Способ получения декстрина

 

Изобретение относится к способам получения декстринов и может быть использовано в крахмало-паточной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышения клеящей способности декстрина и ускорение процесса. Способ получения декстрина заключается в следующем. В исходный крахмал или крахмалсодержащее сырье (или их 40%-ную суспензию в воде) при перемешивании вводят кислоту в количестве 0,03-0,06% по отношению к сухим веществам, при этом в крахмал вводят также соли алюминия (алюминиево-калиевые квасцы, сернокислый или хлористый алюминий) в количестве, обеспечиващем достижение в смеси pH 2,0-3,0. Расход солей в этом случае составляет 0,5-3,0% по отношению к сухим веществам обрабатываемого материала. Приготовленную смесь подвергают термической обработке при 120-200^oC одновременно с экструзией массы со скоростью сдвига 200-1500 с^-1. Обрабатываемый материал экструдируют как через отверстия круглой формы, так и через щелевые отверстия. Термическую и экструзионную обработку осуществляют как на экструдерах, так и на валковых нагнетателях с обогреваемой поверхностью (вальцовых сушилках). Готовый продукт измельчают и просеивают через сито с отверстиями 0,25 х 0,25 мм, после чего упаковывают. Совместное применение деструктирущего и структурообразующего реагентов позволяет получать продукты лучшего качества с высокой клеящей способностью, быстро схватывающие, стабильные при хранении. Это позволяет снизить удельные расходы декстрина у потребителя, расширить возможные области его применения. Применение термической обработки смеси крахмала с реагентами с одновременной экструзией массы позволяет существенно ускорить процесс, тем самым сократить продолжительность производственного цикла с 120 до 15 мин.

Изобретение относится к способам получения декстринов и может быть использовано в крахмало-паточной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение клеящей способности декстрина и ускорение процесса. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В исходный крахмал или крахмалсодержащее сырье (или их 40%-ную суспензию в воде) при перемешивании вводят кислоту в количестве 0,03-0,06% к сухим веществам, при этом в крахмал вводят также соли алюминия (алюминиево-калиевые квасцы, сернокислый или хлористый алюминий) в количестве, обеспечивающем достижение в смеси pH 2,0-3,0. Расход солей в этом случае составляет 0,5-3,0% по отношению к сухим веществам обрабатываемого материала. Комбинированная обработка реагентами обеспечивает получение крахмала требуемой степени расщепления с перестройкой структуры полисахаридов, что придает продукту заданную растворимость, высокую клеящую способность растворов и стабильность их при хранении. Для эффективного проведения декструкции полисахаридов и перестройки структуры в крахмал вводят кислоту в количестве 0,03-0,06% по отношению к сухим веществам. Применение кислоты в количестве менее 0,03% не дает требуемого изменения полисахаридов крахмала, получаемый в этих условиях продукт нельзя отнести к декстринам из-за плохой диспергируемости в воде, низкой растворимости и отсутствия высокой клеящей способности. Расход кислоты более 0,06% приводит к получению полисахаридов с высокой степенью расщепления, что не обеспечивает требуемой клеящей способности растворов декстрина. Повышение клеящей способности декстрина и высокая стабильность клея из него достигаются введением в крахмал одновременно с кислотой также структурообразующего реагента солей алюминия. Диссоциируясь, ионы алюминия образуют с гидрооксидами полисахаридов крахмала эфирные и поперечные связи, что существенно сказывается на изменении клеящей способности декстрина, стабильности его клея, внешнем виде клеевой полосы. Введение солей алюминия в подкисленный крахмал производят для достижения pH смеси 2,0-3,0 (pH измеряют после разведения крахмала водой до концентрации 40%), что составляет 0,5-3% по отношению к СВ крахмала. Введение солей алюминия в большем количестве приводит к повышенному расходу реагента без существенного изменения его клеящей способности. Низкие расходы этого реагента (ниже 0,5%) не позволяют получать декстрины с высокой клеящей способностью из-за недостаточно прочной структуры. Совместное применение деструктирующего и структурообразующего реагентов позволяет гибко управлять процессом декстринизации и получать продукт с высокой клеящей способностью. Приготовленную смесь подвергают термической обработке при 120-200^oC одновременно с экструзией массы со скоростью сдвига 200-1500 с^-1. Обрабатываемый материал экструдируют как через отверстия круглой формы, так и через щелевые отверстия. Термическую обработку осуществляют как на экструдерах, так и на валиковых нагнетателях с обогреваемой поверхностью (вальцовых сушилках). Готовый продукт измельчают и просеивают через сито с отверстиями 0,25 х 0,25 мм, после чего упаковывают. Одновременная термическая и экструзионная обработка позволяют наряду с энергией теплового воздействия подвергать полисахаридные молекулы дополнительно воздействию механической энергии. Большие концентрации энергии приводят к значительным разрушениям структуры полисахаридов крахмала за счет увеличения межатомных расстояний, ослабления как внутримолекулярных, так и межмолекулярных связей. Такой метод обработки позволяет сократить продолжительность рабочего цикла. Экструзионная обработка крахмала сопровождается приложением преимущественно сдвиговых усилий, поэтому для оценки эффекта такой обработки применен такой показатель, как скорость сдвига. Скорость сдвига (j, с^-1) рассчитывается по формуле j = 32·Q/π·d³ для круглого отверстия; j=5,58·Q/l·h² для плоскопараллельной щели, где Q расход материала, м/с; d диаметр отверстия, м; l длина щели, м; h ширина щели, м. Установлено, что механическая энергия экструзии со скоростью сдвига менее 200 с^-1 позволяет получать необходимые степени деструкции крахмала, готовый продукт не имеет хорошей клеящей способности. Пример 1. В суспензию кукурузного крахмала, содержащую 38% сухих веществ, имеющую pH 5,5, вводят 10%-ный раствор соляной кислоты в количестве 0,03% газа HCl к крахмалу, что снижает pH до 3,5. Сразу же при перемешивании в крахмал вводят 5%-ный раствор алюминиево-калиевых квасцов до достижения pH системы 3,0. Расход квасцов составляет в этом случае 0,5% по отношению к СВ крахмала. Приготовленную смесь подвергают термообработке при 150^oC и экструзии со скоростью сдвига 1500 с^-1 на вальцовой сушилке. Готовый продукт измельчают, просеивают и анализируют. Приготовленный клей имеет клеящую способность 7,5 кг на полоску шириной 5 см, время схватывания клея составляет 1 мин. Клей стабилен при хранении в течение 7 дней. Продолжительность процесса составляет 16 мин. Пример 2. По прототипу приготовляют кукурузный кислотный декстрин при расходе соляной кислоты 0,08% газа HCl к СВ крахмала. Термообработку проводят при 140^oC. Продолжительность обработки 120 мин. Клей, приготовленный из декстрина, имеет клеящую способность 1,6 кг на полоску шириной 5 см, время схватывания составляет 10,0 мин. При хранении в течение 7 сут клей загустевает, на его поверхности образуется прочная пленка. Пример 3. В кукурузный крахмал (влажность 13%) вводят 10%-ный раствор соляной кислоты с расходом 0,06% газа HCl к СВ крахмала, что приводит к снижению pH системы с 5,5 до 2,8. Сразу же при перемешивании в крахмал вводят 5% -ный раствор алюминиево-калиевых квасцов до получения pH 2,0. Расход квасцов составляет в этом случае 3,0% по отношению к СВ крахмала. После тщательного перемешивания смесь подвергают термической обработке при 160^oC и экструзии со скоростью сдвига 900 с^-1 на лабораторном экструдере. Готовый продукт измельчают, просеивают и анализируют. Приготовленный клей имеет клеящую способность 7,0 кг на полоску шириной 5 см, время схватывания клея составляет 1 мин. Клей стабилен при хранении в течение 7 дней. Продолжительность процесса составляет 20 мин. Пример 4. В кукурузный крахмал (влажность 13%) вводят 10%-ный раствор соляной кислоты в количестве 0,05% газа HCl по отношению к СВ крахмала, что снижает pH крахмала с 5,5 до 3,2. Сразу же при перемешивании в крахмал добавляют также 5%-ный раствор алюминиево-калиевых квасцов (расход 1,5%) до достижения pH 2,9. Крахмал, смешанный с реагентами, подвергают термической обработке при 170^oC и экструзии со скоростью сдвига 200 с^-1 на лабораторной экструзионной установке. Готовый продукт измельчают, просеивают и анализируют. Клеящая способность декстринового клея составляет 6,8 кг на полоску шириной 5 см, время схватывания клея 1 мин. Клей стабилен при хранении в течение 7 дней. Продолжительность процесса составляет 22 мин. Пример 5. В кукурузной муке (проход через сито с ячейками 0,3 х 0,3 мм), имеющей влажность 13% добавляют соляную кислоту и квасцы в количествах, приведенных в примере 4. Термообработку смеси проводят при 170^oC на экструдере со скоростью сдвига 900 с^-1. Готовый продукт измельчают, просеивают и анализируют. Приготовленный клей имеет клеящую способность 7,1 кг на полоску шириной 5 см, время схватывания клея составляет 1 мин. Клей стабилен в течение 7 сут. Продолжительность процесса составляет 20 мин. Из приведенных примеров видно, что совместное применение деструктирующего и структурообразующего реагентов позволяет получать продукты лучшего качества с высокой клеящей способностью, быстро схватывающие, стабильные при хранении. Это позволяет снизить удельные расходы декстрина у потребителя, расширить возможные области его применения. Применение термической обработки смеси крахмала с реагентами с одновременной экструзией массы позволяет существенно ускорить процесс, тем самым сократить продолжительность производственного цикла с 120 до 15 мин.

Формула изобретения

Способ получения декстрина, включающий смешивание крахмала с кислотой, термическую обработку смеси при 120 200^oС, измельчение и просеивание, отличающийся тем, что, с целью повышения клеящей способности декстрина и ускорения процесса, количество кислоты, вводимой в крахмал, составляет 0,03 - 0,06% к сухим веществам, при этом в крахмал вводят также соли алюминия до достижения pН 2,0 3,0, а термическую обработку смеси осуществляют одновременно с экструзией массы со скоростью сдвига 200 1500 с^-1.