干磨多糖衍生物的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201080046615.8

申请日:

20100831

公开号:

CN102597068A

公开日:

20120718

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C08J3/12

主分类号:

C08J3/12

申请人:

陶氏环球技术有限责任公司

发明人:

Y.格尔拉科多特,J.赫尔曼斯

地址:

美国密歇根州

优先权:

61/251,488

专利代理机构:

北京市柳沈律师事务所

代理人:

封新琴

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内容摘要

在通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物的方法中,颗粒在干磨之后的中值长度通过控制多糖衍生物在干磨之前的湿气含量而控制。有利地,所述颗粒在干磨之后的中值长度通过所述多糖衍生物在干磨之前的第一湿气含量而调节至第一值,和通过第二湿气含量调节至第二值。

权利要求书

1.通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物的方法,其中所述颗粒在干磨之后的中值长度通过控制所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量而控制。 2.权利要求1的方法,其中所述颗粒在干磨之后的中值长度通过控制和调节所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量而控制或调节。 3.权利要求1的方法,其中所述颗粒在干磨之后的中值长度通过所述多糖衍生物在干磨之前的第一湿气含量而调节至第一值,和通过第二湿气含量调节至第二值。 4.前述权利要求中任一项的方法,其中所述干磨在旋转式干磨装置中进行,除了控制所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量之外,所述颗粒在干磨之后的中值长度通过控制所述干磨装置的圆周速率而控制。 5.前述权利要求中任一项的方法,包括以下步骤a)干磨潮湿的多糖衍生物的至少三个样品,每个样品在干磨之前具有不同的湿气含量,和在干磨每一个样品之后测量所述颗粒的中值长度,b)确定所述颗粒在干磨之后的中值长度和所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量之间的关系,和c1)使所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量适应所述颗粒在干磨之后的所需中值长度。 6.通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物的方法,其中所述潮湿的多糖衍生物在干磨之前的湿气含量通过测量所述颗粒在干磨之后的中值长度确定。 7.权利要求6的方法,包括以下步骤a)干磨潮湿的多糖衍生物的至少三个样品,每个样品在干磨之前具有不同的湿气含量,和在干磨每一个样品之后测量所述颗粒的中值长度,和b)确定所述颗粒在干磨之后的中值长度和所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量之间的关系,和c2)将得自步骤b)的关系应用于潮湿的多糖衍生物,从而通过测量所述颗粒在干磨之后的中值长度确定所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量。 8.权利要求5至7中任一项的方法,其中所述颗粒在干磨之后的中值长度和所述干磨之前的湿气含量之间的确定的关系用作连续干磨工艺中的工序间控制,其中干磨颗粒的中值长度确定且用于设定和任选地调节所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量。 9.权利要求8的方法,其中所述工序间控制在线进行。 10.前述权利要求中任一项的方法,其中所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量的确定或控制用于控制所述颗粒在干磨之后的堆积密度。 11.权利要求1至10中任一项的方法,其中所述多糖衍生物已通过从多糖衍生物在液体中的悬浮液中分离多糖衍生物获得,然后使该衍生物在干磨装置中经受干磨。 12.权利要求1至10中任一项的方法,其中将干燥多糖衍生物和液体在混配机中混合,然后使由此得到的潮湿的多糖衍生物在干磨装置中经受干磨。 13.前述权利要求中任一项的方法,所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量为30至98%,该湿气含量在干磨之后降至1至20%,基于所述潮湿的多糖衍生物的总重量。 14.前述权利要求中任一项的方法,其中所述颗粒的中值长度通过高速图像分析确定。

说明书

技术领域

本发明涉及干磨多糖衍生物、特别是纤维素衍生物的方法。

背景技术

多糖衍生物通常作为反应器产物制备,该产物呈脆或块状形式或者可能 类似于棉絮。反应器产物通过洗涤纯化。呈这样的形式,潮湿的多糖衍生物 仍保持由原料确定的剩余结构。因此,例如,纤维素醚仍可以显示初始纤维 素的纤维状结构。这些多糖衍生物通常不适宜用作例如可溶于无机和/或含 水介质中的产品。原则上,事实上所有多糖衍生物因此必须被磨细并干燥以 便于适宜应用。

纤维素衍生物在工业中定级为重要的多糖衍生物。它们的制备方法、性 质和应用描述于例如Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry,5th  Edition,(1986),Volume A5,pages 461-488,VCH Verlagsgesellschaft,Weinheim  or in“Methoden der organischen Chemie”(methods of organic chemistry),4th  Edition(1987),Volume E20,Makromolekulare Stoffe,Part Volume 3,pages 2048-2076,Georg Thieme Verlag,Stuttgart。

EP-B 0370447(美国专利4,979,681的同族专利)描述了非破坏性碾磨和 同时干燥潮湿的纤维素醚的方法,其中初始湿气含量为20至70wt.%的纤维 素醚借助于运输气体运送和同时通过冲击和摩擦而粉碎,以及借助于碾磨的 能量干燥至1至10wt.%的剩余湿气含量。

WO 96/00748公开了使纤维素醚成粉末的方法,该方法包括将水合纤维 素醚挤出通过横截面积为0.0075mm2至1mm2(7.5×10-9m2至1×10-6m2)的孔 和将挤出物切碎由此制备所需长度。

这些现有技术方法主要是多步骤的,其使用预干燥器或初步脆化或初步 压实装置。而且,在所有的方法中,特别是在对高粘性、高取代的产品的加 工过程中,在高分子上的化学和/或热作用总是很高,以致于在碾磨过程中, 高分子降解(表现在它们的链长降低),这可以特别地通过与初始使用的产品 的粘度相比粘度或多或少地降低来证明。而且,借助于初步脆化或初步干燥 步骤过程中处理的产品表面变为角质化的。

EP-A 0954536(美国专利6,320,043的同族专利)公开了一种方法,其中 a)多糖衍生物浸湿或溶解于适当量的溶剂例如水中,其中所述溶剂的量基于 总重量优选为35至99wt.%,特别优选为60至80wt.%,使得源自多糖起始 材料的主要结构例如纤维结构大量移除,和然后b)将多糖起始材料在干燥粉 磨机中转化为固态,其中包含在浸湿或溶解的多糖衍生物中的溶剂借助于过 加热的蒸气转化为蒸气相,和然后c)任选地,在之后的干燥步骤中,使其在 现有技术装置中干燥至所需湿气含量。通过该方法制备的多糖衍生物具有高 堆积密度和良好的流动性质。由此制备的颗粒的形状因子小于5且大于/等 于1,大多数(>50wt.%)的形状因子小于/等于2和产品中的细尘比例降低。 形状因子表示(理想地为椭圆体的)物体的最大直径与最小直径之比。

EP-A 1127895(US6509461的同族专利)公开了通过以下步骤制备颗粒 状水溶性纤维素衍生物的方法a)形成进料组合物,该组合物包含20至50 wt.%的纤维素衍生物和50至80wt.%的水,其中纤维素衍生物在进料组合物 中溶胀或溶解和b)在高速旋转的冲击式碾磨机中,使进料组合物与热交换气 体或载气接触。EP-A 1127895教导,颗粒状纤维素衍生物产品的堆积密度 可以由进料组合物中存在的水含量调节。

但是,在纤维素衍生物的生产和洗涤之后得到的潮湿的纤维素衍生物的 水含量通常不是恒定的。在连续法中,水含量通常难以在线测量,特别是如 果水含量超过60%时更是如此。因此,通过测量干磨装置的进料组合物中的 水含量而调节颗粒状纤维素衍生物的堆积密度是不便的。通过微波或近红外 (NIR)测量水含量对于粒状潮湿材料而言是已知的。但是,这些过程主要用 于粒状物质,但是具有高湿气含量的潮湿多糖衍生物通常具有膏剂或大块的 形状。而且,NIR测量需要外延的校正。

本发明的一个目的是能够控制多糖衍生物颗粒在干磨之后的一个或多 个关键尺寸。最佳颗粒尺寸取决于多糖衍生物的最终用途。而且,本发明的 优选目的是能够影响多糖颗粒在干磨之后的堆积密度。

发明内容

本发明的一方面是通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物 的方法,其中所述颗粒在干磨之后的中值长度通过控制所述多糖衍生物在干 磨之前的湿气含量而控制。

本发明的另一方面是通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生 物的方法,其中潮湿的多糖衍生物在干磨之前的湿气含量通过测量颗粒在干 磨之后的中值长度确定。

出乎意料地,已经发现在所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量和所述 多糖衍生物颗粒在干磨之后的中值长度之间存在关系,通常为线性关系。已 经出乎意料地发现,多糖衍生物在干磨之前的较高湿气含量通常使得多糖衍 生物颗粒在干磨之后的中值长度较低,反之亦然。这一发现不仅使得能够针 对所给应用生产具有最佳颗粒长度的多糖衍生物,而且也最优化了干磨工艺 所需的能量。如EP-A 0954536公开,主要结构,例如多糖衍生物中的纤维 结构可以通过将多糖衍生物浸湿或溶解于适当量的溶剂(优选为水)中而大量 除去。但是,添加高含量的水需要高用量的能量以用于之后蒸发水。本发明 允许确定获得具有所需中值长度的多糖衍生物颗粒在干磨之前所需的最小 湿气含量。而且,已经发现,测量多糖衍生物颗粒在干磨之后的中值长度可 以有效地用于间接确定和如果调节多糖衍生物在干磨之前的湿气含量。

具体实施方式

本发明涉及通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物的方法。 干磨在本领域通常描述为在一个工艺步骤中用一个单元操作同时干燥和碾 磨,所述单元操作通常为冲击式碾磨机或空气-清扫冲击式碾磨机。干燥通 常使用热空气和机械能的组合完成。热空气是最常用的,而且也可以使用热 氮气。热空气和湿品物流通常经单独的入口进料到碾磨机中,通常热空气来 自底部,湿产品位于经进料螺杆系统连接于碾磨机的一侧。

用于该方法的多糖衍生物、优选为纤维素衍生物通常可溶于或至少可浸 透于溶剂中,所述溶剂优选为水。优选的多糖衍生物的多糖醚和多糖酯,更 优选为纤维素醚和酯,最优选为水溶性纤维素醚。它们可以具有一个或多个 取代基,该取代基优选为以下类型:羟基乙基、羟基丙基、羟基丁基、甲基、 乙基、丙基、二羟基丙基、羧基甲基、磺基乙基、疏水长链支化和未支化的 烷基基团、疏水长链支化和未支化的烷基芳基基团或芳基烷基基团、阳离子 基团、乙酸根、丙酸根、丁酸根、乳酸根、硝酸根或硫酸根,其中一些基团 例如,羟基乙基、羟基丙基、羟基丁基、二羟基丙基和乳酸根能够形成接枝 物。根据本发明的多糖的取代基不限于这些基团。典型的多糖衍生物是瓜尔 胶衍生物、淀粉衍生物、甲壳质或壳聚糖衍生物,优选为纤维素衍生物,但 是根据本发明的多糖衍生物不限于这些。

纤维素衍生物的实例是羟基乙基纤维素(HEC),羟基丙基纤维素(HPC), 乙基羟基乙基纤维素(EHEC),羧基甲基纤维素,羧基甲基羟基乙基纤维素 (CMHEC),羟基丙基羟基乙基纤维素(HPHEC),甲基纤维素(MC),甲基羟 基丙基纤维素(MHPC),甲基羟基乙基纤维素(MHEC),羧基甲基纤维素 (CMC),羟基丙基甲基纤维素乙酸盐琥珀酸盐(HPMC-AS),疏水改性的羟基 乙基纤维素(hmHEC),疏水改性的羟基丙基纤维素(hmHPC),疏水改性的乙 基羟基乙基纤维素(hmEHEC),疏水改性的羧基甲基羟基乙基纤维素 (hmCMHEC),疏水改性的羟基丙基羟基乙基纤维素(hmHPHEC),疏水改性 的甲基纤维素(hmMC),疏水改性的甲基羟基丙基纤维素(hmMHPC),疏水 改性的甲基羟基乙基纤维素(hmMHEC),疏水改性的羧基甲基甲基纤维素 (hmCMMC),磺基乙基纤维素(SEC),羟基乙基磺基乙基纤维素(HESEC), 羟基丙基磺基乙基纤维素(HPSEC),甲基羟基乙基磺基乙基纤维素 (MHESEC),甲基羟基丙基磺基乙基纤维素(MHPSEC),羟基乙基羟基丙基 磺基乙基纤维素(HEHPSEC),羧基甲基磺基乙基纤维素(CMSEC),疏水改性 的磺基乙基纤维素(hmSEC),疏水改性的羟基乙基磺基乙基纤维素 (hmHESEC),疏水改性的羟基丙基磺基乙基纤维素(hmHPSEC)或疏水改性的 羟基乙基羟基丙基磺基乙基纤维素(hmHEHPSEC)。特别优选的纤维素衍生 物是在水中具有热絮凝点的纤维素醚,例如,甲基纤维素、甲基羟基乙基纤 维素、甲基羟基丙基纤维素和羟基丙基纤维素。

多糖衍生物、优选为多糖醚和多糖酯的生产是本领域已知的。通常生产 方法包括通过例如用碱金属氢氧化物处理活化多糖例如纤维素,使由此处理 的多糖与衍生化试剂例如醚化或酯化试剂反应,和洗涤多糖衍生物以除去副 产物。在洗涤步骤之后,多糖衍生物的湿气含量通常为30至60%,典型为 45至55%,基于潮湿的多糖衍生物的总重量。尽管优选的洗涤液体可以取 决于多糖衍生物的具体类型,但是优选的洗涤液体通常为水、异丙醇、丙酮、 甲基乙基酮或盐水。更优选的洗涤液体通常为水或盐水。任选地,先将多糖 衍生物干燥,然后将溶剂添加到多糖衍生物中以用于湿气控制,但是这一过 程是较不优选的。优选地,在生产、洗涤和任选的冷却之后直接获得的多糖 衍生物用作本发明的起始物质。纤维素衍生物通常在20至120℃、优选为 65至95℃的温度洗涤。溶剂-潮湿的、优选为水-潮湿的滤饼在洗涤和将多 糖衍生物与洗涤液体分离之后获得。潮湿的多糖衍生物通常以潮湿的颗粒、 潮湿的块料和/或潮湿的膏体的形式获得。

根据本发明一方面,多糖衍生物通过将多糖衍生物从其在液体例如水中 的悬浮液中分离获得,然后使其在干磨装置中经受干磨。颗粒在液体中的悬 浮液可以源自如上所述的多糖衍生物的生产和洗涤。从悬浮液中分离多糖衍 生物可以按已知方式例如离心进行。

根据本发明的另一方面,干燥的多糖衍生物和液体例如水可以在混配机 中混合,然后根据本发明的方法使由此获得的潮湿的多糖衍生物在干磨装置 中经受干磨。混配机优选地允许彻底和剧烈的混合。有用的混配机是例如, 制粒机、捏合机、挤出机、压机、或辊式磨碎机,其中多糖衍生物和液体的 混合物通过施用剪切力和混配例如双螺杆混配机来均化。同向旋转以及反向 旋转的机器是适宜的。在双螺杆混配机的情况下,具有水平排列的搅拌刀片 的所谓分槽捏合机是特别适宜的,所述两个搅拌刀片彼此深度啮合并且进行 相互的剥离作用。适宜的单轴连续捏合机包括所谓的Reflector混配机,其 为部件结构的高性能混合机,由多部件可加热和可冷却的混合机筒以及单边 安装的刀片混合机组成(制造商:Lipp,Germany)。也适宜的是所谓的销连 接机筒挤出机(pinned cylinder extruders)或Stiftconvert挤出机(制造商: Berstorff,Germany)。装进外壳的销用作邻接物以便于防止捏合的物质与轴 一起旋转。在水平组件中具有所谓双-刀片sigma搅拌器的捏合机混合机(制 造商:Fima,Germany)是特别适宜的。刀片以不同的速度操作并且它们的旋 转方向可以逆转。具有垂直排列的混合机轴的搅拌的容器也是适用的,条件 是适宜的流动挡板安装在容器壁上以便于防止捏合的物质与搅拌器轴一起 旋转,并且以该方式剧烈的混合作用施用于捏合的物质(制造商:Bayer AG)。 也适宜的是具有行星式搅拌器和内嵌均化器的双-壁混合容器。

控制多糖衍生物在干磨之前的湿气含量是本发明方法的要点。在干磨之 前的湿气含量优选为30%或更多,更优选为50%或更多,最优选为55%或 更多,基于潮湿的多糖衍生物的总重量。在干磨之前的湿气含量优选为98% 或更少,更优选为80%或更少,最优选为70%或更少,基于潮湿的多糖衍生 物的总重量。使干磨之前的最佳湿气含量适应于颗粒在干磨之后的中值长 度。湿气含量可以通过ASTM方法D-2363-79(1989重新通过)确定,但是优 选地其通过测量颗粒状多糖衍生物在干磨之后的中值长度和确定颗粒在干 磨之后的中值长度与多糖衍生物在干磨之前的湿气含量之间的关系(如以下 所述)来间接确定。

根据本发明优选的实施方式,颗粒在干磨之后的中值长度是通过a)控制 和b)改变或调节多糖衍生物在干磨之前的湿气含量而a)受控制的和b)改变 或调节的。

根据本发明另一种优选实施方式,所述颗粒在干磨之后的中值长度通过 所述多糖衍生物在干磨之前的第一湿气含量而调节至第一值,和通过第二湿 气含量调节至第二值。

在本发明的一方面,颗粒在干磨之后的中值长度通过控制多糖衍生物在 干磨之前的湿气含量而控制。

在本发明的另一方面,潮湿的多糖衍生物在干磨之前的湿气含量通过测 量颗粒在干磨之后的中值长度而确定。

确定和/或控制所给多糖衍生物在干磨之前的湿气含量、特别是用于确 定和调节所给多糖衍生物在干磨之后的所需中值长度所需最佳湿气含量的 优选方法包括以下步骤

a)干磨潮湿的多糖衍生物的至少3个、优选为至少4个、更优选为至少 8个样品,每个样品在干磨之前具有不同的湿气含量,和在干磨每一个样品 之后测量所述颗粒的中值长度,

b)确定所述颗粒在干磨之后的中值长度和所述多糖衍生物在干磨之前 的湿气含量之间的关系,和

c1)使所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量适应所述颗粒在干磨之后 的所需中值长度或

c2)将得自步骤b)的关系应用于潮湿的多糖衍生物,从而通过测量所述 颗粒在干磨之后的中值长度确定所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量。

多糖衍生物在干磨之前的湿气含量的确定或控制有利地用于控制颗粒 在干磨之后的堆积密度。

优选地,颗粒在干磨之后的中值长度和所述干磨之前的湿气含量之间的 确定的关系用作连续干磨工艺中的工序间控制,其中干磨颗粒的中值长度确 定且用于设定和任选地调节所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量。最优选 地,工序间控制在线进行。

使多糖衍生物在干磨之前的最佳湿气含量适应颗粒在干磨之后的所需 中值长度不仅改善了对干磨之后颗粒尺寸的控制,而且最优化了干磨步骤中 所需的能量。本发明的方法可以避免水的浪费,这些水是在之后干燥步骤中 需要蒸发的过量的水或将会导致产品具有不期望性能的不足量的水。而且, 颗粒的中值长度可以在无需改变干磨装置或工艺的参数的情况下受控制和 任选地调节或改变,所述参数例如圆周速率、空气或气体通过碾磨机的流量 (m3/h)。当需要中值长度时或当中值长度不满足所需产品规格并且需要调节 时,这样的变化可以无需中断干磨过程通过控制多糖衍生物在干磨之前的湿 气含量而达到。这使得本发明的方法非常有效。

如果在具体工艺中需要,其中干磨在旋转式干磨装置中进行,除了控制 多糖衍生物在干磨之前的湿气含量之外,颗粒在干磨之后的中值长度可以通 过控制和任选地改变或调节干磨装置的圆周速率而受控制和任选地改变或 调节。干磨装置的圆周速率优选地控制和任选地改变或调节为35至140m/s, 更优选为45至120m/s,最优选为55至115m/s。

在干磨之后,多糖衍生物的中值颗粒长度优选为至少50微米,更优选 为至少60微米,最优选为至少70微米。多糖衍生物的的中值颗粒长度优选 为至多2000微米,更优选为至多600微米,最优选为至多350微米。颗粒 的长度定义为颗粒轮廓内颗粒的相对端之间的最长径直距离,称为LOP(颗 粒的长度)。″径直″表示没有弯曲部分或分支部分。LOP优选地通过高速图 像分析系统测量,该系统将粒度与形状分析组合。该特定的图像分析方法描 述于:W.Witt,U.J.List,Current Limits of Particle Size and Shape  Analysis with High Speed Image Analysis,PARTEC 2007。

LOP(50,3)是中值长度并且如下定义:

所有的粒度分布,例如LOP可以显示和应用为数目(0)、长度(1)、面积 (2)或体积(3)分布。优选地,LOP的体积分布计算为总分布Q3。颗粒长度值 内的体积分布LOP 50,3由逗号后的数字3指明。反映中值的名称50代表颗 粒分布的长度的50%小于以μm计的所给值以及颗粒分布的长度的50%大于 以μm计的所给值。50%LOP值通过图像分析器软件计算。高速图像分析系 统作为动态图像分析(DIA)system QICPICTM可商购自Sympatec GmbH, Clausthal Zellerfeld,Germany。该系统分析颗粒的形状并且将颗粒潜在的卷 缩也考虑进去了。其比其它方法提供对真实粒度的更为精确的测量。动态图 像分析(DIA)系统QICPICTM更详细地描述于Witt,W.,U.,List,J.: Direct Imaging of very fast Particles Opens the Application of Powerful(dry) Dispersion for Size and Shape Characterization,PARTEC 2004,Nuremberg, Germany。

在确定颗粒在干磨之后的所需颗粒的中值长度(LOP)的适当湿气含量之 后,将该适当湿气含量与多糖衍生物的实际湿气含量相比较。根据该结果, 使多糖衍生物保持不变,或使多糖衍生物与溶剂接触以达到多糖衍生物的所 需湿气含量。通常使多糖衍生物与溶剂接触,该溶剂溶解、部分溶解或浸湿 多糖衍生物。多糖衍生物通常在0至75℃、优选为8至75℃、更优选为8 至60℃,最优选为15至40℃的温度与溶剂接触。

适宜浸湿或溶解的溶剂是其分子具有极性基团的溶剂,所述极性基团优 选地包含杂原子氮、硫或氧。但是,也可以使用烃和卤化烃。优选的溶剂是 水,醇例如甲醇、乙醇或异丙醇,或酯例如乙酸乙酯和乙酸丁酯。特别优选 的溶剂是水。本申请使用的术语“溶剂”也包括溶剂的混合物。

潮湿的多糖衍生物(其通常呈潮湿的颗粒、潮湿的块料和/或潮湿的膏体 的形式)可以在已知干磨装置中进行,所述装置例如气体-清扫冲击式碾磨机、 优选为空气-清扫冲击式碾磨机,其中使多糖衍生物经受冲击和/或剪切应力。 适宜的碾磨机是,例如,锤式碾磨机、筛选类型碾磨机、销式碾磨机、盘式 碾磨机、喷射碾磨机,或优选为分级碾磨机。溶剂的过热蒸气,例如过热的 蒸汽、或蒸汽/惰性气体混合物或蒸汽/空气混合物可以用作热交换气体和运 载气体,这些更详细地描述于欧洲专利申请EP 0954536A1和EP 1127910 A1。在本发明的干磨法中,多糖衍生物在干磨之后的湿气含量通常降至1 至20%,优选为1至10%,更优选为1至5%,基于潮湿的多糖衍生物的总 重量。

本发明通过以下实施例进一步说明,且不认为这些实施例限制本发明的 范围。除非指出,否则所有的份和百分比均基于重量。

实施例

实旋例1

将呈滤饼状的METHOCELTM F75M纤维素醚从机械清洗装置中取出, 所述纤维素醚的甲氧基基团取代程度为27.0-30%和羟基丙基基团取代程度 为4.0-7.5%,在20℃以2%水溶液测得的粘度为75,000mpa.s。METHOCELTMF75M纤维素醚可商购自The Dow Chemical Company。在从清洗装置中将滤 饼取样之前,滤饼已经用热水洗涤,然后在筛分-螺旋-离心机中脱水。潮湿 的滤饼的剩余湿气含量为50%,对应于1.0kg水每kg的干燥产品的水含量 和21℃的温度。120kg/h的滤饼经碾磨进料装置(Altenburger Maschinen  Jaeckering GmbH,Hamm,Germany)进料到空气清扫冲击式碾磨机(Ultrarotor  III,Altenburger Maschinen Jaeckering GmbH,Hamm,Germany)中。容器搅 拌器的底部刀片将滤饼压进安装在容器底部的单个augur螺杆中。迫使湿润 的产品穿过穿孔板直接进入第一和第二碾磨阶段之间的冲击式碾磨机的一 侧。碾磨机装备有7个碾磨段,并且以105m/s的圆周速率操作。底部三个 碾磨段装备有标准碾磨杆。涡轮杆安装在第四碾磨段中。具有12个刀片的 同向旋转指状筛轮安装在第7碾磨段的顶部上。碾磨机护套的内部具有标准 Altenburger褶皱状固定碾磨板。

将温度为约170℃的热空气流以4000m3/h进料到碾磨机的底部空气入 口。这使得能够达到低于5%的最终产品湿气含量。将磨细和干燥的产品与 空气分离。用筛网尺寸为160μm的旋转筛从产品中移除所需材料的过尺寸 颗粒。制备出自由流动产品,其中值颗粒产度LOP 50,3为267μm,意味着 颗粒长度的50%小于267μm和50%大于267μm。称为LOP的颗粒长度和 称为LOP 50,3的基于体积分布计算的中值颗粒长度通过图像分析器(高速图 像分析器传感器QICPIC,Sympatec,Germany,具有内径为4mm的干燥分 散器RODOS/L,和干燥进料器VIBRI/L和划分软件WINDOX5,版本5.3.0 和M7镜头)测量。颗粒的长度(LOP)定义为颗粒轮廓内颗粒的相对端之间的 最长径直距离。

实施例2-4

将呈滤饼形式的与实施例1中相同的METHOCELTM F75M纤维素醚从 机械清洗装置中取出。在从清洗装置中取样滤饼之前,滤饼已经用热水洗涤, 然后在实施例1中的筛分-螺旋-离心机中脱水。然后用切碎机将潮湿的滤饼 转移至可商购的连续夹套犁铧制粒机。将温度为约4℃的水喷洒进制粒机 中的滤饼上。湿气含量增加,温度降至表1中所示的水平。然后将所得的湿 润颗粒状物进料到与实施例1中相同的空气清扫冲击式碾磨机中。调节热空 气流温度以将最终产品干燥至低于5重量%的湿气含量。所需材料的过尺寸 颗粒按照实施例1中的过程从产品中移除。中值颗粒长度LOP 50,3按照实 施例1中的过程测量。

表1

表1显示了中值颗粒长度LOP 50,3与湿气含量之间根据下式的关系:

LOP 50,3=599.94-6.7022*[湿气%],

其中R2为0.9694,与湿气含量之间的斜率为负数,即当湿气含量增加 时颗粒长度降低。

实施例5-10

可商购的连续混配机用于将水添加到可商购自The Dow Chemical  Company的干燥METHOCELTM K100M纤维素醚中。混配机夹套装有-8℃ 至13℃的流体。

将METHOCELTM K100M纤维素醚以30kg/h的进料速率连续进料到混 配机中,该纤维素醚的甲氧基基团取代程度为19-24%和羟基丙基基团取代 程度为7-12%,在20℃以2%水溶液测得的粘度为100,000mPa.s,湿气含量 为4.6%。将温度为约25℃的水以36至118kg/h的速率连续添加到混配机 中,使得湿气含量为约55至81%,温度为25℃,如表2所示。将湿润的产 品经运输带连续运输进碾磨机进料装置(Altenburger Maschinen Jaeckering  GmbH,Hamm,Germany)中。容器搅拌器的底端刀片将膏剂压进安装在容 器底部的单个augur螺杆中。迫使湿润的产品穿过穿孔板直接进入第一和第 二碾磨阶段之间的Ultrarotor II“S”冲击式碾磨机(Altenburger Maschinen  Jaeckering GmbH,Hamm,Germany)的一侧。碾磨机装备有7个碾磨段。底 部三个碾磨段装备有标准碾磨杆。涡轮杆安装在第四碾磨段中。具有12个 刀片的同向旋转指状筛轮安装在第7碾磨段的顶部上。碾磨机护套的内部具 有标准Altenburger褶皱状固定碾磨板。

冲击式碾磨机的转子以114m/s的圆周速率操作。以1000m3/h将热气 体流即氮气进料到碾磨机的底部。漩风用于将干燥的产品与氮气分开。最终 产品湿气含量小于3重量%。称为LOP 50,3的中值颗粒长度按照实施例1-4 中的过程测量。

中值颗粒长度LOP 50,3显示了根据下式的与湿气含量的关系:

LOP 50,3=+732.05-7.3891*[%湿气],

其中R2为0.9792,且斜率为负数,即LOP 50,3随湿气含量的增加而降 低。

本申请使用的堆积密度定义为所取物质的质量与表观体积之比,称为未 拍实堆积密度,以及所取物质的质量与拍实体积之比,称为拍实堆积密度。 测量这些堆积密度的有用过程描述于United States Pharmacopeia 24,Test 616 ″Bulk Density and Tapped Density,″United States Pharmacopeia Convention, Inc.,Rockville,Maryland,1999。制备的纤维素醚颗粒的堆积密度离线测 量。

表2

表2中的结果说明颗粒状多糖衍生物在干磨之前的湿气含量与颗粒状 多糖衍生物在干磨之后的LOP 50,3和堆积密度之间的关系。LOP 50,3的测 量可以在线进行并且是用于间接确定多糖衍生物在干磨之前的湿气含量和 干磨之后的堆积密度的快速工序间控制。这使得湿气含量适应所需中值长度 和适应颗粒在干磨之后的所需堆积密度。

未拍实堆积密度显示了根据下式的与LOP 50,3的关系:

未拍实堆积密度=+569.09-1.351*[LOP 50,3],

其中R2为0.952,且斜率为负数,即未拍实堆积密度随LOP 50,3增加 而降低。

拍实堆积密度显示了根据下式的与LOP 50,3的关系:

拍实堆积密度=+746.07-1.623*[LOP 50,3],

其中R2为0.944,且斜率为负数。

未拍实堆积密度显示了根据下式的与湿气含量的关系:

未拍实堆积密度=10.286*[%湿气]-440.33

其中R2为0.9898。

拍实堆积密度显示根据下式的与湿气含量的关系:

拍实堆积密度=12.369*[湿气%]-467.39

其中R2为0.9829。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102597068 A (43)申请公布日 2012.07.18 CN 102597068 A *CN102597068A* (21)申请号 201080046615.8 (22)申请日 2010.08.31 61/251,488 2009.10.14 US C08J 3/12(2006.01) (71)申请人 陶氏环球技术有限责任公司 地址 美国密歇根州 (72)发明人 Y. 格尔拉科多特 J. 赫尔曼斯 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 封新琴 (54) 发明名称 干磨多糖衍生物的方法 (57) 摘要 在通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗。

2、粒状多 糖衍生物的方法中, 颗粒在干磨之后的中值长度 通过控制多糖衍生物在干磨之前的湿气含量而控 制。 有利地, 所述颗粒在干磨之后的中值长度通过 所述多糖衍生物在干磨之前的第一湿气含量而调 节至第一值, 和通过第二湿气含量调节至第二值。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.04.16 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2010/047199 2010.08.31 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/046679 EN 2011.04.21 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。

3、专利申请 权利要求书 1 页 说明书 8 页 1/1 页 2 1. 通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物的方法, 其中所述颗粒在干磨之 后的中值长度通过控制所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量而控制。 2. 权利要求 1 的方法, 其中所述颗粒在干磨之后的中值长度通过控制和调节所述多糖 衍生物在干磨之前的湿气含量而控制或调节。 3. 权利要求 1 的方法, 其中所述颗粒在干磨之后的中值长度通过所述多糖衍生物在干 磨之前的第一湿气含量而调节至第一值, 和通过第二湿气含量调节至第二值。 4. 前述权利要求中任一项的方法, 其中所述干磨在旋转式干磨装置中进行, 除了控制 所述多糖衍生物在干磨之。

4、前的湿气含量之外, 所述颗粒在干磨之后的中值长度通过控制所 述干磨装置的圆周速率而控制。 5. 前述权利要求中任一项的方法, 包括以下步骤 a) 干磨潮湿的多糖衍生物的至少三个样品, 每个样品在干磨之前具有不同的湿气含 量, 和在干磨每一个样品之后测量所述颗粒的中值长度, b) 确定所述颗粒在干磨之后的中值长度和所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量之 间的关系, 和 c1) 使所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量适应所述颗粒在干磨之后的所需中值长 度。 6. 通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物的方法, 其中所述潮湿的多糖衍 生物在干磨之前的湿气含量通过测量所述颗粒在干磨之后的中值长度确定。

5、。 7. 权利要求 6 的方法, 包括以下步骤 a) 干磨潮湿的多糖衍生物的至少三个样品, 每个样品在干磨之前具有不同的湿气含 量, 和在干磨每一个样品之后测量所述颗粒的中值长度, 和 b) 确定所述颗粒在干磨之后的中值长度和所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量之 间的关系, 和 c2) 将得自步骤 b) 的关系应用于潮湿的多糖衍生物, 从而通过测量所述颗粒在干磨之 后的中值长度确定所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量。 8. 权利要求 5 至 7 中任一项的方法, 其中所述颗粒在干磨之后的中值长度和所述干磨 之前的湿气含量之间的确定的关系用作连续干磨工艺中的工序间控制, 其中干磨颗粒的中 值长度。

6、确定且用于设定和任选地调节所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量。 9. 权利要求 8 的方法, 其中所述工序间控制在线进行。 10. 前述权利要求中任一项的方法, 其中所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量的确 定或控制用于控制所述颗粒在干磨之后的堆积密度。 11. 权利要求 1 至 10 中任一项的方法, 其中所述多糖衍生物已通过从多糖衍生物在液 体中的悬浮液中分离多糖衍生物获得, 然后使该衍生物在干磨装置中经受干磨。 12.权利要求1至10中任一项的方法, 其中将干燥多糖衍生物和液体在混配机中混合, 然后使由此得到的潮湿的多糖衍生物在干磨装置中经受干磨。 13. 前述权利要求中任一项的方法, 所。

7、述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量为 30 至 98, 该湿气含量在干磨之后降至 1 至 20, 基于所述潮湿的多糖衍生物的总重量。 14. 前述权利要求中任一项的方法, 其中所述颗粒的中值长度通过高速图像分析确定。 权 利 要 求 书 CN 102597068 A 2 1/8 页 3 干磨多糖衍生物的方法 技术领域 0001 本发明涉及干磨多糖衍生物、 特别是纤维素衍生物的方法。 背景技术 0002 多糖衍生物通常作为反应器产物制备, 该产物呈脆或块状形式或者可能类似于棉 絮。反应器产物通过洗涤纯化。呈这样的形式, 潮湿的多糖衍生物仍保持由原料确定的剩 余结构。因此, 例如, 纤维素醚仍可以显。

8、示初始纤维素的纤维状结构。这些多糖衍生物通常 不适宜用作例如可溶于无机和 / 或含水介质中的产品。原则上, 事实上所有多糖衍生物因 此必须被磨细并干燥以便于适宜应用。 0003 纤维素衍生物在工业中定级为重要的多糖衍生物。它们的制备方法、 性质和应用 描述于例如Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, (1986), Volume A5, pages 461-488, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim or in“Methoden der organischen Chemie” (m。

9、ethods of organic chemistry), 4th Edition(1987), Volume E20, Makromolekulare Stoffe, Part Volume 3, pages2048-2076, Georg Thieme Verlag, Stuttgart。 0004 EP-B 0370447( 美国专利 4,979,681 的同族专利 ) 描述了非破坏性碾磨和同时干 燥潮湿的纤维素醚的方法, 其中初始湿气含量为 20 至 70wt.的纤维素醚借助于运输气体 运送和同时通过冲击和摩擦而粉碎, 以及借助于碾磨的能量干燥至 1 至 10wt.的剩余湿 气含量。 。

10、0005 WO 96/00748 公开了使纤维素醚成粉末的方法, 该方法包括将水合纤维素醚挤出 通过横截面积为 0.0075mm2至 1mm2(7.510-9m2至 110-6m2) 的孔和将挤出物切碎由此制 备所需长度。 0006 这些现有技术方法主要是多步骤的, 其使用预干燥器或初步脆化或初步压实装 置。 而且, 在所有的方法中, 特别是在对高粘性、 高取代的产品的加工过程中, 在高分子上的 化学和/或热作用总是很高, 以致于在碾磨过程中, 高分子降解(表现在它们的链长降低), 这可以特别地通过与初始使用的产品的粘度相比粘度或多或少地降低来证明。而且, 借助 于初步脆化或初步干燥步骤过程中。

11、处理的产品表面变为角质化的。 0007 EP-A 0954536( 美国专利 6,320,043 的同族专利 ) 公开了一种方法, 其中 a) 多糖 衍生物浸湿或溶解于适当量的溶剂例如水中, 其中所述溶剂的量基于总重量优选为 35 至 99wt., 特别优选为 60 至 80wt., 使得源自多糖起始材料的主要结构例如纤维结构大量 移除, 和然后 b) 将多糖起始材料在干燥粉磨机中转化为固态, 其中包含在浸湿或溶解的多 糖衍生物中的溶剂借助于过加热的蒸气转化为蒸气相, 和然后 c) 任选地, 在之后的干燥步 骤中, 使其在现有技术装置中干燥至所需湿气含量。通过该方法制备的多糖衍生物具有高 堆积。

12、密度和良好的流动性质。由此制备的颗粒的形状因子小于 5 且大于 / 等于 1, 大多数 ( 50wt. ) 的形状因子小于 / 等于 2 和产品中的细尘比例降低。形状因子表示 ( 理想 地为椭圆体的 ) 物体的最大直径与最小直径之比。 说 明 书 CN 102597068 A 3 2/8 页 4 0008 EP-A 1127895(US6509461 的同族专利 ) 公开了通过以下步骤制备颗粒状水溶性 纤维素衍生物的方法 a) 形成进料组合物, 该组合物包含 20 至 50wt.的纤维素衍生物和 50至80wt.的水, 其中纤维素衍生物在进料组合物中溶胀或溶解和b)在高速旋转的冲击 式碾磨机中。

13、, 使进料组合物与热交换气体或载气接触。 EP-A 1127895教导, 颗粒状纤维素衍 生物产品的堆积密度可以由进料组合物中存在的水含量调节。 0009 但是, 在纤维素衍生物的生产和洗涤之后得到的潮湿的纤维素衍生物的水含量通 常不是恒定的。 在连续法中, 水含量通常难以在线测量, 特别是如果水含量超过60时更是 如此。因此, 通过测量干磨装置的进料组合物中的水含量而调节颗粒状纤维素衍生物的堆 积密度是不便的。通过微波或近红外 (NIR) 测量水含量对于粒状潮湿材料而言是已知的。 但是, 这些过程主要用于粒状物质, 但是具有高湿气含量的潮湿多糖衍生物通常具有膏剂 或大块的形状。而且, NIR。

14、 测量需要外延的校正。 0010 本发明的一个目的是能够控制多糖衍生物颗粒在干磨之后的一个或多个关键尺 寸。最佳颗粒尺寸取决于多糖衍生物的最终用途。而且, 本发明的优选目的是能够影响多 糖颗粒在干磨之后的堆积密度。 发明内容 0011 本发明的一方面是通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物的方法, 其 中所述颗粒在干磨之后的中值长度通过控制所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量而控 制。 0012 本发明的另一方面是通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物的方法, 其中潮湿的多糖衍生物在干磨之前的湿气含量通过测量颗粒在干磨之后的中值长度确定。 0013 出乎意料地, 已经发现在所述多糖衍。

15、生物在干磨之前的湿气含量和所述多糖衍生 物颗粒在干磨之后的中值长度之间存在关系, 通常为线性关系。 已经出乎意料地发现, 多糖 衍生物在干磨之前的较高湿气含量通常使得多糖衍生物颗粒在干磨之后的中值长度较低, 反之亦然。这一发现不仅使得能够针对所给应用生产具有最佳颗粒长度的多糖衍生物, 而 且也最优化了干磨工艺所需的能量。如 EP-A 0954536 公开, 主要结构, 例如多糖衍生物中 的纤维结构可以通过将多糖衍生物浸湿或溶解于适当量的溶剂 ( 优选为水 ) 中而大量除 去。但是, 添加高含量的水需要高用量的能量以用于之后蒸发水。本发明允许确定获得具 有所需中值长度的多糖衍生物颗粒在干磨之前所。

16、需的最小湿气含量。 而且, 已经发现, 测量 多糖衍生物颗粒在干磨之后的中值长度可以有效地用于间接确定和如果调节多糖衍生物 在干磨之前的湿气含量。 具体实施方式 0014 本发明涉及通过干磨潮湿的多糖衍生物制备颗粒状多糖衍生物的方法。 干磨在本 领域通常描述为在一个工艺步骤中用一个单元操作同时干燥和碾磨, 所述单元操作通常为 冲击式碾磨机或空气 - 清扫冲击式碾磨机。干燥通常使用热空气和机械能的组合完成。热 空气是最常用的, 而且也可以使用热氮气。热空气和湿品物流通常经单独的入口进料到碾 磨机中, 通常热空气来自底部, 湿产品位于经进料螺杆系统连接于碾磨机的一侧。 0015 用于该方法的多糖衍。

17、生物、 优选为纤维素衍生物通常可溶于或至少可浸透于溶剂 说 明 书 CN 102597068 A 4 3/8 页 5 中, 所述溶剂优选为水。优选的多糖衍生物的多糖醚和多糖酯, 更优选为纤维素醚和酯, 最 优选为水溶性纤维素醚。 它们可以具有一个或多个取代基, 该取代基优选为以下类型 : 羟基 乙基、 羟基丙基、 羟基丁基、 甲基、 乙基、 丙基、 二羟基丙基、 羧基甲基、 磺基乙基、 疏水长链支 化和未支化的烷基基团、 疏水长链支化和未支化的烷基芳基基团或芳基烷基基团、 阳离子 基团、 乙酸根、 丙酸根、 丁酸根、 乳酸根、 硝酸根或硫酸根, 其中一些基团例如, 羟基乙基、 羟 基丙基、 羟。

18、基丁基、 二羟基丙基和乳酸根能够形成接枝物。 根据本发明的多糖的取代基不限 于这些基团。典型的多糖衍生物是瓜尔胶衍生物、 淀粉衍生物、 甲壳质或壳聚糖衍生物, 优 选为纤维素衍生物, 但是根据本发明的多糖衍生物不限于这些。 0016 纤维素衍生物的实例是羟基乙基纤维素 (HEC), 羟基丙基纤维素 (HPC), 乙基羟基 乙基纤维素 (EHEC), 羧基甲基纤维素, 羧基甲基羟基乙基纤维素 (CMHEC), 羟基丙基羟基 乙基纤维素 (HPHEC), 甲基纤维素 (MC), 甲基羟基丙基纤维素 (MHPC), 甲基羟基乙基纤维 素 (MHEC), 羧基甲基纤维素 (CMC), 羟基丙基甲基纤维。

19、素乙酸盐琥珀酸盐 (HPMC-AS), 疏水 改性的羟基乙基纤维素 (hmHEC), 疏水改性的羟基丙基纤维素 (hmHPC), 疏水改性的乙基羟 基乙基纤维素 (hmEHEC), 疏水改性的羧基甲基羟基乙基纤维素 (hmCMHEC), 疏水改性的羟 基丙基羟基乙基纤维素 (hmHPHEC), 疏水改性的甲基纤维素 (hmMC), 疏水改性的甲基羟基 丙基纤维素 (hmMHPC), 疏水改性的甲基羟基乙基纤维素 (hmMHEC), 疏水改性的羧基甲基甲 基纤维素 (hmCMMC), 磺基乙基纤维素 (SEC), 羟基乙基磺基乙基纤维素 (HESEC), 羟基丙基 磺基乙基纤维素 (HPSEC)。

20、, 甲基羟基乙基磺基乙基纤维素 (MHESEC), 甲基羟基丙基磺基乙 基纤维素 (MHPSEC), 羟基乙基羟基丙基磺基乙基纤维素 (HEHPSEC), 羧基甲基磺基乙基纤 维素 (CMSEC), 疏水改性的磺基乙基纤维素 (hmSEC), 疏水改性的羟基乙基磺基乙基纤维素 (hmHESEC), 疏水改性的羟基丙基磺基乙基纤维素 (hmHPSEC) 或疏水改性的羟基乙基羟基 丙基磺基乙基纤维素 (hmHEHPSEC)。特别优选的纤维素衍生物是在水中具有热絮凝点的纤 维素醚, 例如, 甲基纤维素、 甲基羟基乙基纤维素、 甲基羟基丙基纤维素和羟基丙基纤维素。 0017 多糖衍生物、 优选为多糖醚。

21、和多糖酯的生产是本领域已知的。通常生产方法包括 通过例如用碱金属氢氧化物处理活化多糖例如纤维素, 使由此处理的多糖与衍生化试剂例 如醚化或酯化试剂反应, 和洗涤多糖衍生物以除去副产物。 在洗涤步骤之后, 多糖衍生物的 湿气含量通常为 30 至 60, 典型为 45 至 55, 基于潮湿的多糖衍生物的总重量。尽管优 选的洗涤液体可以取决于多糖衍生物的具体类型, 但是优选的洗涤液体通常为水、 异丙醇、 丙酮、 甲基乙基酮或盐水。更优选的洗涤液体通常为水或盐水。任选地, 先将多糖衍生物干 燥, 然后将溶剂添加到多糖衍生物中以用于湿气控制, 但是这一过程是较不优选的。优选 地, 在生产、 洗涤和任选的。

22、冷却之后直接获得的多糖衍生物用作本发明的起始物质。 纤维素 衍生物通常在 20 至 120、 优选为 65 至 95的温度洗涤。溶剂 - 潮湿的、 优选为水 - 潮湿 的滤饼在洗涤和将多糖衍生物与洗涤液体分离之后获得。 潮湿的多糖衍生物通常以潮湿的 颗粒、 潮湿的块料和 / 或潮湿的膏体的形式获得。 0018 根据本发明一方面, 多糖衍生物通过将多糖衍生物从其在液体例如水中的悬浮液 中分离获得, 然后使其在干磨装置中经受干磨。颗粒在液体中的悬浮液可以源自如上所述 的多糖衍生物的生产和洗涤。从悬浮液中分离多糖衍生物可以按已知方式例如离心进行。 0019 根据本发明的另一方面, 干燥的多糖衍生物和。

23、液体例如水可以在混配机中混合, 然后根据本发明的方法使由此获得的潮湿的多糖衍生物在干磨装置中经受干磨。混配机 说 明 书 CN 102597068 A 5 4/8 页 6 优选地允许彻底和剧烈的混合。有用的混配机是例如, 制粒机、 捏合机、 挤出机、 压机、 或辊 式磨碎机, 其中多糖衍生物和液体的混合物通过施用剪切力和混配例如双螺杆混配机来均 化。同向旋转以及反向旋转的机器是适宜的。在双螺杆混配机的情况下, 具有水平排列的 搅拌刀片的所谓分槽捏合机是特别适宜的, 所述两个搅拌刀片彼此深度啮合并且进行相互 的剥离作用。适宜的单轴连续捏合机包括所谓的 Reflector混配机, 其为部件结构的高。

24、 性能混合机, 由多部件可加热和可冷却的混合机筒以及单边安装的刀片混合机组成 ( 制造 商 : Lipp, Germany)。也适宜的是所谓的销连接机筒挤出机 (pinned cylinder extruders) 或 Stiftconvert挤出机 ( 制造商 : Berstorff, Germany)。装进外壳的销用作邻接物以便 于防止捏合的物质与轴一起旋转。在水平组件中具有所谓双 - 刀片 sigma 搅拌器的捏合机 混合机 ( 制造商 : Fima, Germany) 是特别适宜的。刀片以不同的速度操作并且它们的旋转 方向可以逆转。具有垂直排列的混合机轴的搅拌的容器也是适用的, 条件是。

25、适宜的流动挡 板安装在容器壁上以便于防止捏合的物质与搅拌器轴一起旋转, 并且以该方式剧烈的混合 作用施用于捏合的物质(制造商 : Bayer AG)。 也适宜的是具有行星式搅拌器和内嵌均化器 的双 - 壁混合容器。 0020 控制多糖衍生物在干磨之前的湿气含量是本发明方法的要点。 在干磨之前的湿气 含量优选为 30或更多, 更优选为 50或更多, 最优选为 55或更多, 基于潮湿的多糖衍 生物的总重量。在干磨之前的湿气含量优选为 98或更少, 更优选为 80或更少, 最优选 为 70或更少, 基于潮湿的多糖衍生物的总重量。使干磨之前的最佳湿气含量适应于颗粒 在干磨之后的中值长度。湿气含量可以通。

26、过 ASTM 方法 D-2363-79(1989 重新通过 ) 确定, 但是优选地其通过测量颗粒状多糖衍生物在干磨之后的中值长度和确定颗粒在干磨之后 的中值长度与多糖衍生物在干磨之前的湿气含量之间的关系 ( 如以下所述 ) 来间接确定。 0021 根据本发明优选的实施方式, 颗粒在干磨之后的中值长度是通过 a) 控制和 b) 改 变或调节多糖衍生物在干磨之前的湿气含量而 a) 受控制的和 b) 改变或调节的。 0022 根据本发明另一种优选实施方式, 所述颗粒在干磨之后的中值长度通过所述多糖 衍生物在干磨之前的第一湿气含量而调节至第一值, 和通过第二湿气含量调节至第二值。 0023 在本发明的。

27、一方面, 颗粒在干磨之后的中值长度通过控制多糖衍生物在干磨之前 的湿气含量而控制。 0024 在本发明的另一方面, 潮湿的多糖衍生物在干磨之前的湿气含量通过测量颗粒在 干磨之后的中值长度而确定。 0025 确定和 / 或控制所给多糖衍生物在干磨之前的湿气含量、 特别是用于确定和调节 所给多糖衍生物在干磨之后的所需中值长度所需最佳湿气含量的优选方法包括以下步骤 0026 a) 干磨潮湿的多糖衍生物的至少 3 个、 优选为至少 4 个、 更优选为至少 8 个样品, 每个样品在干磨之前具有不同的湿气含量, 和在干磨每一个样品之后测量所述颗粒的中值 长度, 0027 b) 确定所述颗粒在干磨之后的中值。

28、长度和所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含 量之间的关系, 和 0028 c1) 使所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量适应所述颗粒在干磨之后的所需中 值长度或 0029 c2) 将得自步骤 b) 的关系应用于潮湿的多糖衍生物, 从而通过测量所述颗粒在干 说 明 书 CN 102597068 A 6 5/8 页 7 磨之后的中值长度确定所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量。 0030 多糖衍生物在干磨之前的湿气含量的确定或控制有利地用于控制颗粒在干磨之 后的堆积密度。 0031 优选地, 颗粒在干磨之后的中值长度和所述干磨之前的湿气含量之间的确定的关 系用作连续干磨工艺中的工序间控制, 其中干磨颗粒的。

29、中值长度确定且用于设定和任选地 调节所述多糖衍生物在干磨之前的湿气含量。最优选地, 工序间控制在线进行。 0032 使多糖衍生物在干磨之前的最佳湿气含量适应颗粒在干磨之后的所需中值长度 不仅改善了对干磨之后颗粒尺寸的控制, 而且最优化了干磨步骤中所需的能量。本发明的 方法可以避免水的浪费, 这些水是在之后干燥步骤中需要蒸发的过量的水或将会导致产品 具有不期望性能的不足量的水。而且, 颗粒的中值长度可以在无需改变干磨装置或工艺的 参数的情况下受控制和任选地调节或改变, 所述参数例如圆周速率、 空气或气体通过碾磨 机的流量 (m3/h)。当需要中值长度时或当中值长度不满足所需产品规格并且需要调节时。

30、, 这样的变化可以无需中断干磨过程通过控制多糖衍生物在干磨之前的湿气含量而达到。 这 使得本发明的方法非常有效。 0033 如果在具体工艺中需要, 其中干磨在旋转式干磨装置中进行, 除了控制多糖衍生 物在干磨之前的湿气含量之外, 颗粒在干磨之后的中值长度可以通过控制和任选地改变或 调节干磨装置的圆周速率而受控制和任选地改变或调节。 干磨装置的圆周速率优选地控制 和任选地改变或调节为 35 至 140m/s, 更优选为 45 至 120m/s, 最优选为 55 至 115m/s。 0034 在干磨之后, 多糖衍生物的中值颗粒长度优选为至少50微米, 更优选为至少60微 米, 最优选为至少 70 。

31、微米。多糖衍生物的的中值颗粒长度优选为至多 2000 微米, 更优选为 至多 600 微米, 最优选为至多 350 微米。颗粒的长度定义为颗粒轮廓内颗粒的相对端之间 的最长径直距离, 称为 LOP( 颗粒的长度 )。径直表示没有弯曲部分或分支部分。LOP 优选地通过高速图像分析系统测量, 该系统将粒度与形状分析组合。该特定的图像分析方 法描述于 : W.Witt, U.J.List, Current Limits of Particle Size and Shape Analysis with High Speed Image Analysis, PARTEC 2007。 0035 LOP(5。

32、0, 3) 是中值长度并且如下定义 : 0036 所有的粒度分布, 例如 LOP 可以显示和应用为数目 (0)、 长度 (1)、 面积 (2) 或体积 (3) 分布。优选地, LOP 的体积分布计算为总分布 Q3。颗粒长度值内的体积分布 LOP 50, 3 由逗号后的数字 3 指明。反映中值的名称 50 代表颗粒分布的长度的 50小于以 m 计的 所给值以及颗粒分布的长度的50大于以m计的所给值。 50LOP值通过图像分析器软 件计算。高速图像分析系统作为动态图像分析 (DIA)system QICPICTM可商购自 Sympatec GmbH, Clausthal Zellerfeld, G。

33、ermany。该系统分析颗粒的形状并且将颗粒潜在的卷缩也 考虑进去了。其比其它方法提供对真实粒度的更为精确的测量。动态图像分析 (DIA) 系统 QICPICTM更详细地描述于 Witt, W.,U., List, J. : Direct Imaging of very fast Particles Opens the Application of Powerful(dry)Dispersion for Size and Shape Characterization, PARTEC 2004, Nuremberg, Germany。 0037 在确定颗粒在干磨之后的所需颗粒的中值长度 (LOP。

34、) 的适当湿气含量之后, 将该 适当湿气含量与多糖衍生物的实际湿气含量相比较。 根据该结果, 使多糖衍生物保持不变, 或使多糖衍生物与溶剂接触以达到多糖衍生物的所需湿气含量。 通常使多糖衍生物与溶剂 说 明 书 CN 102597068 A 7 6/8 页 8 接触, 该溶剂溶解、 部分溶解或浸湿多糖衍生物。多糖衍生物通常在 0 至 75、 优选为 8 至 75、 更优选为 8 至 60, 最优选为 15 至 40的温度与溶剂接触。 0038 适宜浸湿或溶解的溶剂是其分子具有极性基团的溶剂, 所述极性基团优选地包含 杂原子氮、 硫或氧。但是, 也可以使用烃和卤化烃。优选的溶剂是水, 醇例如甲醇。

35、、 乙醇或异 丙醇, 或酯例如乙酸乙酯和乙酸丁酯。特别优选的溶剂是水。本申请使用的术语 “溶剂” 也 包括溶剂的混合物。 0039 潮湿的多糖衍生物(其通常呈潮湿的颗粒、 潮湿的块料和/或潮湿的膏体的形式) 可以在已知干磨装置中进行, 所述装置例如气体-清扫冲击式碾磨机、 优选为空气-清扫冲 击式碾磨机, 其中使多糖衍生物经受冲击和 / 或剪切应力。适宜的碾磨机是, 例如, 锤式碾 磨机、 筛选类型碾磨机、 销式碾磨机、 盘式碾磨机、 喷射碾磨机, 或优选为分级碾磨机。溶剂 的过热蒸气, 例如过热的蒸汽、 或蒸汽 / 惰性气体混合物或蒸汽 / 空气混合物可以用作热 交换气体和运载气体, 这些更。

36、详细地描述于欧洲专利申请 EP 0954536A1 和 EP 1127910A1。 在本发明的干磨法中, 多糖衍生物在干磨之后的湿气含量通常降至 1 至 20, 优选为 1 至 10, 更优选为 1 至 5, 基于潮湿的多糖衍生物的总重量。 0040 本发明通过以下实施例进一步说明, 且不认为这些实施例限制本发明的范围。除 非指出, 否则所有的份和百分比均基于重量。 0041 实施例 0042 实旋例 1 0043 将呈滤饼状的 METHOCELTM F75M 纤维素醚从机械清洗装置中取出, 所述纤维素醚 的甲氧基基团取代程度为27.0-30和羟基丙基基团取代程度为4.0-7.5, 在20以2。

37、 水溶液测得的粘度为 75,000mpa.s。METHOCELTMF75M 纤维素醚可商购自 The Dow Chemical Company。在从清洗装置中将滤饼取样之前, 滤饼已经用热水洗涤, 然后在筛分 - 螺旋 - 离 心机中脱水。 潮湿的滤饼的剩余湿气含量为50, 对应于1.0kg水每kg的干燥产品的水含 量和 21的温度。120kg/h 的滤饼经碾磨进料装置 (Altenburger Maschinen Jaeckering GmbH, Hamm, Germany) 进料到空气清扫冲击式碾磨机 (Ultrarotor III, Altenburger Maschinen Jaeck。

38、ering GmbH, Hamm, Germany) 中。容器搅拌器的底部刀片将滤饼压进安装 在容器底部的单个 augur 螺杆中。迫使湿润的产品穿过穿孔板直接进入第一和第二碾磨阶 段之间的冲击式碾磨机的一侧。 碾磨机装备有7个碾磨段, 并且以105m/s的圆周速率操作。 底部三个碾磨段装备有标准碾磨杆。涡轮杆安装在第四碾磨段中。具有 12 个刀片的同向 旋转指状筛轮安装在第 7 碾磨段的顶部上。碾磨机护套的内部具有标准 Altenburger 褶皱 状固定碾磨板。 0044 将温度为约 170的热空气流以 4000m3/h 进料到碾磨机的底部空气入口。这使 得能够达到低于 5的最终产品湿气含。

39、量。将磨细和干燥的产品与空气分离。用筛网尺寸 为 160m 的旋转筛从产品中移除所需材料的过尺寸颗粒。制备出自由流动产品, 其中值颗 粒产度 LOP 50, 3 为 267m, 意味着颗粒长度的 50小于 267m 和 50大于 267m。称 为 LOP 的颗粒长度和称为 LOP 50, 3 的基于体积分布计算的中值颗粒长度通过图像分析器 (高速图像分析器传感器QICPIC, Sympatec, Germany, 具有内径为4mm的干燥分散器RODOS/ L, 和干燥进料器 VIBRI/L 和划分软件 WINDOX5, 版本 5.3.0 和 M7 镜头 ) 测量。颗粒的长度 (LOP) 定义为。

40、颗粒轮廓内颗粒的相对端之间的最长径直距离。 说 明 书 CN 102597068 A 8 7/8 页 9 0045 实施例 2-4 0046 将呈滤饼形式的与实施例 1 中相同的 METHOCELTM F75M 纤维素醚从机械清洗装 置中取出。在从清洗装置中取样滤饼之前, 滤饼已经用热水洗涤, 然后在实施例 1 中的筛 分 - 螺旋 - 离心机中脱水。然后用切碎机将潮湿的滤饼转移至可商购的连续夹套犁铧制粒 机。将温度为约 4的水喷洒进制粒机中的滤饼上。湿气含量增加, 温度降至表 1 中所示的 水平。然后将所得的湿润颗粒状物进料到与实施例 1 中相同的空气清扫冲击式碾磨机中。 调节热空气流温度以。

41、将最终产品干燥至低于 5 重量的湿气含量。所需材料的过尺寸颗粒 按照实施例 1 中的过程从产品中移除。中值颗粒长度 LOP 50, 3 按照实施例 1 中的过程测 量。 0047 表 1 0048 0049 表 1 显示了中值颗粒长度 LOP 50, 3 与湿气含量之间根据下式的关系 : 0050 LOP 50, 3 599.94-6.7022* 湿气 , 0051 其中 R2为 0.9694, 与湿气含量之间的斜率为负数, 即当湿气含量增加时颗粒长度 降低。 0052 实施例 5-10 0053 可商购的连续混配机用于将水添加到可商购自 The Dow Chemical Company 的干。

42、 燥 METHOCELTM K100M 纤维素醚中。混配机夹套装有 -8至 13的流体。 0054 将 METHOCELTM K100M 纤维素醚以 30kg/h 的进料速率连续进料到混配机中, 该 纤维素醚的甲氧基基团取代程度为 19-24和羟基丙基基团取代程度为 7-12, 在 20 以 2水溶液测得的粘度为 100,000mPa.s, 湿气含量为 4.6。将温度为约 25的水以 36 至 118kg/h 的速率连续添加到混配机中, 使得湿气含量为约 55 至 81, 温度为 25, 如 表 2 所示。将湿润的产品经运输带连续运输进碾磨机进料装置 (Altenburger Maschine。

43、n Jaeckering GmbH, Hamm, Germany) 中。容器搅拌器的底端刀片将膏剂压进安装在容器底 部的单个 augur 螺杆中。迫使湿润的产品穿过穿孔板直接进入第一和第二碾磨阶段之间 的 Ultrarotor II“S” 冲击式碾磨机 (Altenburger Maschinen Jaeckering GmbH, Hamm, Germany) 的一侧。碾磨机装备有 7 个碾磨段。底部三个碾磨段装备有标准碾磨杆。涡轮 杆安装在第四碾磨段中。具有 12 个刀片的同向旋转指状筛轮安装在第 7 碾磨段的顶部上。 碾磨机护套的内部具有标准 Altenburger 褶皱状固定碾磨板。 0。

44、055 冲击式碾磨机的转子以 114m/s 的圆周速率操作。以 1000m3/h 将热气体流即氮气 进料到碾磨机的底部。漩风用于将干燥的产品与氮气分开。最终产品湿气含量小于 3 重 说 明 书 CN 102597068 A 9 8/8 页 10 量。称为 LOP 50, 3 的中值颗粒长度按照实施例 1-4 中的过程测量。 0056 中值颗粒长度 LOP 50, 3 显示了根据下式的与湿气含量的关系 : 0057 LOP 50, 3 +732.05-7.3891*湿气 , 0058 其中 R2为 0.9792, 且斜率为负数, 即 LOP 50, 3 随湿气含量的增加而降低。 0059 本申请。

45、使用的堆积密度定义为所取物质的质量与表观体积之比, 称为未拍实堆积 密度, 以及所取物质的质量与拍实体积之比, 称为拍实堆积密度。测量这些堆积密度的有 用过程描述于 United States Pharmacopeia 24, Test 616 Bulk Density and Tapped Density, United States Pharmacopeia Convention, Inc., Rockville, Maryland, 1999。 制备的纤维素醚颗粒的堆积密度离线测量。 0060 表 2 0061 0062 表 2 中的结果说明颗粒状多糖衍生物在干磨之前的湿气含量与颗粒状多。

46、糖衍生 物在干磨之后的 LOP 50, 3 和堆积密度之间的关系。LOP 50, 3 的测量可以在线进行并且是 用于间接确定多糖衍生物在干磨之前的湿气含量和干磨之后的堆积密度的快速工序间控 制。这使得湿气含量适应所需中值长度和适应颗粒在干磨之后的所需堆积密度。 0063 未拍实堆积密度显示了根据下式的与 LOP 50, 3 的关系 : 0064 未拍实堆积密度 +569.09-1.351*LOP 50, 3, 0065 其中 R2为 0.952, 且斜率为负数, 即未拍实堆积密度随 LOP 50, 3 增加而降低。 0066 拍实堆积密度显示了根据下式的与 LOP 50, 3 的关系 : 0067 拍实堆积密度 +746.07-1.623*LOP 50, 3, 0068 其中 R2为 0.944, 且斜率为负数。 0069 未拍实堆积密度显示了根据下式的与湿气含量的关系 : 0070 未拍实堆积密度 10.286*湿气 -440.33 0071 其中 R2为 0.9898。 0072 拍实堆积密度显示根据下式的与湿气含量的关系 : 0073 拍实堆积密度 12.369* 湿气 -467.39 0074 其中 R2为 0.9829。 说 明 书 CN 102597068 A 10 。

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