JPH0482040B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、製造時に酵素の失活が少なく、しか
も、粒径分布が狭くて、その粒子径のコントロー
ルが容易な、洗剤用酵素顆粒の製造方法に関す
る。

〔従来の技術とその問題点〕

衣料用の粉末洗剤には、洗浄作用を高めるため
に、各種の酵素が配合される事が多い。これらの
酵素は、本来的な酵素作用を洗浄工程中になすこ
とが期待されているが、保存中に洗剤成分によつ
て失活し易く、従来よりそのための対策がなされ
てきた。すなわち、その基本的手法は、酵素が造
粒することによつて洗剤との接触面積を出来るだ
け小さくする事であり、同時に、安定化剤の併用
がなされてきた。

一方、洗剤製造時、あるいは使用時に、作業者
や消費者が酵素との接触をできるだけ避ける目的
でも、酵素の造粒は意味のあるものである。

従つて、どちらの理由からも、壊れ難くて粉塵
の発生しない酵素顆粒が必要とされてきた。

この目的を達成するために、熔融したポリエチ
レングリコールや非イオン性界面活性剤といつた
物に酵素を分散させ、噴霧冷却して球状の顆粒を
得る方法が公知である。しかしながら、融点の高
い物に分散させると、噴霧冷却するまでの時間が
長いために、酵素が熱で失活し、融点の低い物で
は、顆粒の表面がべたつくといつた不具合が生じ
る。

これとは別に、繊維を混合して造粒物を作り、
粒子が機械的な力を受けても壊れないようにする
方法も又公知の技術である。この場合、繊維を含
む混練り物を、例えば押し出し造粒すると、大幅
に生産性が低下する。

又、バインダーとして、澱粉、カルボキシメチ
ルセルロース（CMC）等の水溶液を用いて湿式
造粒し、強度の高い粒子を得ようとした場合に
は、乾燥工程で高温にさらされ、酵素の失活を引
き起こす可能性が高い。

従つて、酵素の造粒工程は、粒子径をある程度
任意にコントロールでき、粒子径分布が狭く、し
かも加熱時間を出来るだけ短くする技術の開発が
望まれていた。これにより、造粒物の分級、回収
工程の設備負担が小さくなるのみならず、回収品
を再造粒する際の酵素の失活も無くなる事が期待
される。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記の問題点を解決すべく鋭意研
究の結果、顆粒化工程での酵素の失活が殆ど無
く、しかも粒径分布の狭い酵素顆粒の製造方法を
見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、洗剤用酵素の粉末を、平均粒
子径が0.2mmから1.2mmの範囲内の水溶性である粒
子からなる核物質及び融点或いは軟化点が35℃か
ら70℃の水溶性有機バインダーと共に、撹拌転動
造粒機により撹拌しながら、該水溶性有機バイン
ダーの融点或いは軟化点以上に加熱後、次いで冷
却し、造粒物の平均粒子径が核物質の平均粒子径
の１倍から２倍となるように乾式造粒する事を特
徴とする洗剤用酵素顆粒の製造方法を提供するも
のである。

本発明の製造方法は核となる粒子の表面に、酵
素をバインダーで付着させ、球状の粒子を形成さ
せる点に特徴がある。しかもこの際、核粒子の凝
集を起こさせないことが要点である。このように
して得られる顆粒は、一個の核粒子を中心にし
て、その表面に酵素がバインダーで固定された球
状をしているので、微細な無機塩の粒子がバイン
ダーで凝集した一般の造粒物に比較すると、粒径
分布の狭い球状顆粒が得られる。しかも、造粒物
の粒子径は核粒子の粒子径を選ぶことによつて、
容易にコントロールできる利点を有する。

以下に、本発明に用いられる成分、及び造粒方
法について説明する。

酵 素 本発明に用いられる酵素は、本来的酵素作用を
洗浄工程中になす物であつて、プロテアーゼ、エ
ステラーゼ、カルボヒドラーゼから選ばれた一種
あるいは混合物等が例示される。

プロテアーゼの具体例としては、ペプシン、ト
リプシン、キモトリプシン、コラーゲナーゼ、ケ
ラチナーゼ、エラスターゼ、スプリシチン、パパ
イン、アミノペプチターゼ、カルボキシペプチタ
ーゼ等を挙げることができる。

エステラーゼの具体例としては、ガストリツク
リパーゼ、パンクレアチツクリパーゼ、植物リパ
ーゼ類、ホスホリパーゼ類、コリンエステラーゼ
類、ホスホターゼ類等が挙げられる。

カルボヒドラーゼとしては、セルラーゼ、マル
ターゼ、サツカラーゼ、アミラーゼ、ペクチナー
ゼ、α−及びβ−グリコシダーゼ等が挙げられ
る。

洗剤用としては、培養によつて得られる微生物
の生産する酵素が価格的に好都合である。本発明
では、培養、分離後、乾燥した粉末状の物を用い
る。その平均粒子径は核物質の平均粒子径の20％
以下が望ましい。粉末化に際して塩化カルシウム
等の酵素安定化剤及び芒硝、塩化ナトリウムなど
の粉末化助剤を配合してもよい。

造粒の核物質 造粒の核物質は、次の要件を満たす物から選ば
れる。

(1) 水溶性であること、すなわち本発明品は洗剤
配合用酵素顆粒なので、水に溶けることが必要
である。

(2) 酵素活性を阻害しない、あるいは酵素の安定
性を損なわない事。

(3) 平均粒子径が0.2mmから1.2mmの物。ここでい
う粒子径は、原則として一次粒子についての値
を指すが、予め造粒された物で、事実上一次粒
子とみなし得るものについてはこの限りでは無
い。本発明では、目的とする最終の顆粒の平均
粒子径の約50％から100％の平均粒子径の核物
質を用いる。粒径分布は狭いほど望ましく、特
に平均粒子径の２倍以上の大きさの粗粒は除い
ておく事が良好な結果をもたらす。

(4) その外に、融点、あるいは軟化点が80度以上
で、吸湿性が少なく、機械的強度が高く、粘着
性が少ない事も必要である。

以上の要件を満たすものは、用いる酵素の種類
によつて異なるが、一般的に用いることのできる
核物質の具体例としては、塩化ナトリウム、塩化
カリウム、芒硝、炭酸ソーダ、砂糖等を挙げるこ
とができる。

バインダー 本発明の特徴の一つは、後に造粒方法のところ
で述べる様に、撹拌転動による乾式造粒にある。
従つて、バインダーとしては融点あるいは軟化点
が35℃から70℃の水溶性有機物質から選ばれる。
具体例としてはポリエチレングリコール、或いは
ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリ
コール、ポリオキシエチレン・アルキルエーテル
等の非イオン性界面活性剤を挙げることができ、
それらの一種あるいは混合物を用いることができ
る。融点又は軟化点が35℃未満の室温で液状のも
のでは造粒物が保存中ケーキングを起し易く好ま
しくない。又70℃を超えるものでは造粒時溶融温
度が高すぎて酵素が失活する恐れがあり不適当で
ある。

その他の成分 本発明においては、酵素とバインダーの外に、
主に顆粒の白度を向上させるために平均粒子径が
10μm以下の酸化チタン、タルク、シリカ、クレ
ー等を用いることができる。酵素の安定化を図る
ために、各種のカルシウム塩、マグネシウム塩等
の無機塩、あるいは界面活性剤、糖、カルボキシ
メチルセルロース等の有機物を用いることも可能
である。更に、合成ヘクトライトやセピオライト
を配合して、培養に由来する有臭成分を吸着させ
ることもできる。また、色素や染料を配合して、
酵素顆粒に着色することも任意である。

これらの成分は、酵素粉末の製造工程で予め添
加しても、あるいは本発明の造粒工程で添加して
も差し支えない。

洗剤用酵素、核物質、水溶性有機バインダーの
配合割合は核物質100重量部に対して酵素粉末９
〜100重量部、水溶性有機バインダー９〜60重量
部であり、且つ酵素粉末と水溶性有機バインダー
の重量比が酵素粉末１に対して水溶性有機バイン
ダー0.2〜２の範囲が好ましい。

造粒方法 本発明では、撹拌転動造粒機を用いて、乾式造
粒することが特徴である。撹拌転動造粒機の具体
例としては、ヘンシエルミキサー（三井三池化工
機(株)）、ハイスピードミキサー（深江工業(株)）、バ
ーチカルグラニユレーター（富士産業(株)）等を挙
げることができる。これらの共通点は、竪形の混
合槽内部に撹拌羽根を取付けた垂直な撹拌軸を持
つことである。水平の撹拌軸を有する横型の造粒
機であるレデイゲ・ミキサー（レデイゲ社、西
独）もまた同様に用いることができる。

この槽内に、核粒子、バインダー、酵素粉末、
及び必要に応じてその他の成分を投入し、該造粒
機のジヤケツトに温水等の加熱媒体を流しなが
ら、穏やかに撹拌混合する。この時点で激しく混
合すると、核粒子の破壊が起きるために注意を要
する。やがて、槽内の原料の温度が、バインダー
の融点乃至軟化点を越えると、核粒子を中心にし
て造粒が始まるが、撹拌羽根の表面で転動作用を
受け、球状の粒子が形成される。更に撹拌を続け
ると、粒子同士の凝集による粗大な固まりが生成
することがある上に、酵素の受ける熱的作用も大
きくなるので好ましくないが、最適な造粒の終点
を検出することは、一般に造粒が始まると撹拌に
要する動力（例えば電流値）が大きくなることを
利用して、目的とする造粒物の組成、及び使用す
る撹拌転動造粒機で予め試行しておくことにより
容易に行える。次いで冷却し、目的とする洗剤用
酵素顆粒を得る。

本発明による製造方法によつて得られた酵素顆
粒は、必要に応じてポリエチレングリコールや非
イオン性界面活性剤によつてコーテイングするこ
ともできる。また、この時に、前記のその他の成
分の項で述べた物を併用することは差し支えな
い。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を述べ、本発明を更に
詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。

尚、以下の実施例では、％は全て重量％であ
る。

実施例 １ ＜原料＞ 酵素粉末 微生物寄託番号が微工研菌寄第1138号のバチル
ス（Bacillus）属に属する菌より培養採取された
アルカリセルラーゼの水溶液に塩化カルシウムと
芒硝を添加して、並流式噴霧乾燥機で乾燥して得
た平均粒子径50μmの粉末を用いた。塩化カルシ
ウムと芒硝の量は、乾燥品に対して夫々0.5％と
48％である。

核物質 平均粒子径が610μmで、500μm以下の粒子が11
％、700μm以上の粒子が９％の塩化ナトリウムを
用いた。

バインダー ポリエチレングリコール6000P（日本油脂(株)）
を用いた。

＜配合＞ 酵素粉末35％、核物質45％、バインダー15％、
酸化チタン５％。

＜造粒操作＞ ハイスピードミキサー（深江工業(株)，FS−10
型）に上記原料（合計６Kg）を全て投入し、ジヤ
ケツトに85℃の温水を流しながら、撹拌翼先端速
度を5m／秒で混合撹拌した。内容物の温度が65
℃迄上昇した時、ミキサーから排出し、直ちに流
動層に移して30℃迄冷却した。

＜造粒品の物性＞ 得られた酵素顆粒の平均粒子径は810μmで、
1410μm以上の粒子径の物は3.6％、350μm以下の
物は1.8％であつた。この事から、本発明は大変
狭い粒子径分布の造粒物を容易に得られることが
わかる。

原料の酵素粉末、及び造粒物の酵素活性をジニ
トロサリチル酸法で測定し、造粒工程での活性維
持率を求めたところ、100％、すなわち全く失活
していなかつた。

実施例 ２ ＜原料＞及び＜配合＞は実施例１と同じ。

＜造粒操作＞ ヘンシエルミキサー（三井三池化工機(株)、FM
−208型）に上記原料（合計８Kg）を全て投入し、
ジヤケツトに85℃の温水を流しながら、撹拌翼先
端速度を13m／秒で混合撹拌した。内容物の温度
が67℃迄上昇した時、ミキサーから排出し、直ち
に流動層に移して30℃迄冷却した。

＜造粒品の物性＞ 得られた酵素顆粒の平均粒子径は750μmで、
1410μm以上の粒子径の物は2.0％、360μm以下の
物は3.4％であつた。本実施例からも、本発明は
微粉末、及び粗大粒子の生成が少ない事がわか
る。

本実施例においても、造粒工程での活性維持率
を求めたところ100％であり、酵素に対する条件
が問題無いことが確認された。

実施例 ３ ＜原料＞ 酵素粉末及びバインダーは実施例１と同じ物を
用いた。

核物質 平均粒子径が250μmで、125μm以下の粒子が23
％、350μm以上の粒子が８％の芒硝を用いた。

＜配合＞ 酵素粉末35％、核物質42％、バインダー18％、
酸化チタン５％。

＜造粒操作＞ 実施例１と同様の機器、条件で造粒し、冷却し
て酵素顆粒を得た。

＜造粒品の物性＞ 得られた酵素顆粒の平均粒子径は340μmで、
710μm以上の粒子径の物は7.4％、177μm以下の
物は0.9％であつた。

この例からも本発明は大変狭い粒子径分布の造
粒径が容易に得られることがわかる。

造粒工程での活性維持率を求めたところ、本実
施例でも100％であつた。

比較例 １ ＜原料＞ 酵素粉末は実施例１と同じ物を使用し、バイン
ダーはポリエチレングリコール＃4000（日本油脂
(株)）を用いた。

＜配合＞ 酵素粉末30％、バインダー65％、酸化チタン５
％。

＜造粒操作＞ 原料の合計20Kgを85℃で熔融、混合した物を、
口径1.6mmの加圧ノズルから、50Kg／cm²の圧力で
噴霧冷却し球状の酵素顆粒を得た。これを１回目
サンプルとする。

この顆粒を分級して得た125μm以下の微粉末
2.5Kgを、再度熔融して、１回目と同様に噴霧冷
却した。これを２回目サンプルとする。

＜造粒品の物性＞ １回目サンプルの平均粒子径は220μmで、
500μm以上の粒子径の物は0.3％、125μm以下の
物は14.7％であつた。

前記実施例では、造粒物の平均粒子径の約２分
の１の粒子径以下の分率は５％以下であつたのに
対し、本比較例では、この量が14.7％も有り、粒
子径分布が広く、分級と回収操作に対する設備の
負担が本発明よりも大きくなる事は避けられない
事が明らかである。

造粒工程での活性維持率を求めたところ、１回
目サンプルが96％、２回目サンプルが89％で、こ
の面でも本発明よりも劣ることは明らかである。

比較例 ２ ＜原料＞ 酵素粉末は実施例１と同じ物を使用し、バイン
ダーはエーテル化度0.7、純度95％のカルボキシ
メチルセルロースを用いた。その外に、芒硝を用
いた。

＜配合＞ 酵素粉末35％、バインダー0.5％、酸化チタン
５％、芒硝59.5％。

＜造粒操作＞ バインダーを除く原料を混合し、バインダーの
４％水溶液を加えて混合する。全量は３Kgであ
る。これを押し出し造粒機（不二パウダル(株)、
EXD CS−100）で直径0.9mmの円柱状に造粒し、
更にマルメライザー（不二パウダル(株)、QJ−
400）で整形した後、流動層で、85℃の温風で水
分が３％以下となるまで乾燥した。

＜造粒品の物性＞ 得られた酵素顆粒の平均粒子径は920μmで、
1410μm以上の粒子径の物は0.8％、500μm以下の
物は2.7％であつた。この例では、本発明と同等
以上の大変狭い粒子径分布の造粒物が得られる。

しかしながら、造粒工程での活性維持率を求め
たところ、97％であつた。この原因は乾燥におけ
る熱により起こつたと考えられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 洗剤用酵素の粉末を、平均粒子径が0.2mmか
   ら1.2mmの範囲内の水溶性である粒子からなる核
   物質及び融点或いは軟化点が35℃から70℃の水溶
   性有機バインダーと共に、撹拌転動造粒機により
   撹拌しながら、該水溶性有機バインダーの融点或
   いは軟化点以上に加熱後、次いで冷却し、造粒物
   の平均粒子径が核物質の平均粒子径の１倍から２
   倍となるように乾式造粒する事を特徴とする洗剤
   用酵素顆粒の製造方法。 ２ 洗剤用酵素が、プロテアーゼ、エステラー
   ゼ、カルボヒドラーゼから選ばれた一種あるいは
   混合物である特許請求の範囲第１項記載の製造方
   法。 ３ 核物質が、塩化ナトリウム、塩化カリウム、
   芒硝、炭酸ソーダ、砂糖から選ばれた一種あるい
   は混合物である特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の製造方法。 ４ 有機バインダーがポリエチレングリコール、
   非イオン性界面活性剤から選ばれた一種あるいは
   それらの混合物である特許請求の範囲第１項〜第
   ３項のいずれか一項に記載の製造方法。