多糖胶和其制造方法

专利名称：多糖胶和其制造方法
背景技术：
1.发明领域本发明广泛地涉及从其中溶解有多糖胶的水流体中回收多糖胶。更具体地讲，本发明涉及包括多糖胶的浓缩、热处理、和沉淀的方法，和使用这种方法回收的多糖胶。
2.相关技术描述某些多糖胶(例如黄原胶)是水胶体，由于其具有的流变学特征而用于食品、药物、工业、和油田场合。在食品中加入某些多糖胶可以有助于使水基产品更厚，更似奶油，在视觉上更具有吸引力，并且在更宽的温度、pH值和时间范围内更加稳定。在有关非食品的场合中，某些多糖胶可以为悬浮液提供粘性，改善的稳定性，和/或使流体增稠。例如，在油汽钻井中，某些多糖胶可用于改变流体的流变性，并提高钻井、修井和完井作业的效率。
某些有用的多糖胶是从植物体中提取的。例如，角叉菜胶是从红藻纲类(红色海藻)的某些物种中提取出来的。微生物可以生成某些多糖胶。例如，黄原胶是可以通过用黄单孢菌属细菌发酵而产生的多糖。洁冷胶是可以由培养的假单胞菌属伊乐藻属(Pseudomonas elodea)或相关生物产生的多糖的通用名。Curdlan是可以由微生物(例如，粪产碱菌varmyxogenes)产生的多糖胶。还有其他的多糖胶或者可以通过从植物体中提取或者可以通过微生物发酵产生。藻朊酸盐是可以通过从某些海藻物种中提取得到的多糖胶，或者，棕色固氮菌或铜绿色极毛杆菌可用于通过发酵生成多糖胶。
其中，用于从其中溶解有多糖胶的水流体中回收和提纯多糖胶(如藻朊酸盐，角叉菜胶，黄原胶，果胶，gellan，welan，出芽短梗孢糖，curdlan，rhamsan，和sphingan聚合物)的某些方法依赖于用可与水混溶的所述胶的非溶剂对其进行沉淀，如醇沉淀。所述水流体中包括的多糖可以是微生物发酵的产品或者是从植物体中提取出来的产品。例如，可以使用异丙醇、乙醇、或丙酮(例如，可与水混溶的黄原胶的非溶剂)来从水溶液中沉淀出黄原胶。在某些情况下，通过加入盐或调节pH值可以降低多糖胶沉淀所需的非溶剂的量。沉淀后，所述胶可以脱水并干燥。
多糖胶的回收可以说是一项很困难，且很昂贵的方法，因为多糖胶甚至在低浓度下也有可能很粘，这使得操作很困难。因此，将试剂与胶混合可能是一个很费力的(power intensive)过程。发酵液和植物体提取液中胶浓度相对低(往往低于约5％)，某些胶的非溶剂成本高，以及在蒸馏所述胶的非溶剂时相关的损失均显著影响着多糖胶的加工成本。
在改进用于回收溶于水流体中的多糖胶的方法中，研究集中在用于降低沉淀胶所需的胶非溶剂的量的方法上。这种方法包括1.在加入非溶剂之前，增加包含溶解的多糖胶的水流体中胶的浓度(例如，通过改进的获得较高产率和多糖浓度的发酵/提取法或通过浓缩萃取液或发酵产品)；2.向包括有某些溶解的多糖胶的水流体中加入多价阳离子，以增加沉淀效率，并降低必须加入的非溶剂的量；和3.除了向包括有某些溶解的多糖胶的水流体中加入多价阳离子之外，调节其pH值以增加沉淀效率，并降低必须加入的非溶剂的量。
这些方法有它们的缺陷。如上所述，可能难以利用浓缩的多糖胶溶液进行操作，因为甚至在相对低的多糖胶浓度(低于约5％)下，溶液也有可能特粘并难以处理。可能难以从通过包括发酵过程的方法得到的、多糖胶浓度相对高的多糖胶流体中除去生物质。此外，加入阳离子和调节pH值可能会导致生成具有低溶解度的多糖胶产品(例如，多糖胶的盐)。因此，对于改进的回收多糖胶的方法存在着一种长期的需要。
发明概述本发明的某些实施方案涉及到从水流体中回收至少一种多糖胶的方法。本发明的方法可以间歇或者连续进行。在某些实施方案中，多糖胶选自黄原胶，welan，gellan，出芽短梗孢糖，角叉菜胶，藻朊酸盐，果胶，rhamsan，curdlan和sphingan聚合物。水流体包括水和约1wt％-10wt％的至少一种基本上溶于所述水流体中的多糖胶(例如，流体中存在的至少约95wt％的多糖胶呈溶解状态)。水流体也可以包括至少一种杂质，在某些实施方案中，该杂质是可溶杂质。多糖胶可以是(1)发酵产品，(2)从植物中提取的化合物，或(3)溶于水溶液中的干燥的多糖胶，其中干燥的多糖胶是通过先前进行的方法回收的。
所述水流体与包括水和有机非溶剂的有机非溶剂流混合，以生成第一混合物。所述水流体可以，例如，在其与有机非溶剂流混合之前，通过过滤浓缩。有机非溶剂是用于将要从水流体中回收的那种多糖胶的非溶剂，在某些实施方案中，它可以选自异丙醇，甲醇，乙醇，丙酮，及其他具有类似极性的溶剂，以及其混合物。因此，有机非溶剂可以包括有机化合物的混合物。
第一混合物包括亚沉淀浓度的有机非溶剂(有机非溶剂的浓度低于多糖胶开始从溶液中沉淀的最低浓度)、水、和溶解的多糖胶。在多糖胶是黄原胶、有机非溶剂是异丙醇的某些实施方案中，第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量可以是以第一混合物的重量计约5-45重量％。
浓缩第一混合物，从而增加多糖胶的浓度。溶于水溶液或有机非溶剂的至少一种中的杂质也可以通过浓缩步骤除去。因此，这一浓缩步骤得到浓缩的第一混合物和一股从第一混合物中脱除的组分流。在某些实施方案中，第一混合物的浓缩是通过用本领域已知的方法，经过过滤实现的。脱除的组分流中包括水、存在的任何可溶的杂质、和非溶剂。
浓缩后，第一混合物中有机非溶剂的浓度仍然处于亚沉淀浓度。将额外量的有机非溶剂与浓缩的第一混合物混合，从而生成第二混合物。当额外的有机非溶剂与第一混合物混合时，有一些多糖胶可以在整个第二混合物中达到非溶剂的沉淀浓度之前沉淀出来。第二混合物包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第二混合物中有机非溶剂的浓度足以使第二混合物中存在的大部分多糖胶沉淀出来，和(B)沉淀出的多糖胶。
在某些实施方案中，对脱除的组分流可以进行蒸馏，以回收有机非溶剂，回收的这些有机非溶剂也可以循环利用并用作(1)有机非溶剂流的组分或(2)至少一部分与浓缩的第一混合物混合以实现多糖胶沉淀的额外量的有机非溶剂。
在某些实施方案中，第二混合物被分离成第一馏分和第二馏分。这可以通过离心法、滗析法或本领域已知的固体/液体分离法来实现。第一馏分包括大部分液体组分，第二馏分基本上包括所有沉淀出的多糖胶。然后第一馏分可以循环作为有机非溶剂流的组分，用于在连续法中与第一水流体混合。第二馏分可以(a)直接干燥生成第一干燥的多糖胶产品(例如，包括低于约12wt％的水)，或(b)任选在干燥之前，可以用有机非溶剂或水与有机非溶剂的溶液对第二馏分进行洗涤。当第二馏分被干燥时，有机非溶剂和分离出的水可以加入到与第一水流体混合生成第一混合物的有机非溶剂流中。在其他实施方案中，至少一些在干燥过程中分离出的有机非溶剂和水可以被冷凝、过滤和蒸馏以回收有机非溶剂，并且，蒸馏得到的有机非溶剂可以用作第二混合物的组分。在某些实施方案中，该方法进一步包括在一定的温度下对第一混合物处理一定的时间，所述温度和时间足以导致多糖胶的粘度至少有一些增加。热处理可以在浓缩第一混合物之前、之后、或在浓缩第一混合物的过程中以及在沉淀步骤之前的至少一种条件下进行。使用包括热处理的上述方法回收的第一干燥的多糖胶产品可以是热处理过的第一干燥的黄原胶产品。
在热处理过的第一干燥的黄原胶产品进行再水合时，它所具有的粘度可以比第二干燥的黄原胶产品再水合所具有粘度大至少10％，所述第二干燥的黄原胶产品是通过包括以下步骤的方法制备的提供含有水和黄原胶的第二水流体，其中所述黄原胶的组成与制备第一干燥黄原胶产品时所提供的组成相同或类似。对第二水流体进行热处理，其中处理温度和时间与在制备第一干燥的黄原胶产品中对第一混合物的处理温度和时间相同。接着，将热处理过的第二水流体与充分的有机非溶剂混合以生成第三混合物。第三混合物包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第三混合物中有机非溶剂的浓度足以使第三混合物中存在的大部分黄原胶沉淀出来，和(B)第二沉淀出的黄原胶。将第三混合物分离成A馏分和B馏分，其中A馏分包括大部分液体组分，B馏分基本上包括全部第二沉淀出的黄原胶。最后，将B馏分干燥，得到第二干燥的黄原胶产品。因此，用于制备第二干燥的黄原胶产品的热处理不在含有有机非溶剂的流体上进行，这与用于制备第一干燥的黄原胶产品的热处理相同。
本发明的某些实施方案涉及从水流体中回收黄原胶的方法。所述水流体包括约1wt％-10wt％的溶解的黄原胶。水流体与包括水和黄原胶的有机非溶剂的有机非溶剂流混合，从而生成第一混合物。第一混合物包括亚沉淀浓度的有机非溶剂。通过脱除至少一些水，如果存在的话还有可溶杂质，和非溶剂(例如脱除的组分流)，将第一混合物中的黄原胶浓缩(例如，通过过滤第一混合物)。对脱除的组分流可以进行蒸馏以回收有机非溶剂。蒸馏出的有机非溶剂可以循环利用，并用作(a)有机非溶剂流的组分或(b)至少一部分与浓缩的第一混合物混合以实现黄原胶沉淀的额外量的有机非溶剂。
第一混合物浓缩后，有机非溶剂浓度仍然低于黄原胶开始沉淀的最低浓度。将第一混合物加热到约90℃-约125℃的温度，加热至少约5分钟，这一热处理可以在第一混合物浓缩之前、之后或在第一混合物浓缩过程中、和沉淀步骤之前的至少一种条件下进行。当黄原胶溶液的有机非溶剂是异丙醇时，异丙醇可以占第一混合物重量的约5-45重量％。然后，将额外的有机非溶剂与第一混合物混合，从而生成第二混合物。第二混合物包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第二混合物中有机非溶剂的浓度足以使第二混合物中存在的大部分黄原胶沉淀出来，和(B)沉淀出的黄原胶。第二混合物可以被分离成第一馏分和第二馏分，其中第一馏分包括大部分液体组分，第二馏分包括基本上全部的沉淀出的黄原胶。
在某些实施方案中，如上所述，第二混合物被分离成第一馏分和第二馏分，第二馏分可以被干燥，或洗涤并干燥，以生成干燥的黄原胶产品。在某些实施方案中，干燥的黄原胶产品，当在水中再水合时，其粘度比通过选择性的使用热处理的方法所生成的干燥的黄原胶产品再水合时形成的粘度大至少10％。分离出的第一馏分可以如上所述被循环利用，以生成第一混合物。
本发明的某些实施方案涉及可以获得高质量黄原胶的黄原胶的回收，其中得到的黄原胶满足对黄原胶的食品化学药典要求，并且当在带有4号锭子的布氏粘度计上，在60rpm和75°F下测定时，在0.25％ds下，其粘度超过800cps。使用本发明的某些实施方案，对于热处理过的黄原胶可以相应地实现粘度至少为100％的改进(是未处理胶的粘度的二倍)。
通过本发明的方法回收的多糖胶与用已知方法回收的多糖胶相比，具有更低的颜色杂质。此外，本发明的方法可以降低加工和回收多糖胶所需蒸馏的非溶剂的量，因此，可以同时降低与有机非溶剂蒸馏有关的投资和操作成本。本发明涉及到黄原胶的回收和加工的某些实施方案可以形成以希望形式被干燥的沉淀胶，这种胶中包括几分分立的纤维性束，而不是凝胶状球。包括热处理的本发明的方法可以有助于使多糖胶的粘度达到最大的改进，并且实现粘度的协调增加，特别是在黄原胶回收工艺中。
附图简述以下附图形成该说明书的一部分，并且包括在该说明书中用于进一步举例说明本发明的某些方面。通过参考一个或多个这些附图，结合本发明中出现的特定实施方案的详细说明，可以更透彻地理解本发明。


图1是本发明实施方案的工艺流程图。
图2是用于从包括蒸馏的有机非溶剂的水流体中回收多糖胶的方法的工艺流程图。
图3描述了在90℃下在发酵液中对黄原胶进行20分钟热处理的过程中异丙醇含量的影响。
图4描述了热处理过程中使用的温度对黄原胶粘度的影响。
图5描述了热处理过程中使用的温度和不含异丙醇的溶液中黄原胶的浓度对黄原胶粘度的影响。
图6描述了热处理过程中使用的温度和含异丙醇的溶液中黄原胶的浓度对黄原胶粘度的影响。
图7描述了热处理中使用的异丙醇是蒸馏的异丙醇还是循环的异丙醇对黄原胶粘度的影响。
图8描述了热处理时间对黄原胶粘度的影响。
图9描述了发酵液，以不含IPA的通用方式热处理过的发酵液，和使用本发明的方法热处理过的发酵液的对比，其中在本发明的方法中，发酵液在加入IPA后进行热处理。
图10描述了用或不用异丙醇进行热处理对水溶液中黄原胶粘度的影响。
例证性实施方案的描述本发明的方法可用于从水流体中回收各种各样的多糖胶。本方法特别适合于回收黄原胶，welan，gellan，出芽短梗孢糖，角叉菜胶，藻朊酸盐，果胶，rhamsan，curdlan和sphingan聚合物(尤其是例如，S657，S7，S198，S88，NW11，和I-886)。黄原胶具有由β-1，4-连接的右旋葡萄糖残基组成的聚合物骨架，它在两个甘露糖单元之间具有由一个葡糖醛酸单元组成的三糖支链。该三糖支链在3位上连接到聚合物骨架中所有其他的葡萄糖单元上。Welan胶具有由四个糖单元组成的骨架，所述四个糖单元包括右旋葡萄糖，右旋葡糖醛酸，右旋葡萄糖，和左旋鼠李糖，并且侧链由单一的左旋甘露糖或单一的左旋鼠李糖单元组成。Gellan是微生物多糖，包括具有葡萄糖、葡糖醛酸、葡萄糖和鼠李糖四个糖重复单元的聚合物骨架。出芽短梗孢糖是直链1，41，6-α-右旋葡萄糖，主要由将α-1，6连接到下一个麦芽三糖基单元上的麦芽三糖基单元组成。出芽短梗孢糖还包括小百分比的麦芽四糖基单元，其不规则地分布在多糖内。角叉菜胶是主要由半乳糖的硫酸酯钾、钠、镁和钙以及3，6-脱水-半乳糖共聚物组成的水胶体。藻朊酸盐由两个5碳聚合物、甘露糖醛酸和古罗糖醛酸组成。在不同的藻朊酸盐中，酸的比例会有所不同。果胶是甲基化的聚半乳糖醛酸酯。Rhamsan具有与gellan以及welan胶相同的骨架，但是带有二糖侧链，而curdlan则是(1，3)-β-右旋葡萄糖。
本发明的方法可以从发酵液、植物浸出液、或预先加工溶解的干燥多糖胶的水溶液中回收至少一种多糖胶。因此，多糖胶可以是发酵产品，从植物体提取的化合物溶液，或市售的多糖胶的溶液。
优选，多糖胶是通过黄单孢菌属细菌，特别野油菜黄单胞菌发酵生成的黄原胶。用于生成黄原胶的某些发酵法包括通过标准接种顺序从斜面培养物繁殖野油菜黄单胞菌菌株，并用2-10％浓度的种子培养物接种生物反应器。某些黄原胶发酵法包括使培养物在中性pH值下，在适当碳源、氮源、和适当维生素以及矿物质的存在下生长。本领域已知的生产条件受到许多因素的影响，包括发酵器的类型、介质的组成、菌株、介质的pH值、生物反应器中的温度和溶解氧浓度。黄原胶发酵生成不纯的发酵液，其中可能包括最高达约7wt％黄原胶，对它们必须进行纯化以满足既定的关于纯度、颜色、滋味、气味和粘度的的质量指标。
图1示出一例用于从第一水流体8中回收多糖胶的方法，在第一水流体8中包括水和约1-10wt％的至少一种多糖胶(尤其是例如黄原胶)，它们基本上溶于所述流体中。在某些实施方案中，第一水流体8可以进一步包括其他的组分。例如，当水流体源自于发酵液时，它可以包括未使用的介质组分(尤其是例如，碳源)，细胞碎屑，其他的发酵产品或代谢产物。发酵液、植物浸出液、或其他多糖胶溶液(例如，市售的多糖胶的水溶液)可以浓缩生成水流体8。第一水流体8的浓缩(例如增加多糖胶的浓度)可以使用过滤或本领域已知的其他方法进行，通过浓缩产生的废液6可以包括杂质(例如，可能在发酵过程中聚集的某些杂质)。杂质可以是可溶的或是不溶的。或者，第一水流体8可以在未经浓缩的溶液中包括约1-10wt％的至少一种多糖胶。例如，可以进行用于黄原胶的发酵过程，以得到未浓缩的发酵液，其中包含约1-10wt％的溶解的黄原胶，这种发酵液可以用作本发明的第一水流体8。不溶的组分，尤其是如生物质，可以在其用作第一水流体8之前，或者在其被浓缩以用作第一水流体8之前从多糖胶溶液中脱除。
第一水流体8与有机非溶剂流20混合，其中有机非溶剂流20包括水和即将被回收的多糖胶的非溶剂。非溶剂是可与水混溶的，并且可以是选自异丙醇、甲醇、乙醇、丙酮、其他具有类似极性的有机溶剂、以及这些溶剂的混合物的有机溶剂。当即将回收的多糖胶是黄原胶时，优选该有机非溶剂流20包括异丙醇和水。优选，有机非溶剂流20是从上述多糖胶回收工艺中循环来的或者是从其他工业生产过程中循环来的。有机非溶剂流20可以包括水和从如下所述的湿多糖胶(例如第二馏分)22的干燥中回收的非溶剂，在干燥湿多糖胶22时，还得到第一干燥的多糖胶产品28。除了水之外，非溶剂流20还可以包括已经从蒸馏工艺中回收的有机非溶剂。优选，非溶剂流20从回收方法的下游部分循环而来。它与第一水流体8混合，生成第一混合物。优选，包括第一水流体8和有机非溶剂流20的第一混合物10中有机非溶剂的浓度处于亚沉淀浓度。也就是说，混合物10中有机非溶剂的浓度低于将导致多糖胶发生沉淀的浓度。对第一混合物10进行浓缩，以增加多糖胶的浓度。浓缩的第一混合物12中有机非溶剂的浓度低于黄原胶开始沉淀的最低浓度。在浓缩第一混合物10的过程中除去的水和非溶剂是物流11的组分，其可以被蒸馏以回收非溶剂30。当从水流体8中回收的多糖胶是黄原胶，使用的有机非溶剂是异丙醇时，第一混合物10中有机非溶剂的亚沉淀量优选在以第一混合物计约5-45重量％之间，更优选在约20％-40％之间，最优选在约30％-40％之间。
第一混合物的浓缩可以通过使用微过滤或通过使用本领域已知的其他方法过滤第一混合物10实现。第一混合物10、12或者两者都可以在一定温度下热处理一定的时间，所述温度和时间足以导致多糖胶的粘度至少有一些增加。热处理可以在浓缩第一混合物之前、之后、或在浓缩第一混合物的过程中以及在沉淀之前的至少一种条件下进行。优选，当回收黄原胶时，第一混合物10、12或者两者都在约90℃-约125℃的温度下热处理至少约5分钟，更优选至少约15分钟。
在第一混合物的浓缩以及任选的热处理之后，将额外的有机非溶剂30与浓缩后的第一混合物12或14(取决于是否应用热处理)混合，从而形成第二混合物16，其中第二混合物16包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第二混合物中有机非溶剂的浓度足以沉淀出第二混合物中存在的大部分多糖胶(例如，大于约50wt％)，和(B)沉淀出的多糖胶。在干燥第二馏分18的过程中分离出的水和有机非溶剂22，可以被冷凝和蒸馏以回收有机非溶剂，蒸馏得到的有机非溶剂可以用作第二混合物的组分。当额外的有机非溶剂与第一混合物混合时，有一些多糖胶可以在整个第二混合物中达到非溶剂的沉淀浓度之前沉淀出来。额外的非溶剂优选是与有机非溶剂物流的组分相同的非溶剂，但是在某些实施方案中，它可以是不同的非溶剂。
第二混合物16可以分离成第一馏分20和第二馏分18，其中，第一馏分20包括大部分(例如，大于第二混合物16中液体的50wt％)的液体组分(例如，包括水和非溶剂)，第二馏分18包括基本上所有(大于约95wt％)的沉淀出的多糖胶。用于第一混合物10的有机非溶剂物流20包括分离步骤分离的第一馏分20，它也可以进一步包括上述物流22。虽然有机非溶剂物流在图1中描述为是从本发明的多糖回收方法中循环的形式，但有机非溶剂物流可以源自于本领域已知的其它来源，例如，有机非溶剂物流可以包括含有非溶剂的另一个工业生产过程的产品或者副产物。
对第二馏分18可以进行干燥，以生成第一干燥的多糖胶产品28(例如，包括低于约12wt％的水)。优选，在第二馏分18被干燥之前，对其用有机非溶剂或者含有水和有机非溶剂的第一溶液进行洗涤，其中第一溶液中有机非溶剂的浓度大于足以沉淀出大部分多糖胶的浓度。通过干燥第二馏分18分离出的残余的水和有机溶剂22，可以被冷凝并可以是用于制备第一混合物的有机非溶剂物流20的组分。部分或者全部的水和非有机溶剂20可以从分离步骤中(例如，直接从第一馏分)，从干燥步骤(例如，物流22)，和/或从非溶剂蒸馏的非溶剂组分30中回收。任选，至少一部分物流11可以被蒸馏，以回收非有机溶剂30，其可用于从第一混合物中沉淀出多糖胶16。虽然加入到浓缩后的第一混合物中的额外量的有机非溶剂在图1中被描述为是从本发明的多糖回收方法的非溶剂11的蒸馏过程中循环来的，但是有机非溶剂可以源自于其它来源。例如，它可以是从另一个工业生产过程蒸馏出的产物或者副产物。上述用于回收多糖胶的方法可以以间歇或连续法进行。
优选，当通过本发明的方法回收的多糖胶是黄原胶，和当第一干燥的多糖胶产品28再水合时，它所具有的粘度比通过另一种方法(例如，选择性的方法)制备的干燥的黄原胶产品再水合时所具有的粘度大至少10％。用于这样的第二种方法的工艺流程图示于图2。
包括水和黄原胶且其组成与为制备第一干燥的多糖胶产品28而提供的水流体相同的第二水流体40，在与用第一混合物10制备第一干燥的多糖胶28时相同的温度下，被热处理相同的时间段。充分的有机非溶剂54与热处理过的第二水流体42混合，以生成第三混合物44，其包括(A)包含有机非溶剂和水的液体组分，和(B)第二沉淀出的黄原胶。液体组分中的水是存在于第二水流体40中的水，且第三混合物44中有机非溶剂的浓度足以使第三混合物44中存在的大部分黄原胶(大于约50wt％)沉淀出来。第三混合物44被分离成A馏分50和B馏分46，其中A馏分包括大部分(例如，大于第三混合物中存在的液体的50wt％)的液体组分(例如，包括水和非溶剂)，B馏分46包括基本上所有(例如，大于约95wt％)的第二沉淀出的黄原胶。将B馏分46干燥，得到第二干燥的黄原胶产品48。从干燥过程中分离出的水和有机非溶剂52可以被蒸馏，以回收有机非溶剂54，其可以以连续循环的方式用于该方法中，以从溶液中沉淀出多糖胶。尽管用于沉淀出第二黄原胶的有机非溶剂在图2中被描述为是从备选的多糖回收方法中循环来的，但蒸馏的有机非溶剂可以来自其他的工业生产过程。
为了使它们每单位固体具有较高的粘度，大部分商品黄原胶都经历热处理。因此，在工业生产过程中，黄原胶和某些其他的多糖胶通常在水溶液中进行热处理。热处理导致黄原胶结构发生变化，使成品胶的粘度增加从20-50％间的任何数量。尽管经历相同的热处理，但是由不同的水溶液产生的黄原胶产品所达到的粘度增加存在相当大的差异，特别当该水溶液是发酵液时。
如上所述，工业生产过程通常包括多糖胶水溶液的热处理。本发明的实施方案包括对含有多糖胶水溶液和水溶性非溶剂的混合物进行热处理。在本发明某些实施方案的黄原胶产品中，获得的粘度增加可能比用只对水溶液进行热处理的方法所获得的粘度增加程度更高。本发明涉及到热处理的某些实施方案可以进一步生成黄原胶产品，这种产品可以以几分分立的纤维束的形式干燥，而与之相反，在某些目前使用的工业生产过程中，形成的产品却可能是凝胶状球，这是不太希望的。
用目前工业中正在使用的某些方法得到的多糖胶产品具有各种各样的缺点，其中包括制造成本高。在黄原胶提纯过程中，一个关键的成本因子涉及到与用于沉淀的有机非溶剂有关的费用。由于用这些方法生成的胶产量相对低，以及由于与包含有大量杂质(例如，非IPA组分)的非溶剂混合物的蒸馏有关的能量缘故，非溶剂的蒸馏(例如，IPA的蒸馏)成本很高。本发明的某些实施方案可以降低蒸馏所需的非溶剂的量，因此，可以同时降低与用于回收非溶剂的蒸馏有关的损失，从而可以降低与蒸馏有关的能源成本。
之所以包括以下实施例，是为了举例说明本发明的优选实施方案。本领域技术人员应该理解，随后的实施例中公开的方法代表发明人发现的在本发明实践中工作较好的方法，因此可以被认为构成实施本发明的优选模式。但是，根据本发明的公开内容，本领域技术人员还应当理解，在不背离本发明的精神和范围情况下，在公开的特定实施方案中可以进行许多变化，并且仍然可以得到类似的或相似的结果。
在如下的实施例中，在实验室用帕尔压力反应器中，在未加工的发酵液及其他黄原胶水溶液上进行30分钟的黄原胶热处理，除非另作说明。热处理之后，通过将一股发酵液流与一股异丙醇(IPA)物流一起，注入到实验室用均质器的吸入侧，而从发酵液中沉淀出胶。在实验室用篮型离心机中收集沉淀。过量的液体通过在吸墨纸片之间挤压胶而除去。该胶在耐溶剂的强制鼓风的烘箱中在33℃下干燥过夜。
为了研究胶浓度的影响，通过微过滤增加浓度，或者通过加入微过滤滤液降低浓度。在这种方式中，除了胶浓度之外，发酵液的所有特性均保持不变。
为了比较异丙醇(IPA)的浓度，将滤液、纯的IPA、或者滤液与IPA的混合物加入到发酵液中，以便使最终的胶浓度相同。
所有的粘度测量均在再水合的成品干制品上进行。干胶在包含有0.1％NaCl和0.015％CaCl2·2H2O的水溶液中，在0.25％的胶浓度下，通过搅拌再水合1小时。使用具有小样本适配器和18号锭子的DVII布氏粘度计，在0.6rpm(约0.4s-1剪切速率)下测定粘度。这些实施例中涉及到的所有粘度均是在胶已经经过热处理、沉淀、干燥、然后再水合到0.25％ds后的粘度。
实施例1在热处理过程中异丙醇含量对再水合的黄原胶粘度的影响图3示出了在热处理过程中，发酵液中IPA的含量对再水合胶粘度的影响。每一发酵液均在90℃下热处理20分钟。当发酵液中IPA的浓度增加时，胶的粘度不断增加。
在热处理过程中，随着发酵液中IPA含量增加至发酵液的至少30重量％，再水合的胶的粘度继续增加。图3举例说明了当IPA从0％、经过15％、一直增加到30％时黄原胶粘度的增加情况。
实施例2在30分钟的热处理过程中，发酵液中的IPA浓度和温度对再水合后黄原胶粘度的影响图4示出在热处理过程中温度对成品胶粘度的影响。为了使粘度的演变最佳，需要有一个最低的温度。在这一最低的温度以上，特别是在发酵液中IPA的浓度高时，成品胶的粘度持续很高。也就是说，只要超过最低温度，不必符合最适温度才能获得高的胶粘度。该图也举例说明了发酵液中IPA的浓度对干胶粘度的影响。增加IPA浓度到约30％时会显著增加胶的粘度。
实施例3在热处理过程中增加发酵液中黄原胶浓度的影响图5和6表明了在热处理过程中增加发酵液中胶的浓度将增加成品胶的粘度。不管在热处理过程中发酵液是否包含IPA，这都成立，但是在存在IPA时效果增强。图5示出在热处理过程中不存在任何IPA时的影响；图6示出在热处理过程中当发酵液中包含有30％的IPA时的影响。
在热处理过程中，当胶的浓度增加到约3％的胶时，影响达到最大值。进一步增加胶的浓度，在最终产品粘度方面的优势将不再增加。相反，在热处理之前，在不牺牲产品质量的情况下，胶的浓度可以增加到6.6％以及更高。这很清楚地说明了这样的优点，例如将沉淀胶所需的非溶剂的量减到最少。
实施例4在黄原胶热处理中使用的IPA来源的影响不管在热处理过程中发酵液中的IPA是新近蒸馏的，还是来源于该方法的再循环物流，其对最终的胶粘度的影响都很小。图7示出了在加入纯(99％)IPA，和加入在从上述处理的滤液中分离掉沉淀出的胶之后收集的IPA水溶液时，进行热处理后，由这两种发酵液得到的胶的粘度的比较。为了达到其用于粘度演变的最低值，包含滤液的发酵液也许需要几分更高的温度，但是在这一最低值之上所处理的胶的粘度非常相似。事实上，用滤液进行热处理的产品比处理过程中温度较高时得到的产品仿佛更柔韧。
实施例5热处理时间长短对最终的黄原胶粘度的影响最终的胶粘度在很大程度上仿佛对处理时间并不敏感。图8示出了在处理温度下和在30％的异丙醇存在下，将胶保存短至10分钟，长至30分钟时胶的粘度。在它们当中有一点点差异。
这些醇热处理的粘度-增加效果大部分被宣布为″低质″胶。黄原胶的质量是通过其在低浓度下在水中形成粘度的能力来评价的。高粘度胶在工业上价格高。未加工的发酵液的粘度是胶在热处理、沉淀和干燥后胶粘度的优良的预言者。胶的分子量也是黄原胶(以及其他的聚合物)相对溶液粘度的预言者。
实施例6同从稀溶液中回收的黄原胶粘度相比，未加工的发酵液的粘度图9比较了以通用的方式热处理的发酵液和在加入IPA(30％)后热处理的发酵液。按照惯例进行热处理的胶，其粘度与发酵液的粘度以及胶的分子量有关。胶溶液中黄原胶的浓度是2.2％。所有用IPA热处理过的胶都有更高的粘度。粘度是使用布氏粘度计在60rpm下测定的。由于存在IPA而使粘度增加的百分率主要被归于具有最低粘度的发酵液(分子量最低的胶)。当胶的″质量″提高时，IPA使粘度增加的能力减小。同样，在常规热处理后粘度为944cps的最优质胶将被认为是最高档的商品，其IPA的存在下热处理时，粘度增加40％以上。
在热处理过程中IPA的粘度增加效果并不局限于未加工黄原胶发酵液的处理。很多市售的、食品级黄原胶产品(例如，Keltrol，Keltrol RD，ADM 200，Rhodigel和Rhodigel Ultra)的粘度在用醇热处理时粘度都有显著的增加。为此，将它们溶解在浓度为2.5％的90/10的水和IPA的混合物中，然后在95℃下加热30分钟。之后沉淀并干燥。在图10中比较了这些产品有和没有经过IPA热处理时溶液的粘度。作为对照，对已经在30％的IPA存在下进行了热处理、沉淀并干燥的黄原胶样品(例如，实验室生成的)如同商品胶一样，进行处理。
所有的商品黄原胶在醇热处理时粘度都显著增加。唯一由于热处理而损失粘度的胶是实验室样品，其预先已经用较高浓度的醇进行了处理。
这一发现的重要性在于，目前被从溢价市场上赶出的″低质″黄原胶可以很容易地转化为高粘度的“加价”产品。
实施例7常规方法通过把45磅Rodigel EZ溶解在自来水中使其成为浓度为3.5重量％的胶，而制备起始的黄原胶发酵液。将发酵液泵送经过连续热处理，热处理温度为99℃，停留时间为20分钟。热处理的发酵液与充分的83.1％的异丙醇混合以产生沉淀，导致形成液体混合物，异丙醇浓度为56.9重量％。用离心机将黄原胶纤维从液体中分离出来，收集滤液用于将来循环使用。将纤维干燥，分析粘度。下表记录了整个过程的质量平衡表11#试验，没有醇循环磅胶 醇 水 总计发酵产品45.0 0.01240.7 1285.7第一浓缩物 45.0 0.01240.7 1285.7循环的醇0.0 0.00.0 0.0混合产品45.0 0.01240.7 1285.7第二渗透物 0.0 0.00.0 0.0第二浓缩物 45.0 0.01240.7 1285.7新鲜醇 0.0 2239.2 455.4 2694.5分离进料45.0 2239.2 1696.1 3980.2分离滤液0.0 2232.8 1658.5 3891.3干燥器进料 45.0 6.337.688.9模拟发酵液在沉淀前未经浓缩。因此，第一浓缩物、混合物产品、和第二浓缩物相同。在56.9％的异丙醇浓度下产生沉淀所需的新鲜的醇量是，以模拟发酵液中的每磅水计2.1磅源醇。所得到的干燥的黄原胶，在用带有18号锭子的布氏粘度计，在0.6rpm和0.25％胶浓度下测定时，粘度为850厘泊。
实施例8发酵液浓缩和醇的循环通过用黄单孢菌属细菌的标准发酵法制备起始的黄原胶发酵液，使得胶的浓度为3.15重量％。将发酵液通过0.05微米的陶瓷膜微过滤，使发酵液浓缩到含7.1重量％的胶。将实施例7的离心机滤液(循环的醇)与浓缩的发酵液混合。所得混合物再用0.05微米的陶瓷膜浓缩，直到胶浓度为5.1重量％。将再浓缩的醇浓度为31.8重量％的发酵液泵送经过连续热处理，热处理温度为99℃，停留时间为20分钟。热处理的发酵液与充分的83.1％的异丙醇混合以产生沉淀，导致形成液体混合物，异丙醇浓度为67.2重量％。用离心机将黄原胶纤维从液体中分离出来，收集滤液用于将来循环使用。将纤维干燥，分析粘度。下表记录了整个过程的质量平衡表22#试验，有醇从1#试验循环磅胶醇 水总计发酵产品 49.5 0.01521.91571.4第一浓缩物49.5 0.0650.6 700.1循环的醇 0.0 464.2 344.8 809.0混合产品 49.5 464.2 995.5 1509.1第二渗透物0.0 171.9 368.6 540.5第二浓缩物49.5 292.3 626.9 968.7新鲜醇0.0 1700.7 345.9 2046.6分离进料 49.5 1993.0 972.8 3015.3分离滤液 4.4 1979.1 926.4 2909.9干燥器进料45.1 13.9 46.4 105.4在67.2％的异丙醇浓度下产生沉淀所需的新鲜醇的量是，以第一浓缩物中的每磅水计3.15磅源醇。所得到的干燥的黄原胶，在用带有18号锭子的布氏粘度计，在0.6rpm和0.25％胶浓度下测定时，粘度为1180厘泊。如果没有与实施例7的离心机滤液混合并再浓缩，则在67.2％的醇浓度下沉淀所需的醇量将为以第一浓缩物中每磅水计4.23磅源醇。如果在以上发酵液上使用常规方法，则在67.2％的醇浓度下发生沉淀所需的源醇将是6432.2磅。所要求的方法将源醇的用量降低了68％。通过所要求的方法生成的干胶，其粘度比用常规方法生成的对比胶大39％。
实施例9发酵液浓缩和醇的循环通过用黄单孢菌属细菌的标准发酵法制备起始的黄原胶发酵液，使得胶的浓度为3.29重量％。将发酵液通过0.05微米的陶瓷膜微过滤，使发酵液浓缩到含7.7重量％的胶。将实施例8的离心机滤液(循环的醇)与浓缩的发酵液混合。所得混合物再用0.05微米的陶瓷膜浓缩，直到胶浓度为4.84重量％。将再浓缩的醇浓度为39重量％的发酵液泵送经过连续热处理，热处理温度为99℃，停留时间为20分钟。热处理的发酵液与充分的83.1％的异丙醇混合以产生沉淀，导致形成液体混合物，异丙醇浓度为63.0重量％。用离心机将黄原胶纤维从液体中分离出来，收集滤液用于将来循环使用。将纤维干燥，分析粘度。下表记录了整个过程的质量平衡表33#试验，有醇从2#试验循环磅胶 醇 水总计发酵产品 44.50.0 1308.11352.6第一浓缩物44.50.0 531.8 577.4循环的醇 1.1 486.3228.8 715.1混合产品 45.6486.3760.6 1292.5第二渗透物0.0 136.7213.7 350.4第二浓缩物45.6349.6546.9 942.1新鲜醇0.0 889.7180.9 1070.6分离进料 45.61239.3 727.8 2012.7分离滤液 4.2 1231.3 691.8 1927.3干燥器进料41.48.0 35.9 85.4在63.0％的异丙醇浓度下产生沉淀所需的新鲜醇的量是，以第一浓缩物中的每磅水计2.01磅源醇。所得到的干燥的黄原胶，在用带有18号锭子的布氏粘度计，在0.6rpm和0.25％胶浓度下测定时，粘度为1390厘泊。如果没有与实施例8的离心机滤液混合并再浓缩，则在63.0％的醇浓度下沉淀所需的醇量将为以第一浓缩物中每磅水计3.13磅源醇。如果在以上发酵液上使用常规方法，则在63.0％的醇浓度下发生沉淀所需的源醇将是4100磅。所要求的方法将源醇的用量降低了74％。通过所要求的方法生成的干胶，其粘度比用常规方法生成的对比胶大64％。
实施例10发酵液浓缩和醇的循环通过用黄单孢菌属细菌的标准发酵法制备起始的黄原胶发酵液，使得胶的浓度为3.10重量％。将发酵液通过0.05微米的陶瓷膜微过滤，使发酵液浓缩到含6.83重量％的胶。将实施例9的离心机滤液(循环的醇)与浓缩的发酵液混合。所得混合物再用0.05微米的陶瓷膜浓缩，直到胶浓度为4.62重量％。将再浓缩的醇浓度为36.4重量％的发酵液泵送经过连续热处理，热处理温度为99℃，停留时间为20分钟。热处理的发酵液与充分的83.1％的异丙醇混合以产生沉淀，导致形成液体混合物，异丙醇浓度为56.8重量％。用离心机将黄原胶纤维从液体中分离出来，收集滤液用于将来循环使用。将纤维干燥，分析粘度。下表记录了整个过程的质量平衡表44#试验，有醇从3#试验循环磅胶醇 水 总计发酵产品 39.6 0.0 1237.8 1277.4第一浓缩物39.6 0.0 541.5 581.1循环的醇 1.6 457.0257.0 715.6混合产品 41.2 457.0798.5 1296.7第二渗透物0.0 147.4257.5 404.9第二浓缩物41.2 309.6541.0 891.8新鲜醇0.0 548.4111.5 659.9分离进料 41.2 858.0652.5 1551.7分离滤液 6.0 853.9621.8 1481.7干燥器进料35.2 4.1 30.7 70.0
在56.8％的异丙醇浓度下产生沉淀所需的新鲜醇的量是，以第一浓缩物中的每磅水计1.22磅源醇。所得到的干燥的黄原胶，在用带有18号锭子的布氏粘度计，在0.6rpm和0.25％胶浓度下测定时，粘度为1360厘泊。如果没有与实施例9的离心机滤液混合并再浓缩，则在56.8％的醇浓度下沉淀所需的醇量将为以第一浓缩物中每磅水计2.16磅源醇。如果在以上发酵液上使用常规方法，则在56.8％的醇浓度下发生沉淀所需的源醇将是2673.3磅。所要求的方法将源醇的用量降低了75％。通过所要求的方法生成的干胶，其粘度比用常规方法生成的对比胶大60％。
实施例11发酵液浓缩和总的醇的循环通过用黄单孢菌属细菌的标准发酵法制备起始的黄原胶发酵液，使得胶的浓度为3.00重量％。将发酵液通过0.05微米的陶瓷膜微过滤，使发酵液浓缩到含7.50重量％的胶。将上述间歇的全部离心机滤液(醇的循环)与浓缩的发酵液混合。所得混合物再用0.05微米的陶瓷膜浓缩，直到胶浓度为7.50重量％。将再浓缩的醇浓度为35.4重量％的发酵液泵送经过连续热处理，热处理温度为99℃，停留时间为20分钟。热处理的发酵液与充分的83.1％的异丙醇混合以产生沉淀，导致形成液体混合物，异丙醇浓度为55.0重量％。用离心机将黄原胶纤维从液体中分离出来，把滤液循环，同时把纤维干燥。下表记录了这一整个过程的质量平衡表5预期的总的醇循环磅胶醇 水总计发酵产品 40.0 0.0 1293.31333.3第一浓缩物 40.0 0.0 493.3 533.3循环的醇 1.0 461.7349.8 811.5混合产品 41.0 461.7843.1 1344.8第二渗透物 0.0 282.4515.7 798.1第二浓缩物 41.0 179.3327.4 546.7
新鲜醇0.0 293.959.8 353.7分离进料 41.0473.2387.2 900.4分离滤液 1.0 461.7349.8 811.5干燥器进料40.011.6 37.3 88.9在55.0％的异丙醇浓度下产生沉淀所需的新鲜醇的量是，以第一浓缩物中的每磅水计0.72磅源醇。所得到的干燥的黄原胶，当用带有18号锭子的布氏粘度计，在0.6rpm和0.25％胶浓度下测定时，粘度为1300-1400厘泊。如果没有与离心机滤液混合并再浓缩，则在55.0％的醇浓度下沉淀所需的醇量将为以第一浓缩物中每磅水计1.96磅源醇。如果在以上发酵液上使用常规方法，则在55.0％的醇浓度发生沉淀所需的源醇将是2531.4磅。所要求的方法因此将源醇的用量降低了86％。通过所要求的方法生成的干胶，其粘度比用常规方法生成的对比胶大53-65％。
根据本发明的公开内容，在这里公开和要求的所有的组合物和方法在不进行过度的实验情况下就可以制得和实施。虽然已经从优选实施方案方面对本发明的组合物和方法进行了描述，但是，对本领域技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明的构思、精神和范围的情况下，可以对组合物和方法、在这里描述的方法的步骤或者步骤顺序进行变化。更具体地说，很显然，某些化学上相关的试剂可以代替在这里描述的试剂，与此同时将获得相同或者相似的结果。所有这种对本领域技术人员来说显而易见的相似的替代和改进均被认为落在附加权利要求所定义的本发明的精神、范围和构思之内。
权利要求
1.一种从水流体中回收多糖胶的方法，其包括提供含有水、至少一种杂质、和在约1wt％-10wt％之间的至少一种多糖胶的第一水流体，其中多糖胶基本上溶于第一水流体中；将第一水流体与含有水和有机非溶剂的有机非溶剂物流混合，从而生成第一混合物，其中该第一混合物包括亚沉淀浓度的有机非溶剂；浓缩第一混合物，从而生成(1)多糖胶浓度大于第一混合物中多糖胶浓度的浓缩的第一混合物，和(2)含有水和有机非溶剂的脱除的组分流，其中浓缩的第一混合物中有机非溶剂的浓度低于多糖胶开始沉淀时的最低浓度；和将额外量的有机非溶剂与浓缩的第一混合物混合，从而生成第二混合物，其中第二混合物包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第二混合物中有机非溶剂的浓度足以使第二混合物中存在的大部分多糖胶沉淀出来，和(B)沉淀出的多糖胶。
2.权利要求1的方法，其中浓缩步骤包括过滤第一混合物以增加多糖胶的浓度。
3.权利要求1的方法，进一步包括将第二混合物分离成第一馏分和第二馏分的步骤，其中第一馏分包括大部分的液体组分，第二馏分包括基本上所有沉淀出的多糖胶以及至少一些水和有机非溶剂。
4.权利要求3的方法，其中有机非溶剂流包括第一馏分。
5.权利要求3的方法，进一步包括干燥第二馏分以生成干燥的多糖胶产品，其中分离掉至少一些残留的水和有机非溶剂。
6.权利要求5的方法，进一步包括用有机非溶剂或者含有水和有机非溶剂的第一溶液洗涤第二馏分，其中第一溶液中有机非溶剂的浓度大于足以沉淀出大部分多糖胶的浓度。
7.权利要求5的方法，其中分离掉的至少一部分残留的水和有机非溶剂被冷凝并回收，且其中有机非溶剂流包括回收的水和有机非溶剂。
8.权利要求5的方法，其中分离出的至少一部分残留的水和有机非溶剂被冷凝、过滤、并蒸馏以回收有机非溶剂。
9.权利要求8的方法，其中第二混合物包括通过蒸馏回收的有机非溶剂。
10.权利要求1的方法，其中过滤脱除的组分物流以生成过滤的物流。
11.权利要求10的方法，进一步包括蒸馏至少一部分过滤的物流以回收有机非溶剂。
12.权利要求10的方法，其中有机非溶剂流包括过滤的物流。
13.权利要求1的方法，进一步包括在一定温度下将第一混合物处理一段时间，其中所述温度和时间足以使多糖胶的粘度有至少一部分增加，其中所述处理在浓缩第一混合物之前、之后或者在其过程中，和在将额外量的非溶剂与浓缩的第一混合物混合之前中的至少一个时间点进行。
14.权利要求13的方法，进一步包括将第二混合物分离成第一馏分和第二馏分的步骤，其中第一馏分包括大部分的液体组分，第二馏分包括基本上所有沉淀出的多糖胶。
15.权利要求14的方法，进一步包括干燥第二馏分以生成第一干燥的多糖胶产品的步骤。
16.权利要求15的方法，其中所述多糖胶是黄原胶，且当第一干燥的多糖胶产品再水合时，其粘度至少比通过如下方法制备的干燥的黄原胶产品再水合时的粘度大10％提供含有水和黄原胶的第二水流体，其中该黄原胶与为制备第一干燥的多糖胶产品而提供的黄原胶组成相同；对第二水流体进行热处理，其中处理温度和时间与在制备第一干燥的多糖胶中对第一混合物的处理温度和时间相同；将足够的有机非溶剂与热处理过的第二水流体混合，从而生成第三混合物，其中第三混合物包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第三混合物中有机非溶剂的浓度足以使第三混合物中存在的大部分黄原胶沉淀出来，和(B)第二沉淀出的黄原胶；将第三混合物分离成A馏分和B馏分，其中A馏分包括大部分液体组分，B馏分包括基本上全部的第二沉淀出的黄原胶；将B馏分干燥，得到第二干燥的黄原胶产品。
17.权利要求1的方法，其中有机非溶剂选自异丙醇、甲醇、乙醇、丙酮和其混合物。
18.权利要求17的方法，其中多糖胶是黄原胶，有机非溶剂是异丙醇，第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量以第一混合物的重量计在约5-45重量％之间。
19.权利要求18的方法，其中第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量以第一混合物的重量计在约20％-40％之间。
20.权利要求18的方法，其中第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量以第一混合物的重量计在约30％-40％之间。
21.权利要求1的方法，进一步包括将水流体浓缩。
22.权利要求1的方法，其中所述方法是间歇法。
23.权利要求1的方法，其中所述方法是连续法。
24.权利要求1的方法，其中水流体包括发酵液或其组分。
25.权利要求1的方法，其中水流体包括植物浸出液或其组分。
26.权利要求1的方法，其中多糖胶是发酵产品。
27.权利要求1的方法，其中多糖胶是从植物中提取的化合物。
28.权利要求1的方法，其中多糖胶选自黄原胶，welan，gellan，出芽短梗孢糖，角叉菜胶，藻朊酸盐，果胶，rhamsan，curdlan和sphingan聚合物。
29.权利要求1的方法，其中所述杂质包括可溶杂质。
30.一种从水流体中回收黄原胶的方法，其包括提供包括水和至少约1wt％-10wt％黄原胶的水流体，其中黄原胶基本上溶于所述水流体中；将水流体与含有水和黄原胶的有机非溶剂的有机非溶剂流混合，从而生成第一混合物，其中第一混合物包括亚沉淀浓度的有机非溶剂；浓缩第一混合物，从而增加黄原胶的浓度，其中浓缩后，第一混合物中有机非溶剂的浓度低于黄原胶开始沉淀的最低浓度；把第一混合物加热到约90℃-约125℃，加热至少约5分钟；和将额外量的有机非溶剂与第一混合物混合，从而生成第二混合物，其中第二混合物包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第二混合物中有机非溶剂的浓度足以使第二混合物中存在的大部分黄原胶沉淀出来，和(B)沉淀出的黄原胶。
31.权利要求30的方法，进一步包括将第二混合物分离成第一馏分和第二馏分的步骤，其中第一馏分包括大部分的液体组分，第二馏分包括基本上所有沉淀出的黄原胶。
32.权利要求31的方法，其中有机非溶剂流包括第一馏分。
33.权利要求31的方法，进一步包括干燥第二馏分以生成干燥的黄原胶产品。
34.权利要求33的方法，进一步包括用有机非溶剂或者含有水和有机非溶剂的第一溶液洗涤第二馏分，其中第一溶液中有机非溶剂的浓度大于足以沉淀出大部分黄原胶的浓度。
35.权利要求33的方法，其中，所述干燥的黄原胶产品，当在水中再水合时，其粘度至少比通过如下方法制备的干燥的黄原胶产品再水合时的粘度大10％提供含有水和黄原胶的第二水流体，其中该黄原胶与为制备第一干燥的多糖胶产品而提供的黄原胶组成相同；对第二水流体进行热处理，其中处理温度和时间与在制备第一干燥的多糖胶中对第一混合物的处理温度和时间相同；将足够的有机非溶剂与热处理过的第二水流体混合，从而生成第三混合物，其中第三混合物包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第三混合物中有机非溶剂的浓度足以使第三混合物中存在的大部分黄原胶沉淀出来，和(B)第二沉淀出的黄原胶；将第三混合物分离成A馏分和B馏分，其中A馏分包括大部分液体组分，B馏分包括基本上全部的第二沉淀出的黄原胶；将B馏分干燥，得到第二干燥的黄原胶产品。
36.权利要求30的方法，其中有机非溶剂选自异丙醇、甲醇、乙醇、丙酮和其混合物。
37.权利要求30的方法，其中有机非溶剂是异丙醇，且第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量以第一混合物的重量计在约5-45重量％之间。
38.权利要求3 7的方法，其中第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量以第一混合物的重量计在约20％-40％之间。
39.权利要求37的方法，其中第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量以第一混合物的重量计在约30％-40％之间。
40.权利要求30的方法，其中浓缩步骤包括过滤第一混合物。
41.权利要求30的方法，其中加热步骤在浓缩步骤之前进行。
42.权利要求30的方法，其中加热步骤在浓缩步骤之后进行。
43.权利要求30的方法，其中加热步骤与浓缩步骤同时进行。
44.通过以下方法制备的黄原胶，所述方法包括提供包括水和至少约1wt％-10wt％黄原胶的水流体，其中黄原胶基本上溶于所述水流体中；将水流体与含有水和黄原胶的有机非溶剂的有机非溶剂流混合，从而生成第一混合物，其中第一混合物包括亚沉淀浓度的有机非溶剂；浓缩第一混合物，从而增加黄原胶的浓度，其中浓缩后，第一混合物中有机非溶剂的浓度低于黄原胶开始沉淀的最低浓度；把第一混合物加热到约90℃-约125℃，加热至少约5分钟；和将额外量的有机非溶剂与第一混合物混合，从而生成第二混合物，其中第二混合物包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第二混合物中有机非溶剂的浓度足以使第二混合物中存在的大部分黄原胶沉淀出来，和(B)沉淀出的黄原胶。
45.权利要求44的黄原胶，其中所述方法进一步包括将第二混合物分离成第一馏分和第二馏分的步骤，其中第一馏分包括大部分的液体组分，第二馏分包括基本上所有沉淀出的黄原胶。
46.权利要求45的黄原胶，其中所述方法的有机非溶剂流包括第一馏分。
47.权利要求45的黄原胶，其中所述方法进一步包括干燥第二馏分以生成干燥的黄原胶产品。
48.权利要求47的黄原胶，其中，所述干燥的黄原胶产品，当在水中再水合时，其粘度至少比通过如下方法制备的干燥的黄原胶产品再水合时的粘度大10％提供含有水和黄原胶的第二水流体，其中该黄原胶与为制备第一干燥的多糖胶产品而提供的黄原胶组成相同；对第二水流体进行热处理，其中处理温度和时间与在制备第一干燥的多糖胶中对第一混合物的处理温度和时间相同；将足够的有机非溶剂与热处理过的第二水流体混合，从而生成第三混合物，其中第三混合物包括(A)含有有机非溶剂和水的液体组分，其中第三混合物中有机非溶剂的浓度足以使第三混合物中存在的大部分黄原胶沉淀出来，和(B)第二沉淀出的黄原胶；将第三混合物分离成A馏分和B馏分，其中A馏分包括大部分液体组分，B馏分包括基本上全部的第二沉淀出的黄原胶；将B馏分干燥，得到第二干燥的黄原胶产品。
49.权利要求44的黄原胶，其中所述方法的有机非溶剂是异丙醇，且第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量以第一混合物的重量计在约5-45重量％之间。
50.权利要求49的黄原胶，其中第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量以第一混合物的重量计在约20％-40％之间。
51.权利要求49的黄原胶，其中第一混合物中有机非溶剂的亚沉淀量以第一混合物的重量计在约30％-40％之间。
全文摘要
公开了用于从水溶液中提纯和回收多糖胶的方法，特别是从发酵液中提纯和回收黄原胶的方法。将至少一种多糖胶的水溶液与含有水和亚沉淀浓度的多糖胶非溶剂的非溶剂物流混合。浓缩混合物以增加多糖胶的浓度，并任选进行热处理。将额外的非溶剂加入到浓缩的混合物中以沉淀出多糖胶。在沉淀出的胶从混合物的液体组分中分离出来之后，将其干燥。脱除的液体组分可以循环到该方法早先的其中多糖胶溶液与非溶剂物流混合的步骤中。
文档编号C08B37/00GK1662475SQ03814110
公开日2005年8月31日 申请日期2003年5月1日 优先权日2002年5月21日
发明者J·M·加迪, P·A·巴顿 申请人:A·E·斯特利制造公司