小的含酶颗粒的制作方法

专利名称：小的含酶颗粒的制作方法
技术领域：
本发明涉及流化床喷涂机中产生的小含酶颗粒，其中大部分的颗粒具有小于300 微米的直径并含有单一核心。
背景技术：
在几种工业中将含酶颗粒掺入产品中，所述工业包括洗涤剂工业、纺织加工工业、 食品(例如焙烘)工业、动物饲料工业和燃料乙醇工业。此类颗粒可以通过许多技术制备， 包括流化床喷涂、高剪切力造粒、挤出、滚圆、造球(prilling)和喷雾干燥。小尺寸(例如，直径小于300微米)的含酶颗粒在某些应用中是希望的，因为小颗 粒比喷雾干燥粉末产生更少的粉尘并且更好地保护酶免受灭活剂的作用，同时更容易与这 些工业中常见的其他粉状成分更均勻和更难以察觉地掺和。此类粉末包括表面活性剂和其 他洗涤剂成分、缓冲剂、盐、谷物粉、淀粉、糖和/或惰性稀释剂。当掺入此类粉末和细颗粒 材料中时，较小颗粒具有更少的分离倾向。另外，给定质量的较小含酶颗粒将比相同质量的 较大颗粒含有多得多的单个颗粒，并且因而将在较小含酶颗粒掺入其中的粉末的样品或等 分样品内部提供更大的均一性(在净浓度上变化更小)，尤其对于较小的样品尺寸，例如， 每等分样品小于约50至100克粉末。直径在150至350微米范围的颗粒是有利的，因为它 们不是如此之小以致于产生大量的粉尘或容易丧失酶活力，并且它们不是如此之大以致于 与常见的粉状产物掺和不良。在顶喷式流化床涂布机中制备此类颗粒是受欢迎的，原因在于该项技术与该项技 术高生产率即每单位时间生产的颗粒质量相比，能够以相对低的生产成本和低的设备成本 产生包覆颗粒。采用这种包覆工艺，通过正确选择核心颗粒的尺寸分布，可以实现最终包覆 产物的所得狭窄且限定的粒度分布，这有利于均一品质和与粉末的掺和。顶喷式流化床涂布机是粒子床悬浮于随机循环床或搅拌床中的涂布容器，其中所 述的随机循环床或搅拌床由穿过该容器基部处的筛板或停留板的上行气流产生，并且液态 涂布液可以经由插入该床的喷嘴导入。顶喷式流化床涂布法是充分建立的技术，用于产生 较大尺寸范围的包覆含酶颗粒，即，其中大部分颗粒具有大于300微米的直径。然而，对于 较小颗粒，当随着酶和其他溶液喷洒时，流化颗粒存在团聚或粘合起来的强烈倾向，原因是 涂布液中存在粘合剂。细粉末的团聚作用经常有意地用来产生干燥产物，但是这类团聚的 粉末经常是不希望的，因为它们一般具有宽广的粒度分布，不自由流动并且当经受操作中 遭遇的剪切力、撞击力或其他力量作用时倾向于形成粉尘或破碎成细粒。另外，对团聚物的 包覆一般是低效率的，因为大部分包覆材料掺入间隙区，而非均勻地包覆底材粒子。需要用于在顶喷式流化床涂层工艺中产生均勻包覆的基本上分立的小含酶颗粒
4的改良方法。发明简述在一个方面，本发明提供了含酶颗粒群体。该群体中至少约95%的颗粒含有由一 种或多种无机盐组成的单一核心，并且所述颗粒含有在该核心上包覆的含酶层。在一些实 施方案中，至少约50 %、60 %、70 %、80 %或90 %的颗粒含有约150至约300微米的直径。在 一些实施方案中，至少约50 %、60 %、70 %、80 %或90 %的颗粒含有约200微米至约350微 米的直径。在一些实施方案中，至少约50%、60%、70%、80%或90%的颗粒含有约150至 约355微米的直径。在一个实施方案中，核心由硫酸钠组成。在一些实施方案中，至少约80%或90% 的核心含有约150至约250微米的直径。在一些实施方案中，至少约80%或90%的核心含 有约200至约300微米的直径。在一些实施方案中，核心含有大于约1. 2g/ml或1. 4g/ml 的堆积密度。在一些实施方案中，含酶层含有选自蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和植酸酶的酶。在 一些实施方案中，含酶层还含有聚合物、糖、淀粉和表面活性剂中的至少之一。在一些实施方案中，颗粒还含有在含酶层上包覆的含隔离盐的层。在一个实施方 案中，隔离盐层含有硫酸钠。在一些实施方案中，隔离盐层含有两种或多种盐的混合物。在 一些实施方案中，隔离盐层含有两种或多种无机硫酸盐的混合物。在一个实施方案中，隔离 盐层含有硫酸钠和硫酸镁的混合物。在一些实施方案中，颗粒还含有在隔离盐层上包覆的含聚合物的外包覆层。除了 聚合物之外，外包覆层任选地还含有色素。在一个实施方案中，该聚合物是聚乙烯醇。在一些实施方案中，颗粒含有在隔离盐层上包覆的含色素的外包覆层。在另一方面，本发明提供了含有如上文所述的含酶颗粒群体的组合物。在一些实 施方案中，该组合物是洗涤剂组合物。在一些实施方案中，该组合物是纺织加工组合物。在 一些实施方案中，该组合物是动物饲料组合物。在另一方面，本发明提供了制造含酶颗粒的方法，包括在流化床喷涂机中将含酶 层包覆到核心上。由该方法产生的至少约95%的颗粒含有由一种或多种无机盐组成的单 一核心。在一些实施方案中，由该方法产生的至少约50%、60%、70%、80%或90%的颗粒 含有约150至约300微米的直径。在一些实施方案中，由该方法产生的至少约50%、60%、 70%、80%或90%的颗粒含有约200至约350微米的直径。在一些实施方案中，至少约 50 %、60 %、70 %、80 %或90 %的颗粒含有约150至约355微米的直径。在所述方法的一个实施方案中，核心由硫酸钠组成。在一些实施方案中，至少约 80%或90%的核心含有约150至约250微米的直径。在一些实施方案中，至少约80%或 90%的核心含有约200至约300微米的直径。在一些实施方案中，核心含有大于约1. 2g/ ml的堆积密度。在一些实施方案中，核心含有大于约1.2或1.4g/ml的堆积密度。在一些 实施方案中，将所述核心预筛至约2. 0或更小、2. 5或更小、或者3. 0或更小的粒子分散度指 数。在一些实施方案中，该方法还包括将含有隔离盐的层包覆在含酶层上，其中在添 加隔离盐层之前，不从流化床喷涂机取出颗粒。在一个实施方案中，隔离盐层含有硫酸钠。 在一些实施方案中，隔离盐层含有两种或多种盐的混合物。在一些实施方案中，隔离盐层含有两种或多种无机硫酸盐的混合物。在一个实施方案中，隔离盐层含有硫酸钠和硫酸镁的 混合物。在一些实施方案中，该方法还包括将含有聚合物的和任选地还含有色素的外包覆 层包覆在隔离盐层上，其中在添加外包覆层之前，不从流化床喷涂机取出颗粒。在一个实施 方案中，该聚合物是聚乙烯醇。在一些实施方案中，该方法还包括将含有色素的外包覆层包 覆在隔离盐层上，其中在添加外包覆层之前，不从流化床喷涂机取出颗粒。附图简述

图1描述了如实施例1-4中所述制备的酶颗粒的粒度分布。发明详述本发明提供了用于在顶喷式流化床涂布工艺中产生包覆的基本上分立(即基本 上不粘结)的小含酶颗粒的方法和由该产生的含酶颗粒。如本文中所述的含酶颗粒可以用于如清洁(例如洗涤剂)、纺织加工、食品(例如 焙烘)、动物饲料和燃料乙醇生产的应用中。含酶颗粒本发明提供了小的含酶颗粒。本发明的颗粒包括单一、分立的核心和在该核心上 包覆的含酶层。该核心由一种或多种无机盐组成。在一个实施方案中，核心由硫酸钠组成。 本发明的酶颗粒的直径是约150iim至约300iim、约150iim至约350 ym、约150iim至约 355iim、约 180iim 至约 300iim、约 180iim 至约 350iim、约 210iim 至约 350iim、约 212um 至约355iim或约180 ii m至约355 ii m。在多个实施方案中，酶颗粒的直径是任一的约150、 160、170、180、190、200、或 210 ym 至任一的约 250、260、270、280、290、300、310、320、330、 340、350、或355iim。颗粒中盐核心的直径是约100 y m至约250 y m、约150 y m至约250 y m 或约250 u m至约300 u m。本发明的含酶颗粒在流化床喷涂机中产生。该酶层含有一种或多种酶。该酶层也可以含有聚合物、糖、淀粉和表面活性剂中的 一种或多种。在一些实施方案中，含酶颗粒包括在酶层上包覆以隔绝或阻碍水和失活性物质输 送至酶和/或以改善机械强度并降低颗粒易碎性的隔离层。隔离层含有盐(例如硫酸钠)、 多糖(例如淀粉)、糖(例如蔗糖)或它们的组合。在一些实施方案中，含酶颗粒包括外包覆层。该外包覆层可以包覆在酶层上或可 以包覆在隔离层上。外包覆层可以在含酶颗粒中发挥任意多种功能，这取决于该颗粒的终 端用途。例如，外包覆层可以使酶抵抗漂白的氧化作用、当该颗粒导入含水介质时引起想要 的溶解速率、提供针对环境潮气的隔离以增强酶的贮藏稳定性、和/或改善机械稳定性和 降低颗粒破碎及形成粉尘的倾向。外包覆层可以含有聚合物例如聚乙烯醇，和/或色素。在一些实施方案中，含酶颗粒含有重量占约50%至约70%的无机盐核心(例如硫 酸钠)、约至约25%的酶固体层(例如，酶以及蔗糖、淀粉、表面活性剂和聚合物中的一 种或多种)、约10%至约20%的隔离层(例如，盐如硫酸钠；或两种或多种盐的混合物如硫 酸钠和硫酸镁的混合物)和/或约5至约10%的外包覆层(例如，含有聚合物和/或色素 如聚乙烯醇、二氧化钛和表面活性剂或聚乙烯醇和滑石的层)。在一些实施方案中，所述颗 粒以约0. 5至约25%颗粒重量例如约0. 5、1、2、5、10、15、20或25%颗粒重量的量含有酶。本发明也提供了含酶颗粒群体，该群体中的至少约95%、98%或99%颗粒含有由 一种或多种无机盐组成的单一、分立的核心和在该核心上包覆的酶层。在如本文中所述的颗粒群体中，至少约50 %、60 %、70 %、80 %、85 %、90 %或95 %的颗粒具有约150 u m至约 300iim、约 150iim 至约 350iim、约 150iim 至约 355iim、约 180 ii m 至约 300iim、约 180 ii m 至约 350iim、约 210iim 至约 350iim、约 212iim 至约 355 ii m 或约 180 ii m 至约 355 ii m 的直 径。在一些实施方案中，至少约50%、60%、70%、80%、85%、90%、或95%的颗粒具有任一 的约 150、160、170、180、190、200、或21011111至任一的约 250、260、270、280、290、300、310、 320、330、340、350、或 355 u m 的直径。在一些实施方案中，如本文中所述的含酶颗粒群体含有约2. 0或更小、约2. 5 或更小、或者约3.0或更小的粒度分散程度指数。如本文中所用的“粒度分散程度指 数”(“PSDI”)指样品中粒子直径第90位重量平均百分位数(D90)与第10位重量平均百 分位数(D10)的比率。样品中10%重量的粒子大于D90直径并且样品中10%重量的粒子 小于D10直径。在一些实施方案中，如本文中所述的颗粒群体产生的粉尘水平小于约50、40、30、 20、10或5mg/pad，如Heubach试验所测量。盐核心如本文中所述的含酶颗粒的核心由一种或多种无机盐组成。在一些实施方案中， 该核心由硫酸钠、柠檬酸钠、氯化钠、硫酸钙或它们的组合组成。在一个实施方案中，核心由 硫酸钠组成。如本文中所述的含酶颗粒的盐核心具有约lOOiim至约250iim、约150iim至约 250 u m或约250 u m至约300 u m的直径。在一些实施方案中，在制备含酶颗粒群体之前，将盐核心预筛至约2. 0或更小、 约2. 5或更小、或者约3. 0或更小的粒度分散程度指数。预筛可以使用本领域已知的方法 进行，例如使用振动筛(vibratory sieve shaker)或气动分选器。例如，核心可以通过经 250 u m筛的常规筛分、收集来自大于150 u m筛的级分并抛弃或回收穿过150 u m筛的细粒 进行预筛。预筛也可以在流化床涂布机中通过用气流吹散细粒进行。可以调整气流，从而 将保留想要的核心尺寸。一般而言，盐核心具有大于约1. Og/ml的堆积密度。在一些实施方案中，堆积密度 大于1.2g/ml。在一些实施方案中，堆积密度大于约1.4g/ml。在一些实施方案中，堆积密 度是任一的约1. 0、1. 2或1. 4g/ml至任一的约1. 6、1. 7或1. 8g/ml。可以通过下述方式将 堆积密度测量为“灌注堆积密度”或“非轻拍堆积密度”，即用已知容积的粒子灌注量筒、测 量量筒中的粒子质量并通过质量除以容积来计算堆积密度。酶层可以在如本文中所述颗粒的酶层中包含单种酶或两种或多种酶的组合。在一些 实施方案中，该酶层包含能够水解底物例如着色剂的酶。这种酶一般是水解酶，例如蛋白 酶(细菌蛋白酶(例如，枯草杆菌蛋白酶)或真菌蛋白酶、酸性、中性或碱性蛋白酶)、淀粉 酶(a或0)、脂肪酶或纤维素酶。在一些实施方案中，酶是枯草杆菌蛋白酶，例如，在美国 专利号4，760，025、欧洲专利号130 756或PCT申请号W0 91/06637中所述的枯草杆菌蛋 白酶。在一些实施方案中，酶是纤维素酶，例如，从Danisco US, Inc. , Genencor Division 可商业获得的Multifect L250 或Puradax 。在一些实施方案中，酶层包含氧化酶、加氧 酶、转移酶、脱水酶、还原酶、半纤维素酶、过氧化物酶、磷脂酶、酯酶、角质酶、果胶酶、角蛋
7白酶、脂肪氧合酶、木质素酶、支链淀粉酶、单宁酶、戊聚糖、malanase、^ -葡聚糖酶、阿拉伯 糖苷酶、透明质酸酶、软骨素酶、漆酶、过氧化氢酶、异构酶、果胶酸裂合酶或甘露聚糖酶或 它们的组合。在一些实施方案中，酶层包含植酸酶。在一些实施方案中，酶层包含过水解酶 (perhydrolase)，例如PCT申请号W0 05/056782中所述的酶。在一些实施方案中，酶层包 含由 Danisco US, Inc, Genencor Division 在商品名 Purafect >Purastar >Properase > Puradax 、Clarase 、Multifect 、Maxacal 、Maxapem 、和 Maxamyl 下出售的一种或多 种酶(见美国专利号 4，760，025 和 PCT 申请号 WO 91/06637)；由 Novo Industries A/ S (Denmark)Alcalase > Savinase > Primase > Durazyme > Duramyl > 0vozyme > Polarzyme 禾口 Termamyl 。除酶之外，酶层也可以任选地包含一种或多种其他组分。此类非酶组分包括但不 限于聚合物(例如，聚乙烯醇、聚乙二醇)、糖(例如，蔗糖(sucrose)、蔗糖(saccharose)、 葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖糊精)、淀粉(例如，玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀 粉、化学或物理改性淀粉)、糊精、消泡剂(例如，聚醚型多元醇，如Foamblast 882 (Emerald Foam Control)、Erol DF 204K(Ouvrie PMC)、DG436(0DG Industries，Inc.)、KF0 880(KAB0 Chemicals, Inc.))、糖醇(例如，山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇)、表面活性剂(例 如，醇乙氧基化物如 Neodol 23-6. 5 (Shell Chemical LP, Houston, TX)和 Lutensol T065 (BASF))和抗再沉积剂(例如，聚乙二醇聚酯如R印el-o-Tex SRP6 (Rhodia, Inc.)、 Texcare SRN-100 或 SRN-170(Clariant GmbH, Sorez-100 (ISP Corp.))。“消泡剂”是用来防止泡沫或使其破裂的化合物。这些化合物也可以称作去泡剂 (defoamer)或去泡试剂(defoaming agent)。这些化合物是降低液体的表面弹性并防止亚 稳定泡沫形成的表面活性物质。泡沫作为倾向于实现液体的表面弹性与表面活性物质之间 的平衡而破裂(Vardar-Sukan (1991) Recent Adv. Biotechnol. 113-146)。用于本文所述颗 粒中的消泡剂通常适用于生物加工。合适的消泡剂包括但不限于脂肪、油、蜡、脂族酸或酯、 醇、硫酸盐、亚硫酸盐、脂肪酸、皂、含氮化合物、磷酸盐、聚乙二醇、硫化物、硫代化合物、硅 氧烧以及卤代和无机化合物(Ghildyal(1988)Adv.Appl. Microbiol. (1988)33 173-222) 在一些实施方案中，油、脂肪酸、酯、聚乙二醇和硅氧烷是有用的。在一些实施方案中，消泡 剂是环氧乙烷环氧丙烷共聚物。在一个实施方案中，环氧乙烷环氧丙烷共聚物具有大约 2200的分子量(例如，可从Mazer Chemicals, Inc.以Mazu 获得)。隔离层在一些实施方案中，将隔离层包覆在如本文中所述含酶颗粒中的酶层上。在一些 实施方案中，该隔离层含有一种或多种盐，例如硫酸钠、柠檬酸钠、硫酸镁、硫酸钾和/或硫 酸铵。在一些实施方案中，该隔离层包含硫酸钠、由硫酸钠组成或基本上由硫酸钠组成。在 一些实施方案中，该隔离层包含硫酸钠和硫酸镁的混合物、由该混合物组成或基本上由该 混合物组成。在一些实施方案中，该隔离层含有糖(例如蔗糖)、多糖(例如淀粉)或它们 的组合。在一些实施方案中，该隔离层含有单价、二价或三价水溶性无机硫酸盐，例如钠、 钾、铵、镁、铝、亚铁和/或铁硫酸盐或两种或多种可溶性无机硫酸盐的混合物。在一些实施方案中，该隔离层是两种盐的混合物，一种盐以相对于隔离层总重 量至少约50%、60%、70%、80%或90%的重量存在。在一些实施方案中，这两种盐以约
850 50,55 45,60 40,65 35或70 30的隔离层重量之比率存在。在一个实施方 案中，两种盐的混合物是硫酸钠和硫酸镁的混合物。在一些实施方案中，该隔离层由硫酸钠 和硫酸镁以约30 70至约70 30隔离层重量例如30 70,35 65,40 60,45 55、 50 50,55 45,60 40,65 35 或 70 30 的比率组成。在一些实施方案中，该隔离层是水合的。术语“水合的”意指隔离材料含有游离或 结合形式或这两种形式组合的水。可以在涂布工艺期间或之后添加水合的水。水合程度将 是材料本身和所应用的温度、湿度和干燥条件的函数。“中等和高的”水活度意指具有至少约0. 25,0. 30或0. 35的水活度。本文中所指 的水活度是一旦使隔离材料但不使其他包覆层包覆在颗粒上面时颗粒本身的水活度。其他 包覆层可以屏蔽作为不同层的隔离材料的水活度的精确测量结果。不希望受理论限制，预期水活度大于0. 25的材料会在相对湿度大于25%的贮藏 条件下具有降低的水吸取驱动力。大部分气候具有25%以上的相对湿度。许多洗涤剂具有 约0. 3至0. 4范围的水活度。如果颗粒的水活度实际上高于周围洗涤剂或贮存环境的水活 度，则应当消除颗粒吸取水的驱动力，并且水可以实际上由颗粒释放至颗粒的周围环境。即 便颗粒的水活度低于洗涤剂的水活度或相应的相对湿度，则隔离层中存在的水将充当限制 由颗粒吸取并影响蛋白质核心的水量的防护物。在盐水合物的情况下，水合材料是具有结晶的结合水的晶状盐水合物。应当以如 此方式选择并应用水合物，从而所得的包覆颗粒将具有大于0. 25的或尽可能高的水活度， 同时仍作为触感干燥的颗粒。通过以如此方式应用盐水合物或任何其他合适的水合隔离材 料，消除了由颗粒进一步摄取水的任何驱动力。作为重要结果，撤除了用于输送可能损害酶 活性的物质如过硼酸盐或过氧化物阴离子的驱动力。没有作为运载体的水，这些物质更不 可能渗入酶核心。经验数据表明通过用稳定的盐水合物包覆酶核心则明显地增强颗粒中的 酶活性。用于产生水合隔离层的合适盐的例子包括七水合硫酸镁、七水合硫酸锌、五水合 硫酸铜、七水合磷酸氢二钠、六水合硝酸镁、十水合硼酸钠、二水合柠檬酸钠和四水合乙酸镁。外包覆层在一些实施方案中，含酶颗粒包含外包覆层。在一个实施方案中，外包覆层包覆在 酶层上。在另一个实施方案中，外包覆层包覆在隔离层上，所述的隔离层包覆在酶层上。在一些实施方案中，外包覆层包含一种或多种聚合物。合适的聚合物包括但不限 于聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙酸乙烯酯、PVA-甲基丙烯酸甲酯共聚物、 PVP-PVA共聚物、纤维素衍生物如甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟基纤维素、乙基纤维 素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙二醇、聚环氧乙烷、脱乙酰壳多糖、阿拉伯胶、黄原 胶、角叉菜聚糖、乳胶聚合物和肠溶性聚合物(enteric polymer) 0在一些实施方案中，外包覆层包含PVA。用于掺入外包覆层的合适PVA包括具 有低程度至高程度粘性的部分水解、完全水解和中度水解的PVA(见，例如美国专利号 5，324，649.)。在一个实施方案中，外包覆层包含具有低粘度的部分水解的PVA。在一些实施方案中，外包覆层包含一种或多种色素。合适色素的非限制性例子包 括精细分散的增白剂如二氧化钛或碳酸钙、硫酸钙、滑石或有色色素或染料。一般地，此类色素是溶解时低残留色素。除聚合物和/或色素外，外包覆层还可以包含增塑剂、增量剂、 润滑剂、表面活性剂和抗再沉积剂中的一种或多种。合适的增塑剂包括但不限于多元醇(例如，糖、糖醇、聚乙二醇(PEG))、二元醇、丙 二醇)、脲、柠檬酸三乙酯、苯二甲酸二丁酯或二甲酯或水。合适的增量剂包括但不限于糖(例如，蔗糖或淀粉水解物，如麦芽糖糊精或玉米 糖浆固体)、粘土(例如，高岭土或膨润土)和滑石。“增量剂”是添加至(通常较高成本和 较高特性的)另一种物质以调节或稀释该物质的(通常较低成本的)物质。合适的润滑剂包括但不限于非离子表面活性剂(例如，NeodoLLutensol TO 65)、 牛油醇、脂肪酸、脂肪酸盐(例如，硬脂酸镁)和脂肪酸酯。合适的表面活性剂包括但不限于醇乙氧基化物如Neodol 23-6. 5和Lutensol T065。合适的抗再沉积剂包括但不限于聚乙二醇聚酯如R印el-o-Tex SRP6, Texcare SRN-100 或 SRN-170、禾卩 Sorex-100。制造酶颗粒的方法本发明提供了用于产生如上文所述含酶颗粒的方法，所述方法包覆效率高和团聚 最小。该方法包括在流化床喷涂机中将含酶层包覆到无机盐核心上。任选地，方法还包括 在流化床喷涂机中将隔离层包覆到含酶层上，将外包覆层包覆到含酶层上或将隔离层包覆 到含酶层上和将外包覆层包覆到隔离层上。至少约95%、98%或99%按照本文中所述方法 产生的含酶颗粒含有单一、分立的核心(即不团聚并且含有颗粒对核心1 1的比率)。在 一个实施方案中，无机盐核心由硫酸钠组成。在本发明的方法中，盐核心的粒度分布、形状和密度受到控制，从而允许产生小的 基本上分立的包覆颗粒。在一些实施方案中，通过导入流化床喷涂机之前预选择或预筛初 始装入的核心至约2. 0或更小、约2. 5或更小、或者约3. 0或更小的PSDI来实现这一点。盐 核心包含大于约1. 0、1. 2或1. 4g/ml的堆积密度，其中所述该堆积密度在顶喷涂机中产生 比具有较低堆积密度的盐核心更受控制的流化与包覆效率。盐核心的受控尺寸分布和堆积 密度的这些因素导致具有充分床膨胀(以避免团聚)、但是使物理淘析作用(粒子落入滤 器、除尘器或出口气流的损失)最小化的受控流化模式。在一些实施方案中，调节流化床涂 布机的气流、喷洒速率、床温度和/或雾化气压以实质地防止团聚。可以在连续或间歇工艺中制备含酶颗粒。在连续工艺中，将酶层和隔离层和/或 外包覆层包覆在盐核心上，同时不从喷涂机取出颗粒。在间歇工艺中，将颗粒从喷涂机取出 并且再导入喷涂机，随后添加隔离层和/或外包覆层。如本文中所述的连续工艺具有以下优点允许在流化床涂布机的单一高效操作内 部制备分立的小颗粒、在包覆步骤之前不需要单独制备酶颗粒或从涂布机取出未完成的产 物以在后续操作中添加其他包覆层。通过消除在操作之间运输未包覆酶核心的需要，这种 单一内含工艺消除了停机时间和运输损失，并且使得制造厂中操作员对不安全水平的气载 酶尘和气溶胶的暴露最小化。至少约50%、60%、70%、80%、85%、90%或95%的在本文所述方法中产生的颗 粒具有约 150iim 至约 300iim、约 150iim 至约 350iim、约 150iim 至约 355iim、约 180 u m 至约 300iim、约 180iim 至约 350iim、约 210iim 至约 350iim、约 212iim 至约 355 ii m 或约180iim至约355iim的直径。在一些实施方案中，至少约50%、60%、70%、80%、85%、90% 或95%的颗粒具有任一的约150、160、170、180、190、200或210 ym至任一的约250、260、 270、280、290、300、310、320、330、340、350 或 355 ii m 的直径。在一些实施方案中，通过如本文中所述方法产生的含酶颗粒群体含有约2. 0或更 小、约2. 5或更小、或者约3. 0或更小的粒度分散程度指数。组合物本发明提供了含有如上文所述含酶颗粒的组合物。除了含酶颗粒之外，所述组合 物还含有适合所述颗粒在具体应用如清洁(例如，洗涤剂)、纺织品或动物饲料中使用的组 分。清洁组合物在一些实施方案中，如本文中所述的含酶颗粒掺入清洁组合物如洗涤剂中，例如 用于衣物或餐具洗涤用途，以提供清洁性能和/或清洁益处。适合包括入清洁组合物的 酶包括但不限于半纤维素酶、过氧化物酶、蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶、脂肪酶、磷脂酶、酯 酶、角质酶、果胶酶、角蛋白酶、还原酶、氧化酶、酚氧化酶、脂肪氧合酶、木质素酶、支链淀粉 酶、单宁酶、戊聚糖酶、malanase, ^ -葡聚糖酶、阿拉伯糖苷酶、透明质酸酶、软骨素酶、漆 酶、过水解酶和淀粉酶或其混合物。常见的组合是常规可用酶如蛋白酶、脂肪酶、角质酶和 /或纤维素酶与淀粉酶联合的混合物。也可以在清洁组合物中包含附属材料，例如旨在辅助或增强清洁性能、用于处理 待清洁的基材或修饰清洁组合物的美学，如香料、色料、染料或其他等。要了解此类添加剂 对如本文中所述的含酶颗粒是额外的。这些额外组分的确切性质和掺入水平取决于组合 物的物理形式和该组合物待使用的清洁操作的性质。合适的附属材料包括但不限于表面 活性剂、助洗剂、螯合剂、染料转移抑制剂、沉积助剂、分散剂、酶稳定剂、催化物质、漂白激 活剂、漂白增强剂、预成型过酸、聚合分散剂、粘土垢除去/抗再沉积剂、增白剂、抑泡剂、染 料、香料、结构增塑剂、织物柔软剂、载体、水溶助长剂、加工助剂和/或色素。除下文公开 内容之外，此类其他添加剂和使用水平的合适例子在美国专利号5，576，282,6, 306，812，和 6，326，348 中描述。表面活性剂-如本文中所述的清洁组合物可以包含表面活性剂或表面活性剂系 统，其中表面活性剂可以选自非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、 两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、半极性非离子表面活性剂及其混合物。表面活性剂 一般以约0. 至约60%、约至约50%或约5%至约40%主题清洁组合物重量的水平 存在。助洗剂_如本文中所述的清洁组合物可以包含一种或多种洗涤剂助洗剂或助洗 剂系统。使用助洗剂时，主题清洁组合物一般将包含至少约1%、约3%至约60%或约5% 至约40%主题清洁组合物重量的助洗剂。助洗剂包括但不限于聚磷酸的碱金属盐、铵盐和烷醇铵盐、碱金属硅酸盐、碱土金 属和碱金属碳酸盐、硅铝酸盐助洗剂、聚羧酸酯化合物。醚羟基聚羧酸酯、马来酸酐与乙烯 或乙烯甲基醚的共聚物、1，3，5-三羟基苯_2，4，6_三磺酸和羧甲氧基琥珀酸、多乙酸的多 种碱金属盐、铵盐和取代的铵盐如乙二胺四乙酸和氨三乙酸以及多元羧酸如苯六甲酸、琥 珀酸、柠檬酸、氧基二琥珀酸、聚马来酸、苯1，3，5_三羧酸、羧甲氧基琥珀酸及其可溶性盐。
螯合剂_如本文中所述的清洁组合物可以含有一种或多种螯合剂。合适的螯合剂 包括但不限于铜、铁和/或锰螯合剂及其混合物。使用螯合剂时，清洁组合物可以包含约 0. 至约15%或约3. 0%至约10%主题清洁组合物重量的螯合剂。沉积助剂-如本文中所述的清洁组合物可以含有一种或多种沉积助剂。合适的沉 积助剂包括，但不限聚乙二醇、聚丙二醇、聚羧酸酯、污垢释放聚合物如聚对苯二甲酸和粘 土如高岭土、蒙脱石、凹凸棒土、伊利石、膨润土、多水高岭土及其混合物。染料转移抑制剂-如本文中所述的清洁组合物可以包含一种或多种染料转移抑 制剂。合适的高分子染料转移抑制剂包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮聚合物、聚胺N-氧化 物聚合物、N-乙烯吡咯烷酮和N-乙烯咪唑的共聚物、聚乙烯p恶唑烷酮和聚乙烯咪唑及其 混合物。在主题清洁组合物中存在时，染料转移抑制剂可以以约0.0001%至约10%、约 0. 01%至约5%或约0. 至约3%该清洁组合物重量的水平存在。分散剂-如本文中所述的清洁组合物可以含有一种或多种分散剂。合适的水溶性 有机分散剂包括但不限于同聚的或共聚的酸或其盐，其中多元羧酸包含彼此被不超过2个 碳原子隔开的至少2个羧基。酶稳定剂-洗涤剂中使用的酶可以通过多种技术稳定化。本文中所用的酶可以例 如通过成品组合物中存在水溶性钙和/或镁离子源稳定化，其中所述的水溶性钙和/或镁 离子源提供离子给酶。催化性金属络合物_如本文中所述的清洁组合物可以包含一种或多种催化性金 属络合物。一种类型含金属的漂白催化剂是这样的催化剂系统，其包含具有定义的漂白 催化活性的过渡金属阳离子如铜、铁、钛、钌、钨、钼或锰阳离子、具有少许或没有漂白催化 活性的辅助金属阳离子如锌或铝阳离子和对催化性及辅助金属阳离子具有定义的稳定常 数的掩蔽剂，尤其是乙二胺四乙酸、乙二胺四(亚甲基膦酸)及其水溶性盐。此类催化剂 在美国专利号4，430，243中公开。用于本文中的含锰催化剂是已知的并且在例如美国专 利号5，576，282中描述。用于本文中的钴漂白催化剂是已知的并且在例如美国专利号 5，597，936和5，595，967中描述。此类钴催化剂由已知方法轻易地制备，所述方法例如在美 国专利号5，597，936和U. S. 5，595，967中教授。本文中的组合物也可以包含大型多环刚性配体(缩写为“MRL”)的过渡金属络合 物。作为实际问题并且不作为限制方式，可以调节本文中的组合物和清洁方法以提供水质 洗涤介质中至少百万分之一份级别的活性MRL种类，并且经常提供洗液中约0. 005ppm至 约25ppm、约0. 05ppm至约lOppm或约0. lppm至约5ppm的MRL。过渡金属漂白催化剂中的 合适过渡金属包括锰、铁和铬。在一个实施方案中，MRL是交叉桥接的超级刚性配体，如5， 12-二乙基-1，5，8，12-四氮杂双环[6. 6. 2]十六烷。合适的过渡金属MRL由已知方法轻易 地制备，所述方法例如在PCT申请号W000/332601和美国专利号6，225，464中教授。本文中公开的清洁组合物可以用来清洁表面或织物上的部位(situs)。一般，至少 一部分的部位与处于未掺杂形式或稀释于洗涤液中的如上文所述清洁组合物接触，并随后 任选地洗涤和/或淋洗该部位。洗涤包括但不限于刷洗和机械搅拌。织物可以包括在正常 消费者使用条件下能够进行清洗的大多数任意织物。所公开的清洁组合物一般以溶液中从 约500ppm至约15，OOOppm的浓度使用。当洗涤溶剂是水时，水温一般在约5°C至约90°C范 围内并且当该部位包含织物时，水对织物质量之比一般是从约1 1至约30 1。
纺织加工组合物在一些实施方案中，如本文中所述的含酶颗粒掺入纺织加工组合物。适合包括入 纺织加工组合物的酶包括但不限于纤维素酶、过水解酶、聚酯酶、淀粉酶、酚氧化酶(例如 漆酶)和过氧化氢酶。在一些实施方案中，纺织加工组合物也可以包含抗再沉积剂(例如， R印el-O-Tex、Sorez 100 (ISP Corp.)。动物饲料组合物在一些实施方案中，如本文中所述的含酶颗粒掺入动物饲料组合物。适合包括入 动物饲料组合物的酶包括纤维素水解酶和/或半纤维素水解酶。适合掺入饲料组合物的 酶的非限制性例子包括植酸酶、木聚糖酶、磷酸酶、蛋白酶、淀粉酶、酯酶、氧化还原酶、脂肪 酶、转移酶、纤维素酶、磷脂酶、木质素酶和葡聚糖酶。以下实施例意图说明，但不限制本发明。
实施例实施例1将粒子直径大小范围150 ii m至250 ii m的2296克硫酸钠晶体载入Vector FL_1 流化床涂布机并流化。为此，将5557克含有23，608U/ml活性中性纤维素酶、3. 6%来自ISP Corp的Sorez-100 ( 一种抗再沉积剂)和0. 36%聚乙烯醇(来自Erkol的5/88)的溶液喷 涂到硫酸钠晶体上。喷涂参数如下溶液喷洒速率6. 5gpm(克每分钟)，在2. 5小时期间增加至15. 4gpm。对于实验的其余部分，维持在15. 4gpm。入口温度 85°C，在1小时后提高至90°C出口温度 在42 °C与46 V之间流化气流 50cfm (立方英尺每分钟)原子化气压每平方英寸40磅(psi)，在2. 5小时期间增加至50psi。收获3017克产物，将其中2899克通过40目筛(425 y m)。在表1和图1中显示粒 度分布。表1实施例1中所产生的酶颗粒的粒度分析
粒度(u m)粒子的量(％ )大于4253. 8354-4251. 1297-3542. 6210-29759. 0
1权利要求
含酶颗粒群体，其中至少约95％的所述颗粒包含单一核心和包覆在所述核心上的含酶层，其中所述核心由一种或多种无机盐组成，并且其中至少约80％的所述颗粒包含约150至约355微米的直径。
2.根据权利要求1的颗粒群体，其中所述核心由硫酸钠组成。
3.根据权利要求2的颗粒群体，其中至少约80%的所述硫酸钠核心包含约100至约 250微米的直径。
4.根据权利要求1的颗粒群体，其中含酶层还包含聚合物、糖、淀粉或表面活性剂中的 至少之一种。
5.根据权利要求1的颗粒群体，其还包含在所述含酶层上包覆的含隔离盐的层。
6.根据权利要求5的颗粒群体，其中隔离盐层包含硫酸钠。
7.根据权利要求5的颗粒群体，其中隔离盐层包含两种或多种盐的混合物。
8.根据权利要求7的颗粒群体，其中所述两种或多种盐的混合物由硫酸钠和硫酸镁组成。
9.根据权利要求8的颗粒群体，其中所述硫酸钠和硫酸镁以约30 70至约70 30 的隔离层重量之比率存在于所述隔离盐层中。
10.根据权利要求5的颗粒群体，其还包含在所述隔离盐层上包覆的含聚合物的外包覆层。
11.根据权利要求10的颗粒群体，其中所述聚合物是聚乙烯醇。
12.根据权利要求5的颗粒群体，其还包含在所述隔离盐层上包覆的含色素的外包覆层。
13.根据权利要求10的颗粒群体，其中所述外包覆层还包含色素。
14.根据权利要求1的颗粒群体，其中所述核心包含大于约1.2g/ml的堆积密度。
15.洗涤剂，其包含根据权利要求1的颗粒群体。
16.纺织加工组合物，其包含根据权利要求1的颗粒群体。
17.动物饲料组合物，其包含根据权利要求1的颗粒群体。
18.制造含酶颗粒的方法，包括在流化床喷涂机中将含酶层包覆到核心上， 其中至少约95%的所述颗粒包含单一核心，其中所述核心由一种或多种无机盐组成，其中将所述核心预筛至约2. 0或更小的粒子分散度指数，并且其中至少约80%的所述颗粒包含约150至约355微米的直径。
19.根据权利要求18的方法，其中所述核心由硫酸钠组成。
20.根据权利要求19的方法，其中至少约80%的所述硫酸钠核心包含约100微米至约 250微米的直径。
21.根据权利要求20的方法，其中所述硫酸钠核心包含大于约1.2g/ml的堆积密度。
22.根据权利要求18的方法，还包括将包含隔离盐的层包覆在所述含酶层上，其中在 添加隔离盐层之前，不从流化床喷涂机取出颗粒。
23.根据权利要求22的方法，其中所述隔离盐层包含硫酸钠。
24.根据权利要求22的方法，其中隔离盐层包含两种或多种盐的混合物。
25.根据权利要求24的方法，其中所述两种或多种盐的混合物由硫酸钠和硫酸镁组成。
26.根据权利要求25的方法，其中所述硫酸钠和硫酸镁以约30 70至约70 30的 隔离层重量之比率存在于所述隔离盐层中。
27.根据权利要求22的方法，还包括将包含聚合物的外包覆层包覆在所述隔离盐层 上，其中在添加外包覆层之前，不从流化床喷涂机取出颗粒。
28.根据权利要求27的方法，其中所述聚合物是聚乙烯醇。
29.根据权利要求22的方法，还包括将包含色素的外包覆层包覆在所述隔离盐层上， 其中在添加外包覆层之前，不从流化床喷涂机取出颗粒。
30.根据权利要求27的方法，其中所述外包覆层还包含色素。
全文摘要
本发明提供了具有无机盐核心和在该核心上包覆的含酶层的小含酶颗粒和用于产生此类颗粒的方法。大部分酶颗粒的直径小于300μm。所述颗粒适于掺入组合物如清洁组合物、纺织加工组合物和动物饲料组合物中。
文档编号D06M16/00GK101946000SQ200980105226
公开日2011年1月12日 申请日期2009年2月11日 优先权日2008年2月14日
发明者A·P·瓦哈-瓦海, M·S·格伯特, N·T·贝克尔, R·I·克里斯坦森 申请人:丹尼斯科美国公司