Способ формования профилированных изделий из композиций на основе крахмала

(51)5 С 08 Т. 3/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЕТЕНИ ОЛИСАНИК ПАТЕНТУ о С(54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕКРАХМАЛА Изобретение относится к технологиипереработки крахмала в профилированные изделия, такие как бутыпи, листы,пленки, упаковочные материалы, трубкистержни, фармацевтические капсулыи т.п.Целью изобретения является улучше ние физико-механических характеристикизделий,На фиг.1-5 приведены диаграммы,поясняющие предлагаемый способ.При мер 1.А, Приготовление деструктурированного крахмала.Естественный картофельный крахмал,смазывающее вещество/антиадгезионнаясмазка форм (гидрогенизированный:, жир) и усилитель текучести расплавасмешивают один с другим в относительных пропорциях и смесителе для порошковых материалов в течение 10 мин(21)(22) (31) (32) (33) (46) (71) (72) Иван (53) (56) 4356200/23-0510,08.88871948518. 0887СВ07.12,90. Бюп. В 45Варнер Ламберт Компани (ПЯ)Роберт фредерик Томас СтептТомка и Маркус Тома (СН)678,552 (088,8)Европейский патент У 118240,08 1. 3/00, опублик. 1984.(57) Изобретение относится к технологии переработки . крахмала в профилированные изделиятакие как бутыли, листы, пленки, упаковочные материалы, трубки, стержни, фармацевтические капсулы и т,п, Изобретение позволяет улучшить физико-механические характеристики изделий за счет того, что композиции крахмала, содержащие 10- 20 мас.7. воды, нагревают до получения расплава, который экструдируют с получением зерен с последующим кондиционированием их до указанного содержания воды, нагреванием до получения . расплава и его инжекционным прессованием. 5 ил, йФ.так, что получается композиция, сос тоящая из 81,3 ч,естественного кар;тофельного крахмала, 1 ч, гидрогенизированного триглицерида, содержащего ф",1 жирные кислоты С цв .С 6 .С в соотно вава ;шенин 65:31:4 мас.ч., 0,7 ч,лицетина фи 17 ч. воды,.имеющая форму свободно сыпучего порошка, Данный продукт ,затем подают в загрузочную воронку . (экструдера. В шнековом цилиндре данный порошок расплавляетсяИзмеренная температура в цилиндре составляет 165 С, среднее общее время преобывания 12 мин (10 мин нагревания,2 мин выдержки в расплавленном состоянии) и создаваемое давление равно дав- М 4 лению пара жидкости, присутствующей в объеме шнекового цилиндра. Этот расплав затем продавливается и разделяется на зерна средним диаметром от 2 до, 3 мм. Этот материал представ 1612999ляет собой твердый белый продукт стонкой пенообразной структурой. Содержание воды в нем составляет 127, причем эта вода может улетучиваться привыходе расплава из мундштука экструдера. Полученный зернистый материалзатем кондиционируют до содержанияв нем воды 177.Б. Инжекционное прессование полученных зерен. Полученный материал подают в загрузочную воронку машины инжекционного прессования. Этот материал превращается в расплав в шнековомцилиндре. Температура в нем подцерживается 165 ОС, давление 75 ъ 10Н/м",среднее время пребывания составляет7,5 мин (5 мин нагрева и 2,5 мин врасплавленном состоянии), Расплаввводится в форму для прессования таким образом, что получаются испыта-тельные образцы, пригодные для изучения их физических свойств (поведениенагрузка/деформация) в аппаратуре дляразрывных испытанийЭти образцы кондиционируют до содержания воды 13,5 Еи осуществляется их испытание при комнатной температуре при скорости растя-.жения .10 мм/минДиаграмма нагрузка - деформация, (Фиг.1) для материала, согласно примеру 1 А получена при следующих усло виях: время пребывания 450 с; скорость,.вращения шнека 75 об/мин; деформация при разрыве 32,512,07.; разрывная,нагрузка 40,00,1 МПа;,энергия раз рыва/ед.площади 450,0130,1 кДж мДиаграмма нагрузка - деформация"(фиг.2) для дополнительного материала согласно примеру 1 (испытательныеобразцы соответствуют стандарту) получена при следующих условиях: нагрузка/деформация крахмала, обработанно-,го как описано в примере 1 Б; времяпребывания 450 с; скорость вращения45шнека 125 об/мин; деформация при разрыве 29,4+2,0 Х; разрывная нагрузка39,3+0,3 МПа; энергия разрыва/ед.площади 401430,6 кДж-м ,Каждая группа показывает результа- .50ты измерения трех образцов инжекционно-прессованных в одинаковых условиях как описано в примере 1 Б с использованием предварительно обработанного (деструктурированного) крахмала, 55полученного в примере 1 А, Испытуемыеобразцы хорошо воспроизводимы в отношении свойств, и степень их растяже осущест 1 и 2, но1 А . замеиз слеП р и м е р 3. Процедура вляется аналогично примерам исходная композиция примера иена композицией, состоящей дующих компонентов, мас.ч,;Естественный картофельный крахмалСмазывающее вещество/антиадгезионнаясмазка для пресс-Формы (гидрогеннзированный жир)ЛецитинДвуокись титанаВодаПолучены результаты, анал результатам примеров 1 и 2.П р и м е р 4. Процедура вляется таким же образом, ка 80,0 1,0 0,7 0,3 17,0 огичные осущестк описания до моментаразрыва составляет примерно ЗОБ.Другие условия обработки, например времяпребывания в аппаратуре инжекционного прессования 600 с, скорость вращения шнека 75 об/мин, дают аналогичные результатыП р и м е р 2. Композицию аналогично примеру 1 А подают в загрузоч. ную воронку машины инжекционного. прессования, испытательные образцы получают непосредственно в одноэтапном процессе. Температура в шнековом цилиндре составляет 165 ОС, давление 75 М 10 Н/м, время пребывания в нем 12,5 мин (8 мин нагревания, 4,5 мин в расплавленном состоянии).Диаграмма нагрузка - деформация (Фиг3) для материала согласно примеру 2 получена пр и следующих условиях: время пребывания 750 с; скорость вращения шнека 75 об/мин; деФормация при разрыве 18,04,7 Х; разрывная нагрузка 33,8+7,7 МПа, энергия разрыва/ед.площади 242168 кДж мл.Диаграмма нагрузка - деформация (фиг,4) для другого материала согласно примеру 2 получена при следующих условиях: время пребывания 750 с; скорость вращения шнека 100 об/мин; деформация при разрыве 8,83,1 Ж; разрывная нагрузка 33,84 7,7 МПа; энергия разрыва/ед,площади1081.44 кДжмДостигаемая степень растяжения до момента разрыва относительно низ ка, непостоянна и значительно ниже значений, соответствующих примеру 1.5 161 но в примерах 1 и 2 с использованием композиции, содержащей поливинилпирролидон, и полученные испытательные образцы имеют следующий состав,/:Картофельныйкрахмал 74,6Поливинилпирролидон 10,0Гидрогениэированный жир 1,1Лецитин 0,8Вода 13,5Поведение нагрузка/деФормация аналогично поведению при осуществлении обработки по примеру 1 и аналогично поведению при осуществлении обработки по примеру 2;П р и м е р 5 (стабильность обработки)Измеряют вязкость описанной в примере 1 А композиции в расплавленном состоянии в шнековом цилиндре как Аункцию скорости сдвига при обработке (кривая 1, Аиг5). Как в примере 1 Б и при обработке (кри-. вая 2, фиг.5) как в примере 2. Результаты испытаний получают в машине с хорошо отрегулированными ус- . ловиями. Вязкость расплава как функцию скорости сдвига рассчитывают по данным измерений, используя теорию стандартного инжекционного прессования наряду с измерениями времени заполнения показывает результаты двухэтапного процесса согласно примеру 1, а также результаты одноэтапного процесса согласно примеру 2, Иатериалы, обработанные согласно примеру 2 (одноэтапный процесс), имеют более высокие вязкости расплава и более высокую чувствительность к времени пребывания в зоне обработки и скорости сдвига, Эти более высокие вязкости и чувствительности приводят к более низкой стабильности обработки и более низкой воспроизводимости продукта.Зависимости вязкостей расплава от скорости сдвига при осуществлении двухэтапного процесса согласно при,меру 1 аналогичны зависимостям для обычных термопластиков, например полиэтилена, которые как известно подвергаются стабильной обработке, давая .воспроизводимые продукты.2999 35 Формула изобретения Способ формования проАилированныхизделий из композиций на основе крахмала, содержащих 10-20 мас.7. воды,включающИй нагревание композиций дополучения расплава и инжекционноепрессование в Йорме, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улуч 50шения физико-механических характеристик изделий, до инжекционного прессования расплав экструдируют с получением зерен, которые кондиционируютдо указанного содержания влаги иподвергают расплавлению,6ой(Пас) означает логарифм с основанием 10 вязкости расплава;ойл(/с ) означает логариАм с основанием10 величины скорости сдвига (Аиг.5),Линии 1-3 получены для материаласогласно примеру 2 (одноэтапный процесс) при времени пребывания 750,600 и 450 с с ответственно.Линии 4 и 5 получены для материала согласно примеру 1 (двухэтапныйпроцесс) при времени пребывания 750и 450 с соответственно.П р и м е р 6.Повторяют примеры 1 и 2,однако исходную композицию в примере 1 Азамещают следующими компонентами, ч.:Натуральный картоАельный крахмал 77,0Замасливатель/ан-,тиадгезив (гидрированный жир) 1,0Лецитин 0,7Диоксид титана 0,325, Вода 20,0Получены аналогичные результаты,как и н примерах 1 и 2.Пример 7. Примерыи 2 п вторяют с использованием композиции,содержащей поливинилпирролидон, такчто получают следующую композицию,Ж:Картофельный крахмал 76,0Поливинилпирролидон 12,0Гндрированный жир 1,2Лецитин 0,8Вода 10,0Динамометрическая характеристикасходна с той, когда проводят обработку аналогично примерам 1 и 2.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго ина, 10 ул,аказ 3836 Тираж 428НИИПИ Государственного комитета по1 13035, Москва, ЖПодписное обретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб., д. 4/5