Способ получения тиксотропного геля

11 17/4 М. К; Комитет по делам изобретений и открцти при Совете Министров СССРДК 541.18.05(088.8) Опубликовано 02,11.1972. Бюллетень ,Лс а опубликования описания 3.1 Ч.1972 Авторыизобретени Иност ер Дуранд, Эдв Джордж Эсмст (Соединенн ыс ранцын Джордж Флекк младшийРай ор младшийШ 5 яты Амерш;и) арри Валь Ино ФМ оедине аявител СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИКСОТРОПНОГО ГЕЛЯ Изобретение относится к области получения дисперсий целлюлозы, а именно тиксотропно- ГО Геля, который няходит применен)ге В пищевой промышленности.Известен спосоо получения дисперсий мн 5 срокрпсталлиесной 5 слл 50 лозы В пр 5 сутствн 5 карбоксиметн)нелл)олозы со степен 5 ю замсшения 0,3. Днсперп 5 рующий агент берут в количестве 0,5 - 70 вес. %.С целью повышения стабильности геля, 10 улучшения его Ч)изических и коллоидных свойств, предлагается диспергнровать вещество, содержащее р,4 глюкян, в присутствии натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения 0,75+ 0,15.15Вещество, содержащее р,4-гл 50 кан, можно получать нз целлюлозы любым походящим х)стодо:5 хна 5 еско о разложснн 55, ПО окончании которого осадок отфильтровывают н тщательно промьшают для удаления раство римых примесей. Промытый осадок, содержащий около 40/О твердого вещества, подвергают затем мсхаштчсскому измельчении (и 5 П растираншо), до получения массы, из которой 1 вес. % частиц, лучше 30 вес. %, имеот средшою величину не более 1 лтк.При химической обработке и последующей промывке микрокристаллы целлюлозы высвобождаются из-за распадения целлюлозных цепей, существующих в аморфной фазе, но отдельные кристаллы все еще остаются сосдиненнымн между собой Водородными связяън. Этп криста.ы долкны 01 ть разделсны. В процессе измельчения (илп растирания) появляются новые поверхносп и, если только отдельные микрокристаллы пс будут наход 5 пься ь рязрозпсшгом сосоянии, эти ноОбр;)зовывть новьс св 5 зи. Для оо сисчсния эффсктнвногсдвига содержание тьердой фазы В обраб;пывасмой массе должно О 5 ть достаточно Высоким, Однако 5)е настолько, чтооы тдсльпыс микрокристаллы начали коалссцнровап, с образованием больших агрегатов, Гго бывает прн недостатке Воды для ГндряттнИи ВИОВВ Оор,)ОВВникс поверхностей.Согласно нзобрсгсн 5 но, в этой стадии, т. с, при механическом н,зель)енин, к массе .О- бавляют растворимую В воде кароокснмстилцезлк)лоз (К.51 1,) В виде сухого поронк концентрированного раствора нли насты - на выбор. Прн этом воды в растворе или пасте должно быть столько, чтобы обеспечить требуемь;и процент ее во всей обрабатывае- МОЙ массе, т. е. достатоП 5 ы д,5 Гидратирования КМЦ. В процессе нззе)5 ьчсни необхоЗа ц(итнв ) Упл отнеИзменениетекучести коллоид ние геля КМ 11 со степень)онагиепения:0,43+ 0,050,75+0,151,30+0,10Гидроксиэтил цел.лголозаМетилцеллолозаГидроксиирои)и)ие.тилцеллголозаАлыив Да Ла Да Нет Да 11 етДаНетСлабое 31Слабое СлабоеНет Нет Нег 1 ДаДа Е.1 а Слабое Нет димо такое количество растворенной КМЦ, чтобы ею, но крайней мере, частично была покрыта поверхность микрокристаллов по мере их высвобождения,Для эффективного разделения микрокрпсталлов и удержания их в разрозненном состоянии, а также для пдратированпя КМЦ содержание твердой фазы первоначально в измельчаемой массе должно быть 35 - 60%. Если массу измельчают при концентрации твердой фазы выше 50%, концентрацию нуи(- но понизить медленным добавлением воды при продолжающейся обработке. Агрегат 1, образовавшиеся во время измельчения в условиях недостатка воды, разрушаются при дальнешпем растирании и уменьшенном содержании твердой фазы.По завершении процессов измельчения и смешивания массу высушивают любым способом. Особенно хорошие результаты дает сушка в сушильных барабана.(, когда на их нагретых поверхностях измельченная масса распыляется в виде тонкого слоя толщиной, например, 0,25 л 1,)и Для облегчения нанесения сырой массы в виде непрерывного слоя па сушильный барабан ее дополнительно растирают, добавляя воду и попив(ая концентрацию твердой фазы до 25 - 35%. При этом продолжается освобождение микрокристаллов, гидратирование и растворение дополнительного количества КМЦ, благодаря чему свободные микрокристаллы существуют в виде как отдельных, так и разрозненных частиц, и, по крайней мере, часть их покрывается КМЦ. Высушенный материал с содержанием 3 - 10% воды удаляют с поверхности сушильных барабанов и легко растирают в порошок такой крупности, что он весь проходит через сито б 0 леш, Далее массу можно Пределы текучести и прочность гелей представлены в табл. 2.В каждом примере МКЦ получают разложением древесной целлюлозы. Измельчение последней и добавление к ней КМЦ проводяг по способу, описанному выше, Дистиллиропропустить через специальный смеситель, где к ней добавляют воду. В результате получают взвесь, содержащую 3 - 10% твердой фазы, которую затем высушивают в распыле)шом виде, а сухой порошок собира(гг.11 зз)е.)чение мо)кпо роводить и бе КМЦ.Тогда после измельчения добавляют ее раствор, )ке)яте,по постепенно, и продо;)жяОт обработку для обеспечения тщательного пере мешиванпя, Можно добавлять и сухую КМ 11но в этом случае надо каким-либо способ(,м гвести достаточное количество воды для гидратирования КМЦ и разделения частиц.Когда готовый продукт сушат в сушильных барабанах, уместно применение раствора КМЦ, тяк кяк Оп уъеньшяет содержяпие твердой фазы вещества и облегчает нанесение непрерывного слоя сырой массы на поверхность сушильного барабана. В тех случаях, 20 когда вводят сухую КМЦ, необходимо добавить воду, чтобы получить нужное содержание твердой фазы, Если вещество высушиваот в распыле)шом состоянии, то измельченную массу сначала подают в смеситель, где 25 к ней добавляют воду. В результате получа)отвзвесь с содержанием 3 - 10% твердого вещества, после чего ее распыляют и сушат.В соответствии с изобретением карбоксиметилцеллюлоза должна иметь достаточно пеза мещенных гидроксильных групп для того,чтобы при высушивании образовывать водородные связи с отдельными микрокристаллами целлюлозы, В то же время замешенных групп также должно быть достаточно, чтобы 35 обеспечить растворимость КМЦ в воде. Степень замещенности КМЦ 0,75+0,15. В табл. 1 перечислены функции, выполняемые разными добавками. 40 ванную воду вводят в сырой продукт безпредварительной сушки и всо систему помещают в смеситель с электрическим приводом на 1 лин. Затем измеряют пределы текучести получившихся в результате этой обработки 45 дисперсий, Замеряют также значения вяз328649 Таблица 2 Гели Показатель Получеиссые из невысущеиого вещества 92 892 8 92,8 89, 11 89, 11 92,8 Прслел зсс, сссн,гс ссучестсс (в дсснсгас) 162 325 553 132 259 443 231 459 703 198 404 598 1 г о 15176 399 636 171 382 597 171 316 456 132 254 369 164 274 396 176 298 407 140 254 373 168 286 400 Полученные пз высущсиного на возлуке вещества П)седел заиссн: тсссуч сти (в дсснссзс) 215 436 720 324 720 993 337 669 897 324 636 871 429 787 1040 231 526 796253 375 514 282 412 564 181 303 429 290 400 460 248 366 505 189 307 438 кости при разлпчиых скоростях сдвига. Часть ВсщестВа после избель 1 спи 51 Вьсуп 1 ВВа 1 от ид воздухе в виде топких слоев и растизаог вручную, Гели из такого порошка и дистиллироваццой воды получают в смесителе, где масса находится в течение 1 ясин, Во всех случаях при измерении предсла текучести и вязкости дисперсий при различных скоростях сдвигд гели содержат 5 вес. % твердой фазы.Образцы 151 КЦ, исиользуемыс при цолучсции гелей с указаццыми в табл. 2 свойствами, получасот разложецисм целлюлозы в различное время в цолупромьпцлсш 1 ых условиях. При этом то шой сохрацяют коццецтрацшо кислот 1, а температуру и время несколько меняют. Можно заметить, что гели А и Ь получа)от из вещества, у которого отцошеиие М 1 ЦсКсМЦ отличается от других образцов. Этими показателями обусловлены специфические различия в характеристиках различных гелей. Данные, приведенные в табл. 2, уосдительно свидетельству)от о существеццом увеличеции прочности геля, являющимся следствием сушки вец(сств. Эта характеристика прямо противоположна той, которая имеет в случае использовация измельченной сЧ 1 Ц ири отсутствии добавки.В иолуиромьиплеццом получении вещества, состоящего из М 1(Ц и КМЦ, так же, как ири изготовлении специальных образцов для получсиия гелей В, Г, Д и Е, древесную целлюМпкроксисталличсская целлюлоза(М 1(1/КМ 1 (стс иснь засяещс иия 0,75 чс(1,5, вяз;ость 300 в 5 сиз) НапРЯжение сЛвига (в с)ссссссзсз)за, сок:105525050 Напряжессие слвщ а (в с)сссссгяР)за, сск-,05525050 лозу (г)5%-цая сс-цслл)олоза) подвергают кислотиому псдролизу. Осадок, выпадающий при гидролизе, промывают и отжимают. Промытый и отждть 1 й осадок содержит 40+2% твердого вещества. Этот осадок непрерывно вводят в смеситель с лопастной мешалкой в объеме 50 кгсссас (имеется в ви,с(у вес сухой М(Ц. Одцоврсмсццо в смсситсль подают В.СупСинуО ца ВОЗдуХС КсЧЦ В КОЛИЧССтВС, 10 составляощсм 8% от веса сухой МЕЦ. Смеситсль прсдстдвляс т собои горизо)п альцо закрепленный цилшдр, сидбжсш 111 й ротором с иаходящцмися ца опредслециом расстоянии друг от друга и под углом друг к другу ло пдсти, что обеспечивает здсз ирдцие массыпри сс движсции в цилицдре.Массу, выходящую из этого смесителя исодержащуо 40,5% пеллилозы, 3,5% КМЦ и 56% воды, вводят затем во Второй смесител)ь где оп а движется с помощ)по ц 1 ис 1 ово 1 о траиспортсра через горизоцтдльиую камеру, разделеицую цд отсеки перфорировдиш 1 ми плдстицами. Прохождс цис массы через камеру сопзоцоткддсзся добдвлсцием к цей Во ды, вследствие чссо содсзждиие в ией твердой фазы поцижастся до 30%, Гриближаясь к каждой псрфориро 1 шццой илдстиис и проходя через сс отверстия, масса сжимается, в результате чего происходит дал)п)сйшее из мельчецис частиц цсллолозы. Все эти процессы идут прп непрерывном перемешивацииРедактор Л. Ильина Корректор Е, Усова Заказ 549/8 Изд. М 201 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская иаб., д, 415 типографии, пр. Сапунова, 2 массы, которая, выходя из второго смесителя, содержит 30 - 32% твердой фазы.Затем массу подают иа поверхность двух вращающихся сушильных барабанов, которые наГрсваОтея водяным паром, паход 5 нцимс 51 под давлением 90 фунтов. Разме 1 ценис барабанов обссисчнвает покрытие нх слоем массы толщиной около 0,01 дсоаа. Высушсшое но кРытие, содеРкащсе 5+ 2 оссо влаги, Удалыют скребком н растираот, после чего размер астиц позволяст всцссВу нр 05 ти че 1 эез ситО 60 .сеис.Вещество с поиобнымн харакгс 1,нстнкамн изготовляют так жс, производя сушку в рас 1 ь,Сипом состоянии. 11 рн такой технологии масса, выходящая нз второго смесигеля, поступает в отстойник, куда добавляют воду для повкения содержания твердой фазы до 5 - 6 ес. После тщательного перемешивания взвесь поступает в следующий смеситель, после чего ее сушат в распыленном виде в сушильной камера потоком воздуха нрн температуре 300 С,Предмет изобретенияСпособ получения тиксороиного геля диснергированием в водной среде 85 - 95 вес. ч.всцсства, со;1 сркащего 13-1,4-глюкан, в присутствии 5 - 15 вес, ч. иатриевой соли карбоксиметилцеллолозы, отласшосссссссся тем, что, с целью повышения качества целевого нро дукта, натриевую соль карбокснметнлцсллюлозы применяют со степенью замещения 0,750,15.