JPS62257990A - 洗剤用酵素顆粒の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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って失活し易く、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、酵素を造粒することによっ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、作業者や消賛者
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。

従って、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った物に酵素を分散
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った不具合
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。

従って、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　、２ｍｎ＋の範囲内の水溶性である
粒子を核物質とし、融点或いは軟化点が３５℃から７０
℃の水溶性有機バインダーを用いて、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倍となるように攪
拌転動造粒機によって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、−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
よって、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
中になす物であって、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−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、アミノベプチタ
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、ガストリックリパーゼ
、パンクレアチックリパーゼ、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、
サッカラーゼ、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、培養によっ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。

１拉■隻生ｌ 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−次粒子とみなし
得るものについてはこの限りでは無い０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（、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って
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。

バインダ一 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、撹拌転勤による乾式造粒にある。従って、バイン
ダーとしては融点あるいは軟化点が３５℃から７０℃の
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。

＋　Ｏ（［１（陣え分 本発明においては、酵素とバインダーの外に、主に顆粒
の白皮を向上させるために平均粒子径が１（ｂａｔ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、合成へ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、バインダーの配合割合は核物質１
００重量部に対して酵素粉末９〜１００重量部、バイン
ダー９〜６０重量部であり、且つ酵素粉末とバインダー
の重量比が酵素粉末１に対してバインダー０．２〜２の
範囲が好ましい。

１豆１汰 本発明では、攪拌転動造粒機を用いて、乾式造粒するこ
とが特徴である。攪拌転動造粒機の具体例としては、ヘ
ンシェルミキサー（三井三池化工機＠）、ハイスピード
ミキサー（深江工業■）、バーチカルグラニユレータ−
（富士産業＠）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攪
拌軸を持つことである。水平の撹拌軸を有する横型の造
粒機であるレディゲ・ミキサー（レディゲ社、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、該造粒機のジャケット
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、攪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。

更に攪拌を続けると、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攪拌に要する動力
（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、及び使用する攪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。

本発明による製造方法によっ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
性剤によってコーティ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、％は全で重量％である。

実施例１ 〈原　料〉 Ｈ皇■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５
０−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。

並１１ 平均粒子径が６１０−で、５００−以下の粒子が１１％
、７００−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　（日本油脂側）を
用いた。

く配　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■、　ＦＳ−１０型）
に上記原料（合計６　ｋｇ）を全て投入し、ジャケット
に８５℃の温水を流しながら、攪拌翼先端速度を５ｍ／
秒で混合攪拌した。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８１０−で、１４１〇
−以上の粒子径の物は３．６％、３５０　ｔｔｍ以下の
物は１．８％であった。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った。

実施例２ 〈原料〉及びく配合〉は実施例１と同じ。

〈造粒操作〉 ヘンシェルミキサー＜＝井三池化工機■、ＦＭ−２０８
型）に上記原料（合計８ｋｇ）を全て投入し、ジャケッ
トに８５℃の温水を流しながら、攪拌翼先端速度を１３
ｍ／秒で混合攪拌した。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７５０　Ｊ！ｍで、１
４１０−以上の粒子径の物は２．０％、３６〇−以下の
物は３．４％であった。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。

抜力１ 平均粒子径が２５０−で、１２５−以下の粒子が２３％
、３５０μ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３４０声で、７１０　
ｔｍ以上の粒子径の物は７．４％、１７７−以下の物は
０．９％であった。

この例からも本発明は大変狭い粒子径分布の造粒物が容
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％であった。

比較例１ 〈原　料〉 酵素粉末は実施例１と同じ物を使用し、バインターはポ
リエチレングリコール＃４０００　（日本油脂■）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１．６１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１２５−以下の微粉末２、５ｋ
ｇ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２２０−で、５００−以
上の粒子径の物は０．３％、１２５−以下の物は１４．
７％であった。

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％以下であったのに対し、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 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ａ増、ＥＸＤ　ＯＳ−１００
）で直径０．９ｍｍの円柱状に造粒し、更にマルメライ
ザ−（不二パウダルー、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。

く造粒品の物性〉 得られた酵素顆粒の平均粒子径は９２０−で、１４１０
−以上の粒子径の物は０．８％、５００　１Ｍ以下の物
は２．７％であった。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％であった。この原因は乾燥における熱により起
こったと考えられる。

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を核物質とし、
   融点或いは軟化点が３５℃から７０℃の水溶性有機バイ
   ンダーを用いて、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倍となるように攪拌転動造粒機によっ
   て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。