Brevet FR2653774A1 — publié le 19910503

La présente invention concerne un nouveau procédé de granulation des polysaccharides épaississants ou gélifiants. Ces polysaccharides, extraits des végétaux ou secrétés par des microorganismes, qui sont, par exemple, le xanthane, le carraghénane, le galactomannane, l'alginate, la pectine, ou le scléroglucane, sont utilisés couramment dans les industries alimentaire, cosmétique et pharmaceutique, mais aussi dans l'industrie pétrolière ou textile; ils sont aussi introduits dans les peintures, les adhésifs, les encres, les ciments, les bitumes et autres. On les trouve sur le marché sous forme de poudres amorphes ou encore de granulés, plus faciles à manipuler étant donné leur facilité d'écoulement, l'absence de poussières à la manutention, et de bonne dispersibilité et mouillabilité en milieu aqueux. La granulation de ces polysaccharides est généralement réalisée par voie humide: sur la poudre agitée dans un granulateur conventionnel, on pulvérise de l'eau peu à peu par nébulisation; les particules se collent entre elles, formant des granules qui devront ensuite être séchées et tamisées pour éliminer les particules fines et parfois des granulés trop gros. Les polysaccharides sont des composés hygroscopiques et ce procédé, simple en apparence, est peu satisfaisant; l'opération est longue car l'eau doit être apportée très lentement pour éviter la formation de mottes ou une prise en masse et le matériel s'encroOte facilement. Les granulés formés ont une surface "vitrifiée" après séchage, ce qui ralentit leur solubilisation aqueuse. Pour éviter le mottage, on a proposé d'introduire un mélange d'eau et d'un solvant alcoolique, tel que le méthanol, l'éthanol ou l'isopropanol dans des proportions variables; ce procédé présente, quoiqu'à un degré moindre, les désavantages du procédé à l'eau. Le procédé selon l'invention ne présente pas ces inconvénients; il permet d'obtenir rapidement des granulés de taille régulière, s'écoulant bien, faciles à disperser et à solubiliser en milieu aqueux. Selon l'invention, la poudre de polysaccharide est mise dans l'un des appareils utilisés couramment pour la granulation par voie humide, avec de la glace en morceaux, en paillettes ou pilée; les granulés formés en quelques minutes d'agitation sont ensuite séchés, par exemple en étuve ventilée ou en lit d'air fluidisé, jusqu'à obtenir une humidité résiduelle convenable, généralement inférieure à 20%, comme pour les granulés préparés selon les procédés classiques. L'agitation du mélange qui permet la granulation pourra être démarrée avant l'introduction de la glace, pendant son introduction ou encore après, notamment lorsque l'appareil ne peut être agité que fermé. Les appareils utilisés peuvent être entre autres des mélangeurs rapides tels que ceux commercialisés par STEPHAN (Lognes - Torcy - 77 - FR), par LODIGE (Paderborn - RFA) ou par MORITZ (Chatou - 78 - FR), ou des appareils à calotte et batteur planétaire, tels que ceux commercialisés par GUEDU (Semur en Auxois - 21 - FR) ou encore des appareils à cuve mobile, ou même des mélangeurs granulateurs qui travaillent plus lentement. La glace peut être préparée avec l'eau distillée ou l'eau courante suivant l'utilisation à laquelle les granulés sont destinés; pour certaines applications, on peut introduire dans l'eau, avant sa transformation en glace, l'un des additifs couramment utilisés pour améliorer les qualités physiques du polysaccharide comme un agent tensio- actif, un agent dispersant tel que la cellulose microcristalline, un sel minéral tel qu'un chlorure alcalin, un phosphate, un sucre tel que le saccharose, le lactose ou le dextrose, ou un dialdéhyde réticulant de surface, tel que le glyoxal. La glace utilisée se trouve à une température comprise entre 0 C et - 25 C et de préférence entre - 10 C et - 200C. On introduit, en général, de 0,1 à i partie en poids de glace pour une partie de polysaccharide en poudre et de préférence 0,3 à 0,6 partie de glace. On sait que les conditions et les résultats de la granulation dépendent du type d'appareil utilisé, mais dans tous les cas le procédé de l'invention sera plus rapide que le procédé conventionnel, l'appareillage restera propre et l'additif éventuel sera réparti de façon homogène sur le granulé. Dans ce qui suit, on décrit divers exemples de mise en oeuvre du procédé de l'invention, ainsi que les caractéristiques de granulés obtenus et celles de granulés préparés avec de l'eau à température ordinaire. La dispersibilité des polysaccharides a été appréciée en utilisant la méthode suivante: on introduit 100 g d'eau à 19 + 1 C dans un bécher de 250 ml comportant un agitateur (barreau magnétique); on disperse sur la surface de l'eau 1 g de granulés puis on met immédiatement l'agitateur magnétique en rotation (600 tours/minute). La dispersibilité est appréciée visuellement après I minute; s'il n'y a pas de grumeaux, elle est considérée excellente; sinon, l'agitation est poursuivie pendant 2 minutes; s'il n'y a plus de grumeaux, la dispersibilité est déclarée bonne; sinon, elle est médiocre. La vitesse de solubilisation a été estimée en mesurant au viscosimètre Brookfiels LVT (30 tours/minute aiguille n 2) la viscosité d'une dispersion de 1,25 g de granulés dans 250 g d'eau distillée contenant 5 g/l de NaCl, après 3 minutes et 10 minutes d'agitation de la dispersion dans un agitateur IKA tournant à 600 tours/minute. La coulabilité est le temps d'écoulement de 100 g de granulés à travers un entonnoir Pyrex normalisé, tandis que la densité apparente du produit non tassé est déterminée après introduction du produit en chute libre dans un éprouvette et que la densité du produit tassé est déterminée après avoir secoué l'éprouvette jusqu'à volume constant. Exemple 1 On introduit dans un mélangeur granulateur rapide de 10 1 STEPHAN référence 4 M12, 1 kg de xanthane et 400 g de glace à - 18 C en cube de 1, 5 cm de côté, préparée avec de l'eau distillée ou de l'eau de ville. Après 4 minutes d'agitation à grande vitesse, la granulation est terminée et les granulés sont séchés en étude ventilée à 50 C jusqu'à obtention de l'humidité résiduelle choisie en fonction de l'utilisation ultérieure du produit, de 5% à 14%. Exemples 2 et 3 On applique le mefie procédé qu'à l'exemple 1, mais avec respectivement 350 g ou 240 g de glace. Exemple 4 On applique le procédé de l'exemple 1 à la granulation de I kg de guar, avec 400 g de glace. Exemples 5 et 6 Le procédé de l'exemple 1 est mis en oeuvre avec 1 kg de guar et 400 g de glace contenant 6 ml de glyoxal à 30%, ou 400 g de glace contenant 50 g de KCl. Exemple 7 Le procédé de l'exemple 1 est mis en oeuvre avec 1 kg de pectine HM (hautement méthylée) et 400 g de glace. Exemple 8 tl On introduit dans un appareil LODIGE référence FM 300 DIZ, de 300 1, 35 kg de xanthane, 14 kg de glace pilée et on agite pendant 3 minutes. Les granulés formés sont ensuite séchés en étude ventilée. Essai témoin Dans l'appareil STEPHAN de 10 litres on introduit 1 kg de la poudre de xanthane mise en oeuvre à l'exemple 1. 400 ml d'eau distillée sont pulvérisés par aspiration sous vide dans l'appareil agité; 15 minutes sont nécessaires. Les granulés sont ensuite séchés en étude ventilée à 50 C. Les résultats des mesures effectuées sur les granulés ainsi préparés, ainsi que sur la poudre de départ, figurent dans les tableaux I et II; dans les exemples l(a) et (b), des poudres de xanthane commerciales de qualité différente ont été granulées. LnO Lno Lno............................aJa LssnodSaOH À ui E % ú8:ULW 01% 09:ULW OT% Z':ulW OT 93:uLw ú% i:ULw 1ú0'0:Ui i............. *...ú UOLúeSLLLqnLos ap aSSúLA %1'O % z 'O % 69'0 qseq 41tnpoid- % Tb'O% Z50 % 65'0 u..........o...........o' -asse v o npoad- % Zú'O % Zb O % 85'0............................suou npo- :* aeualedde.suaa À H ST ús E1T asLAn.................. 1LLLqeLno auuos auuos auuos.................. o.......... aLLLqLLLnON auuos 8o uo......... ................ 9qLpsaadsLG o auuoa ouuo.....**..DTD: % ú '0...............................001> - % 6' % T 0............................. 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Nulle 5s: Bonne 5s: Bonne Bonne Partielle lls: Bonne H Densité apparente g/cm3: - produit non tasi.... 0,58 % 0,501 0,493 0,76 0,596 0,470 Volume apparent g/cm3.... 1,75 2 2,02 1,32 1,68 2, 12 Hors poussière........... Non Oui Oui Oui Non Oui | 4(J REVENDICATIONS 1. Procédé de granulation par voie humide de polysaccharides épaississants et gélifiants, caractérisé en ce que l'eau de granulation est introduite sous forme de glace. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la glace contient un additif. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'additif est choisi parmi les agents tensio-actifs et dispersants, les sels minéraux, les sucres, les dialdéhydes. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la glace est à une température comprise entre - 1O0 C et - 20 C. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on introduit 0,1 à 1 partie en poids de glace pour i partie de polysaccharide. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on introduit de 0,3 à 0,6 partie en poids de glace pour 1 partie de polysaccharide.