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Verfahren zur Herstellung löslicher Stärke.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung löslicher Stärke durch Einwirkung von Hypohalogeniten auf in Wasser aufgeschlämmt Stärke oder stärkehaltige Stoffe, das darin besteht, dass während oder nach der Einwirkung der Hypohalogenite alkalisch reagierende Stickstoff-Wasserstoffverbindungen, wie z. B. Ammoniak, zugesetzt werden.
Die Umwandlung nativer Stärke in sogenannte lösliche Stärke ist an sich bekannt. Man erreichte dieses Ziel bisher entweder durch Verfahren, die auf einer Säurewirkung beruhen, oder durch Verfahren, die auf Alkaliwirkungen beruhen. Endlich, und dies ist die wichtigste Verfahrensgruppe, kann man mit Hilfe oxydierend wirkender Stoffe lösliche Stärke aus nativer Stärke gewinnen. Zu einer technisch befriedigenden Umwandlung kommt man aber in den meisten Fällen erst bei Temperaturen, die oberhalb der Verkleisterungstemperatur der Stärke liegen, was zur Folge hat, dass die Zersetzungsstoffe der die Umsetzung herbeiführenden bzw. beschleunigenden Stoffe in den Stärkekleister gelangen und aus diesem nicht mehr zu entfernen sind.
Auch ist aus der amerikanischen Patentschrift Nr. 646724 ein Verfahren bekannt, nach dem man unterhalb der Verkleisterungstemperatur arbeiten kann, doch wird hiebei ein Produkt erhalten, das stets noch chlorhaltig ist. Auch hat man schon versucht, Stärke mit konzentrierter Natriumhypochloritlösung durch irgendeine bekannte intensive Misehmethode zu mischen und so ein Stärkeprodukt in Pulverform zu erhalten. Auf diese Weise ist es aber nicht gelungen, ein gleichmässiges Erzeugnis zu gewinnen, da jedes Dispersionsmittel fehlt, das in der Lage ist, die Reaktionswärme abzuführen. Es entstehen ungleichmässige Erzeugnisse, die noch stark chlorhaltig sind und, wie durch Behandlung mit Kaliumjodid festgestellt werden kann, auch niedrige Oxydationsstufen des Chlors enthalten.
Bei der Verkleisterung ergeben diese Produkte in Wasser dicke Gele, die schon nach kürzester Zeit Synaeresis-Retrogradationserscheinungen aufweisen.
- Das neue Verfahren liefert im Gegensatz dazu Stoffe, welche allen Ansprüchen der Technik in jeder Beziehung genügen ; insbesondere ist hervorzuheben, dass es die Gewinnung von Erzeugnissen jeden gewünschten Flüssigkeitsgrades erlaubt. Man erhält nach der neuen Arbeitsweise nicht nur eine lösliche Stärke, die sich leicht verarbeiten lässt und für Appretur-und sonstige Verwendungszwecke jeder Art sich vorzüglich eignet, sondern gewinnt diese Stoffe auf einem Wege, der ohne technische Schwierigkeiten und mit grösster Betriebssicherheit in kürzester Zeit gangbar ist. Auch ist es möglich, Erzeugnisse zu erhalten, welche selbst noch in 20% iger Losung dünnflüssig und dabei vollkommen klar sind, ein Ergebnis, das bisher noch nicht in technisch befriedigender Weise gelöst werden konnte und einem alten Bedürfnis
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Der Fortschritt der neuen Arbeitsweise besteht darin, dass die an sich bekannte Einwirkung der Hypohalogenite auf Stärke, die nur in der Wärme zu technisch brauchbaren Erzeugnissen führt, durch die Gegenwart von Ammoniak schon bei gewöhnlicher Raumtemperatur vonstatten geht, ohne dass zu befürchten ist, dass ein zu starker Angriff auf die Stärke und damit ein zu starker und unerwünschter Abbau der Stärke selbst erfolgt.
Die nach dem neuen Verfahren gewonnenen Produkte sind noch weitgehend Stärke, da sie mit Jod die rein blauen Farben der Jodstärke zeigen und die in der analytischen Chemie gebräuchlichen
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Abbau stattgefunden.
Das neue Verfahren bedient sich der Hypohalogenite, also des Hypochlorits oder des Hypobromits als Oxydationsmittel. Die Umsetzung erfolgt, nachdem man der Aufschwemmung der Stärke in verdünnter Hypochloritlauge eine genügende Menge einer basischen Stickstoff-Wasserstoffverbindung, in der Technik also meist Ammoniak, zugesetzt hat. Nach diesem Zusatz tritt die Reaktion fast augenblicklich unter Gelbfärbung der Stärke und der Flüssigkeit ein.
Diese Umsetzung ist um so überraschender, als das Ammoniak, wie bekannt, sofort stark reduzierend auf das Hypochlorit einwirkt und letzteres unwirksam macht.
Es hat sich weiter herausgestellt, dass nicht nur das Hypochlorit mit Ammoniak diese eigentümliche Umwandlung der Stärke herbeiführen kann, sondern dass man mit Vorteil Hypobromite oder eine Mischung beider Hypohalogenite verwenden kann. Auch ist es ohne Einfluss, ob man das fertig gebildete Hypo-
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die Hypohalogenite in der Stärkesuspension sich bilden lässt und weiter mit alkalisch reagierenden Stickstoff-Wasserstoffverbindungen umsetzt. Auch kann durch Zusatz von Hypochlorit zu der HypobromitStärkesuspension die sonst notwendige Brommenge bedeutend eingeschränkt werden. Selbstredend sind auch Bromite mit Hypochloriten für diese Reaktion verwendbar, da sich aus diesen beiden Stoffen Hypobromite bilden. Auch kann man die erforderliche Stickstoff-Wasserstoffverbindung, z.
B. das Ammoniak, in der Stärkesuspension sich bilden lassen, beispielsweise durch Einwirkung von Lauge auf.
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Ammoniumsalze. Schliesslich sei noch erwähnt, dass man anstatt Ammoniak auch Amine und Ammonium- basen, insbesondere Alkylamine, verwenden kann. Auch substituierte Amine, wie Äthanolamin oder Äthylen- diamin sowie Hydrazin, sind für diesen Zweck geeignet. Aus praktischen Gründen wird man sich aber in der Technik meist des Ammoniaks bedienen.
Tapiocastärke verhält sich genau so wie die Kartoffelstärke. Auch die andern Stärkearten lassen sich nach diesem Verfahren leicht in lösliche Stärke überführen.
Ausführungsbeispiele : l. 1000 Kartoffelstärke oder eine andere Stärkeart werden mit l'4l Wasser angerührt und daraufhin versetzt mit 300 cm3 Hypochloritlauge (150 g wirksames Chlor im Liter enthaltend). Man lässt das Gemisch während einer Stunde einwirken und rührt ab und zu die Flüssigkeit um. Darauf fügt man unter Rühren 300 cm3 Ammoniak mit 85 g NH3 im Liter zu und lässt weiter eine halbe Stunde einwirken. Die ursprünglich schneeweisse Stärke und auch die Flüssigkeit färben sich gelbbraun, während eine lebhafte Gasentwicklung eintritt.
Nach Verlauf einer halben Stunde wird die Stärke abgenutscht, mit Wasser ausgewaschen und das schwach gelbgefärbte Produkt wieder mit 1500 cm3 Wasser aufgerührt und mit 10-25 cm3 BIeichlauge behandelt, wobei die gelbe Farbe wieder in weiss übergeht. Nach 10 bis
15 Minuten wird mit HCI schwach sauer gemacht, mit NaHS03-Lösung das überschüssige Chlor bzw.
Hypochlorit weggenommen, die Stärke abfiltriert, ausgewaschen und in bekannter Weise vorsichtig getrocknet.
Eine 10% ige Losung der so hergestellten Kartoffelstärke ist klar und flüssig wie Wasser, zeigt sogar nach einigen Tagen nur eine schwache Opalescenz und eignet sich hervorragend für feine Appreturen.
Verwendet man anstatt 300 cm3 Hypochlorit nur 200 cm3 bzw, 100 cm3, so erhält man Produkte, welche beim nachherige Kochen Lösungen ergeben, welche nach Abkühlung dickflüssig sind und erst nach längerer Zeit salbenartig erstarren, im Aussehen aber von den jetzt bekannten Produkten wesentlich verschieden sind.
Eine Probe der Stärke, fünf Minuten nach der Zugabe des Ammoniaks genommen und ausgewaschen, zeigte beim Kochen schon vollständige Löslichkeit und Klarheit und blieb auch beim Abkühlen durch- sichtig und flüssig.
2. 250 g Kartoffelstärke wird in Wasser (350 cm3) aufgerührt und ohne Wartezeit hintereinander mit 75 cm3 Ammoniak (85 g NH3 im Liter) und 75 cm3 Hypochloritlauge (150 g aktives Cl im Liter) versetzt und während 30 Minuten die Masse ab und zu aufgerührt. Die Stärke wurde nun abfiltriert, ausgewaschen, wieder in Wasser aufgeschlämmt, gebleicht und weiter verarbeitet, wie im Beispiel 1 angegeben.
Es sei hier bemerkt, dass nach fünf Minuten Einwirkung die Stärke schon fast vollständig in die neue leicht lösliche Modifikation umgewandelt war.
3. 1 kg Kartoffelstärke wird mit 1. 4l Wasser angerührt und mit 300 cm3 normaler Hypobromitlauge versetzt. Nach 30 Minuten Einwirkung wird die Suspension versetzt mit 100 cm3 Ammoniak 5 x normal und nach einer Einwirkung von 30 Minuten die Stärke abgesogen, ausgewaschen und weiter in bekannter Weise gereinigt.
4. 1 kg Kartoffelstärke wurde, wie im vorherigen Beispiel beschrieben, versetzt mit 100 cm3 Hypo- bromitlösung, 100 cm"4 x normaler Hypochloritlösung und weiter mit 100cm3 Ammoniak 5 x normal und in bekannter Weise aufgearbeitet.
Aus dem Dargelegten ergibt sich, dass durch die neue kombinierte Behandlung der Stärke mit Hypohalogeniten und Hydroxylionen abspaltenden Stickstoff-Wasserstoffverbindungen es möglich ist, aus nativer Stärke eine lösliche Stärke zu erhalten, welche beim Verkleistern ein homogenes, durchsichtiges beständiges Gel liefert, das beim Altern weder Synaeresis noch Retrogradationserscheinungen aufweist.