Ксантанова камедь з високою швидкістю гідратування та високою в’язкістю

Реферат: Винахід належить до ксантанової камеді, яка має такі властивості у розчині: a) в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об./хв, яка становить більше ніж приблизно 1600 мПас у разі гідратування у стандартній водопровідній воді при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %, b) в'язкість у морській воді, яка становить більше ніж приблизно 20 при 3 концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ) у разі гідратування у синтетичній морській воді, c) швидкість гідратування, яка становить менше ніж приблизно 3 хв у 1 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %, і d) здатність до по суті повного гідратування протягом менше ніж приблизно 10 хв у 6 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %. Винахід належить також до ксантанової камеді, яка має такі властивості у розчині: a) в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об./хв, яка становить більше ніж приблизно 1600 мПас (сП) у разі гідратування у стандартній водопровідній воді при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %, або в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об./хв, яка становить більше ніж приблизно 1750 мПас (сП) у 0,01 молярному (М) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %, або в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об./хв, яка становить більше ніж приблизно 1700 мПас (сП) у 0,1 молярному (М) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %, b) в'язкість у морській воді, яка становить більше ніж приблизно 20 при 3 концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ) у разі гідратування у синтетичній морській воді, c) швидкість гідратування, меншу ніж приблизно 3 хв у 1 мас. % розчині NaCl при концентрації UA 110342 C2 (12) UA 110342 C2 ксантанової камеді 1 мас. %, d) здатність до по суті повного гідратування протягом менше ніж приблизно 10 хв у 6 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %, e) здатність до досягнення повного гідратування після перемішування пропелерною мішалкою протягом приблизно 1 год. при 1800 об./хв в умовах навколишнього середовища у 10 мас. % розчині нітрату амонію при концентрації ксантанової камеді 0,2 мас. %. UA 110342 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0001] Ця заявка на патент претендує на пріоритет за датою подання попередніх заявок на патент США - №61/378,612, яка була подана 31 серпня 2010 року; №61/378,988, яка була подана 1 вересня 2010 року; №61/383,795, яка була подана 17 вересня 2010 року, кожну з яких у повному обсязі включено до цього опису шляхом посилання. Галузь техніки, до якої належить винахід [0002] Цей винахід має відношення до галузі мікробних полімерів. Зокрема, цей винахід стосується ксантанової камеді, що має поліпшені властивості, наприклад, підвищену стійкість до зневоднення, більшу швидкість гідратування та підвищену в'язкість. Передумови створення винаходу [0003] Ксантанова камедь являє собою поліаніонний полісахарид, що застосовується як загусник, емульгатор та/або стабілізатор у промислових (у тому числі у будівельній, лакофарбовій, паперовій, текстильній промисловості, у галузях захисту рослин і обробки води та у нафтовій промисловості), харчових, косметичних, агрохімічних та фармацевтичних композиціях. Ксантанова камедь продукується у промислових масштабах шляхом аеробної ферментації із застосуванням бактерії Xanthomonas campestris. [0004] Ксантанова камедь як правило постачається у формі сухого порошку. Перед застосуванням за конкретним призначенням ксантанову камедь як правило гідратують у водному розчині. У багатьох випадках розчин, що застосовується для гідратування, містить іони або інші розчинені матеріали, які перешкоджають або навіть повністю запобігають повному гідратуванню ксантанової камеді. У таких випадках склад гідратаційного середовища має бути відрегульований так, щоб містити менші кількості розчинених матеріалів. У разі неможливості здійснення подібного регулювання, ефективне застосування ксантанової камеді може виявитись неможливим. [0005] У разі гідратування ксантанової камеді у будь-якому середовищі певний проміжок часу є необхідним розчиннику для проникнення всередину сухого порошка з набуханням останнього, і потім надання можливості згаданому порошку дифундувати до гідратаційного середовища. Цей процес триває протягом певного проміжку часу і вимагає здійснення безперервного перемішування до повного завершення гідратування. Припинення перемішування до завершення повного гідратування ксантанової камеді є призводить до виникнення ряду ускладнень, у тому числі низької в'язкості гідратованої камеді. Було запропоновано декілька способів можливого посилення гідратування, у тому числі опромінення неопроміненої ксантанової камеді іонізуючим випромінюванням, або надання сухого порошка з розміром частинок у межах від 60 мкм до 250 мкм і середнім діаметром 100-200 мкм. Однак результатом застосування першого способу є підвищення собівартості ксантанової камеді, а останній спосіб не задовольняє необхідності забезпечення підвищеної в'язкості, що обговорюється нижче. [0006] Оскільки ксантанову камедь часто застосовують як загусник або суспендувальний засіб, корисною у багатьох варіантах застосування виявилась би ксантанова камедь, яка б утворювала розчини з підвищеною в'язкістю, як для забезпечення більшої стабільності при однаковій застосованій кількості, так і зменшення застосовуваної кількості ксантанової камеді зі збереженням такого самого рівня стабільності. Отже, робилось багато спроб одержання ксантанової камеді, яка у розчині демонструє підвищену в'язкість. Одним з таких способів є теплова обробка (тобто пастеризація) ферментаційного бульйону. Ця теплова обробка спричинює конформаційну зміну, яка у свою чергу, призводить до одержання ксантанової камеді, яка забезпечує одержання розчинів з підвищеною в'язкістю. Однак застосування цього способу також може спричинювати послаблення процесу гідратування камеді унаслідок змін, спричинених нагріванням. Результатом генетичного впливу, такого як надекспресія генів gumB і gumC, на мікроорганізм-продуцент ксантанової камеді може бути одержання розчинів з підвищеною в'язкістю без пастеризації. Однак генетично модифіковані продукти є неприйнятними у багатьох країнах. [0007] 3 причин, обговорених вище, корисною виявилась би розробка порошкової ксантанової камеді, яка, у разі розчину, може гідратуватись у різноманітних середовищах, може гідратуватись протягом коротшого проміжку часу порівняно з традиційною ксантановою камеддю, а також забезпечувати більш високу в'язкість, ніж традиційна ксантанова камедь. Суть винаходу [0008] Цим винаходом запропонована ксантанова камедь і способи її одержання, яка має у розчині одну або декілька з наведених нижче властивостей: (а) в'язкість при низькій швидкості зсуву (LSRV) при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1600 мПа·с (сП), у разі гідратування у стандартній водопровідній воді при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас); (Ь) в'язкість у морській воді (SWV), яка становить більше ніж приблизно 18 при концентрації 1 1 UA 110342 C2 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фунт/барель (3,80 кг/м ), у разі гідратування у синтетичній морській воді; (с) швидкість гідратування становить менше ніж приблизно 3 хв у 1 % (мас.) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 % (мас); і (d) здатність до по суті повного гідратування протягом менше ніж приблизно 10 хв у 6 % (мас.) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 % (мас). [0009] За певними варіантами здійснення цього винаходу ксантанова камедь за цим винаходом демонструє властивості, що включають в'язкість при низькій швидкості зсуву (LSRV) при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1800 мПа·с (сП), у разі гідратування у стандартній водопровідній воді при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас); в'язкість при низькій швидкості зсуву (LSRV) при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1750 мПа·с (сП) у 0,01 Μ розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас); та/або в'язкість при низькій швидкості зсуву (LSRV) при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1700 мПа·с (сП) у 0,1 Μ розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас). [0010] За певними варіантами здійснення цього винаходу ксантанова камедь за цим винаходом демонструє властивості, що включають в'язкість у морській воді (SWV), яка 3 становить більше ніж приблизно 20 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ) у разі гідратування у синтетичній морській воді. За певними варіантами здійснення цього винаходу ксантанова камедь за цим винаходом демонструє властивості, що включають швидкість гідратування, яка становить менше ніж приблизно 2 хв у 1 % (мас.) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 % (мас), або яка становить менше ніж приблизно 4 хв у 3 % (мас.) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 % (мас), або меншу ніж приблизно 6 хв у 3 % (мас.) розчині лимонної кислоти при концентрації ксантанової камеді 0,4 % (мас). За певними варіантами здійснення цього винаходу ксантанова камедь за цим винаходом демонструє властивості, що включають здатність до по суті повного гідратування протягом менше ніж приблизно 8 хв у 6 % (мас.) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 % (мас), або до повного гідратування після відповідного перемішування протягом приблизно 1 год. при 1800 об/хв в умовах навколишнього середовища у 10 % (мас.) розчині нітрату амонію при концентрації ксантанової камеді 0,2 % (мас). [0011] Ксантанова камедь за цим винаходом також демонструє властивості, що включають в'язкість, яка при визначенні із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель №1, при 3 об/хв, після перемішування протягом однієї години при 1800 об/хв в умовах навколишнього середовища, становить більше ніж приблизно 1900 мПа·с, у разі гідратування у 0,01 Μ або 0,1 Μ розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас); або становить більше ніж приблизно 2100 мПа•с, у разі гідратування у 0,01 Μ або 0,1 Μ розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас). [0012] Цим винаходом також запропоноване одержання ксантанової камеді за цим винаходом шляхом ферментації азіатського штаму Xanthomonas campestris, тобто Xanthomonas campestris патовар campestris, депонованого у Американській колекції типових культур (АТСС) під №РТА-11272. Цим винаходом також запропоноване застосування ксантанової камеді за цим винаходом як загусника, модифікатора в'язкості, емульгатора або стабілізатора у композиціях для буріння або для видобутку нафти з підвищеною ефективністю, для обробки води, для харчових, косметичних, фармацевтичних або агрохімічних композицій, для промислового або побутового прибирання або для паперу, будівництва або текстилю. Короткий опис фігур [0013] Фіг. 1 ілюструє вимірювання в'язкості при низькій швидкості зсуву (LSRV) ксантанової камеді за цим винаходом. [0014] Фіг. 2 ілюструє вимірювання в'язкості у морській воді (SWV) ксантанової камеді за цим винаходом. [0015] Фіг. 3 ілюструє порівняння швидкості гідратування ксантанової камеді за цим винаходом і наявних у продажу ксантанових камедей у 1 % (мас.) розчині NaCl при 1 % (мас.) концентрації. [0016] Фіг. 4 ілюструє порівняння швидкості гідратування ксантанової камеді за цим винаходом і наявних у продажу ксантанових камедей у 3 % (мас.) розчині NaCl при 1 % (мас.) концентрації. [0017] Фіг. 5 ілюструє порівняння в'язкості ксантанової камеді за цим винаходом і наявних у продажу ксантанових камедей у 0,01 Μ розчині NaCl при 0,25 % (мас.) концентрації, коли в'язкість вимірювали із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель №1, при 3 об/хв. [0018] Фіг. 6 ілюструє порівняння в'язкості ксантанової камеді за цим винаходом і наявних у продажу ксантанових камедей у 0,1 Μ розчині NaCl при 0,25 % (мас.) концентрації, коли 2 UA 110342 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в'язкість вимірювали із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель № 1, при 3 об/хв. [0019] Фіг. 7 ілюструє обладнання для визначення швидкості гідратування. [0020] Фіг. 8 ілюструє розміщення мішалки у чашці для зразків з обладнання для визначення швидкості гідратування. [0021] Фіг. 9 ілюструє приклад кривої зміни крутного моменту, що утворюється при визначенні швидкості гідратування. [0022] Фіг. 10 ілюструє візуальне порівняння гідратування ксантанової камеді за цим винаходом і наявних у продажу ксантанових камедей у середовищі, що ускладнює гідратування (наприклад, 6 % (мас.) розчин NaCl при 1 % (мас.) концентрації). Докладний опис винаходу [0023] Разом з іншим, цим винаходом запропонований полімер ксантанової камеді ("ксантанова камедь"), який демонструє унікальні характеристики у разі введення у різні розчини. Ксантанова камедь являє собою екстрацелюлярно продуковану біологічну камедь, яку одержують шляхом аеробної ферментації із застосуванням бактерії Xanthomonas campestris. За одним з аспектів мікроорганізм, що застосовується при ферментації для продукування ксантанової камеді за цим винаходом, являє собою штам Xanthomonas campestris патовар campestris. Ферментація потребує джерела азоту, джерела вуглецю та інших відповідних живильних речовин, добре відомих фахівцям у цій галузі. Під час ферментації підтримують рівні розчиненого кисню та температури з метою забезпечення бактеріям необхідних або оптимальних умов росту. [0024] Цим винаходом також запропонована ксантанова камедь, яка демонструє унікальне гідратування та унікальні реологічні властивості у разі знаходження у розчині, з одночасним збереженням властивостей типової ксантанової камеді щодо, наприклад, стійкості до дії ферментів та міцності до зсуву. Характеристики ксантанової камеді у розчинах можуть визначатись багатьма різними методами за різних умов швидкостей зсуву, концентрацій полімеру та гідратувального середовища. Незалежно від умов, ксантанова камедь за цим винаходом забезпечує одержання розчинів, в'язкість яких дорівнює і, у більшості випадків, перевищує відповідні показники, які забезпечувались раніше відомими ксантановими камедями, і є здатною до більш швидкого або повного гідратування, у порівнянні з раніше відомими ксантановими камедями. Так, для кількісного визначення характеристик ксантанової камеді за цим винаходом, для порівняння з раніше відомими ксантановими камедями, далі визначаються різні умови випробування та вимірювані властивості. [0025] За одним з аспектів ксантанова камедь, коли знаходиться у розчині, демонструє властивості, які включають (і) в'язкість при низькій швидкості зсуву (як визначено нижче) при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1600 мПа•с (сП), у разі гідратування у стандартній водопровідній воді (визначена нижче) при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас), (іі) в'язкість у морській воді (як визначено нижче), яка становить більше ніж приблизно 18 при 3 концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), у разі гідратування у синтетичній морській воді, (ііі) швидкість гідратування (як визначено нижче), яка становить менше ніж приблизно 3 хв у 1 % (мас.) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 % (мас), і (iv) здатність до по суті повного гідратування протягом менше ніж приблизно 10 хв у 6 % (мас.) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 % (мас). [0026] За ще одним аспектом цього винаходу ксантанова камедь, що запропонована цим винаходом, коли знаходиться у розчині, демонструє будь-яку одну з наведених нижче властивостей або будь-яку їх комбінацію: (і) в'язкість при низькій швидкості зсуву (визначена нижче) при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1600 мПа•с (сП), у разі гідратування у стандартній водопровідній воді (визначена нижче) при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас); (іі) в'язкість у морській воді (як визначено нижче), яка становить більше ніж приблизно 18 3 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), у разі гідратування у синтетичній морській воді; (ііі) швидкість гідратування (як визначено нижче), яка становить менше ніж приблизно 3 хв у 1 % (мас.) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 % (мас); (iv) здатність до по суті повного гідратування протягом менше ніж приблизно 10 хв у 6 % (мас.) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 % (мас); (ν) здатність до по суті повного гідратування після перемішування пропелерною мішалкою протягом приблизно однієї години при 1800 об/хв в умовах навколишнього середовища у 10 % (мас.) розчині нітрату амонію при концентрації ксантанової камеді 0,2 % (мас); 3 UA 110342 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (vi) в'язкість при низькій швидкості зсуву (визначена нижче) при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1750 мПа•с (сП) у 0,01 молярному (М) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас); (vii) в'язкість при низькій швидкості зсуву (визначена нижче) при З об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1700 мПа•с (сП) у 0,1 молярному (М) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 % (мас); або (viii) будь-яку їх комбінацію. За цим аспектом ксантанова камедь, яка запропонована у цьому винаході, коли знаходиться у розчині, демонструє будь-яку одну з цих властивостей або більше ніж одну без обмеження. Таким чином, ксантанова камедь за цим винаходом може демонструвати будь-яку одну, будьякі дві, будь-які три, будь-які чотири, будь-які п'ять, будь-які шість або усі з наведених властивостей. [0012] Терміни "повністю гідрувати", "по суті повністю гідрувати", "повна гідратація", "100 % гідратація" тощо у значенні, вживаному у цьому описі, означають, що розчин виглядає однорідним, тобто не має частинок, видимих неозброєним людським оком (як показано на Фіг. 10), і в'язкість розчину у конкретному середовищі по суті не відрізняється від в'язкості, одержаної у стандартній водопровідній воді. Словосполучення "по суті не відрізняється" у значенні, вживаному у цьому описі, означає, що в'язкість розчину у конкретному середовищі відрізняється менше ніж на приблизно 25 %, альтернативно - менше ніж на приблизно 20 %, альтернативно - менше ніж на приблизно 15 %, альтернативно - менше ніж на приблизно 10 %, альтернативно - менше ніж на приблизно 7 % або альтернативно - менше ніж на приблизно 5 %, від в'язкості, одержаної у стандартній водопровідній воді. Стандартну водопровідну воду (STW) одержують шляхом розчинення 1,0 г NaCl і 0,15 г СаСІ2-2Н2О у 1 літрі деіонізованої води. [0013] За іншим аспектом цього винаходу, коли ксантанова камедь гідратується у стандартній водопровідній воді при 0,25 % (мас.) концентрації ксантанової камеді, розчин, який одержують, має в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1800 мПа•с. За ще одним аспектом цього винаходу, у разі гідратування у стандартній водопровідній воді при 0,25 % (мас.) концентрації ксантанової камеді, розчин має в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 2000 мПа•с. Репрезентативні дані представлені на Фіг. 1. Як показано на Фіг. 1, коли ксантанова камедь, що запропонована в цьому винаході, гідратована у стандартній водопровідній воді при 0,25 % (мас.) концентрації ксантанової камеді, розчин має в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об/хв, яка становить більше ніж приблизно 1600 мПа•с, більше ніж приблизно 1650 мПа•с, більше ніж приблизно 1750 мПа•с, більше ніж приблизно 1800 мПа•с, більше ніж приблизно 1850 мПа•с, більше ніж приблизно 1900 мПас, більше ніж приблизно 1950 мПа•с, більше ніж приблизно 2000 мПа•с, більше ніж приблизно 2500 мПа•с, більше ніж приблизно 2100 мПа•с, більше ніж приблизно 2150 мПа•с, більше ніж приблизно 2200 мПас, більше ніж приблизно 2250 мПа•с, більше ніж приблизно 2300 мПас, більше ніж приблизно 2350 мПа•с, більше ніж приблизно 2400 мПа•с, більше ніж приблизно 2450 мПа•с або більше ніж приблизно 2500 мПас. Якщо не вказується інше, за цих умов, у разі гідратування у стандартній водопровідній воді при 0,25 % (мас.) концентрації ксантанової камеді, розчин може мати в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об/хв до приблизно 2700 мПа•с, до приблизно 2800 мПа•с або до приблизно 2900 мПа•с. [0014] За іншими аспектами цього винаходу ксантанова камедь за цим винаходом демонструє в'язкість у морській воді, яка становить більше ніж приблизно 20 при концентрації 1 3 фунт/барель (3,80 кг/м ) і, більш того, в'язкість у морській воді, яка становить більше ніж 3 приблизно 22 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ). Репрезентативні дані представлені на Фіг. 2. Як показано на Фіг. 2, ксантанова камедь демонструє в'язкість у морській воді, яка 3 становить більше ніж приблизно 18 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), більше ніж 3 приблизно 18,5 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), більше ніж приблизно 19 при 3 концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), більшу ніж приблизно 19,5 при концентрації 1 3 3 фунт/барель (3,80 кг/м ), більшу ніж приблизно 20,0 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), 3 більшу ніж приблизно 20,5 при концентрації 1 фунт/барель (3,80кг/м ), більшу ніж приблизно 3 21,0 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), більшу ніж приблизно 21,5 при концентрації 1 3 3 фунт/барель (3,80 кг/м ), більшу ніж приблизно 22,0 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), 3 більшу ніж приблизно 22,5 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), більшу ніж приблизно 3 23,0 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), більшу ніж приблизно 23,5 при концентрації 1 3 фунт/барель (3,80 кг/м ) або більшу ніж приблизно 24,0 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 3 кг/м ). Якщо не вказується інше, за цих умов, ксантанова камедь демонструє в'язкість у морській 3 воді до приблизно 26,0 при концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ), до приблизно 27,0 при 4 UA 110342 C2 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 концентрації 1 фунт/барель (3,80 кг/м ) або до приблизно 28,0 при концентрації 1 фунт/барель 3 (3,80 кг/м ). [0015] За більшістю варіантів застосування порошок ксантанової камеді потребує гідратації перед його застосуванням. Загалом, гідратування може вважатись двостадійним процесом. Перша стадія, яка, як правило, передує стадії фактичного гідратування, включає диспергування ксантанової камеді у необхідному середовищі так, щоб окремі частинки були відокремленими і не утворювали одна з одною грудок або агрегатів. Коли частинки ксантанової камеді злипаються і утворюють грудки, процес гідратування проходить, як правило, набагато повільніше. Як правило, після руйнування агрегатів відбувається друга стадія, коли ці дисперговані частинки ксантанової камеді дійсно гідратуються у середовищі, що означає, що окремі молекули полімеру вивільнюються з сухої частинки і стають вільними для пересування у середовищі. Технічні терміни "диспергування" та "гідратування" вжиті для опису цих першої та другої стадій, відповідно. [0016] Сам процес гідратування має щонайменше два аспекти. Один аспект гідратування стосується того, наскільки швидко частинки ксантанової камеді можуть набухнути і, унаслідок цього, вивільнити ланцюги полімеру, що було визначено у цьому описі як швидкість гідратування. Швидке і повне гідратування може бути важливим для багатьох варіантів застосування, наприклад, для сухих сумішей. Другий аспект гідратування стосується того, середовище якого типу забезпечить можливість повного гідратування. Певні гідратувальні середовища є більш "важкими" для окремих молекул полімеру, які мають бути вивільненими з сухої частинки, і отже для повного гідратування у згаданих середовищах. Наприклад, ці більш "важкі" середовища мають як правило високий вміст солей, низьке значення рН та/або містять високі рівні розчинених неіонних твердих речовин (наприклад, цукрози або цукрових спиртів). Коли гідратувальне середовище є доволі важким для гідратування у ньому окремих молекул полімеру, частинки камеді не можуть набухнути і повністю вивільнити полімер. У таких випадках для використання полімеру може виникнути необхідність у застосуванні надмірного перемішування, нагрівання або заміни гідратувального середовища. За одним із аспектів цього винаходу однією з особливостей ксантанової камеді за цим винаходом є її здатність до повного гідратування у цих важких середовищах, у тому числі тих з них, які можуть мати високий вміст солей, низьке значення рН та/або містити високі рівні розчинених неіонних твердих речовин, у порівнянні з традиційною ксантановою камеддю. Цей аспект чітко демонструє недолік, властивий традиційній ксантановій камеді, недолік, подоланий ксантановою камеддю за цим винаходом. Оскільки типи середовищ і визначення "важких" середовищ змінюються, фахівцю у цій галузі буде зрозуміло, що ксантанову камедь за цим винаходом визначають, виходячи з властивостей, які вона демонструє у певних визначених середовищах. [0017] Стосовно швидкості гідратування, ксантанова камедь за цим винаходом має наведені нижче властивості при розчиненні. За одним з аспектів цього винаходу швидкість гідратування ксантанової камеді становить менше ніж приблизно 3 хв (як визначено вище), менше ніж приблизно 2,5 хв, менше ніж приблизно 2 хв або менше ніж приблизно 1,5 хв у 1 % (мас.) розчині NaCl при 1 % (мас.) концентрації ксантанової камеді (Фіг. 3). Навіть тоді, коли рівень NaCl у розчині підвищується до 3 % (мас), ксантанова камедь при 1 % (мас.) концентрації у розчині демонструє швидкість гідратування, яка становить менше ніж приблизно 4 хв, менше ніж приблизно 3,5 хв, менше ніж приблизно 3 хв, менше ніж приблизно 2,5 хв або менше ніж приблизно 2 хв (Фіг. 4). У інших середовищах, наприклад, 3 % (мас.) розчині лимонної кислоти при 0,4 % (мас.) концентрації ксантанової камеді, швидкість гідратування також є порівняно великою і становить менше ніж приблизно 6 хв. Для розчину 40 % (мас.) пукрози+4 % (мас.) NaCl при 0,35 % (мас.) концентрації ксантанової камеді швидкість гідратації становить менше ніж приблизно 8 хв. [0018] За ще одним аспектом цього винаходу ксантанова камедь за цим винаходом може бути більш толерантною по відношенню до важких гідратаційних середовищ. Приклад цього аспекту показаний на Фіг. 10, яка надає візуальне свідчення поліпшеного гідратування у важких середовищах. У цьому разі 6 % (мас.) вміст NaCl виявився достатнім для гальмування гідратування традиційної ксантанової камеді. Навіть після 6 хв перемішування у традиційній ксантановій камеді (показана на правому боці Фіг. 10) залишаються видимі кількості негідратованого матеріалу. Однак ксантанова камедь за цим винаходом (показана на лівому боці Фіг. 10) повністю гідратується у цьому середовищі. Таким чином, за одним з аспектів цього винаходу ксантанова камедь за цим винаходом може по суті повністю гідратуватись протягом менше ніж приблизно 10 хв, менше ніж приблизно 9 хв, менше ніж приблизно 8 хв, менше ніж приблизно 7 хв або менше ніж приблизно 6 хв у 6 % (мас.) розчині NaCl при 1 % (мас.) концентрації ксантанової камеді. Таким чином, ксантанова камедь за цим винаходом повністю 5 UA 110342 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 гідратується, якщо робити висновок за відсутністю видимих частинок при візуальній перевірці зовнішнього вигляду (Фіг. 10). Багато систем з ксантановою камеддю потребують такої ксантанової камеді або одержують перевагу завдяки такій ксантановій камеді, що є здатною до гідратування у важких середовищах. Наприклад, харчові соуси або заправки мають високий вміст розчинених твердих речовин (цукор або кукурудзяний сироп) разом з високим вмістом солі і кислоти, завдяки чому, як правило, представляють собою "важкі" середовища. [0019] Крім того, ксантанова камедь за цим винаходом може бути повністю гідратована протягом приблизно 1 год. перемішування пропелерною мішалкою при 1800 об/хв в умовах навколишнього середовища у 10 % (мас.) розчині нітрату амонію при 0,2 % (мас.) концентрації ксантанової камеді (при 3 об/хв, в'язкість 5000 мПа•с, віскозиметр Брукфільда, шпиндель №1). За цих умов ксантанова камедь за цим винаходом може бути повністю гідратована протягом приблизно 0,7 год., протягом приблизно 0,8 год., протягом приблизно 0,9 год., протягом приблизно 1,0 год., протягом приблизно 1,1 год., протягом приблизно 1,2 год. або протягом приблизно 1,3 год. перемішування пропелерною мішалкою при 1800 об/хв в умовах навколишнього середовища у 10 % (мас.) розчині нітрату амонію при 0,2 % (мас.) концентрації ксантанової камеді. [0020] Щоб продемонструвати кращі загущувальні властивості ксантанової камеді за цим винаходом, в'язкість розчинів із застосуванням ксантанової камеді за цим винаходом з різними концентраціями солі порівнювали з традиційною ксантановою камеддю. Як показано на Фіг. 5, було здійснено порівняння ксантанової камеді за цим винаходом з наявними у продажу ксантановими камедями, де кожну ксантанову камедь змішували у 0,01 молярному (М) розчині NaCl при 0,25 % (мас.) концентрації ксантанової камеді протягом однієї години при 1800 об/хв в умовах навколишнього середовища. В'язкість одержаних розчинів визначали із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель №1, при частоті обертання 3 об/хв. Ксантанова камедь за цим винаходом мала в'язкість, яка становила більше ніж приблизно 1750 мПа•с, більше ніж приблизно 1800 мПа•с, більше ніж приблизно 1850 мПа•с, більше ніж приблизно 1900 мПа•с, більше ніж приблизно 1950 мПа•с, більше ніж приблизно 2000 мПас, більше ніж приблизно 2050 мПа•с або більше ніж приблизно 2100 мПа•с. Якщо не вказується інше, за цих умов ксантанова камедь за цим винаходом може мати в'язкість до приблизно 2400 мПа•с, до приблизно 2500 мПа•с або до приблизно 2600 мПа•с. Порівнювані наявні у продажу камеді демонстрували значно нижчу в'язкість і могли не бути повністю гідратованими після перемішування протягом однієї години. Отже, ці дані демонструють переважні характеристики ксантанової камеді за цим винаходом у зіставленні з різними наявними у продажу ксантановими камедями у середовищах з низьким вмістом солі. [0021] Як показано на Фіг. 6, було здійснено порівняння ксантанової камеді за цим винаходом з наявними у продажу ксантановими камедями, де кожну ксантанову камедь перемішували у 0,1 Μ розчині NaCl при 0,25 % (мас.) концентрації ксантанової камеді протягом однієї години при 1800 об/хв в умовах навколишнього середовища. В'язкість одержаних розчинів визначали із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель №1, при частоті обертання 3 об/хв. За одним з аспектів цього винаходу ксантанова камедь за цим винаходом мала в'язкість більше ніж приблизно 1700 мПа•с, більше ніж приблизно 1750 мПа•с, більше ніж приблизно 1800 мПа•с, більше ніж приблизно 1850 мПа•с, більше ніж приблизно 1900 мПа•с, більше ніж приблизно 1950 мПа•с, більше ніж приблизно 2000 мПас, більше ніж приблизно 2050 мПа•с або більше ніж приблизно 2100 мПас. Якщо не вказується інше, за цих умов, ксантанова камедь за цим винаходом може мати в'язкість до приблизно 2300 мПа•с, до приблизно 2400 мПа•с, до приблизно 2500 мПа•с або до приблизно 2600 мПа•с. Порівнювані наявні у продажу камеді демонстрували значно нижчі в'язкості і могли не бути повністю гідратованими після перемішування протягом однієї години. Таким чином, ці дані демонструють кращі характеристики ксантанової камеді за цим винаходом у зіставленні з іншими наявними у продажу ксантановими камедями у середовищах з середнім вмістом солі. [0022] Усі вищевказані властивості надають можливість застосовувати ксантанову камедь за цим винаходом як загусник, модифікатор в'язкості, емульгатор та/або стабілізатор у композиції для паперу, будівництва, текстильних виробів, приготування їжі, косметичних, агрохімічних, фармацевтичних, промислових та побутових виробів для прибирання, продуктів для буріння та видобутку нафти з підвищеною ефективністю і обробки води. Ксантанова камедь застосовується як компонент у ряді продуктів для поліпшення властивостей. Згадані властивості можуть охоплювати в'язкість, суспендування частинок, створення відчуття у ротовій порожнині, об'єм, зв'язування води, загущування, стабілізація емульсій, посилення піноутворення та зменшення зсувного зусилля. Харчові продукти, у яких застосовують ксантанову камедь за цим винаходом, охоплюють, наприклад, салатні заправки, сиропи, напої з 6 UA 110342 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 плодово-ягідними соками та заморожені десерти. Інші вироби також охоплюють друкарські барвники, бурові розчини на вуглеводневій основі, поливи для керамічних виробів та фармацевтичні композиції, рідини для прибирання, друкарські фарби та чорнила, шпалерні клеї, пестициди, зубні пасти та розчини для іммобілізації ферментів та клітин. У фармацевтичних композиціях ксантанова камедь може бути застосована як носій або як матриця контрольованого вивільнення. [0023] Продукування ксантанової камедіздійснюють за допомогою традиційного процесу глибинної ферментації із застосуванням Xanthomonas. За одним з аспектів цього винаходу, посівні культури Xanthomonas можуть бути продуковані у невеликому масштабі із 3 3 застосуванням ферментерів об'ємом від приблизно 0,2 м до приблизно 20 м протягом проміжку часу тривалістю від приблизно 20 год. до приблизно 40 год. Ферментація може здійснюватись в умовах навколишнього середовища. Посівні культури Xanthomonas можуть 3 3 бути додані у промисловий ферментер об'ємом від приблизно 20 м до приблизно 250 м разом з ферментаційним середовищем, що містить від приблизно 2,0 % (мас.) до приблизно 6,0 % (мас.) (за варіантом, якому віддають перевагу, від приблизно 3,0 % (мас.) до приблизно 4,0 % (мас.)) джерела вуглецю у формі кукурудзяного крохмалю, від приблизно 0,1 % (мас.) до приблизно 0,5 % (мас.) (за варіантом, якому віддають перевагу, від приблизно 0,1 % (мас.) до приблизно 0,3 % (мас.)) джерела азоту у формі соєвого білка, і від приблизно 0,005 % (мас.) до приблизно 0,02 % (мас.) (за варіантом, якому віддають перевагу, від приблизно 0,05 % (мас.) до приблизно 0,015 % (мас.)) карбонату кальцію. Процес ферментації може супроводжуватись перемішуванням та аерацією для насичення ферментаційного середовища киснем. рН ферментаційного середовища може бути відрегульований від приблизно 6,0 до приблизно 7,5 шляхом додання титрованого розчину КОН або NaOH. Через приблизно 50-100 год. процес ферментації завершується з одержанням ферментованого живильного середовища, що містить водний розчин ксантанової камеді. [0024] Після завершення ферментації ксантанова камедь може бути осаджена з ферментованого живильного середовища, як правило, із застосуванням органічного розчинника, що змішується або щонайменше частково змішується з водою, наприклад, із застосуванням спирту, кетону або будь-якого іншого органічного розчинника, що змішується з водою. Для зручності органічний розчинник може застосовуватись у будь-якій наявній у продажу формі, наприклад, у формі безводного розчинника, у формі суміші спиртів або кетонів (наприклад, ізомерні суміші) або у формі суміші органічного розчиннику з водою (наприклад, азеотропні суміші). За одним з аспектів цього винаходу згаданим органічним розчинником може бути спирт, такий як метанол, етанол, n-пропанол, ізопропанол (ізопропіловий спирт), nбутанол, ізобутанол тощо, у тому числі будь-яка суміш або комбінація спиртів. Далі, згаданим спиртом може бути етанол або ізопропанол чи комбінація етанолу або ізопропанолу. За ще одним аспектом цього винаходу для осадження ксантанової камеді згаданий органічний розчинник може бути доданий до ферментованого живильного середовища у об'ємному відношенні щонайменше приблизно 0,5:1, тобто 0,5 об'єму органічного розчинника на кожен об'єм ферментованого живильного середовища. За одним з аспектів цього винаходу згаданий органічний розчинник може бути доданий до водного розчину ксантанової камеді у об'ємному відношенні органічного розчинника до живильного середовища від приблизно 0,6:1 до приблизно 3:1. Наприклад, етанол може бути доданий до водного розчину ксантанової камеді у об'ємному відношенні органічного розчинника до живильного середовища від приблизно 0,6:1 до приблизно 3:1. За іншим аспектом цього винаходу ксантанова камедь може осаджуватись з ферментованого живильного середовища шляхом додання етанолу у об'ємному відношенні етанолу до живильного середовища від приблизно 1,25:1 до приблизно 2,5:1. [0025] Осад ксантанової камеді може бути відокремлений або виділений за допомогою традиційних методів, наприклад, шляхом декантації. Виділену ксантанову камедь можна піддавати додатковій обробці, за бажанням, наприклад, для видалення надлишкової кількості розчиннику та/або поліпшення зернистості ксантанової камеді. За одним з аспектів цього винаходу виділена ксантанова камедь може бути віджата для видалення надлишкової кількості спирту і води, та потім висушена. За ще одним з аспектів цього винаходу згадане сушіння може здійснюватись при температурі від приблизно 50 °C до приблизно 90 °C доти, доки вміст залишкової вологи не зменшиться до необхідного рівня, наприклад, до рівня від приблизно 5 % (мас.) до приблизно 15 % (мас). Більше того, при необхідності ксантанова камедь може бути розмелена до середнього розміру частинок, наприклад, від приблизно 50 мкм до приблизно 750 мкм. [0026] Виділена, як розкрито в цьому описі, ксантанова камедь за бажанням може бути піддана будь-якій традиційній обробці після ферментації/виділення, що, як вважають, 7 UA 110342 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 знаходиться у межах звичайних навичок фахівця у цій галузі. Однак, як розкрито у цьому описі, ксантанова камедь, розкрита в цьому описі, не потребує обробки після ферментації або після виділення для набуття необхідних властивостей. [0027] Методи випробування, застосовані у цьому дослідженні для визначення характерних особливостей ксантанової камеді за цим винаходом, наведені нижче. Визначення в'язкості при низькій швидкості зсуву ("LSRV") ксантанової камеді. [0028] LSRV ксантанової камеді визначали із застосуванням наведеної нижче методики. Ксантанову камедь (0,75 г — масу визначено з точністю до 0,01 г) повільно додавали до 299 мл стандартної водопровідної води, що знаходилась у 400 мл високій лабораторній склянці, з одночасним перемішуванням з частотою 800+20 об/хв. Перемішування здійснювали протягом приблизно 4 год. Безпосередньо перед припиненням перемішування експериментального розчину (після 4 год.), температуру вказаного розчину доводили до 25±2 °C. Експериментальний розчин видаляли з мішалки і відстоювали при кімнатній температурі протягом 30+5 хв (він може бути вміщеним до водяної бані з регульованою температурою). Після відстоювання розчину протягом 30 хв, температуру визначали шляхом введення термометру до розчину між центральною частиною і бічною стінкою лабораторної склянки. Для забезпечення точності розчин перед визначенням його в'язкості утримували у стані спокою. В'язкість при температурі 25±2 °C визначали із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель №1, при частоті 3 об/хв. В'язкість у міліпаскалях на секунду ("мПа•с") або сантипуазах ("сП") реєстрували після обертання шпінделя протягом 3 хв. Визначення в'язкості ксантанової камеді у морській воді. [0029] Розчин морської води одержали за стандартом ASTM D1141-52 шляхом розчинення 41,95 г морської солі (від компанії Lake Products Co., Inc., Maryland Heights, МО) у 1 літрі деіонізованої води. 300 мл порцію розчину морської води переносили до чашки для змішування, встановленої на мішалці Hamilton-Beach 936-2 (компанія Hamilton-Beach Div., Washington, D.C.). Регулятор швидкості мішалки переводили на низькі оберти, і на вал мішалки встановлювали один диск з канавками. На низьких обертах вал мішалки обертається з частотою приблизно 4000-6000 об/хв. До чашки для змішування протягом 15-30 с повільно додавали 0,86 г порцію ксантанової камеді, і здійснювали перемішування протягом 5 хв. Регулятор швидкості мішалки переводили на високі оберти (11000±1000 об/хв), і перемішували експериментальний розчин протягом приблизно 5 хв. Згадану суміш піддавали перемішуванню протягом 45 хв, розпочинаючи з моменту додання ксантанової камеді. На закінчення 45 хв проміжку часу перемішування додавали 2-3 краплі протиспінювача BARA-DEFOAM® (компанія NL Baroid/NL Industries, Inc., Houston, TX), і протягом 30 с здійснювали додаткове перемішування. Чашку для змішування виймали з мішалки і занурювали у холодну воду для зниження температури рідини до 25±0,5 °C. Для забезпечення однорідності розчину згаданий розчин повторно перемішували після охолодження протягом 5 с з частотою 11000±1000 об/хв. Згаданий розчин переносили з чашки для змішування до пірексової лабораторної склянки об'ємом 400 мл, і визначали в'язкість за Фанном (віскозиметр Фанна, модель 35А). Цю процедуру здійснювали при перемішуванні з частотою 3 об/хв. Значення зчитували на шкалі після стабілізації показань і реєстрували як показник в'язкості у морській воді при частоті 3 об/хв. Визначення швидкості гідратування ксантанової камеді. [0030] Вимірювальний прилад для визначення швидкості гідратування розробили для визначення швидкості гідратування ксантанової камеді у водному розчині. Швидкість гідратування визначають як проміжок часу для досягнення зразком 90 % рівня максимального крутного моменту. Хоча це і не забезпечує можливості безпосереднього визначення повного гідратування, згадана 90 % точка являє собою придатний для порівняння зразків показник. Визначена 100 % точка є більш змінною, оскільки наближення до кінцевого значення є поступовим, і зазнає впливу навіть незначних випадкових помилок при вимірювання. У приладі, представленому на Фіг. 7, застосовують електродвигун з регульовною частотою обертання для перемішування розчиннику у лабораторній склянці, встановленій на тензодатчику для визначення крутного моменту. Для започаткування випробування ксантанову камедь додавали до розчиннику з одночасним перемішуванням з постійною частотою обертання. В міру підвищення в'язкості унаслідок гідратування ксантанової камеді збільшується крутний момент (скручувальне зусилля) на лабораторній склянці. Значення крутного моменту постійно відслідковуються комп'ютером, який нормалізує, роздруковує і наносить дані на графік як залежність між значенням у відсотках крутного моменту і часом. Незважаючи на те, що крутний момент не є безпосередньою характеристикою в'язкості зразку, він забезпечував повноцінну характеристику розвитку в'язкості з перебігом часу. 8 UA 110342 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0031] На Фіг. 7 і Фіг. 8 показано обладнання, призначене для визначення швидкості гідратування: 1. Станина (704) вимірювального приладу — корпус приладу, на якому монтується електродвигун (702) з регульовною частотою обертання, тиристорний пристрій (714) керування і тензодатчик (710) для визначення крутного моменту. Встановлювальна плита (712) тензодатчику для визначення крутного моменту була сконструйована швидкознімною і самоцентрівною. Тиристорний пристрій (714) керування має ручку (716) регулювання частоти обертання і силовий вимикач (718). 2. Тензодатчик (710) для визначення крутного моменту і формувач (720) сигналів - згаданий тензодатчик (710) для визначення крутного моменту визначає дуже невеликі зусилля. Формувач (720) сигналів здійснює електронне визначення змін крутного моменту на тензодатчику (710) для визначення крутного моменту і передає цю інформацію на цифровий багатошкальний вольтметр (722). Формувач (720) сигналів має силовий вимикач (718). 3. Електродвигун (702) — для цього вимірювального приладу був застосований двигун (702) постійного струму з регульовною частотою обертання і відповідним патроном (706). Частота обертання була приблизно 0-1200 об/хв з високим ступенем стабільності (±5 об/хв). 4. Універсальний електровимірювальний прилад (722) — перетворює на цифрову форму показання напруги з формувача (720) сигналів і пересилає інформацію на комп'ютер. Показання (5/с) відбирають з точністю до 5 значущої цифри. 5. Мішалка (802) з якорем у формі літери Η - згадана мішалка (802) з якорем у формі літери Н, як показано на Фіг. 8, має такі розміри: загальна довжина 8 дюймів (20,32 см), довжина до поперечного конструктивного елемента 7 дюймів (17,78 см), 1,5 × 1,5 дюйма (3,81 × 3,81 см) на "Н" (застосований 0,25 дюймовий (6,35 мм) стрижень з нержавіючої сталі). Мішалка (802) з якорем у формі літери Η була спеціально розроблена для перемішування розчину з одночасною підтримкою вихорю у розчині на відстані 2-4 мм від дна. 6. Чашка (804) для зразків — лабораторну склянку (804) Гріффіна об'ємом 250 мл з нержавіючої сталі застосовували для розміщення розчинника. Чашка (804) для зразків утримується тримачем (708) чашки для зразків і закріплюється встановлювальними гвинтами (724) чашки для зразків. 7. Тахометр — цифровий фототахометр застосовували для точного регулювання частоти обертання мішалки (802). [0032] Методика визначення швидкості гідратування: При проведенні випробування використовували частинки ксантанової камеді розміром 80 меш, які диспергували у поліетиленгліколі (PEG) з масовим співвідношенням 3:1, і перемішували вручну при кімнатній температурі (23±2 °C). Зразки, призначені для випробування, змішували з диспергатором безпосередньо перед початком проведення випробування. Розчин змінювали, як зазначено в наведених нижче прикладах і на фігурах. Стандартну водопровідну воду (STW), як один з розчинів, одержали шляхом розчинення 1,0 г NaCl і 0,15 г СаСl2-2Н2О у 1 л деіонізованої води. Було використано об'єм у 130 мл. Ксантанову камедь випробували на рівні 1 % (мас), якщо не вказувалось інше. Частота обертання мішалки дорівнювала 600 об/хв. Зразок додавали протягом 4-5 с проміжку часу дуже точно і рівномірно. Для забезпечення узгодженості та точності, зразок не повинен додаватись занадто швидко або повільно чи нерівномірно. [0033] Дані були масштабовані від 0 % до 100 % максимального крутного моменту, зареєстрованого під час проведення випробування. Проміжок часу до досягнення 90 % максимального крутного моменту був прийнятий як швидкість гідратування. Було встановлено, що це значення було стабільним і відтворюваним. Проміжок часу до досягнення 100 % не використовували, оскільки кінцеве наближення до 100 % крутного моменту було поступовим і зазнавало впливу з боку зовнішніх факторів, наприклад, електричних перешкод та/або вібрації. Приклад кривої крутного моменту, яку одержали у такий спосіб, наведено на Фіг. 9. Приклади [0034] У наведених нижче прикладах мікроорганізмом, який використовували при проведенні ферментації, був азіатський штам Xanthomonas campestris патовар campestris, депонований у Американській колекції типових культур (АТСС, Patent Depository, 1081 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209, United States of America) 31 серпня 2010 року під №PTA-11272. [0035] Ферментацію здійснювали в умовах навколишнього середовища. Посівні культури Xanthomonas вносили до ферментера разом з ферментаційним середовищем, яке містило джерело вуглецю (3,8 % (мас), кукурудзяний крохмаль), джерело азоту (0,25 % (мас), соєвий білок) і 0,01 % (мас.) СаСО3. Перемішування та аерацію протягом ферментації здійснювали з традиційною частотою для забезпечення відповідного насичення ферментаційного середовища киснем. рН ферментаційного середовища у процесі ферментації підтримували від приблизно 9 UA 110342 C2 5 10 6,0 до 7,5 шляхом додання КОН. Через приблизно 60 год. ферментацію закінчували, і ксантанову камедь осаджували з ферментованого живильного середовища шляхом додання до згаданого ферментованого живильного середовища 1,5 об'єму етанолу. Виділену ксантанову камедь пресували для видалення надлишку спирту і води, після чого сушили при температурі 70 °C доки вміст залишкової вологи не досягав рівня 10 % (мас). Кінець-кінців, ксантанову камедь розмелювали з одержанням частинок середнього розміру 80 мкм. [0036] У кожному з прикладів, як показано на Фіг. 1-6 і Фіг. 10 та у Таблицях 1-4, ксантанову камедь за цим винаходом порівнювали з наявними у продажу ксантановими камедями (80 меш) від компаній СР Kelco U.S., Inc. під торговими марками KELTROL® та KELZAN®, від Archer Daniels Midland Company під торговими марками OPTIZXAN® та NOVAXAN®, від Shandong Deosen Corporation Ltd. під торговою маркою ZIBOXAN®, з ксантановою камедью від Fufeng Group Ltd. і з ксантановою камедью від CargilL. Incorporated під торговою маркою VERSAGUM®. 15 10 UA 110342 C2 5 10 15 20 [0037] За іншим прикладом на Фіг. 10 представлені результати порівняння ксантанової камеді за цим винаходом (фотографії на лівому боці) із стандартною ксантановою камеддю від компанії СР Кеlсо (правий бік) у 6 % розчині NaCl при 1 % (мас.) концентрації ксантанової камеді. Через певні проміжки часу (30 с, 1 хв, 3 хв і 6 хв) перемішуваний розчин фотографували. Бічними краями фотографій є лабораторна склянка, а у середній частині знаходяться обриси валу мішалки. На кожній фотографії показані як пухирці (різко окреслені круглі ділянки світлого кольору) так і негідратована ксантанова камедь (світло-сірі маси). У міру гідратування ксантанової камеді негідратована ксантанова камедь поступово стає менш видимою, доки з перебігом часу вона стає зовсім невидимою. Ксантанова камедь за цим винаходом стала невидимою через 6 хв. Стандартна ксантанова камедь демонструвала набагато більше негідратованих ділянок, які не зникали при перемішуванні. Разом з іншим фотографії на Фіг. 10 ілюструють, яким чином візуальні методи можуть бути застосовані для того, щоб розрізняти ступінь гідратування камеді. [0038] Якщо не вказується інше, коли розкривається або заявляється діапазон будь-якого типу, вважається, що вказаний діапазон включає верхню і нижню межі вказаного діапазону. Таким чином, терміни "від…до…" або "у межах" і подібні до них терміни мають значення від нижньої межі діапазону до верхньої межі діапазону, включно. Більше того, якщо не вказується інше, коли розкривається або заявляється діапазон будь-якого типу, наприклад, діапазон концентрацій, в'язкості або температури тощо, вважається, що він розкриває або заявляє в індивідуальному порядку кожне можливе число, яке б логічно охоплювалось таким діапазоном, у тому числі будь-які піддіапазони, які входять до його складу. Наприклад, при описуванні 11 UA 110342 C2 5 10 15 20 25 в'язкості у межах від приблизно 2400 мПа•с до приблизно 2600 мПа•с мають на увазі, що до цього розкриття входить кожне можливе число, яке логічно охоплюється таким діапазоном, як правило до значень у межах вказаного діапазону, більших на одну значущу цифру, присутню на кінцевих точках діапазону. За цим прикладом при розкритті в'язкості у межах від приблизно 2400 мПа•с до приблизно 2600 мПа•с таке розкриття вважається еквівалентним розкриттю в'язкості приблизно 2400 мПа•с, приблизно 2410 мПа•с, приблизно 2420 мПа•с, приблизно 2430 мПа•с, приблизно 2440 мПа•с, приблизно 2450 мПа•с, приблизно 2460 мПа•с, приблизно 2470 мПа•с, приблизно 2480 мПа•с, приблизно 2490 мПа•с, приблизно 2500 мПа•с, приблизно 2510 мПа•с, приблизно 2520 мПа•с, приблизно 2530 мПа•с, приблизно 2540 мПа•с, приблизно 2550 мПа•с, приблизно 2560 мПа•с, приблизно 2570 мПа•с, приблизно 2580 мПа•с, приблизно 2590 мПа•с або приблизно 2600 мПа•с, з включенням будь-яких діапазонів, піддіапазонів або будь-яких комбінацій діапазонів або піддіапазонів між цими наведеними числами, включно. Відповідно, заявник залишає за собою право виключення будь-яких окремих членів будь-якої з таких груп, у тому числі будь-яких піддіапазонів або комбінацій піддіапазонів у межах вказаної групи, якщо з будь-яких причин заявник вирішить заявляти обсяг, менший за повний обсяг розкриття, наприклад, для пояснення посилання на те, про що заявник не мав гадки на час подання заявки. [0039] Подібно до будь-якої заявки, що подається до Патентного відомства США, реферат цієї заявки надається з метою задоволення вимог розділу 37 C.F.R. (Кодекс законів США) §1.72, і вимог, сформульованих у розділі 37 C.F.R. (Кодекс законів США) §1.72(b), а саме "надання Патентному відомству США і громадськості загалом можливості визначитися при не дуже ретельному ознайомленні із предметом і суттю винаходу". Таким чином, реферат цієї заявки не є призначеним для тлумачення обсягу формули винаходу або обмеження обсягу об'єкта винаходу, що розкривається у цьому описі. Більше того, будь-які заголовки, що можуть бути вживані у цьому описі, також не є призначеними для використання з метою тлумачення обсягу формули винаходу або обмеження обсягу об'єкта винаходу, що розкривається у цьому описі. Будь-яке вживання минулого часу для опису прикладу, який інакше може наводитись як можливий або прогностичний, не є призначеним для роблення припущення про те, що вказаний можливий або прогностичний приклад дійсно був виконаним. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 1. Ксантанова камедь, яка має такі властивості у розчині: a) в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об./хв, яка становить більше ніж приблизно 1600 мПас у разі гідратування у стандартній водопровідній воді при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %, b) в'язкість у морській воді, яка становить більше ніж приблизно 20 при концентрації 1 3 фунт/барель (3,80 кг/м ) у разі гідратування у синтетичній морській воді, c) швидкість гідратування, яка становить менше ніж приблизно 3 хв у 1 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %, і d) здатність до, по суті, повного гідратування протягом менше ніж приблизно 10 хв у 6 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %. 2. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об./хв, яка становить більше ніж приблизно 1800 мПас у разі гідратування у стандартній водопровідній воді при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %. 3. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають швидкість гідратування, яка становить менше ніж приблизно 2 хв у 1 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %. 4. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають швидкість гідратування, яка становить менше ніж приблизно 4 хв у 3 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %. 5. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають швидкість гідратування, яка становить менше ніж приблизно 6 хв у 3 мас. % розчині лимонної кислоти при концентрації ксантанової камеді 0,4 мас. %. 6. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають здатність до, по суті, повного гідратування протягом менше ніж приблизно 8 хв у 6 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %. 12 UA 110342 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 7. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають здатність до повного гідратування після перемішування пропелерною мішалкою протягом приблизно 1 год. при 1800 об./хв в умовах навколишнього середовища у 10 мас. % розчині нітрату амонію при концентрації ксантанової камеді 0,2 мас. %. 8. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають в'язкість, яка при визначенні із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель № 1, при 3 об./хв, після перемішування протягом однієї години при 1800 об./хв в умовах навколишнього середовища становить більше ніж приблизно 1900 мПас у разі гідратування у 0,01 М розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %. 9. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають в'язкість, яка при визначенні із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель № 1, при 3 об./хв, після перемішування протягом однієї години при 1800 об./хв в умовах навколишнього середовища становить більше ніж приблизно 2100 мПас, у разі гідратування у 0,01 М розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %. 10. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають в'язкість, яка при визначенні із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель № 1, при 3 об./хв, після перемішування протягом однієї години при 1800 об./хв в умовах навколишнього середовища становить більше ніж приблизно 1900 мПас у разі гідратування у 0,1 М розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %. 11. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково демонструє властивості, що включають в'язкість, яка при визначенні із застосуванням віскозиметра Брукфільда, модель LV, шпиндель № 1, при 3 об./хв, після перемішування протягом однієї години при 1800 об./хв в умовах навколишнього середовища становить більше ніж приблизно 2100 мПас у разі гідратування у 0,1 М розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %. 12. Ксантанова камедь за п. 1, застосовувана як загусник, модифікатор в'язкості, емульгатор або стабілізатор у композиціях для буріння, або для видобутку нафти з підвищеною ефективністю, для обробки води, для харчових, косметичних, фармацевтичних або агрохімічних композицій, для промислового або побутового прибирання, або для паперу, будівництва, або текстилю. 13. Ксантанова камедь за п. 1, одержана шляхом ферментації Xanthomonas campestris. 14. Ксантанова камедь за п. 13, яка відрізняється тим, що Xanthomonas campestris являє собою штам, що має у АТСС номер депонування РТА-11272. 15. Ксантанова камедь за п. 1, одержана шляхом ферментації Xanthomonas campestris патовар campestris. 16. Ксантанова камедь за п. 1, яка відрізняється тим, що вона знаходиться у дегідратованому стані. 17. Ксантанова камедь, яка має такі властивості у розчині: a) в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об./хв, яка становить більше ніж приблизно 1600 мПас (сП) у разі гідратування у стандартній водопровідній воді при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %, або в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об./хв, яка становить більше ніж приблизно 1750 мПас (сП) у 0,01 молярному (М) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %, або в'язкість при низькій швидкості зсуву при 3 об./хв, яка становить більше ніж приблизно 1700 мПас (сП) у 0,1 молярному (М) розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 0,25 мас. %, b) в'язкість у морській воді, яка становить більше ніж приблизно 20 при концентрації 1 3 фунт/барель (3,80 кг/м ) у разі гідратування у синтетичній морській воді, c) швидкість гідратування, меншу ніж приблизно 3 хв у 1 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %, d) здатність до, по суті, повного гідратування протягом менше ніж приблизно 10 хв у 6 мас. % розчині NaCl при концентрації ксантанової камеді 1 мас. %, e) здатність до досягнення повного гідратування після перемішування пропелерною мішалкою протягом приблизно 1 год. при 1800 об./хв в умовах навколишнього середовища у 10 мас. % розчині нітрату амонію при концентрації ксантанової камеді 0,2 мас. %. 18. Ксантанова камедь за п. 17, яка одержана шляхом ферментації Xanthomonas campestris патовар campestris. 19. Ксантанова камедь за п. 18, яка відрізняється тим, що Xanthomonas campestris являє собою штам, що має у АТСС номер депонування РТА-11272. 13 UA 110342 C2 14 UA 110342 C2 15 UA 110342 C2 16 UA 110342 C2 17 UA 110342 C2 18 UA 110342 C2 19 UA 110342 C2 20 UA 110342 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 21