Способ переработки композиций крахмала Советский патент 1992 года по МПК C08B3/00 

Изобретение относится к процессу переработки в изделия композиций на основе крахмала, предлагаемым способом могут быть получены такие изделия как бутылки, листовые материалы, пленки, трубки, прутки, слоистые материалы, фармацевтические капсулы и др.

Целью изобретения является достижение стандартного качества изделий и снижение процента их брака.

На фиг.1 приведена термоаналитическая система; на фиг.2 - система термического анализа Перкина-Элмера; на фиг.З - термограмма нативной смеси (кривая В) и картофельного крахмала (кривая А).

Пример 1. Образец нативного картофельного крахмала, который содержит 17% воды в пересчете на общую массу, нагревают в закрытом варочном котле ДСК со скоростью 10°С/мин. Полученная термограмма приведена на фиг.1.

Сверхпревращение (специфический узкий пик возникающий непосредственно перед эндотермическим изменением, характерным для окислительной и термической деструкции крахмала) отмечено при но- минальной температуре 183°С, Два образца одного и того же материала подвергают раздельному нагреву в указанных условиях. Первый образец нагревают до номинальной температуры 195°С непосредственно после завершения процесса превращения. После охлаждения и открывания варочного котла ДСК установлено, что образец превратился в затвердевший прозрачный расплав. Второй образец нагревают в тех же условиях до номинальной температуры только 172°С. После охлаждения и открывания варочного котла ДСК установлено, что образовался неVI

СО

со ел

VI

со

прозрачный материал. Это указывает на незавершенность образования расплава.

Пример 2. ДСК - термограммы получают с использованием нативных крахмалов, содержащих 12. 14, 17, 20, 25, 30, 35 и 42 % воды (в массовых процентах от общей массы). Полученный результат приведен на фиг.2, Совершенно очевидно, что сверхпревращение происходит до содержания воды приблизительно 40%.

Пример 3. Различные образцы картофельного крахмала используют для изготовления небольших тонкостенных (приблизительно 0,3 мм толщиной) фармацевтических конвейеров путем инжекцион- ного формования с установкой температур цикла по возрастающей от комнатной до 160°С в течение 3,5 мин. Такие образцы выбраны потому, что их интервал номинальных температур сверхпревращения равен 14°С (183-198°С), как это измерено ДСК- анализом при скорости нагрева 10°С/мин. Отформованные контейнеры осматривают. Процентная доля дефектных отливок приведена в табл.1 в связи с их температурами сверхпревращения. С повышением температуры сверхпревращения материала процентная доля дефектных деталей уменьшается.

Истинная температура расплава в процессе переработки выше устанавливаемой температуры, у эндотермы сверхпревращения интервал составляет приблизительно 20°С, а номинальная температура превышает истинную температуру. Из результатов табл.1 очевидно, что чем ниж-е номинальная температура сверхпревращения материала, тем выше процентная доля его расплава, которая подвергается эндотермическому сверхпревращению в процессе обработки, и меньше процентная доля дефектных деталей.

Пример 4. Температуру сверхпревращения можно регулировать концентрацией и типом противоионов в крахмале. В табл.2 и 3 приведены температуры превращения для двух крахмалов, находящихся в нативном состоянии и в состоянии, в котором металлические катионы, удалены или замещены другими катионами промывной при комнатной температуре, в результате чего не происходит никакого термического деструктурирования или разложения.

Образец 9 представляет собой натив- ный крахмал, который содержит 1 г свободных солей на каждые 5 кг крахмала, Этот крахмал промывают при комнатной температуре избытком деминерализованной воды с целью удалить указанные соли, как это

определяют гравиметрическим анализом с получением образца 10, которому свойственно снижение на 12°С температур сверхпревращения в сравнении с

соответствующим нативным материалом образца 9. Таким образом, переработка крахмала образца 9 при пониженной температуре упрощается промывкой водой.

Второй нативный крахмал (образец 11)

0 промывают избытком 0,1 М соляной кислотой при комнатной температуре, а затем нейтрализуют соответствующим количеством 0,1 М основанием, в результате чего получают катионоактивные крахмалы об5 разцов 12-15, в которых нативные катионы, ассоциированные с фосфатными группами крахмала, замещены единственными разновидностями катионов, как указано в табл.3 (образцы с 12 по 15). В этом случае темпера0 тура сверхпревращения неожиданно повышается в зависимости от вида катиона.

Переработка образца 10 упрощена в

сравнении с переработкой нативного мате риала. Переработка образцов с 12 и 15 ока5 залась более трудной, чем переработка нативного материала.

Пример 5. Нативный крахмал (содержание воды - 17%) смешивают с 1 % смеси моно-, ди- и триглицеридов жирных кислот,

0 которые характеризуются распределением по длинам цепей, и 0,5% твердого соевого лецитина. Количества добавок рассчитывают основываясь только на одном нативном крахмале.

5На фиг.З приведена термограмма этой

нативной смеси (кривая В) и картофельного крахмала совместно с 17% воды (кривая А). Энтальпия сверхпревращения для кривой В оказывается значительно меньшей,

0 вследствие чего переработка упрощается, Дополнительная эндотерма при пониженных температурах для кривой В соответствует плавлению добавок и является слишком низкой температурой для влияния

5 на гомогенность расплава.

Пример 6. Исходя из крахмальной композиции, содержащей 10% воды по массе композиции, получена термограмма, упомянутая в примере 2. Верхний переход

0 происходит при номинальной температуре 199°С, в результате чего число дефектных деталей равно 6.9%.

Формула изобретения Способ переработки композиций крах5 мала, включающий нагревание композиций, содержащих в качестве основных компонентов крахмал и воду в количестве 10-40% от массы крахмал - вода, в замкнутом объеме шнекового устройства до получения расплава и последующее его формование в

изделие при установлении температуры начала и конца формования по сканирующей калориметрической диаграмме, отличающийся тем, что, с целью достижения стандартного качества изделий и снижения процента их брака, формование расплава

проводят при температуре, соответствующей окончанию эндотермического изменения, находящегося на диаграмме перед пиком эндотермического изменения, характерного для термоокислительной деструкции крахмала.

Изобретение относится к процессу переработав изделия композиций на основе крахмала бутылки, листовые материалы, планки, трубки, прутки и др. Изобретение позволяет стандартизировать качество изделий и снизить процент их брака. Это достигается за счет того, что композиции, содержащие в качестве основных компонентов крахмал и воду в количестве 10-40% от массы крахмал - вода, нагревают в замкнутом объеме шнекового устройства до пол- учения расплава с последующим его формованием. При этом температуру начала и конца формования устанавливают по сканирующей калориметрической диаграмме - формование расплава проводят при температуре, соответствующей окончанию эндотермического изменения, находящегося на диаграмме перед пиком эндотермического изменения, характерного для термоокислительной деструкции крахмала. 3 ил., 3 табл. Ё

Таблица 1

10

Таблица 2

Таблица 3

г- ю со т NfjY /у) 7оаоит вх

z/wj №шси rtogotfiidi

/ J/JK ) иошои лодошэ

(л wj ношен подо:л ЭЈ