(57)【要約】多糖類の連続アセチル化方法においては、反応原料の混合物の沸点が所望の反応温度に相当し且つ蒸発によって反応熱を除去して制御されるように、反応槽内の圧力が調整される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多糖類の連続アセチル化方法であって、
反応原料の混合物の沸点が所望の反応温度に相当し、且つ蒸発によって反応熱を除去して制御されるように反応槽内の圧力が調整されることを特徴とする方法。
【請求項２】
多糖類は直接に反応槽（３）に投入されるか、予備混合槽（１）において無水酢酸及び／又は酢酸又は添加物と予備混合されて懸濁液として反応槽（３）にポンプ輸送又は落下させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
一部の酢酸及び無水酢酸が多糖類と予備混合され、残余は反応槽（３）に直接に投入されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
添加物は、触媒及び／又は軟化剤又は充填剤であり、直接に反応槽（３）に投入されるか又は予備混合槽（１）及び前記反応槽の２ケ所に投入されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項５】
蒸発した気体部分は凝縮され、液状の凝縮物の一部又は全てが蒸発した気体部分の冷却及び／又は混合物の希釈に再使用（５）されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
冷却媒体は冷却水であり、凝縮物は反応槽（３）と同じ圧力において液状であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
多糖類又は混合物は、減圧又は加圧されたゲート機構により反応槽（３）の反応空間に投入されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
多糖類、無水酢酸及び／又は添加物から成る懸濁液は、固体分を反応槽（３）に投入する前に連続的に減圧された遠心濾過装置（２）に送給されて過剰の酢酸が除去されることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
多糖類の全部又は一部がアセチル化されることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
添加物はアセチル化の間に、添加物は化学的物理的に変化が無いか化学的に変化することを特徴とする請求項２ないし請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
後工程のフラッシュ法（７）により、多糖類酢酸エステルから未反応の酢酸及び／又は無水酢酸の一部又は全部を分離することを特徴とする請求項２ないし請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
螺旋状装置を用いて多糖類酢酸エステルを反応槽（３）から取り出すことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
後工程の減圧蒸発器（８）により多糖類酢酸エステルから残留酢酸及び／又は無水酢酸を除去することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
多糖類、酢酸及び無水酢酸を化学量論的比率で混合するか又は無水酢酸及び／又は酢酸を過剰に投入することを特徴とする請求項２ないし請求項１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
グリコールを直接に添加し、アセチル化後に酢酸グリコール多糖類酢酸エステルに軟化剤として機能することを特徴とする請求項２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
多糖類の連続アセチル化装置であって、
内圧を調整装置及び加熱装置が連結された反応槽（３）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
反応槽（３）には、凝縮回路（４、５、６）が連結されていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
反応槽（３）の前工程に予備混合装置（１）が連結されていることを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
反応槽（３）の前工程に分離装置（２）が連結されていることを特徴とする請求項１６ないし請求項１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
反応槽（３）の後工程に減圧蒸発器（８）が連結されていることを特徴とする請求項１６ないし請求項１９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多糖類の連続アセチル化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多糖類のアセチル化方法は以前から周知である。従来は、多糖類と無水酢酸、及び他の添加物を攪拌槽で混合して反応させていた。
【０００３】
それにより、無水酢酸が多糖類と反応して、多糖類酢酸エステルと酢酸が得られる。酢酸は、反応生成物の１つのであると同時に反応生成物の溶媒でもある。多糖類は、全体がアセチル化されることが多いが、部分的にアセチル化することも可能である。多糖類のアセチル化を同時に迅速に進行させるには、触媒の添加が必要である。触媒には強酸が用いられることが多い。添加物によっては、多糖類酢酸エステルの軟化剤として作用することもある。
【０００４】
触媒の活性により温度が上昇する。触媒は、触媒反応並びに多糖類及び生成された低分子量の生成物を変化させる。反応は多量の発熱を伴うので、触媒の添加及び温度制御を正確に行う必要がある。
【０００５】
不連続の操作では、冷却した液状の反応原料及び触媒を、多糖類に徐々に添加することによって、温度の制御を行っている。同様に、攪拌槽の冷却外皮により一部の熱を除去してもよい。ここでは、攪拌槽の混合能力が劣っているので、反応が遅い。また、最初は、多糖類は極めて軽い（嵩密度が低い）ので、攪拌槽の容量を大きくする必要がある。
【０００６】
連続操作では、連続反応槽の冷却面のため冷却能力は低い。反応容積当り大きな冷却面を必要とするので、大きな反応槽の実現は難しい。
【０００７】
多数のアセチル化法が周知である。例えば、特許文献１には、アミロースの連続アセチル化法が開示されている。そこでは、一定の温度及び圧力下で反応が進行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】英国特許第９６９７１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、反応空間における滞留時間が短く且つ高変換率を可能とする連続反応方法及び装置を実現することである。同時に、反応槽の製造コストを低く抑え、且つ触媒との接触時間を短くして好ましくない副反応を抑えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
反応原料混合物の沸点が所望の反応温度になり且つ反応による発熱を気化熱により冷却するように反応室内の圧力を設定することにより上記課題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による方法を実行する設備のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
多糖類と液状の原料の一部を予め混合して適当な搬送設備を用いて、所望の温度において酢酸の沸点となるように圧力が調整された、例えば混練器などの反応槽処理空間へ連続的に供給することが好ましい。残りの液状の原料は、通常にポンプを用いて供給される。酢酸及び無水酢酸の一部が反応槽の発熱によるエネルギーにより気化されて反応槽の上部に備えられた１つ又は複数のドームに送られて凝縮された一部又は全てが液状の反応原料及び触媒と共に工程に戻される。
【００１３】
このようにして、回収ゾーン又は投入ゾーンにおいて混合物が希釈されるが、投入ゾーンにおいて多糖類が希釈されることが好ましく、これにより反応が促進されるので、無水酢酸が多糖類に到達し易くなる。本発明では、反応槽に投入される多糖類混合物が繊維状又は粉末状である場合には、反応処理空間への投入設備としてゲート機構を用いる。
【００１４】
繊維状又は粉末状の多糖類が減圧された処理室に投入される場合には、流入する空気のかなりの部分を繊維状又は粉末状の多糖類として受け入れざるを得ない。繊維状又は粉末状でない多糖類、例えば十分な量の無水酢酸に懸濁させた多糖類を投入すれば、この好ましくない空気の流入が防げる。この懸濁液は、反応槽で反応させるか又は余剰の酢酸が分離されるように、遠心濾過器又はミルに連続的に均一な圧力下でポンプ輸送する。次いで、固体と酢酸の懸濁液は、反応槽に直接に搬送されるか、ポンプ輸送されるか又は重力により落下させる。
【００１５】
反応原料を予備混合すれば、固体の多糖類を連続供給する困難性は無くなる。予備混合することにより懸濁物のポンプ輸送が向上、すなわち懸濁物が扱い易くなる。
【００１６】
更に本発明は、凝縮物の冷却に特徴がある。冷却は、温度制御された冷却水により行われる。従来の方法では発熱エネルギーを除去するのには、液体を過冷却するか固体として扱う必要があった。
【００１７】
本発明による方法では、酢酸の一部を回収するか又は後工程のフラッシュ法により多糖類酢酸エステル中の余剰の酢酸を回収することができる。
【００１８】
酢酸は溶媒であり原料であると共に無水の凝縮物であるので、反応槽には戻せない部分は予備混合に用いることができる。
【００１９】
本発明の方法では、酢酸中の多糖類酢酸エステルを所望の残留量に調整できる。酢酸が過剰の場合は、還流される凝縮物の一部又は全てが除去されて排出される。
この酢酸は無水なので、直接か又は無水酢酸に変換した後に再使用できる。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の利点、特徴及び詳細について、図面を用いて説明する。
【００２１】
原料又は原料の一部、特に多糖類及び添加剤が予備混合槽１に投入されて均一に混合される。過剰の酢酸は遠心法又は別の機械的方法を用いた分離装置２により分離される。しかし、懸濁液を予混合槽１から直接に反応槽３にポンプ輸送するか又は減圧室を介して反応槽３に流入させることも可能である。
【００２２】
原料を分割して投入する場合には、後で投入する原料部分は直接に連続的に反応槽３へ供給する。後で投入する原料は、触媒、無水酢酸又は他の添加剤であってもよい。
【００２３】
発熱反応のため、酢酸及び一部の無水酢酸が気化され、凝縮器４により凝縮され、反応槽に戻されて再使用５されるか又は外部へ排出６される。反応槽内の製品温度（気化温度）を制御するために、真空設備により生成ガスを排出してもよい。
【００２４】
多糖類酢酸エステルをフラッシュ法７により減圧蒸発器８内へ送給し残留する酢酸及び無水酢酸を分離することもできる。多糖類酢酸エステルが取り出される。
【符号の説明】
【００２５】
１    予備混合槽
２    （過剰の酢酸の）分離装置
３    反応槽
４    凝縮器
５    凝縮物の再使用
６    凝縮物の排出
７    フラッシュ法
８    減圧蒸発器
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月29日(2010.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
独国出願特許公開第１０  ２００５  ００１  ８０２  Ａ１号明細書には連続重合法が開示されている。この方法では、長さ／径が所定の比率を有する逆混合混練器において液状の原料が混合される。この原料は既に反応した生成物と逆混合されると同時に反応生成物は混練器から連続的に取り出されていた。
多糖類のアセチル化方法は以前から周知である。従来は、多糖類と無水酢酸、無水の酢酸及び他の添加物を攪拌槽で混合して反応させていた。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
繊維状又は粉末状の多糖類を連続的に反応槽に投入するか又は酢酸又は添加剤と予備混合して懸濁液として反応槽へポンプ輸送又は落下させ、且つ反応原料混合物の沸点が所望の反応温度になり且つ反応による発熱を気化熱により冷却するように反応室内の圧力を設定することにより上記課題が解決される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多糖類の連続アセチル化方法であって、
繊維状又は粉末状の多糖類は連続的に反応槽に投入されか又は酢酸又は添加剤と予備混合されて懸濁液として反応槽へポンプ輸送又は落下させ、
反応原料の混合物の沸点が所望の反応温度に相当し、且つ蒸発によって反応熱を除去して制御されるように反応槽内の圧力が調整されることを特徴とする方法。
【請求項２】
一部の酢酸が多糖類と予備混合され、残余は反応槽（３）に直接に投入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
添加物は、触媒及び／又は軟化剤又は充填剤であり、直接に反応槽（３）に投入されるか又は予備混合槽（１）及び前記反応槽の２ケ所に投入されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
蒸発した気体部分は凝縮され、液状の凝縮物の一部又は全てが蒸発した気体部分の冷却及び／又は混合物の希釈に再使用（５）されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
冷却媒体は冷却水であり、凝縮物は反応槽（３）と同じ圧力において液状であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
多糖類又は混合物は、減圧又は加圧されたゲート機構により反応槽（３）の反応空間に投入されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
多糖類及び酢酸又は添加物から成る懸濁液は、固体分を反応槽（３）に投入する前に連続的に減圧された遠心濾過装置（２）に送給されて過剰の酢酸が除去されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
多糖類の全部又は一部がアセチル化されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
添加物はアセチル化の間に、添加物は化学的物理的に変化が無いか化学的に変化することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
後工程のフラッシュ法（７）により、多糖類酢酸エステルから未反応の酢酸の一部又は全部を分離することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
螺旋状装置を用いて多糖類酢酸エステルを反応槽（３）から取り出すことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
後工程の減圧蒸発器（８）により多糖類酢酸エステルから残留酢酸を除去することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
グリコールを直接に添加し、アセチル化後に酢酸グリコール多糖類酢酸エステルに軟化剤として機能することを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
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