(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性液体媒質中の懸濁物たるポリエステル粒子を実質的な凝集が起こるのに十分な時間にわたり、80℃を越える温度で且つ示差走査熱量測定により測定した該ポリエステルのピーク融点より30〜80℃低い温度に保持することにより、液体媒質に懸濁したポリエステル粒子を凝集させる方法。
【請求項２】
ポリエステルが微生物により産生されたものである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリエステルがヒドロキシ酪酸のポリマーもしくはコポリマーである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ポリエステルが、最高25％のヒドロキシ吉草酸残基を含有し、残部が実質的に全部ヒドロキシ酪酸残基であるヒドロキシ酪酸およびヒドロキシ吉草酸のコポリマーである請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
120〜160℃の温度で実施される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
実質的に全部が直径1μｍ未満である粒子を凝集させて、重量平均直径が少なくとも50μｍである凝集体を生成する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
凝集体が0.7より高い多孔度を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
乱流条件下で実施される請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
流動している懸濁液流に蒸気を直接注入することにより、又は撹拌しながら実施される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
液体媒質が水を含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
凝集した粒子を液体媒質から濾過により分離する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
分離した凝集粒子を水を含む媒質に再懸濁させることにより所望によりさらに洗浄し、および／または再懸濁した状態で所望により化学的に処理し、そして粒子を回収する請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
ポリエステル系ポリマー、特に微生物が産生するものにおいては、取り扱いやすさにとってポリマーの粒度が小さすぎる場合がある；たとえば生産過程でそれらの粒子を液体媒質から分離することを必要とする場合がある。そのような分離は、粒子が小さい場合は粒子が大きい場合より困難である。
本発明者らは意外にも、ポリエステル、特に微生物が産生するもの、たとえばヒドロキシアルカン酸のポリマーおよびコポリマーは、液体中に懸濁している場合にそれらのピーク融点より実質的に低い温度で予想外に速やかに凝集して、ほとんど分子量の低下なしに固体液体分離に好適な粒子を生成しうることを見出した。
本発明は、ポリエステル以外の物質が少なくとも一部は化学的に分解されている液体媒質に懸濁したポリエステル粒子を、液体媒質が微生物細胞に由来する物質を含む場合、懸濁液を８０℃より高く、好ましくは９０℃より高く、たとえば１００℃より高く、かつ示差走査熱量測定により測定した該ポリエステルのピーク融点より好ましくは３０−８０℃低い、より好ましくは４０−７０℃低い温度に、実質的な凝集が起こるのに十分な期間保持することにより凝集させる方法からなる。
ヒドロキシ酪酸のポリマー、たとえば最高２５％、たとえば５−２０％のヒドロキシ吉草酸残基を含有し、残部が実質的に全部ヒドロキシ酪酸残基である、ヒドロキシ酪酸およびヒドロキシ吉草酸のコポリマーの場合に適切な温度は、１２０−１６０℃である。一般にこれらの材料につきかなりの量の凝集を１３０℃で１分以内に達成しうる。生成した大型粒子は最初の懸濁液の微粒子の凝集体である。微生物が産生したポリマーの場合の微粒子は、通常は直径＜１μｍである（均等な容量の球体の直径により評価したもの）。この場合、特にヒドロキシ酪酸のポリマー、およびそれとヒドロキシ吉草酸のコポリマーの場合、この方法によりポリマー鎖の融合網状構造を形成して、卓越した濾過性および洗浄性を備えた、高多孔度の、機械的に強靭な凝集体を得ることができる。生成した凝集体は、重量平均直径少なくとも５０μｍ、好ましくは１００−１０００μｍ、たとえば２００−５００μｍをもつことが適切である。それらは、たとえば０．７−０．８、好ましくは少なくとも０．６という高い多孔度をもつことが適切である。非凝集粒子と比較して、濾過速度は１００−１０００倍増大する（比ケーキング抵抗性（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｃａｋｅ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）に基づく）。凝集は分子量に対する影響が最小の状態で達成しうる。１３０℃において３０分の滞留時間で＜３０％の低下が達成され、１分では低下は検出できない。
粒子が微生物により産生されたポリエステルである場合、少なくともポリエステル粒子が液体媒質中で互いに接触しうるのに十分な程度に、粒子を取り巻く残存微生物材料を分解する必要があることは自明であろう。
本発明者らは意外にも、可溶性の微生物成分および分解生成物が存在してもなお粒度を増大させうることを見出した。最初に回収された粒子が微生物性の物質またはその分解生成物で汚染されている場合は特に、それらを第２液体媒質に再懸濁させ、および／またはさらにそれらを、たとえば化学処理などの後続加工（たとえば漂白剤、たとえば過酸化水素による処理）が行われる第２液体媒質で処理して、粒子をこの新たな液体媒質から回収することが望ましいであろう。粒度を増大させるプロセスは、このプロセスのいかなる時点で行うこともできる。この工程は、実質的に汚染物質を含まない、最終ポリマー中に望まれる物質のみを実質的に含有する、またはその液体と共に容易に分離しうる液体媒質の存在下で実施しうる。
撹拌により、たとえば加熱撹拌槽型耐圧容器などの乱流中で、示差熱走査熱量測定法により測定したポリエステルのピーク融点より少なくとも３０℃、より好ましくは少なくとも４０℃、好ましくは最高８０℃、より好ましくは最高７０℃低い温度で、粒度を増大させることが適切である。
このプロセスは、蒸気を適切な温度および圧力で、流動している懸濁液流に直接注入することにより実施しうる。これは、懸濁液を連続的に凝集させうるという利点をもつ。しかし意外にも、このプロセスを可動部品、たとえば撹拌機の存在下で実施しうることを見出した。
液体媒質は水からなることが好ましい。これは安価かつ非公害性であり、かつ極めて有効だからである。
本発明者らは、このプロセスを最高２００ｇ／ｌ、好ましくは４０−１３０ｇ／ｌの固体濃度で実施しうることを見出した。これらの水準より高い場合は液体が固体の多孔質構造に内包されるので、媒質が実質的に非移動性となる傾向がある。粒子から可溶性の細胞性物質を洗い流しうる可能性が凝集プロセスによって過度に損なわれることはない。
実施例１：熱処理によるポリヒドロキシ酪酸／ポリヒドロキシ吉草酸コポリマー懸濁液の凝集
アルカリゲネス・ユートロファス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ）に由来し、それに由来する細胞性物質約２％を不純物として含有するポリヒドロキシ酪酸／ヒドロキシ吉草酸ポリマー（８モル％ヒドロキシ吉草酸、９２モル％ヒドロキシ酪酸）の水中における懸濁液を、撹拌槽型反応器内で１３０℃に３０分間加熱することにより凝集させた。得られた凝集懸濁液を、加圧濾過器内で圧力約２．５×１０4ＰａにおいてＧＦＣセルロースフィルター（公称ポアサイズ１．５ミクロン）により濾過した。
表１に熱凝集処理の前および後の懸濁液についての比較濾過データを、洗浄された処理済みポリマーの粒度および色に関するデータと共に示す。
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(1)マルバーンレーザー分粒計により測定
(2)相対濾過速度は比ケーキング抵抗性に基づく
(3)非凝集の場合には遠心分離し、再懸濁により洗浄し、そして再度遠心分離した。
凝集した場合にのみ濾過し、濾床上で洗浄した。
実施例２：高濃度の細胞残屑の存在下での凝集
アルカリゲネス・ユートロファスに由来し、それに由来する可溶性物質５％を不純物として含有するＰＨＢ／Ｖ（ヒドロキシ酪酸およびヒドロキシ吉草酸のコポリマー）（１２モル％ヒドロキシ吉草酸、８８モル％ヒドロキシ酪酸）の水中における懸濁液を、撹拌槽型反応器内で１２６℃に２分間加熱することにより凝集させた。得られた凝集懸濁液を、加圧濾過器内で７０００Ｐａにおいて５０μｍの濾布により濾過した。懸濁液を上記と同様に洗浄し、分析した。
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実施例３：蒸気の直接注入による連続的な熱凝集
アルカリゲネス・ユートロファスに由来し、それに由来する可溶性物質０．１３％ｗ／ｗを不純物として含有するＰＨＢ／Ｖ（８モル％ヒドロキシ吉草酸）の水中における懸濁液を、流動懸濁液内で蒸気の直接注入により連続的に熱凝集させた。温度を１２５℃に設定し、滞留時間は１分であり、乱流条件を維持して、下記の特性を得た。
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重要なプロセス改良が得られたことが認められ、黄色度試験はすべての例において不純物の完全な除去を示す。所望によりポリマーを再懸濁して濾過するか、または濾床をさらに洗浄して、所望により細胞性物質をさらに除去することができる。より弱い固体／液体分離法、たとえば加圧濾過、デカンター遠心機によって、非凝集粒子についての高重力（ｈｉｇｈ  ｇ  ｆｏｒｃｅ）遠心分離に匹敵する結果が得られた。
各ポリマー試料を乾燥させ、１７０℃で４分間溶融加工し、ＡＳＴＭ  Ｄ１９２５−７０による黄色度指数によりポリマーの色を測定した。洗浄および遠心分離法と熱凝集、濾過および洗浄法とを比較した場合、ポリマーの色に有害な作用は見られなかった。