретения являются диспергирующиеся и быстро гидратирующиеся полимеры в сухом виде и их использование в качестве загустителей, эмульгаторов и/или стабилизаторов для производства промышленных смесей (например, в строительстве, в производстве красок, бумаги, текстиля, фитосанитарных средств, в водоочистительных системах, в нефтяной промышленности), в пищевой промышленности, в производстве косметических средств, в агрохимии и фармакологии. Биополимеры с повышенным атомным весом, являющиеся в рамках настоящего изобретения полисахаридами, находят все большее применение в различных промышленных областях благодаря своим загустительным, вязкостным, эмульгирующим и/или стабилизирующим свойствам, в частности, в водной среде. Так, ксантановую смолу, благодаря ее реологическим свойствам, применяют в таких различных областях, как строительство, производство красок, бумаги, текстиля, косметических средств, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, в водоочистительных системах, в бурении и нефтедобыче. В многочисленных случаях применения, когда биополимер представлен в сухом виде, его необходимо трансформировать в водный раствор. Однако основным недостатком таких порошкообразных веществ является то, что они тяжело диспергируются и гидратируются в данной водной среде. Зачастую при диспергировании и/или гидратации этих биополимеров образуются сгустки, мешающие функциональному действию среды. В случае биополимера-загустителя, такого как ксантан, улучшение диспергирования и гидратации без образования сгустков позволяет лучше контролировать вязкость реакционной среды. Поэтому стремятся разрабатывать биополимер в сухом виде, в частности, типа ксантановой смолы,который может легко диспергироваться и быстро гидратироваться в водной среде, образуя сгустки лишь в незначительном количестве и даже не образуя их совсем. На практике одним из решений, позволяющих избежать образования сгустков при сохранении хорошего диспергирования и гидратации порошков, является видоизменение полимерного порошка способом, называемым гранулированием. Этот способ заключается в агломерации биополимерного порошка в увлажненной среде (технология сжиженного слоя) для получения гранул со средним размером от 300 до 1000 мкм. Основным недостатком этого способа является повышенная стоимость его реализации. Другое решение состоит в добавлении к биополимеру поверхностно-активного соединения. Однако добавление таких соединений не соответствует современной тенденции к сокращению количества добавок в данную смесь, в частности, в области пищевой промышленности. Задачей настоящего изобретения является предложение биополимерного порошка, который, без применения добавок и/или средств интенсивного перемешивания, характеризуется улучшенным диспергированием и быстрой гидратацией при уменьшении количества и даже устранении образования сгустков. В связи с этим объектом настоящего изобретения является диспергирующийся и быстро гидратирующийся биополимер в сухом виде, в котором по меньшей мере 75% по весу частиц имеют диаметр от 60 до 250 мкм и средний диаметр (d50) от 100 до 250 мкм. Предпочтительно по меньшей мере 75% по весу частиц биополимера имеют диаметр от 100 до 200 мкм и средний диаметр (d50) от 100 до 200 мкм. Особый выбор гранулометрического состава биополимеров в соответствии с настоящим изобретением позволяет одновременно лучше контролировать диспергирование порошка и способствует его гидратации и практически сокращать и даже полностью избегать образования сгустков. Преимуществом биополимеров в соответствии с настоящим изобретением является то, что в них отсутствует пыль и они легко поддаются формовке. Другие преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения более понятно будут представлены в нижеследующем описании с прилагаемыми фигурами и примерами. В настоящем изобретении обозначение d50 является распределением размера частиц, при котором 50% по объему частиц имеют размер, меньший или равный указанному размеру. Например, d50 в 100 мкм означает, что 50% по объему частиц имеют размер, меньший или равный 100 мкм. Гранулометрический состав определяют путем лазерной спектроскопии при помощи прибора типаCoulter LS 230 с конфигурацией для измерения сухим способом. В рамках настоящего изобретения термин биополимер обозначает, в частности, полисахариды с повышенным молекулярным весом, чаще всего превышающим 1106 г/моль (измеренным при помощи гель-фильтрации), состоящие из единиц глюкозы, маннозы, галактозы, рамнозы, глюкуроновой кислоты,маннуровой кислоты и, возможно, ацетатных и пируватных производных. Их особенная структура и свойства описаны, например, в публикации Industrial Gums, Whistler, 2-е изд., гл. XXI-XXIII (1973 г.). Эти биополимеры предпочтительно производят путем выращивания аэробных микроорганизмов в питательной водной среде. Многочисленные микроорганизмы, такие как бактерии, дрожжи, грибы, водоросли обладают свойством производить биополимеры. Среди прочих можно упомянуть бактерии, относящиеся к роду Xanthomonas и, в частности, к видам, описанным в Bergey's Manualterreus; дрожжи, относящиеся к роду Hansenula как вид Hansenula capsulata. В предпочтительном варианте выполнения изобретения микроорганизмом является бактерия родаXanthomonas, в частности, вида Xanthomonas campestris, а биополимером является ксантановая смола. Биополимеры в соответствии с настоящим изобретением можно получать любым способом, позволяющим контролировать гранулометрический состав порошка. В качестве примера можно указать просеивание. Как было указано выше, биополимеры в соответствии с настоящим изобретением легко диспергируются в водной среде и не требуют сложных средств для измельчения. Диспергируемость биополимерного порошка оценивается путем подсчета сгустков, образующихся при растворении биополимера в воде. Чем больше образуется сгустков, тем хуже диспергируемость. Скорость гидратации определяют, например, путем измерения вязкости, развивающейся в течение времени в условиях медленного перемешивания. В качестве примера, медленное перемешивание может соответствовать перемешиванию при помощи дефлокуляционной лопасти со скоростью, примерно равной 400-600 об/мин. Благодаря этим отличительным признакам биополимеры в соответствии с настоящим изобретением можно вводить в многочисленные смеси в качестве загустителя или тиксотропной добавки, эмульгатора и/или стабилизатора. Кроме того, настоящее изобретение касается использования биополимера, определенного выше, в качестве загустителя или тиксотропной добавки, эмульгатора и/или стабилизатора в смесях: для бурения, нефтедобычи, очистки вод; для производства бумаги, стройматериалов, текстиля; пищевых, косметических, агрохимических, фармацевтических; для промышленной и бытовой чистки; а также указанных смесей, содержащих такой биополимер. Ниже приведены примеры, носящие неограничительный и иллюстративный характер. Описание фигур Фиг. 1 - гранулометрический состав образцов - веществ А, В и С, полученный при помощи гранулометра Coulter LS230 с конфигурацией для измерения сухим способом. Фиг. 2 - скорость гидратации образцов А, В и С в дистиллированной воде. Эту скорость определяют путем измерения вязкости, развивающейся в течение времени в условиях примера 1 - Тест на гидратацию в дистиллированной воде. Фиг. 3 - скорость гидратации образцов А, В и С в среде с 40% содержанием сахарозы. Эту скорость определяют путем измерения вязкости, развивающейся в течение времени в условиях примера 2. Примеры Пример 1. Приготовление образцов. Вещество А: вещество А является стандартной ксантановой смолой, продаваемой под маркойRhodigel компанией Родья. Вещество В: вещество в соответствии с настоящим изобретением. Речь идет о ксантановой смоле, размер частиц которой составляет от 180 мкм и превышает 125 мкм. Это вещество получают двумя одновременными просеиваниями: просеиванием через сетку с размером ячейки 180 мкм и просеиванием через сетку с размером ячейки 125 мм. Вещество С: вещество С является порошком ксантановой смолы, подвергнутым грануляции при помощи так называемой технологии сжиженного слоя согласно примеру 1, описанному в патенте FR 2600267. На фиг. 1 показан гранулометрический состав образцов А, В и С. Тест на диспергируемость. Дисперсные свойства гидроколлоида можно оценить при помощи теста, позволяющего подсчитать количество сгустков, присутствующих в растворе после диспергирования. Готовят 0,3% растворы ксантановой смолы в дистиллированной воде. Такой раствор осуществляют в 500 мл дистиллированной воды в низком химическом стакане емкостью 1000 мл при помощи дефлокуляционной лопасти диаметром 65 мм в течение 15 мин со скоростью 400 об/мин. Указанный раствор фильтруют на сетке с размером ячейки 1 мм и подсчитывают количество сгустков, оставшихся после фильтрования. Результаты приведены в табл. 2. Таблица 2- ОЧЕНЬ ХОРОШИМ, если количество сгустков меньше 5;- ХОРОШИМ, если количество сгустков меньше 10;- ПЛОХИМ, если количество сгустков больше 10. Тест на гидратацию. Этот тест позволяет оценить скорость гидратации биополимерного порошка в водных средах. Растворяют 0,3% порошка ксантановой смолы (вещества А, В, С) в дистиллированной воде. Такой раствор осуществляют в 500 мл дистиллированной воды в низком химическом стакане емкостью 1000 мл при помощи дефлокуляционной лопасти диаметром 65 мм в течение 15 мин со скоростью 400 об/мин. Измеряют вязкость указанного раствора за четыре различных промежутка времени при помощи вискозиметра Брукфилда модели LVT со шпинделем 2 со скоростью 12 об/мин. Промежутки времени - 1, 2,5 и 15 мин. Значения вязкости приведены в табл. 3. Таблица 3 На фиг. 2 показана скорость гидратации образцов А, В и С в дистиллированной воде. Эту скорость определяют путем измерения вязкости, развивающейся в течение времени. Пример 2. Тест на гидратацию в 40% растворе сахарозы. Этот тест позволяет оценить скорость гидратации биополимерного порошка в подслащенной водной среде. Растворяют 0,3% биополимерного порошка ксантановой смолы (вещества А, В, С) в 40% растворе сахарозы. Этот раствор осуществляют в 500 г 40% раствора сахара в низком химическом стакане емкостью 1000 мл при помощи дефлокуляционной лопасти в течение 30 мин со скоростью 400 об/мин. Вязкость указанного раствора измеряют за четыре различных промежутка времени при помощи вискозимет-3 006722 ра Брукфилда, шпиндель 2, со скоростью 12 об/мин. Промежутки времени - 5, 15 и 30 мин. Значения вязкости приведены в табл. 4. Таблица 4 На фиг. 3 показана скорость гидратации образцов А, В и С в среде с 40% сахарозы. Эту скорость определяют путем измерения вязкости, развивающейся в течение времени. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Диспергирующийся и быстро гидратирующийся биополимер в сухом виде, отличающийся тем,что по меньшей мере 75% по весу частиц указанного биополимера имеют диаметр от 60 до 250 мкм и средний диаметр (d50) от 100 до 250 мкм, причем указанный биополимер является ксантановой смолой. 2. Биополимер по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере 75% по весу частиц указанного биополимера имеют диаметр от 100 до 200 мкм и средний диаметр (d50) от 100 до 200 мкм. 3. Применение биополимера по одному из пп.1 или 2 в качестве загустителя. 4. Применение биополимера по одному из пп.1 или 2 в качестве модификатора вязкости. 5. Применение биополимера по одному из пп.1 или 2 в качестве эмульгатора. 6. Применение биополимера по одному из пп.1 или 2 в качестве стабилизатора. 7. Применение по любому из пп.3, 4, 5 или 6 в составах для бурения, сопутствующего извлечения нефти, очистки вод. 8. Применение по любому из пп.3 ,4, 5 или 6 в пищевых, косметических, фармацевтических и агрохимических составах. 9. Применение по любому из пп.3, 4, 5 или 6 в составах для промышленной и бытовой чистки. 10. Применение по любому из пп.3, 4, 5 или 6 в составах для производства бумаги, стройматериалов, текстиля. 11. Дисперсия, содержащая биополимер по п.1 или 2 в водной среде без добавления добавок.