[發明專利]納米原纖化多糖的混合干燥

在審

• 申請號: 201380069825.2
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104903511A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: K.巴克福克;H.薩克斯埃爾;I.海斯坎恩;L.阿克斯魯普;C.蘭德亨斯達爾;V.喬克拉;E.索康恩;A.科蒂萊嫩;H.卡斯蒂嫩;A.考皮
• 申請（專利權）人: 斯托拉恩索公司
• 主分類號: D21H11/18
• 分類號: D21H11/18;D21C9/06;D21C9/18;C08L1/04;F26B3/36
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉

技術領域

本文涉及對納米原纖化多糖的含水懸浮液進行干燥以獲得基本上干的納米原纖化多糖產物的方法。更具體地說，本公開內容涉及通過這樣的方法獲得的納米原纖化多糖產物及其用途。

背景技術

納米原纖化多糖(例如微原纖化纖維素)具有很多的最終用途，例如在食品、復合物、紙張、油漆、塑料、化妝品、以及醫藥制品中，其中，如果能夠以干燥形式對納米原纖化多糖進行配料將更好，從而保留了濕的納米原纖化多糖的原始性質。

復合物中所加入和使用的微原纖化纖維素典型地為干燥形式。

當復合物中使用微原纖化纖維素時，應當確保微原纖明顯地彼此分開且微原纖非常良好地分散在基體上。

微原纖化纖維素在水中的低固含量分散體通常為具有假塑性或觸變粘度性質的凝膠，因為所述原纖非常良好地分散在基體(水)中。然而，當干燥時，微原纖化纖維素的性質發生劇烈改變。取決于干燥的嚴格程度(severity)，它的分散性、水合性及流變性消失或者至少顯著地降低或改變。典型地，在干燥之后，微小及納米的原纖結合在一起，而且，存在基本上不太分離的微小或納米的原纖，這因而影響了特性性質，例如，其由如下定義：經由納米原纖化纖維素的差異分析能夠發現高度納米原纖化的纖維素。

當前通常使用的用于干燥MFC或納米原纖化多糖的常規干燥技術例如為噴霧干燥和冷凍干燥。冷凍干燥產生了在保持原始性質方面及再分散性方面品質最佳的MFC。然而，操作費用和投資費用這兩者均很高且該工藝可能難以按比例放大至工業處理。噴霧干燥(其能夠相當容易地按比例放大)具有高的操作費用，而且，在該工藝期間，還傾向于發生原纖的角質化。

術語“角質化”是指聚合物結構體的變硬，當木質纖維素材料干燥或者以其它方式脫水時，其發生于木質纖維素材料中。由于在干燥時木漿纖維中的結構變化，內部纖維發生收縮。經常地，所述纖維需要重新潤濕、或者重新懸浮于水中以用于實際應用，而且，由于這些結構變化，無法重新得到原始性質(即，處于具有假塑性或觸變粘度的凝膠形式)。根據紙漿或木漿的這些與水合或溶脹有關的物理性質(例如破裂或拉伸性質)，可確定角質化的影響。(Hornification-its?origin?and?interpretation?in?wood?pulps,J.M.B.Fernandes?Diniz,M.H.Gil,J.A.A.M.Castro,Wood?Sci?Technol?37(2004)489-494)。

在關于干燥和重新潤濕后的紙漿溶脹以及角質化現象的文章(例如LeCompte?T.R.(1931),Papier(34),第1193頁,Jayme,G.(1944)Papier-Fabr(42),第187頁,Lyne,L.M.,Gallay,W.(1954)Measurements?of?wet?web?strength,Tappi?Journal?37(12):694-697,Higgins,H.G.,McKenzie,A.W.(1963)The?structure?and?properties?of?paper?XIV:Effects?of?drying?on?cellulose?fibers?and?the?problem?of?maintaining?pulp?strength)中，存在這樣的建議：如果以使得纖維不在干燥期間粘在一起的方式干燥紙漿，則紙漿可發生較小的角質化。根據Lyne和Gallay(1950)，紙漿沸騰期間的強烈攪拌使脫水影響無效，而且，機械作用防止了否則將會發生的在溶脹方面的大程度的損失。

然而，對于紙漿和紙張制造者來說，在例如劇烈攪拌下對纖維進行干燥是不切實際的。

原纖化纖維素的噴霧干燥描述于例如WO2011/139749A2中。在干燥裝置的干燥室中，使納米原纖(NFC)(其被看作是MFC類型)的含水懸浮液霧化。干燥氣體(例如環境空氣)可用作輔助物，以使所述懸浮液中所存在的水蒸發，產生作為產物的干燥NFC。該教導甚至包括在霧化步驟之前使用硅酸鈉涂覆NFC顆粒。

WO2011/095335A1描述了這樣的方法，其中，通過纖維素纖維以及能夠與液態CO₂溶混的液體的懸浮液的去原纖化形成MFC，然后，以液態CO₂替代懸浮液中的所述液體，并最終通過蒸發除去CO₂以產生干的MFC。該方法據稱克服了普通的烘箱干燥和冷凍干燥方法中所遇到的MFC劣化問題。