Способ получения расплава деструктурированного крахмала

Номер патента: 1799387

Авторы: Жан, Роберт, Хайнц

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив

Текст

(51) ЕНИЯ и БР К ПА ВЭЮТ Д бавлен соде рж ных эл фосфат . гидрок удаляю позици соде рж крахма шнеков ше тем держан диапазболееФормуюзначите 11 1 1 1ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(71) Варнер-Ламберт Компани (ОЯ). . 72)Жан-Пьер Саштто (РВ), Роберт Фредерик Томас Степто (ОВ) и Хайнц Целлер (СН) (56) ЕР М 0118240,кл. С 08 Н 3/00, опублик.1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСПЛАВА ДЕСТРУКТУРИРОВАННОГО КРАХМАЛА (57) Использование: для формования изделий в литьевой машине или экструдере. Сущность изобретения; крахмал обрэбатыИзобретение относится к способу получения деструктурированного крахмала, содержащего ничтожное количествоэлектролитов,Целью изобретения является снижениедавления инжектирования расплава приполучении из него изделий и уменьшение ихдефектности,. Указанная цель достигается тем, что вспособе получения расплава деструктурированного крахмала, включающем нагревание композиции, содержащей крахмал в10 - 20% воды от массы вода - крахмал, и целевые добавки в замкнутом объеме шнекового устройства, при температуре вышетемпературы плавления крахмала и поддержании количества воды в пределах указанного диапазона, исходный крахмалподвергают обработке деминерализованной водой или разбавленным водным раствором кислоты до содержания в крахмале,.Ы 2 1799387 АЗ анной водой или разраствором кислоты до але 0-1 мас свобод/или.одной связанной уппы на 100-2000 анниц. Остатки кислоты зованной водой, Комода-целевые добавки,воды от массы вода- в замкнутом объеме а при температуре выления крахмала и падва воды в указанном енного расплава при киях и температурах дефектности которых ся, 6 табл. еминерализов ным водным ания в крахм ектролитов:и но-солевой гр люкозных еди т деминерали ю крахмал ващую 10 - 20% л, нагревают ого устройств пературы плав ии количест оне. Из получ низких давлет йзделия, % льно снижает 1 0-1 мас,% свободных электролитов и/или одной связанной фосфатносолевой группы на 100-2000 ангидроглюкозных единиц, споследующим удалением остатков кислоты деминерэлизованной водой.Предпочтительно, чтобы композиция нагревалась в диапазоне 90-190 ОС,.В каче-: стве целевых добавок могут быть использованы окрашивающие агенты, такие как азокрасители, органические и неорганические пигменты, или окрашивающие агенты1 природногопроисхождения, например, оксиды железа или титана, Эти агенты добавляют в количествах от 0,001 до 10% предпочтительно 0,5-3%, от массы всех компонентов.Кроме того, целевыми добавками могут быть животные или растительные жиры, предпочтительно в гидрированной форме, особенно если они являются твердыми при комнатной температуре. Предпочтительно,1720 оставйтель О,Рокачевскаяех ед М.Мо гентал СРедактор А.Ходакова Т р р Корректор Т.Вашкович роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,.ул ина. 101 789 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035., Москва, Ж, Раушская наб., 4/510 15 20 25 35 45 50 55 чтобы помимо жира был по крайней мере один компонент из группы моно и/или диглицеринов или фосфатидов, особенно лецитина,При этом целесообразно, чтобы количество использованных жиров, моно-, диглицеридов и/или лецитинов не превышало 15 и находилось предпочтительно в интервале от 0,5 до 2 мас.% от всей композиции,Найдено, что крахмал, обработанный согласно изобретению, дает материал со значительно меньшими дефектами, обладает сравнительно более высокой растяжимо- стью и для достижения деструктурирования может быть обработан при более низких температурах и более низких давлениях Расплав крахмала, полученный по изобретению, также. обладает улучшенными показателями текучести; особенно в случае изготовления тонкостенных изделий, так что вследствие лучшей обрабатываемости дефектные части сведены к минимуму со снижением необходимого последующего контроля, Кроме того, оказывается возможным осуществлять контроль воспроизводимости температуры образования расплава,Показано, что многие фосфатные группы, содержащиеся в некоторых природных крахмалах, связаны мостиком, образованнь(м двухвалентным ионом; таким как ион 30 кальция или магния. Концентрация таких фосфатных групп, т.е. число присутствующих фосфатных групп на число звеньев ангидроглюкозы (ЗАГ), в значительной степени меняется для различных крахмалов. Для картофельного крахмала такая концентрация составляет примерно одну фосфатную группу на 200-400 ЗАГ,При промь 1 вании такого крахмала зна-чительным количеством воды при низком 40значении рН, т,е, разбавленной кислотой, фосфатные мостики разрушаются с образованием свободных фосфатных групп, Многие крахмалы, имеющие фосфатные группы,обладают "открытой" структурой и легко проницаемы для водной среды, так что значительная часть двухвалентного мостикового катиона может быть вымыта в течение относительно короткого периода времени, например, в течение нескольких минут,При вымывании мостиковых ионов кальция, например разбавленной НС 1, происходит следующая реакция (формула 1). ЬРЛХИАЛ) О О (КРлхевл)к 6 +2 Е Я Н-С-О-Р-О . Н ,О-Р-О - С-Н (КРЛХНЛА (И 112 ) (,И, 112 ) (КРЛхМАЛ)9 112+ Е К 2+ РЛЪБАБАЕКИЛЯ НС1 ИИ+"С-О-Р-(ОН)2+ МС 2 МС1 В приведенных формулах М означаетН, йа или К, М означает Са или Мс)Как можно видеть, при обработке кислотной группы незамещенной фосфорнойкислоты связаны с образованием крахмалом. Здесь один моль фосфорных групп соответствует двум эквивалентам. Одна мольМ соответствует двум эквивалентам, один+моль М и Н соответствует одному эквиваленту в каждом случае. Один эквивалент определяется как.число молей ионнойструктуры, несущей один моль ионного заряда,Как видно из приведенной формулы 1,фосфатный мостик содержит 2 фосфатные2+группы и как минимумодин М -катион идва М -катиона,Было также обнаружено, что крахмалчасто содержит небольшие количества свободных электролитов, т,е. электролитов, несвязанных с фосфатными труппами, которые, как правило, растворимы в воде, вследствие чего могут быть вымыты водой,предпочтительно деминерализованной водой. Эти электролиты могут присутствоватьлибо с самого начала в.клубнях картофеля,либо могут быть внесены позднее в ходе обработки, например, в ходе обработки водой и высушивания,Обнаружено, что такие свободные электролиты, а также тип и концентрация свя- .занных с фосфатными группами катионов,сильно влияют на обрабатываемость крах мала в процессе деструктурирования и образования расплава.Было найдено, что в особенности приудалении полностью или частично. свободных электролитов и/или при полном или,х ечастичном удалении М -катионов, способных образовывать мостик между фосфатными группами, или М+-ионов металла,связанных с такими фосфатными группами,обрабатываемость крахмала в процессе деструктурирования и образования расплавазначительно улучшается и происходит взначительной степени преодоление вышеука. занных недостатков,Получаемый, согласно изобретению,расплав деструктурированного крахмаламожет формовэться под давлением в такихспособах как: собственно формование поддавлением, литьевое.формование, формование раздувом или экструзия, Возможно полученный расплав деструктурированногокрахмала сначалаэкструдировать с образованием гранул, после чего гранулы использовать для литьевого формования илиформования под давлением.Рекомендуется способ, в котором сво.бодные электролиты вымыты полностью.Кроме того, рекомендуется, чтобы связанные с фосфатными группами катионы металлов были вымыты до такой степени, чтог+оставшееся число эквивалентом Ме на 100звеньев ангидроглюкозы было менее 0,3.Под термином деструктурированныйприродный крахмал имеется в виду химически немодифицированный крахмал, Как таковой крахмал включает, например, такжеклейстированный или пОдвергнутый тепловой обработке крахмал и, как правило,включает углеводы природного растительного происхождения, состоящие в .основном из амилозы и/или амилопектина.Крахмал может быть извлечен из различныхрастений, например: картофеля, риса, тапиоки, кукурузы и зерновых культур, таких как;рожь, овес и пшеница. Крахмалы с фосфат.ными группами предпочтительно получаютиз картофельного крахмала, а также кукурузного крахмала, но предпочтительно всеже из картофельного крахмала, Простоепромывание деминерализованной водойполностью удаляет свободные электролиты,но достаточным оказывается и промываниеводой с низким содержанием солей, Полученный промытый крахмал может быть за. тем обработан при более низкойтемпературе и/или более низких давленияхпо сравнению с непромытым крахмалом,Нейтральной водой, однако; удаляются,только свободные электролиты. Улучшающие обработку свойства такого промытоговодой крахмала могут быть еще улучшены засчет удаления или частичного удаления катионов металлов: Удаление катионов осуществляется путем промывания крахмалаводой с низкой кислотностью(рН), предпочтительно со значением рН ниже 3, что можетбыть достигнуто добавлением к воде дляпромывки соляной кислоть 1, серной кислотыили любой другой приемлемой неорганической или органической кислоты. Рекомендуется, чтобы обработанный таким образомматериал был затем промыт нейтральнойводой,. Промыванием кислотой также удаляют. свободные электролиты, в то время как промывание нейтральной водой оставляет неизменными связанные фосфатные соли.При удалении на стадии В катионов изфосфатных групп рекомендуется, чтобызначение оставшегося числа М на 100 ЗАГ,было меньше 0;2 в особенности меньше 0,1.Очень хорошие результаты для картофельного крахмала получают при значениях(после обработки), близких к нулю.После того, как из фосфатных групп удалены катионы, полученный в результатекрахмал содержит свободные -О-Р(ОКОН) группы и становится кислотным, Значение рН такого крахмала может меняться от 7 до 3,5 при измерении водной суспензии крах- мала в стандартных условиях. В некоторых 5 случаях низкое значение рН может оказаться нежелательным, поскольку нагревание крахмала до более высоких температур может привести к нежелательному разрушению цепи и, как следствие, снижению 10 механических свойств конечного продукта,Особый аспект настоящего изобретения заключается, таким образом, в нейтрализации свободных кислотных групп частично или полностью с соответствующим 15 замещением части или всех протонов (Н+)незамещенных групп фосфорной кислоты, связанных с крахмалом, другими катионами, которые могут быть одновалентны или многовалентны. Предпочтительны однова-.+ + 20 лентные ионы, такие как: Иа, К МН 4 или+двувалентные ионы, такиекак; Са или Мц Эти ионы могут быть добавлены, например, в виде их гидроксидов.Установлено, что возможно добавление 25 двувалентных ионов и что такие ионы, как.кальций или магний,.ранее удаленные промыванием кислотой, не приводят к восстановлению первоначального состояния ,крахмала и оказывают поддающееся изме рению положительное действие на способствующие его обработки свойства.В то же время как удаление свободныхэлектролитов и связанных с фосфатными группами катионов металлов приводят к 35 снижению температур и давлений обработ- .ки, нейтрализация свободных протонов приводит к увеличению этих показателей до поддающихся измерению величин. Согласно настоящему изобретению возможно ме нять и регулировать температуруобразования расплава с целью оптимизации условий процесса йутем регулирования содержания в крахмале электролита,Влияние содержания катионовв карто фельном крахмале(промытом кислотой с последующим введением катионов путем титрования соответствующими гидроксидами) можно:видеть из табл,1.Значения температур образования рас плава, приведенные в таблице 1, полученыкалориметрическим анализом с дифференциальным сканированием (КДС), Эта температура образования расплава обозначается на КДС-диаграмме в виде специфического 55 сравнительного узкого пика непосредственно перед эндотермическими изменениями, характеризующими окислительное или термическое разрушение. Пик исчезает сразу же после реализации указанных специфических эндотермических переходов. То, чтосамый последний эндотермический переход перед термическим и окислительным разрушением играет важную роль для образования расплава, указывает и тот факт, что непрозрачный расплав крахмал - вода становится прозрачным,Как известно специалистам, порядок образования расплава. т.е; скорость образования расплава, вязкость и т.д. в шнеке и барабане зависит от многих факторов, таких как; размер барабана, его длина и диаметр, конструкция шнека, скорость вращения, режим нагрева и т,д, Также хорошо известно, что номинальные температуры; регистрируемые с помощью приборов КДС, вследствие незначительных теплоемкостей образца и приспособлений для удерживания, а также незначительных применяемых скоростей нагрева не являются температурами образцов. Кроме того, температуры материала в шнеке экструдера или литьевой машины, вследствие теплоты образования расплава, структурных изменений и вызываемой шнеком сдвиговой деформации не совпадает с температурой отверждения в барабане, и обе эти температуры отличаются от номинальных температур, регистрируемых прибором КДС,К примеру, КДС-анализ может показать верхнийпереход, т,е. точку, в которой непрозрачный расплав крахмал-вода становится прозрачным, при номинальной температуре в 182 С с повышением температуры от 30 С до 180 С в течение 900 секунд, Нес.мотря на более низкую температуру отверждения и меньшее время обработки, например, в оборудовании для литьевого формования по сравнениЮ с теми же показателями при КДС-измерениях, верхний переход будет происходить вследствие реальной температуры в КДС-образце при более низкой, чем номинальная температуре, регистрируемой с помощью КДС, и кроме того, температуры отверждения в . литьевой машине более низки по сравнению с температурами материала в шнеке,В таблице 1 приведены номинальные КДС-температуры.Из таблицы 1 видно, что температура образования расплава природного картофельного крахмала, равная 184.5 С, может меняться в широком интервале от 163,1 С для полностью промытого кислотой крахмала до 212,3 С ля крахмала, содержащего 1 эквивалент йа, и 1 эквивалент Са 2 на два эквивалента фосфата,Кроме того, можно видеть, что повторное введение кальция в промытый кислотой крахмал до уровня, соответствующего его содержанию в природном крахмале, при 15 до содержания в нем воды в интервале 10 -20 в пересчете на массу крахмала и воды,Предпочтительно конечное содержание воды в 12 - 19 ОД, особенно 14-18 О в пересчетена массу воды и крахмала. Обработанный крахмал с соответствую 20 щим содержанием воды затем возможно смешивают с другими добавками перечисленными ниже, и нагревают при повышенном давлении до температуры,25 превышающей его переходную температуру стеклования и его температуру плавления,Такая температура предпочтительна в ин-, .тервале 80 - 200 С, предпочтительно в ин-.тервале 90 - 190 С, особенно примерно при120 С, Минимальное давлейие соответству 30 ет давлению водяного пара, образовавшегося при этой температуре. Крахмал рекомендуют нагревать в замкнутом объеме. Замкнутый объем может 35 представлять собой закрытый сосуд или объем, созданный в результате уплотняющего действия нерасплавленного сырья, находящегося в шнеке оборудовайия для проведения литьевого формования или экс 40 труэии. В этом смысле шнек литьевой машины или экструдера и его барабан следует понимать., как образующими закрытый сосуд, Давления, созданные в закрытом сосуде, соответствуют давлению водяного пара при используемой температуре, но разумеется, давление может быть и создано, как это обычно и делается, в шнеке барабана. Рекомендуемые используемые давления соответствуют интервалу давлений, создаваемых в .процессе экструзии, и хорошо известны, например, от нуля до 150,10 Н/м, предпочтительно от нуля до 100,10 Н/м, в особенности от нуля до 75.10 Н/м .Крахмал настоящего изобретения мо 45 50 жет содержать или может быть смешан с добавками, такими как; разбавители, смазки, пластификаторы и/или красители.Эти добавки могут быть добавлены перед нагреванием крахмала с образованием расплава (стадия Е) или после э 1 ой стадии,мерно при том же распределении других катионов, не приводит к восстановлению температуры плавления до прежнего уровня. Сравнение природного крахмала табли 2+ + +5 цы 1 с Са -Ма -Н -композицией вэквивалентных соответственно 1 - О, 4-0,6 и температурой образования расплава 184,5 С, Са -а -Н -композицией состава 1-.0,5-0,5 и температурой образования рас плава 172 С, Са -йа -Н -крахмала составаВ основном, это зависит от предполагаемого. использования деструктурированного крахмала.Такие добавки включают различного рода разбавители, например, желатин, растительные белки, такие как: белок арахиса, белки семян рапса, белки крови, белки яиц, акрилированные белки, водорастворимые . полисэхариды, такие как; альгинаты, коррагинаты, камедь рожкового дерева, агар- агар. гуммиэрабик и родственные камеди. (паттиевая камедь, карайевая камедь, трагэкантовая камедь), пектин, водорастворимые производные целлюлозы, алкилцеллюлозц, гидроксиалкилцеллюлозы и гидроксиалкилалкилцеллклозы, такие как; метилцеллюлозы, гидрокси метил целлюлоза, гидро ксиметил целл юлоза, гид рокс ип ропилцеллюлозэ,. гидроксиэтилметилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, гидроксибутилметилцеллюлоза, сложные . эфиры целлюлозы и сложные эфиры гидроксиалкилцеллюлозы, такие как; ацетилфтал ат целлюлозы (АФ Ц). гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦФ), карбоксиалкилцеллюлозы, карбоксилэкилалкилцеллюлозы, сложные эфиры карбоксиалкилцеллюлозы, такие кэк; карбоксиметилцеллюлоза и ее щелочнометаллические соли, водорастворимые синтетические полимеры, такие как; полиакриловые кислоты и сложные эфиры полиакриловых кислот, полиметакриловые кислоты и сложные эфиры полиметакриловых кислот., поливинилацетаты, поливиниловые спирты, поливинилацетатфталатц (П ВАФ), поливинил пирролидоны, поликротоновые кислоты,приемлемы также фталированные желатин, сукцинат желатина, сшитый желатин, шеллак, водорастворимые химические производные крахмала, катионно-модифицированные акрилаты и метакрилаты, имеющие, например третичную или четвертичную аминогруппу, такую как диэтиламиноэтильная группа, которая при желании может быть переведена в четвертичное состояние, и другие аналогичные полимеры,Такие разбавители могут быть добавлены в любом желаемом количестве, предпочтительно в пределах до 50 ,.более предпочтительно в интервале 3 - 10 в пересчете на массу всех компонентов. 51015 20 25 нентов 30 Кроме того, могут быть добавлены соединения, улучшающие текучесть крахмала,форме, в особенности жиры, представляю 35 щие собой при комнатной температуре 40 45 50 55 Другие добавки включают неорганические наполнители, такие как: оксиды магния, алюминия, кремния, титана и т.д., предпочтительно в концентрации 0,02-3 мас.%, предпочтительно 0,02-1% в пересчете на массу всех компонентов,Другие примеры добавок включают пластификаторы, такие как: полиалкиленовые окиси, например: полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, полиэтиленпропиленгликоль, низкомолекулярные органические пластификаторы, такие как глицерин, моноацетат, диэцетат, или триацетат глицерина, пропиленгликоль,сорбит,диэтилсульфосукцинат глицерина, пропиленгликоль, сорбит; диэтилсульфонсукцинат натрия, триэтилцитрат, трибутилцитрат и т.д которые добавляют в концентрации 0,5 - 15, предпочтительно в интервале 0,5-5 ов пересчете на массу всех компонентов.Примеры красителей включают известные азокрасители, органические или неорганические пигменты или красители природного происхождения. Предпочтительно применение неорганических пигментов, таких как оксиды железа и титана Эти оксиды, которые хорошо известны, добавляют в интервале концентраций 0,00110 предпочтительно 0,5-3 в пересчетена массу всех компонентов,Суммарно плэстификатор и вода не должны предпочтительно превышать 25, еще более предпочтительно не должны превышать 20% в пересчете на массу всех компотакие как животные или растительные жиры, предпочтительно в их гидрированной твердые вещества, Рекомендуется, чтобы такие жиры имели температуру плавления 50 С или выше. Рекомендуется триглицериды с жирными С 12-, С 14-, С 16- и С 38-кислота ми.Эти жиры могут быть добавлен ц отдельно без добавления разбавителей или пластификаторов.Эти жиры могут быть добавлены предпочтительно отдельно или в смеси с моно- и/или диглицеридэми или фосфатидами, особенно лецитином, Рекомендуется моно- и диглицериды, образованные из вышеуказанного типа жиров, т,е, с жирными С 12-,С 14-, С 16- и С 18-кислотами.Общее количество используемых жиров, моно- и диглицеридов, и/или лецитина до 5%, предпочтительно в интервале 0.5-2 мас.% от всех композиции.Кроме того, рекомендуется добавление двуокиси. кремния или двуокиси титана в концентрации 0;02-1 ь нэ общую массу композиции, Эти соединения игрэю 1 роль структурирующих средств,1799387 12 10 15 20 25 30 35 50 55 Вышеописанные материалы образуютпри нагревании в закрытом сосуде расплав с термопластичными свойствами, т.е, в условиях регулирования содержания воды и давления, Такой расплав может быть использован в различных технологиях для термопластичных материаловТакие технологии включают: литьевое формовэние, формование раздувом, экструзию и совместную экструзию (экструзию стержней, труб и пленки), прямое формование с изготовлением известных предметов, получаемых данными технологиями, Такие предметы включают; бутылки, листы, пленки, упаковочные материалы, трубы, стержни, слоистые материалы, мешки, сумки, фармацевтические капсулы.П р и м е р 1. Удаление растворимых электролитов промыванием природного картофельного крахмала деминерализованной водой,10 кг природного картофельного крахмала промывают на воронке Бюхнера в общей сложности 50 л деминерэлиэованной воды, Промытый крахмал затем отжимают на фильтровальной бумаге и сушат в кондиционирующей камере до равновесного содержания воды примерно в 17;ь,.До и после промывания проводят анализ, результаты которого приведены в табл,2, Из приведенных результатов видно, что некоторое количество свободных фосфатных солей было вымыто из крахмала, Промывные воды концентрируют и добавлением спирта осаждают растворенные соли с образованием концентрата, Полученный концентрат отфильтровывают и очищают растворением в небольшом объеме воды и повторным осаждением.Несложный анализ выделенных солей показал, что анионом является фосфат(ярко выраженный результат в испытании с молибдатом. отрицательный результат при испытании на карбонат, хлорид, сульфат). 45 Катионы определяют с помощью атомной абсорбционной спектроскопии, которая по. казала преобладание К, Мэ при небольшом количестве Са + и Мц . П р и м е р 2. Деструктурирование и образование расплава промытого картофельного крахмала (промыт деминерализованной водой).Промытый водой природный крахмал(получение см.пример 1), смазочное средство (гидрированный триглицерид), ускоритель текучести расплава (лецитин) и структурирующее средство (Т 02) смешивают в течение 10 минут в высокоскоростном порошковом смесителе с образованием композиции следующего относительно состава: 83 части промытого водой картофельного крахмала, 0,8 части гидрированного триглицерида с содержанием жирных кислот С 1 е, С 16, С 4 65:31:4 процентов по массе, 0,4 части лецитина, 0,4 части двуокиси титана и 17 частей с образованием свободно текучего порошка. Полученный порошок засыпают в бункер и подают в шнековый ба-. рабан, распределение температуры в котором и скорость вращения которого для данного испытания приведены в таблице 3. Затем проводят инжектирование в устройстве для литьевого формования, предназначенного для получения фармацевтических контейнеров, Регистрируют важнейшие параметры литьевого формирования и визуально определяют качество сформованных деталей ф дефектности), которые также приведены в табл.3,Полученные данные показывают, что промытый крахмал может быть обработан при более низком давлении инжектирования с получением более высокого качества сформованных деталей.П р и м е р 3. (Промывание разбавленной кислотой),600 г природного картофельного крахмала суспендируют в 700 мл 0,2 н.НС и перемешивают 10 мин, Суспензию отфильтровывают и крахмал трижды промывают на фильтре 0,2 н,НО порциями по 200 мл Затем крахмал вновь суспендируют в500 мл 0,2 н.НС, снова перемешивают 10 мин, фильтруют и трижды промывают 0,2н,НС порциями по 200 мл.После такой обработки соляной кислотой избыток кислоты удаляют промыванием деминерализованной (деионизированной) водой следующим образом, Крахмал дважды промывают деионизированной водой порциями по 200 мл и затем суспендируют в 200 мл деиониэированной воды, Такая процедура промывания деонизированной водой (с удалением избытка кислоты):повторена дважды с получением несодержащего. НС крахмала, Отсутствие НС проверяют добавлением и промывкой в воде нитрата серебра. При отсутствии в промывных водах осадка хлорида серебра промывку заканчивают. Промытый крахмал отжимают на фильтровальной бумаге и сушат в кондиционирующей камере (25 С, 40% относительной влажности) до рав.новесного содержания примерно 17(, Н 20. В другом опыте влажный крахмал обрабатывают в псевдоожиженном слое с продувкой нагретым до 50 С воздухом до содержания влаги в крахмале примерно 17 мас.(проверка периодическим отбором образца крахмала),До и после промывания крахмала кислотой проводят анализ, результаты которогоприведены в табл,4,П р и м е р 4(Промывание разбавленнойкислотой),В смесителе суспендируют 3000 г картофельного крахмала в 3 л 0,3 н растворомНС и перемешивают высокоскоростной мешалкой смесителя в течение 5 минСуспензию отфильтровывают, промывают 1 лдеонизирОванной воды, возвращают в смеситель, и суспендируют в 3 л деонизированной воды, После перемешивания в течение10 мин полученный материал фильтруют ипромывают на фильтре порциями деионизированной воды до момента исчезновения впромывных водах хлорид-иона (испытаниенитратом серебра), Влажный крахмал отжимают нэ фильтровальной бумаге и затемраскладывают на пластмассовых подносахв кондиционирующей камере. где выдерживают до содержания влаги в 17,2. Результаты анализа приведены в табл.5.П р и м.е р 5, Промытый кислотой крахмал примера 3, смазочное средство (гидрированный триглицерид), .ускоритель. текучести расплава (лецитин), структурирующее средство (Т 02) перемешивают 10 минв высокоскоростном смесителе с получением свободно текучего порошка следующегосостава; 83 части крахмала, 0,8 части гидрировэнного триглицерида с содержаниемжирных С 18, С С 14-кислот в отношении65:31:4 процентов по массе, 0,4 части лецитина. 0,4 части двуокиси титана в 17 частейводы. Полученный порошок загружают вбункер и подают в шнековый барабан, распределение температуры в. котором и скорость вращения которого приведены дляданного испытания в табл,6.,Затем проводят инжектирование в устройство для литьевого формования для получения образцовна испытания прочности на разрыв, В табл.6также приведены времена пребывания, времена цикла и давления инжектирования,Полученные результаты показывают,что промытые кислотой крахмалы позволяют проводить их обработке при более низких температурах (на 40 С ниже посравнению с природным крахмалом). Крометого, снижаются продолжительность циклаи время пребывания, что позволяетувеличивать производительность по сравнению сприродным крахмалом.Результаты для материалов 10 и 11 показывают, что специальным образом обработанные крахмалы по изобретению можнообрабатывать при температурах на 10 - 20 Свыше, чем для необработанного природного крахмала. При таких несколько более вы.соких температурах обработки необработанный природный крахмал часто начинает слегка разлагаться. В отдельных случаях обработка при более высоких температурах становится выгодной,П р и м е р 6. Промытый кислотой картофельный крахмал примера 4, смазывающее средство (гидрированный триглицерил примера 3), ускоритель текучести расплава 10 (лецитин), структурирующее средство (Т 102) смешивают в тех относительных:пропорциях, что и в случае промытого кислотой крахмала примера 5; при использовании в течение 10 мин высокоскоростного порошкового смесителя, Полученный подают через бункер в шнековый барабан,распределение температуры которого и скорость вращения шнека приведены для данного испытания е табл.б. Затем проводят формования, предназначенного для проведения испытаний на скручивание стержня В табл,.6 также приведены времена пребывания в барабане, продолжительности цикла и давления инжектирования,Для сравнения поведения в процессе обработки промытых кислотой крахмалов и качества полученных литьевым формовэнием изделий аналогично смеси получены на 30 основе природного картофельного крахмала. Соответствующая порошковая смесь обработана в том же оборудовании, что и в примере 5, а распределение температуры,скорость вращения шнека, время пребывания в барабане, продолжительность цикла и 35 давление инжектирования приведены в табл,6, В табл.6 представлено сравнение поведения в процессе обработки в.литьевой машине смесей, содержащих природный 40 крахмал (не обработан согласно изобретению) со смесями, приготовленными из промытых кислотой крахмалов. П р и м е р 7, 100 г промытого кислотой крахмала примера 3 анализируют на содер жение в нем свободных протонов и катионов, Полученныерезультаты приведены втабл.1, строка 2. Тот же крахмал суспендируют в деминерализованной воде, С помощью автомати-. ческого титратора добавляют 50 соответствующие количества ИаОН, КОН,МН 4 ОН и Са(ОН)2 с целью получения других,указанных в табл.1; композиций, После фильтрования и высушивания в полученных продуктах указанные соотношения суммарно показывают количество обмененных катионов, которое практически оавно числу фосфэтных групп крахмала, Затем полученный материал смешивают с добавками по методике примера 5 и инжектируют в фор 20 инжектирование в устройстве для литьевого16 1799387 15 Т а б л и ц а 1 Влияние состава катионов фосфатных групп картофельного . крахмала на температуру образования расплава 1 краяала с 17 ФНО 4Катионный состав(в эквивалентах на2 экв, фосфата)Сайф Ва ВН + Нф Материал Т-ра образования расплава С (КДС) 1. Природный крахмал (РХ 1279) О,Ь 184,5 1 0,4 0 0 2 О О. 2,а о 1 0,51 0,33 1 0 0 1 0,33 1 1 1 мовочное устройство в условиях, укаэанных в табл.6 (материалы 3-11).Формула изобретения Способ получения расплава деструктурированного крахмала, включающий нагревание композиции, содержащей крахмал и 10-20 воды от массы вода-крахмал и целевые добавки, в замкнутом объеме шнекового устройства при температуре выше температуры плавления крахмала и поддер-. жании количества воды в пределах указанного диапазона, о т л и ч в ю щ и й с я тем,2. Промытый кислотой.ФЬ. Сг-Ба -Н -крахмал что, с целью снижения давления инжектирования расплава при получении из него изделий. и уменьшения их дефектности, исходный крахмал подвергают обработке 5 деминерализованной водой или разбавленным водным раствором кислоты до содержания в крахмале 0 - 1 мас.;6 свободных электролитов и/или одной связанной фосфатносолевой группы на 100-2000 ангид роглюкозных единиц с последующимудалением остатков кислоты деминерализованной водой,2 163 1 0 . 200,5 0 211,8199,10,5 172,Ь О,Ь 6 179.,1.1 182,3 1 199,3 0,66 2096 0 212,3Па раме распла формов а и евог- .- Т а шн ьерьоОразовани ияление т-ры, 1 вление инжектироя; бар ремя ин корость рот ивод Время цикла, сКачествоДеФектность, 4Тр - Температура нашнекасередины шне промытый крайалХ 1075, 1 одиеСе) Тр /Тв/Те/Тп90/165/165/1 Ь 5Ь 90 чблицд 2 мытый крахмал Х 1075 1 орей Т, /Т /Т /Т90/165/165/16690 Таблица 4

Смотреть

Заявка

4356025, 30.06.1988

Варнер-Ламберт Компани

ЖАН ПЬЕР САШТТО, РОБЕРТ ФРЕДЕРИК ТОМАС СТЕПТО, ХАЙНЦ ЦЕЛЛЕР

МПК / Метки

МПК: C08L 3/02

Метки: деструктурированного, крахмала, расплава

Опубликовано: 28.02.1993

Код ссылки

<a href="https://patents.su/10-1799387-sposob-polucheniya-rasplava-destrukturirovannogo-krakhmala.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения расплава деструктурированного крахмала</a>

Похожие патенты