Способ получения расплава деструктурированного крахмала Советский патент 1993 года по МПК C08L3/02 

Изобретение относится к способу получения деструктурированного крахмала, содержащего ничтожное количество электролитов.

Целью изобретения является снижение давления инжектирования расплава при получении из него изделий и уменьшение их дефектности,1.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения расплава деструктурированного крахмала, включающем нагревание композиции, содержащей крахмал в 10-20% воды от массы вода-крахмал, и целевые добавки в замкнутом объеме шнекового устройства, при температуре выше температуры плавления крахмала и поддержании количества воды в пределах указанного диапазона, исходный крахмал подвергают обработке деминерализован ной водой или разбавленным водным раствором кислоты до содержания в крахмале

0-V мас.% свободных электролитов и/или одной связанной фосфатносолевой группы на 100-2000 ангидроглюкозных единиц, с последующим удалением остатков кислоты демйнёрализованнбй водой.

Предпочтительно, чтобы композиция нагревалась в диапазоне 90-190°С, В качестве целевых добавок могут быть использованы окрашивающие агенты, такие как азокраситёлй, органические и неорганические пигменты, или окрашивающие агенты природного происхождения, например, оксиды железа или титана..Эти агенты добавляют в количествах от 0,001 до 10%. предпочтительно 0.5-3%, от массы всех компонентов.

Кроме того, целевыми добавками могут быть животные или растительные жиры, предпочтительно в гидрированной форме, особенно если они являются твердыми при комнатной температуре. Предпочтительно,

ч

о ю

СА) 00 4

W

чтобы помимо жира был по крайней мере один компонент из группы моно и/или диг- лицеринов или фосфатидов, особенно лецитина, При этом целесообразно, чтобы количество использованных жиров, моно-, диглицеридов и/или лецитинов не превышало 15% и находилось предпочтительно в интервале от 0,5 до 2 мае. % от всей композиции.

Найдено, что -крахмал, обработанный согласно изобретению, дает материал со значительно меньшими дефектами, обладает сравнительно более высокой растяжимостью и для достижения деструктурирования может быть обработав при более низких температурах и более низких давлениях. Расплав крахмала, полученный по изобретению, также обладает улучшенными пока- зателями текучести, особенно в случае изготовления тонкостенных изделий, так что вследствие лучшей обрабатываемости дефектные части сведены к минимуму со снижением необходимого последующего контроля. Кроме того, оказывается возможным осуществлять контроль воспроизводи- мости температуры образования расплава.

Показано, что многие фосфатные группы, содержащиеся в некоторых природных крахмалах, связаны мостиком, образованным двухвалентным .ионом,- таким как ион кальция или магния. Концентрация таких фосфатных групп, т.е. число присутствующих фосфатных групп на число звеньев зн- гидроглюкозы (ЗАГ), в значительной степени меняется для различных крахма- лов. Для картофельного крахмала такая концентрация составляет примерно одну фосфатную группу на 200-400 ЗАГ.

При промывании такого крахмала значитальным количеством воды при низком значении рН, т.е. разбавленной кислотой, фосфатные мостики разрушаются с образованием свободных фосфатных групп. Многие крахмалы, имеющие фосфатные группы, .обладают открытой структурой и легко проницаемы для водной среды, так что значительная часть двухвалентного мостиково- го катиона может быть вымыта в течение относительно короткого периода времени, например, в течение нескольких минут.

При вымывании мостиковйх ионов кальция, например разбавленной HCI, про- исходит следующая реакция (формула I):

(КОАХМАЛ)

(М ЛХМЛЛ) О

I II в Н-С-О-Р-0 ..

О®

(f

(КРАХМАЛ (Ц ,

О

II

лг

mmt)

о

в Я .

.. 0-Р-О-С-Н

б9

(М , (КРАХМАЛ)

РАЗБАВЛЕННАЯ НС1

2Н-С-0-Р-(ОН)г+МС1,- МС1

5

0 5 0 5

0 5

0 5 0

5

В приведенных формулах М+ означает К1, Na+ или К4, М24 означает Са2 или Мд

Как можно видеть, при обработке кислотной группы незамещенной фосфорной кислоты связаны с образованием крахмалом. Здесь один моль фосфорных групп соответствует двум эквивалентам. Одна моль М2+ соответствует двум эквивалентам, один моль М и Н соответствует одному эквиваленту в каждом случае. Один эквивалент рп- ределяется как число молей ионной структуры, несущей один моль ионного за; ряда.....-

Как видно из приведенной формулы I, фосфатный мостик содержит 2 фосфатные группы и как минимум один М -катион и два М -катиона..

Было также обнаружено, что крахмал часто содержит небольшие количества свободных электролитов, т.е. электролитов, не связанных с фосфатными группами, которые, как правило, растворимы в воде, вследствие чего могут быть вымыты водой, предпочтительно деминерализова.нной водой. Эти электролиты могут присутствовать либо с самого начала в клубнях картофеля, г либо могут быть внесены позднее в ходе обработки, например, в ходе обработки водо.й и высушивания.

Обнаружено, что такие свободные электролиты, а также тип и концентрация свя- . занных с фосфатными группами канонов, сильно влияют на обрабатываемость крахмала в процессе деструктурирования и образования расплава..

Было найдено, что в особенности при удалении полностью или частично, свободных электролитов и/или при полном или частичном удалении Мх -катионов, способных образовывать мостик между фосфатными группами, или ;М+-ионов металла, связанных с такими фосфатными группами, обрабатываемость крахмала в процессе деструктурирования и образования расплава значительно улучшается и происходит в значительной степени преодоление вышеуказанных недостатков.

Получаемый, согласно изобретению, расплав деструктурированного крахмала может формоваться под давлением в таких способах как: собственно формование под давлением, литьевое формование, формование раздувом или экструзия, Возможно полученный расплав деструктурированного крахмала сначала экструдировать с образованием гранул, после чего гранулы использовать для литьевого формования или формования под давлением.

Рекомендуется способ, в котором свободные электролиты вымыты полностью.

Кроме того, рекомендуется, чтобы связанные с фосфатными группами катионы металлов были вымыты до такой степени, что оставшееся число эквивалентом Me на 100 звеньев ангидррглюкрзы было менее 0,3.

Под термином деструктурированный природный крахмал имеется в виду химически немодифицированный крахмал, Как таковой крахмал включает, например, также клейстированный или подвергнутый тепловой обработке крахмал и, как правило, включает углеводы природного растительного происхождения, состоящие в основном из амилозы и/или амилопектина. Крахмал может быть извлечен из различных растений, например: картофеля, риса, тапи- оки, кукурузы и зё.р-новых культур,таких:как: рожь, овес .и пшеница. Крахмалы с фосфатными группами предпочтительно получают из картофельного крахмала, а также кукурузного крахмала, но предпочтительно все же из картофельного крахмала. Простое промывание деминерэлизованной водой полностью удаляет свободные электролиты, но достаточным оказывается и промывание водой с низким содержанием :солёй. Полученный промытый крахмал может быть затем обработан при более низкой температуре и/ил и более низких давлениях по сравнению с непромытым крахмалом.

Нейтральной водой, однако, удаляются . только свободные электролиты. Улучшающие обработку свойства такого промытого водой крахмала могут быть ещеулучшены за счет удаления или частичного, удаления катионов металлов: Удаление катионов осуществляется путем промывания крахмала водой с низкой кислотностью (рН), предпочтительно со значением рН нижеЗ, что может быть достигнуто добавлением к воде для промывки соляной кислоты, серной кислоты или любой другой приемлемой неорганической или органической кислоты. Рекомендуется, чтобы обработанный таким образом материал был затем промыт нейтральной водой.

Промыванием кислотой также удаляют свободные электролиты, в то время как промывание нейтральной водой оставляет неизменными связанные фосфатные соли.

При удалений на стадии В катионов из фосфатных групп рекомендуется, чтобы значение оставшегося числа М на 100 ЗАГ .было меньше 0;2 в особенности меньше 0,1. Очень хорошие результаты для картофельного крахмала получают при значениях (после обработки), близких к нулю.

После того, как из фосфатных групп удалены катионы, полученный в результате крахмал содержит свободные -0-Р(ОХОН)2

группы и становится кислотным. Значение р-Н такого крахмала может меняться от 7 до 3,5 при измерении водной суспензии крахмала в стандартных условиях. В некоторых

случаях низкое значение рН может оказаться нежелательным, поскольку нагревание крахмала до более высоких температур может .привести к нежелательному разрушению цепи и, как следствие, снижению

0 механических свойств конечного продукта. Особый .аспект настоящего изобретения заключается, таким образом, в нейтрализации свободных кислотных групп частично или полностью с соответствующим

5 замещением части или всех протонов (Н4) незамещенных групп фосфорной кислоты, связанных с крахмалом, другими катионами, которые могут быть одновалентны или многовалентны; Предпочтительны однова0 лентные ионы, такие как: Na4, К4, NH4 или двувалентные ионы, такие;как: Са или Мд2+. Эти ионы могут быть добавлены, например, в виде их гидроксидов.Установлено, что возможно добавление

5 двувалентных ионов и что такие ионы, как .кальций или магний,- ранее удаленные промыванием кислотой, не приводят к восстановлению первоначального состояния .крахмала и оказывают поддающееся изме0 рению положительное действие на способствующие его обработки свойства.

В то же время как удаление свободных электролитов и связанных с фосфатными группами катионов металлов приводят к

5 снижению температур и давлений обработки, нейтрализация свободных протонов приводит кувеличёнию этих показателей до поддающихся измерению величин. Согласно настоящему изобретению возможно ме0 .нять и регулировать температуру образования расплава с целью оптимизации условий процесса путем регулирования содержания в крахмале электролита.

Влияние содержания катионов в карто5 фельном крахмале(промытом кислотой с последующим введением катионов путем титрования соответствующими гидроксида- ми) можно видеть из табл.1.

Значения температур образования рас0 плава, приведенные в таблице 1, получены калориметрическим анализом с дифференциальным сканированием (КДС). Эта температура образования расплава обозначается на КДС-диаграмме в виде специфического

5 сравнительного узкого пика непосредственно перед эндотермическими изменениями, характеризующими окислительное или термическое разрушение. Пик исчезает сразу же после реализации указанных специфических эндотермических переходов. То, что

самый последний эндотермический переход перед термическим и окислительным разрушением играет важную роль для образования расплава, указывает и тот факт, что непрозрачный расплав крахмал-вода становится прозрачным.

Как известно специалистам, порядок образования расплава, т.е. скорость образования расплава, вязкость и т.д. в шнеке и барабане зависит от многих факторов, таких как: размер барабана, его длина и диаметр, конструкция шнека, скорость вращения режим нагрева и т.д. Также хорошо известно, что номинальные температуры-, регистрируемые с помощью приборов КДС, вследствие незначительных теплоемкостей образца и приспособлений для удерживания, а также; незначительных применяемых скоростей нагрева не являются температурами образцов. Кроме того, температуры материала в шнеке экструдера или литьевой машины, вследствие теплоты образования расплава, структурных изменений и вызываемой шнеком сдвиговой деформации не совпадает с температурой отверждения в барабане, и обе эти температуры отличаются от номинальных температур, регистрируемых прибором КДС. .

К примеру, КДС-анализ может показать верхнийпереход, т.е. точку, в которой непрозрачный расплав крахмал-вода становится прозрачным, при номинальной температуре в 182°С с повышением температуры от 30°С до 180°С в течение 900 ее- кунд. Несмотря на более низкую температуру отверждения и меньшее время обработки, например, в оборудовании для литьевого формования по сравнению с теми же показателями при КДС-измерениях, верхний переход будет происходить вследствие реальной температуры в КДС-образце при более низкой, чем номинальная температуре, регистрируемой с помощью КДС, и кроме того, температуры отверждения в . литьевой машине более низки по сравнению с температурами материала в шнеке.

В таблице 1 приведены номинальные КДС-температуры.

Из таблицы 1 видно, что температура образования расплава природного картофельного крахмала, равная 184,5°С, может меняться в широком интервале от 163,1°С для полностью промытого кислотой крахмала до 212,3°С для крахмала, содержащего 1 эквивалент Na , и 1 эквивалент Са + на два эквивалента фосфата.

Кроме того, можно видеть, что повторное введение кальция в промытый кислотой крахмал до уровня, соответствующего его содержанию в природном крахмале, примерно при том же распределении других катионов, не приводит к восстановлению температуры плавления до прежнего уровня. Сравнение природного крахмала таблицы 1 с Са +-Na+-H+-KOMпозицией в эквивалентных соответственно 1-0, 4-0,6 и температурой образования расплава 184,5°С, Са+-а -Н+-композицией состава 1- 0,5-0,5 и температурой образования рас0 плава 172°С, Са -Ма+-Н -крахмала состава 1-0,33-0,66 и температурой образования расплава 179,1°С ясно это доказывает.

Полученный в результате промывания водой или кислотой крахмал затем доводят

5 до содержания в нем. воды в интервале. ID- 20% в пересчете на массу крахмала и воды. Предпочтительно конечное содержание воды в 12-19%, особенно 14-18% в пересчете на массу воды и крахмала.

0 Обработанный крахмал с соответствующим содержанием воды затем возможно смешивают с другими добавками,, перечисленными ниже, и нагревают при повышенном давлении до температуры,

5 превышающей его переходную температуру стеклования и его температуру плавления. Такая температура предпочтительна в интервале 80-200РС, предпочтительно в интервале 90-190°С, особенно примерно при

0 120°С.:Минимальное давление Соответствует давлению водяного пара, .образовавшегося при этой температуре. .

Крахмал рекомендуют нагревать в замкнутом объеме. Замкнутый.объем может

5 представлять собой закрытым сосуд или объем, созданный в результате уплотняющего действия нерасплавленного сыръя , находящегося в шнеке оборудования для проведения литьевого формования или экс

0 трузии. В этом смысле шнек литьевой машины или экструдера и его барабан следует понимать., как образующими закрытый сосуд. Давления, созданные в закрытом сосуде, соответствуют давлению водяного пэра

5 при используемой температуре, но разумеется, давление может быть и создано, как. это обычно и делается, в шнеке барабана. Рекомендуемые используемые давления соответствуют интервалу давлений, создавае0 мых в процессе экструзии, и хорошо

известны, например, от нуля до 150JО5

Н/м .предпочтительно от нуля до 100.105

Н/м2, в особенности от нуля до 75.105 Н/м2.

Крахмал настоящего изобретения мо5 жет содержать или может быть смешан с добавками, такими как: разбавители, смазки, пластификаторы и/или красители.

Эти добавки могут быть добавлены перед нагреванием крахмала с образованием расплава (стадия Е) или после этой стадии.

В основном, это зависит от предполагаемого использования деструктурированного крахмала.

Такие добавки включают различного рода разбавители, например, желатин, растительные белки, такие как: белок арахиса, белки семян р.апса, белки крови, белки яиц, акрилированные белки, водорастворимые полисахариды, такие как: альгинаты, корра- гинаты. камедь рожкового дерева, агар- агар, гуммиарабик и родственные камеди (паттиевая камедь, карайевая камедь, трага- кантовая камедь), пектин, водорастворимые производные целлюлозы, ал кил целлюлозы, гидроксиалкидцеллюлозы. и гидроксиалки- лалкилцеллюлозы, такие как: метилцеллю- лозы,гидроксиметилцеллюлоза, гидроксиметил целлюлоза, гидроксипро- пилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоз а, гид рокси пропил мети л целлюлоза, гидроксибутил метил целлюлоза, сложные эфиры целлюлозы и сложные эфиры гидро- ксиалкилцёллюлозы, такие как; ацетилфта- лат целлюлозы (АФЦ). гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦФ), карбоксиал кил целлюлозы, карбоксилаки- лалкилцеллюлозы, сложные эфиры. карбок- сиалкилцеллюлозы, такие как: карбоксиметилцеллюлоза и ее щелочноме- таллические соли, водорастворимые синте- тические полимеры, такие как: полиакриловые кислоты и сложные эфиры полиакриловых кислот, полиметакриловые кислоты и сложные эфиры полиметакрило- вых кислот, поливйнилацетаты, поливиниловые спирты, поливинилацет.атфталаты (ПВАФ), поливинилпирролидоны, поликро- . тоновые кислоты,

приемлемы также фталированные желатин, сукцинат желатина, сшитый желатин, шеллак, водорастворимые химические производные крахмала, катионно-модифициро- ванные акрилаты и метакрилаты, имеющие, например третичную или четвертичную аминогруппу, такую как диэтиламиноэтильная группа, которая при желании может быть переведена в четвертичное состояние, и другие аналогичные полимеры.

Такие разбавители могут быть добавлены в любом желаемом количестве, предпочтительно в пределах до 50%, более предпочтительно в интервале 3-10% в пересчете на массу всех компонентов.

Другие добавки включают неорганические наполнители, такие как: оксиды магния, алюминия, кремния, титана и т.д., предпочтительно в концентрации 0,02-3 мас.%. предпочтительно 0,02-1% в пересчете на массу всех компонентов.

Другие примеры добавок включают пластификаторы, такие как: полиапкиленовые окиси, например: полиэтиленгликоль. поли- пропиленгликоль, полиэтиленпропиленгли- коль, низкомолекулярные органические пластификаторы, такие как глицерин, моноацетат, диацетат, или триацетат глицерина, пропиленгликоль, сорбит, диэтилсульфосук- цинат глицерина, пропиленгликоль, сорбит,

0 диэтилсульфонсукцинат натрия, триэтил- цитрат, трибутилцитрат и т.д.. которые добавляют в концентрации 0,5-15%, предпочтительно в интервале 0,5-5% в пе- pec4ef e на массу всех компонентов.

5 Примеры красителей включают известные азокрасители. органические или неорганические пигменты или красители природного происхождения. Предпочтительно применение неорганических пиг0 ментов, таких как оксиды железа и титана. Эти оксиды, которые хорошо известны, добавляют в интервале концентраций 0,001- 10% предпочтительно 0,5-3% в пересчёте на массу всех компонентов.

5 Суммарно пластификатор и вода не должны предпочтительно превышать 25%, еще более предпочтительно не должны превышать 20% в пересчете на массу всех компонентов.

0 Кроме того, могут быть добавлены соединения, улучшающие текучесть крахмала, такие как животные или растительные жиры, предпочтительно в их гидрированной форме, в особенности жиры, представляю5 щие собой при комнатной температуре твердые вещества. Рекомендуется, чтобы такие жиры имели температуру плавления 50°С или выше. Рекомендуется триглицери- ды с жирными Ci2-,Gi4-. Cie- и Сш-кислота0 ми.

Эти жиры могут быть добавлены отдельно без добавления разбавителей или пластификаторов.

Эти жиры могут быть добавлены пред5 почтительно отдельно или в смеси с моно- и/или диглицеридами или фосфатидами, особенно лецитином. Рекомендуется моно- и диглицериды, образованные из вышеуказанного типа жиров, т.е. с жирными С12-,

0 См-, С ю- и С18.-кислотами.

Общее количество используемых жиров, моно- и диглицеридов, и/или лецитина до 5%, предпочтительно в интервале 0,5-2 мас.% от всех композиции.

5

Кроме того, рекомендуется добавление двуокиси.кремния или двуокиси титана в концентрации 0,02-1% на общую массу композиции. Эти соединения играют роль структурирующих средств,

Вышеописанные материалы образуют при нагревании в закрытом сосуде расплав с термопластичными свойствами, т.е. в условиях регулирования содержания воды и давления. Такой расплав может быть использован в различных технологиях для термопластичных материалов..Такие технологии включают: литьевое формование, формование раздувом, экструзию и совместную экструзию (экструзию стержней, труб и пленки), прямое формование с изготовлением известных предметов, получаемых данными технологиями. Такие предметы включают: бутылки, листы, пленки, упаковочные материалы, трубы, стержни, слоистые материалы, мешки, сумки, фармацевтические капсулы.

Л р и м е р 1. Удаление растворимых электролитов промыванием природного картофельного крахмала деминерализ.ован- ной водой.

10 кг природного картофельного крахмала промывают на воронке Бюхнера в общей сложности 50 л деминерализованной воды. Промыты.й крахмал затем отжимают на фильтровальной бумаге и сушат в кондиционирующей камере до равновесного содержания воды примерно в 1.7%.

До и после промывания проводят анализ, результаты которого приведены в табл.2.

Из приведенных результатов видно, что некоторое количество свободных фосфатных солей было вымыто из крахмала, Промывные воды концентрируют и добавлением спирта осаждают растворенные соли с образованием концентрата. Полученный концентрат отфильтровывают и очищают растворением в небольшом объеме воды и повторным осаждением.

Несложный анализ выделенных солей показал, что анионом является фосфат(ярко выраженный результат в испытании с мо- либдатом, отрицательный результат при испытании на карбонат, хлорид, сульфат). Катионы определяют с помощью атомной абсорбционной спектроскопии, которая показала преобладание К , Na при небольшом количестве Са и Мд +.

Пример 2. Деструктурирование и образование расплава промытого картофельного крахмала (промыт деминерализованной водой).

Промытый водой природный крахмал (получение см.пример 1), смазочное средство (гидрированный тр.иглицерид). ускоритель текучести рас плава (лецитин) и структурирующее средство (ТЮ2) смешивают в течение 10 минут в высокоскоростном порошковом смесителе с образованием

композиции следующего относительно состава: 83 части промытого водой картофельного крахмала, 0,8 части гидрированного триглицерида с содержанием жирных кислот Ci8, Cie, Ci4 65:31:4 процентов по массе, 0,4 части лецитина, 0,4 части двуокиси титана и 17 частей с образованием свободно текучего порошка. Полученный порошок засыпают в бункер и подают в шнековый ба0 рабан, распределение температуры в котором и скорость вращения которого для данного испытания приведены в таблице 3. Затем проводят инжектирование в устройстве для литьевого формования, предназна5 ченного для получения фармацевтических контейнеров. Регистрируют важнейшие параметры литьевого формирования и визуально определяют качество сформованных деталей (% дефектности), которые также

0 приведены в табл.3.

Полученные данные показывают, что промытый крахмал может быть обработан при более низком давлении инжектирова- ния с получением более высокого качества

5 сформованных деталей. : .

П р и м е р 3. (Промывание разбавленной кислотой),

600 г природного картофельного крахмала суспендируют в 700 мл 0,2 H.HCI и

0 перемешивают 10 мин. Суспензию.отфильтровывают и крахмал трижды промывают на фильтре 0,2 н.НС порциями по 200 мл.

Затем крахмал вновь суспендируют в 500 мл 0,2 H.HCI, снова перемешивают 10

5 мин, фильтруют и трижды промывают 0,2 н.НС порциями по 200 мл.

После такой обработки соляной кислотой избыток кислоты удаляют промыванием деминерализованной (деионизированной)

0 водой следующим образом. Крахмал дважды промывают деионизированной водой порциями по 200 мл и затем суспендируют в 200 мл деионизированной воды. Такая процедура промывания деонизированной

5 водой (с удалением избытка кислоты)-повто- рена дважды с получением несодержащего HCI крахмала. Отсутствие HCI проверяют добавлением и промывкой в воде нитрата серебра. При отсутствии в промывных водах

0 осадка хлорида серебра промывку заканчивают. Промытый крахмал отжимают на фильтровальной бумаге и сушат в кондиционирующей камере (25°С, 40% относительной влажности) до равновесного

5 содержания примерно 17% Н20. В другом опыте влажный крахмал обрабатывают в псевдоожиженном слое с продувкой нагретым до 50°С воздухом до содержания влаги в крахмале примерно 17мас. % (проверка пе- риодическим отбором образца крахмала).

До и поспе промывания крахмала кислотой про водят анализ, результаты которого приведены в табл.4.

Пример 4 (Промывание разбавленной кислотой).

В смесителе суспендируют 3000 г картофельного крахмала в 3 л 0,3 к. раствором HCI и перемешивают высокоскоростной мешалкой смесителя в течение 5 мин. .Суспензию отфильтровывают, промывают 1 л деонизированной воды, возвращают в смеситель, и суспендируют в 3 л деонизирован- ной воды. После перемешивания в течение 10 мин полученный материал фильтруют и промывают на фильтре порциями деионизи- рованной воды до момента исчезновения в промывных водах хлорид-иона (испытание нитратом серебра). Влажный крахмал отжимают на фильтровальной бумаге и затем раскладывают на пластмассовых подносах в кондиционирующей камере, где выдерживают до содержания влаги в .17,2%. Результаты анализа приведены в табл.5.

Пример 5. Промытый кислотой крахмал примера 3, смазочное средство (гидри- рованный триглицерид), ускоритель текучести расплава (лецитин), структурирующее средство (ТЮа) перемешивают 10 мин в высокоскоростном смесителе с получением свободно текучего порошка следующего состава: 83 части крахмала, 0,8 части гидри- рованного триглицерида с содержанием жирных Cis, Cu(, Стз-кислот в отношении 65:31:4 процентов по массе, 0,4 части лецитина, 0,4 части двуокиси титана в 17 частей воды. Полученный порошок загружают в бункер и подают в шнековый барабан, распределение температуры в. котором и скорость вращения которого приведены для данного испытания в табл.6, .Затем проводят инжектирование в устройство для литьевого формования для получения образцов на испытания прочности на разрыв. В табл.6 также приведены времена пребывания, времена цикла и давления инжектирования,

Полученные результаты показывают, что промытые кислотой крахмалы позволяют проводить их обработке при более низких температурах (на 40°С ниже по сравнению с природным крахмалом). Кроме того, снижаются продолжительность цикла и время пребывания, что позволяет увеличивать производительность по сравнению с природным крахмалом.

Результаты для материалов 10 и 11 показывают, что специальным образом обработанные крахмалы по изобретению можно обрабатывать при температурах на 10-20°С выше, чем для необработанного природного крахмала. При таких несколько более вы-1

соких температурах обработки необработанный природный крахмал часто начинает слегка разлагаться. В отдельных случаях обработка при более высоких температурах становится выгодной,

П р и м е р 6. Промытый кислотой картофельный крахмал примера 4, смазывающее средство (гидрированный триглицерил примера 3), ускоритель текучести расплава

(лецитин), структурирующее средство (ТГО2) смешивают в тех относительных пропорциях, что ив случае промытого кислотой крахмала примера 5, при использовании в течение 10 мин высокоскоростного порош. кового смесителя. Полученный подают через бункер в шнековый барабан, распределение температуры которого и скорость вращения шнека приведены для данного испытания в табл.6. Затем проводят

инжектирование в устройстве для литьевого формования, предназначенного для проведения испытаний на скручивание стержня. В табл,6 также приведены времена пребывания в барабане, продолжительности цик- ла и давления инжектирования.

Для сравнения поведения в процессе обработки промытых кислотой крахмалов и качества полученных литьевым формована

ем изделий аналогично смеси получены на

основе природного картофельного крахмала. Соответствующая порошковая смесь обработана в том же оборудовании, что и в примере 5, а распределение температуры, скорость вращения шнека, время пребывания в барабане, продолжительность цикла и давление инжектирования приведены в табл.6. В табл.6 представлено сравнение поведения в процессе обработки в литьевой машине смесей, содержащих природный

крахмал (не обработан согласно изобретению) со смесями, приготовленными из промытых кислотой крахмалов.

Л р и м е р 7. 100 г промытого кислотой крахмала примера 3 анализируют на содержание в нем свободных протонов и катионов. Полученные результаты приведены в табл.1, строка 2.

Тот же крахмал суспендируют в демине- рализованной воде. С помощью автоматического титратора добавляют соответствующие количества NaOH, КОН, NH40H и Са(ОЙ)2 с целью получения других, указанных в табл,1; композиций, После фильтрования и высушивания в полученных

продуктах указанные соотношения суммарно показывают количество обмененных катионов, которое практически оавно числу фосфатных групп крахмала. Затем полученный материал смешивают с добавками по методике примера 5 и инжектируют в формовочиое устройство в условиях, указанных в табл.6 (материалы 3-11).

Формула изобретения Способ получения расплава деструету- рированного крахмала, включающий нагревание композиции, содержащей крахмал и 10-20% воды От массы вода-крахмал и целевые добавки, в замкнутом объеме шнеко- вого устройства- при температуре выше температуры плавления крахмала и поддержании количества воды в пределах указанного диапазона, отличающийся тем.

что, с целью снижения давления инжектиро- вания расплава при получении из него изделий и уменьшения их дефектности, исходный крахмал подвергают обработке деминерализованной водой или разбавленным водным раствором кислоты до содержания в крахмале 0-1 мае.% свободных электролитов и/или одной связанной фос- фатносолевой группы на 100-2000 ангид- роглюкозных единиц с последующим удалением остатков кислоты деминерализованной водой. .

Использование: для формования изделий в литьевой машине или экструдере. Сущность изобретения: крахмал обрабатывают деминерализрванной водой или разбавленным в.одным раствором кислоты до содержания в крахмале 0-1 мас.% свободных электролитов и/или одной связанной фосфатно-солевой группы на 100-2000 ан- гидроклюкозных единиц. Остатки кислоты удаляют деминерализованной водой. Композицию крахмал-вода-целевые добавки, содержащую 10-20% воды от массы вода- крахмал, нагревают в замкнутом объеме шнекового устройства при температуре выше температуры плавления крахмала и поддержании количества воды в указанном диапазоне. Из полученного расплава при более низких давлениях и температурах формуют Изделия, % дефектности которых значительно снижается, 6 табл.

Влияние состава катионов фосфатных групп картофельного крахмала на температуру образования расплава ,крахмала с17%

k.Na -крахмал

0,4

0,6

Т 64,5

Непромытый крапал (RK1075, loguette)

Параметры образования расплава и литьевого формования

Распределение т-ры, Т Время пребывания, с

Давление инжектирова- ния; бар

Время инжектирования, Скорость шнека,об/мин Противодавление,бар Время цикла, с Качество

Дефектность, %

Тр - Температура нача

шнека Tffi середины шнека

Tg конца шнека Тп фильеры

Таблица 3

Промытый крахмал (Р X 1075 loguette)

т,/т /тй/т

90/165/165/165

690

1560

0,2

200

110

9,5

0,01

Таблица 4

ТаблицаБ

Т а б л и ц а 6