Способ получения фосфорилированного крахмала Советский патент 1983 года по МПК C08B37/02 

о.

00 00 ел

о Изобретение относится к способам получения фосфорипированного крахмала, применяемого в качестве добавки, по вышающей прочностные свойства .бумаги и картона, иаххуговляемых из древесной массы, макулатуры и целпюлозы, Фосфорипированный крахмал широко применяется также в текстильной, пишевой промышленности и других отраслях народного хозяйства, Известен способ фосфорилирования кр мала в водной среде хлорокисью фосфоРа Cll . Однако получение целевого;продукта при этом связано с потерей крахмала з счет растворения, наличием большого, количества сточных вод, а также с тру доемкими операциями фильтрации.суспензии крахмала в воде и сушки его, Кроме того, процесс фосфорилирования по этим методам проводится при строгом контроле рН среды, что также усложняет технологию производства. Наиболее близким к предлагаемому является способ фосфорилирования крахмала фосфорным ангидридом в водной среде, согласно которому к суспензии крахмала в воде добавляют раствор соды и фосфорного ангидрида, смесь нагре бают при 6О-7ОС, подкислягот, .фильтруют, прлученный продукт промывают и сушат. Так, как фосфорный ангвдрид энергично взаимодействует с водой, фоофорилирующим агентом в данном случае по сути дела является продукт взаимодейс гвия фосфорного ангвдрида с водой, который является значительно более слабым фосфорилирующи г агентом, чем фос форный ангидрид, и не может обеспечихь полноты фосфорилирования. Кроме того, получение целевого продукта по этому способу связано с потерями крахмала и фосфорйлирующего агента за счет раство рения в воде, наличием большого количества сточных вод, а также с трудоёмкими операциями фильтрации суспензии 1фахмала в воде и сушки его. Целью изобретения является повьш1ение выхода целевого продукта, и степени его фосфорилирования, ;а также упрощение процесса за счет отсутствия отходов исключения стадий фильтрации и сушки. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фосфорилированного крахмала обработкой крахмала фосфорным ангидридом и шелочным агеетом при нагревании, обработку прово5011дят сначала сузсим щелочным агентом О,&2, О ч при 5Ю-10О С, затем постепенно вводят-фосфорный ащидрид и смесь выдерживают Oj5-2,O ч при 8О-1ОО С при мольном соотношении крахмала, щелочного агента и фосфорного ангидрида, равном (О, О23-15,4): (О, ОО7-1,2): : (0,004-0,57), В качестве щелочного агента используют едкое кали или соду. Образующийся при взаимодействии крахмала с щелочньтм агентом алкоголят щзахмала, являясь выссжореакционным coeдинeниeмj энергично взаимодействуют с фосфорным ангидридом, обеспечивая исчерпывающее фосфорилирование (до 90% и более), Проведение фосфсфилирования крахмала в указанных -условиях позволяет ис ключить потери крахмала при растворении сточных вод, трудоемкие операции фильтрации и сушки, а также позволяет получать продукты с высокой степенью фосфорилирования. Способ осуществляют слеауюгцим образом. Пример 1, 15,4 моль (2500 г) картофельного крахмала помещают в реак.тор и добавляют 1, 2 моль (67 г) КОН при перемешивании. Смесь выдерживают щ}И в течение О, 5 ч, добавл51ют постепенно О, 4 моль (57г) фосфорного ангидрида, нагревают при в теч&ние 2 ч и охлаждают, Вызюд конечного щэодукта 23ОО г (98%), Продукт содержит около 1% фосфора, связанного с кр&хмалом в виде фосфорного эфира, Соотношение едкого калия к фосфорному ангвдриду в молях 3:1, П р и м е р 2, При интенсивном перемешивании в реактор, содержащий 6,2 моль (ЮООг) кукурузного крахмала, вносягг О, 48 моль (26,8г) КОН, Смесь вьздерживают О,5 ч Щ)И 4ОС, а затем прибавляют 0,24 моль (34, 2г) фосфорного ангвдрида и нагревают 2 ч при и озьлаждают, 96Ог (96%), Содержание связанного фосфора 1,49%, Соотношение Щ&ото калия к фосфорному 1нгидриду в молях 2,5: 1. Л р и м е {J 3, В реактор, содержа щий 6,2 моль (lOOOr) картофельного крахмала, постепешю вносят 0,48 моль (26, ВгККОН, затем малыми порциями прибавляют 0,33 моль (45,6г) фосфорного ангщфида. Полученный продукт нагевают 2 ч.при и охлаждают. Выход ЭЗОг (92%). Содержание связанного фсх:фора 1, 99%. Соотношение едкого калия к фосфорном; ангидриду в мо nsBX 1,6: 1.. При м е р 4. В открытый сосуд, содержащий О, 15 моль (25г) кукуруэHorxj крахмала, вносят моль (0,7г) соды, смесь нагревают 2 ч при и к охлахзденной смеси прибавляют О, О04 моль (0|57г) фосфорного ангищ)1зда. Реакаюжную массу нагревают 1 ч при и охлаждают. Выход конечного продукта 23,7г (95%), Содержание связанного фосфора 1%. Cooiw ношение соды к фосфс ному ангидриду в молях 1, 2 : 1. П р и м е р 5. 15,4 моль (2500г) картофельного крахмала помещают в реактор и добавляют 0,6 моль (34г) КО при перемешивании. Смесь вьздерживают при в течение О, 5 ч, добавляют постепенно 0,2 моль (28г) фосфорнохчэ ангидрида, нагревают при в течение 2 ч и охлаждают. Выход конечного гфодукта 23ООг (92%). Продукт около О,5% фосфора, связанного с дфахмалом в виде .фосфорного эфира. Соотношение едкого калия « фосфорному ангидриду в молях 3: 1. При мер 6, При интенсивном пер мешивании в реактор, содержащий 6,2 моль (ЮООг) картофельного крахмала, шгрсягг О, 95 моль (54г) КОН. Смесь вьщерживают О,5 ч при ЗО-4ОС, затем прибавляют О, 48 моль (68г) фосфорного ангидрида, нагревают 2 ч при 80 С и охлаждают, Еллкоя 960г (98%), Содержание связанного фосфора 3%. Соот ношение едкого калия к фосфорному анги риду в моляоС 2: 1. При мер 7. В реактор, содержащйй 0,15 моль (2 5г) кукурузного крах мала, вносят О, ОО7 моль () сода, Смесь нагревают 2 ч при 8О С, затем прибавляют О,(О4 моль (0,57г) фосфор ного ангидрида. Реакционную массу наг ревают 1ч при к охлаждают. Bi,iход конечного продукта 23,7г (95%), Содержание связанного фосфора 1%. Соотнсяие ше соды к фосфорному ангидриду в молях 1,75: 1.. Приме р 8, В реактор, содержащий О, 3 моль (50г) картофельного крахмала, вносят О, 15 моль (16г) соды. Смесь нагревают 2 ч при , згитем прибавляют О, О8 моль (Иг) фоофорного ангидрида. Реакционную массу. нагревают О,5 ч при , охлаждают. Содержание связанного фосфора 8,9%, Выход конечного продукта 48г (96%У, Соотношение соды к фосфорному ангидриду в молях 2: 1. П р и м е р 9, 0,023 моль (3, 75г) картофельного крахмала помешают в реактор и добавляют О, О27 моль (2,88г) содь1. Смесь вьшерживают щэи ь течение 1 ч. Затем приба ляют. О,О2 моль (2, 86г)фосфорного ангидрида. Смесь- выдерживают 1 ч при , Содержание связанного фосфора 25%. Выход продукта 6г (9О%), Coolw ношение соды к фосфорному ангидриду в молях 1, 3: 1, Предлагаемый способ прост в осуществгении, не требует щзименения дорогостоящих реактивов и Сложного оборудования. Весь тезшологический процесс проводят в одном агрегате, представляющем собой емкость с мешалкой. Он может служить основой для создания непрерывного процесса прсжзводства фоофс илированных крахмалов. Процесс получения фосфорилированных крахмалов по предлагаемому способу является безотходным, В качестве иоходного сырья можно использовать крахмал различного гфоисхождешя (картофельный, кукурузный и др,), так как свойства полученных по 1федлагаемому способу фосфорил1фованных крахмалов одинаковы. Предлагаемый способ позволяет вводить в молекулу кразомала различные ксятйч&ства органически связанного фоофора и таким образом получать фосфорилированные крахмалы с различными CBOftствами, отвечающие потребностям ра& -личных отраслей народного хозяйства. В частности применение фосфорилированных крахмалов, тюяученных по предлагаемому способу, при выработке буме ги улучшает потребительские свойства бумаги и снижает расход крахмала.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРИЛИРОВАННСЛХ) КРАХМАЛА офаботкой крахмала фосфорным анги РИДОМ и щелочным агентом при нагреваНИИ, о т л и ,ч а ю щ и и с я тем, 4Tq с целью повышения выхода цел шого продукта и ч) фоо|)оршшрования, а также упрощения процесса, о аботку npoBonsiT сначала сухим шелхтфвым агекгом О, 5-2, О ч при 3O-iOO bi затем nocT ieHHO вводят фосфорный аягищ)ид и смесь вьщ живают О, 5-2,0 ч при 8О-10СРс при мольном роотнсйпении крахмала, щелочного агента и фосфефного ангщфида, равном