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"PERFECTIONNEMENTS à la CONVERSION des CEREALES".
La présente invention s'applique d'une façon géné- rale à la fabrication de produits féculeux ou non modifiés et convertis, de la dextrine commerciale, des monosaooha- roses telles que la glucose, et des produits adhésifs pro- venant des céreules et distincts de 1'amidon. Le terme "céréales" comprend tous les grains ou autres substanoes végétales contenant des quantités sensibles d'amidon, comme le blé, le seigle, le mais, le riz, les pois, les fèves, et les plantes similaires, moulues ou non,
Il est à notez que le terme "dextrine commerciale" ne signifie pas forcément de la dextrine chimiquement pure, mais désigne d'une façon générale un mélange d'amidon, de ses isomères, et de sucres réducteurs, avec de petites quan- tités d'autres substanoes,
le tout obtenu par broyage total ou partiel, ou hydrolyse de l'amidon au moyen de la chaleur,
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des acides, de sels acides, d'enzymes, de la combinaison de ces agents ou d'autres catalyseurs.
Ordinairement, la dextrine commerciale sèche ou les gommes anglaises sont fabriquées en grillant de l'ami'-' don presque pur aveo ou sans additionde faibles quantités d'acides, ou d'autres catalyseurs, jusqu'à obtention d'un produit de couleur, solubilité, viscosité et autres proprié- tés physiques désirées.
Les dextrines liquides et pâteuses se font ordinai- rement en cuisant de l'amidon avec de l'eau et une faible quantité d'acide ou d'un autre catalyseur, ou encore en traitant de l'amidon gélatinisée avec une enzyme telle que de la diastase de malt ou un autre catalyseur*
L'hydrolyse de l'amidon s'entend comnie une réac-
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tion catalytique, et les mots l'catalytique", "réaction oa- talytique" et "cataylseur seront à prendre dans leur acception la plus large au cours de la description qui va suivre.
L'addition à l'amidon d'un acide ou d'un autre catalyseur se fait ordinairement en suspension ou en solution aqueuse. Quand on imprègne d'humidité les céréa- les à l'état de monture très fine, il se larme une couche gélatineuse ou pâteuse élastique et tenace qui enveloppe plus ou moins complètement la masse entière ou une partie.
Lors du traitement des céréales sous la forme de grains entiers, l'écorce extérieure, la protéine et les huiles empêchent généralement l'humidité de pénétrer dans la masse pour arriver au contact de 1'amidon.
Il se forme donc un produit hétérogène qui empêche toute répartition intime des ingrédients, et arrête la réaction de conversion,
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Jusqu'ici, il a été impossible de dextriniser ou de modifier les céréales sous une autre forme, de façon satisfaisante, sans les broyer complètement jusque les réduire en fleur de farine et sans en enlever ensuite certaines protéines, fibres et graisses présentes dans les céréales,
Ce procédé a été rendu nécessaire par le fait que ces substances non amidonneuses empêche toute bonne conversion de l'amidon en dextrines et autres produits de conversion. Cependant, même dans les produits moulus, une proportion considérable demeure dans la fleur.
L'un des buts de la présente invention est de permettre un travail perfectionné pour dextriniser les céréales moulues ou non, ou modifier l'amidon qu'elles contiennent; ce procédé supprime l'obligation d'enlever au préalable les protéines, fibres ou graisses contenues dans les graines*
Un autre objet de l'invention consiste en un pro- cédé de traitement des céréales de façon telle que toute protéine, fibre, graisse ou autres impuretés, n'empêchent plus la dextrinisation ordinaire ou les autres conversions, comme l'hydrolyse de l'amidon,
Enfin l'invention permet d'obtenir une dextrine améliorée (ou un autre produit de conversion dans des conditions analogues) contenant les protéines transfor- mées ou non, et les autres ingrédients accessoires des céréales,@
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II!.:ï:
ÎlV'.en1l1Gn est ",'ba,sétt.1.8iird1â :"cWôuvJ. tedqüêr:.\.11On peutiempôcher l'action néfaste des substances autres que l'amidon dans la dextrinisation,, par l'une des mé- thodes suivantes :
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Primo, en traitant la céréale grossièrement broyée ou même non moulue par un catalyseur liquide.
Secondo en traitant la céréale moulue ou presque pas, en présence d'un ou de plusieurs produits chimiques ayant une action liquéfiante, dégélatinisante ou ammollis- sante sur certains des composante non amodonnés de la cé- réale, qui ferment ordinairement une pâte ou. une gélatine en présence de l'himidité, et avec ou sans agent de uoriver- sion de l'amidon.
Tiertio, en traitant la céréale moulue ou non par un agent composant de l'amidon, tout en gardant secs les composants non amidonnée*
Il faut remarquer que, lorsque la description fera état ci-dessous de céréales "grossièrement moulues", cela signifiera les céréales grossièrement broyées ou cra- quées, de même que l'expression "moulue" s'appliquera aux céréales réduites à l'état de farine ou de fleur.
En mettant à exécution la première méthode, on soumettra à un léger grillage les grains) de céréales tellet que le blé, le seigle, le mais, le riz, les pois et les fèves, grâce à quoi les écoroes externes sont au moins craquelées ou brisées, mais le grain reste à l'état granulaire ou grossièrement broyé,,
Bien entendu, il est possible d'effectuer une telle conversion de l'amidon sur des grains presque intacts, grâce à l'humidification de 1-*écorce extérieure au moyen d'un agent liquéfient ou dégélatinisant, comme par exemple ceux qui seront décrits ci-dessous* Dans ce cas, la monture devient inutile.
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Les céréales non moulues peuvent être traitées par un agent catalytique cornue l'acide chlorhydrique liqui- de. Cet agent sera, de préférence projeté sur les graines sous la forme d'une solution. Toutefois, cette solution peut être amenée au contact des grains de toute façon adéquate.
Lors du traitement du grain non moulu, au lieu de la fleur de farine, la tendance à la formation de masses agglomérées pâteuses ou gélatineuses tenaces n'est pas si forte que lors du traitement de graihe moulus. L'agent de conversion pénètre dans les fentes des graine broyés, et peut arriver au contact de toute la masse d'amidon.
Une autre méthode d'acidification des grains moulue ou non consisterait à introduire l'acide sous forme d'aci- de chlorhydrique gazeux, ou de mélanger au grain un sel t'acide$ le chlorure d'Al par exemple, et de résorber les vapeurs chlorées par tout moyen approprié, comme la chaleur,
En mettant à exécution l'invention selon la deuxiè, me méthode, le grain sera traité, moulu ou non, avec un agent catalytique tel que l'acide chlorhydrique et un corps tendant à augmenter la vitesse de réaction, et qui apparaît avoir une action dégilatinisante et liquéfiante sur les constituants glutinaux des grains, empêchant ainsi la formation d'une pâte ou d'une gélatine en présence de l'humidité.
Ces agents accélérateurs ou liquéfacteurs sont apparemment tous ionogènes. Parmi ces corps plus particu- librement désignée, on trouve des sels ou des compositions d'acide sulfureux, c'est-à-dire des composés capables de libérer de l'acide sulfureux par hydrolyse,
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Un groupe de composés susceptibles d'être utilisés sont des sels tels que le bisulfite de sodium ou des compo- ses d'addition d'anhydrides d'acide sulfureux, comme les métabisulfite de sodium et le pyrosulfite de sodium.
Un autre groupe de composants pouvant servir sont les dérivés de l'aoide sulfureux par réduction, comme l'hydrosulfite ou ses composés d'addition organiques avec des.aldéhydes et des cétones comme le sulfoxylate de sodium formaldéhyde sulfoxalate formaldéhyde de sodiu,
Un autre groupe pouvant servir comprend l'hydro- gène sulfuré et ses dérivés. Par exemple, on a le sulfure de sodium, le sulfure de potassium, le polysulfure d'ammo- nium, le xanthale de sodium, et les composés organiques sulfhydratés, par exemple l'éthylxanthate de potassium, le diéthyl-dithio-carbamate de sodium, le thioorésol ou le a thionphtol. On peut utiliser les thiocarbonates des ces corps, par exemple le trithiocarbonate de sodium.
Bien que l'on n'aitdécrit que certains groupes de composés spécifiques à employer comme agents accéléra.- teurs ou liquéfacteurs, d'autres peuvent servir cependant.
La théorie de cette action liquédiante ou dégélatinisante sur les composants non-amidonés n'est pas encore au point, de sorte qu'il ne faut pas se limiter à la réalisation de cette action seulement par les composés énumérée ci-dessus; l'invention doit englober l'utilisation de tous les corps qui pourront permettre la réalisation de cette opération.
Dans la seconde méthode, le grain peut être trai- té par aspersion ou autre mélange d'une solution de l'agent catalyseur, et d'un agent accélérateur ou liquéfacteur à l'état gazeux. Cette méthode peut servir pour le traite- ment des grains moulus finement. L'effet des agents
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accélérateurs ou liquéfacteurs semblerait être dû à une action liquéfiante sur les constituants glutineux ou géli- fiants des grains. Comme exemple de cet effet extraardinai- re de ces agents liquéfiants, quand on mélange cinquante litres de fleur et 50 litres d'eau, on voit se former une pâte, Cependant, si un quart de litre de bisulfite de sodium est ensuite mélangé à cette pâte, on voit la. masse perdre rapidement son caractère pâteux et devenir liquide.
Actuellement, il smffit de n'employer que de très petites quantités de ces agents, ordinairement seulement 0,4% environ et, dans certains cas, 1%.
Même si ces agents liquéfacteurs ou accélérateurs sont utilisés pour le traitement de grains broyés grossière- ment, la conversion de l'amidon contenu dans ces grains est grandement accélérée.
Ceci peut être dû à l'action dégélatinisante ou liquéfiante de ces agents qui, au contact des composants glutineux et non amidonnes du grain, qui tendent à empêcher la transformation de l'idon, semble modifier et liquéfier ces composants et permet à l'agent catalytique de pénétrer plus rapidement dans les grains et de venir à un contact plus intime avec l'amidon qui y est contenu, ce qui permet ainsi une conversion plus rapide et plus effective.
Grâce à cette invention, il est possible de faire une bonne dextrine commerciale directement à partir de diverses céréales contenant des quantités sensibles de protéines et d'autres ingrédients accidentels, alors,que jusqu'ici il avait été jugé nécessaire de se servir d'ami- don quasi-pur,
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Le produit final obtenu par ce procédé peut contenir une certaine quantité de gluten normal ou modifié, ou des protéines en addition à la dextrine, des gommes d'amidon et du sucre en proportions dépendant de la conver- sion ou de l'hydrolyse de l'amidon présenta Inexpérience a prouvé que la présence de ce corps avec les dextrines, gommes ou sucres, n'est pas nuisible, car il a par lui-même des propriétés adhésives complétant celles de la dextrine.
En fait, cela donna lieu à la naissance de certaines propriétés physiques qui rendent le produit supérieur à bien des égards à une dextrines commerciale et à un mélange de gomme provenant de l'amidon,
Ces composants non-amidonneux ont été transfor- més jusqu'à une forme soluble dans l'eau et non-gélifiante.
Ce produit s'est trouvé très indiqué pour beau- coup d'usages de la dextrine commerciale; parmi les exem- ples les plus saillants sont la dextrine de boulanger, les ciments de linoléum, les glus à coller les cartons, les liants de noyaux de fer, les colles des textiles et des papiers, les pâtes et adhésifs divers, etc...
Si le faut,la conversion peut être amenée à un degré tel que l'on obtiennea un composé presque sembla- ble à la glucose commerciale, Ce produit peut être utilisé dans le commerce en combinaison avec des matières contenant de la protéine non transformée, ou à l'état autonome.
On peut envisager comme suit l'un des procédés généraux de fabrication d'une substance commerciale sèche provenant des céréales, transformée ou convertie selon l'invention:
Une petite quantite de bissulfite de sodium en poudre est bien mélangée avec de la fleur de farine.
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Puis, selon le produit désiré, on peut introduire un acide ou un sel acide dans le mélange, en excès dans une propor- tion suffisante pour réagir avec le bisulfite de sodium, l'excès agissant comme un catalyseur,
Toutefois, la condition de l'acide n'est pas essen- tielle pour produire certains des résultats désirés, Après les opérations précitées, on chauffe le mélange dans des bassins ou des tambours chauffés à la vapeur, ou dans tout autre appareil de grillage.
La chaleur ou l'acide -si on en a ajouté ---décompose le bisulfite ou l'acide sulfureux, et libère l'acide hyposulfureux; ce dernier tend à réagir de façon complexe sur les parties non amidonnées ou gluti- neuses du grain, comme les protéines, la fibre et les grais- ses, et empêche ou enraye toute formation de pâte ou de gelée, de sorte qu'il n'y a pas d'obstacle à la conversion ultérieure de l'amidon en dextrine.
Cette action rend en outre solubles dans l'eau les composants non amidonnée*
Un autre exemple d'application de l'invention,est fourni par la conversion des graina de maïs ;
Une solution contenant 150 parties'd'eau, 20 par- ties d'acide chlorhydrique à 21 Bé, et 3 parties de bisul- fite de sodium, est répandue sur 2.000 parties de graines de mais craquées et de telle façon - par exemple par mélange constant de ces graines - que la solution vienne au contact intime de toutes les particules des graines.
Après cela, le mélange peut être chauffé dans des bassines ou des tam- bours chauffés à la vapeur, ou dans tout autre appareil d'environ 25000, que l'on maintient pendant une vingtaine d'heures* L'examen du produit résultant montre que la substance a changé considérablement de couleur, et a pris une teinte brun sombre.
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Apres mouture en fleur, cette substance aura une solubilité d'environ 31%, et pourra être transformée en une pâte très épaisse, avec une partie ou une partie et quart d'eau chaude*
Un autre exemple de transformation est celui-ci :
Une solution composée de 150 parties d'eau, 20 parties d'acide chlorhydrique à 21Bé, et 4 parties de sul- fite de sodium, fut projetée sur 2.000 parties de gruau de façon à la forcer à se mêler intimement à lui. Le mélan- ge fut ensuite chauffé à 250 C. durant une dizaine d'heures, au bout desquelles il avait pris une légère teinte brune, et un solubilité dans l'eau de 51%.
Ce corps forme une pâte assez molle quand il est cuit à l'eau à raison d'une partie d'eau pour une partie de pâte.
Pour transformer le grain, on peut très bien lui mélanger une petite proportion d'un agent de transformation des composants non amidonnée et chauffer le tout).
Il y a encore d'autres méthodes de transformation des composants amidonnés d'une céréale en présence des autres composants sans qu'il faille enlever ces derniers comme avant. Ce travail s'exécute fort bien sans soumettre le grain, en particulier le grain moulu, à l'action de l'humidité au moment de la prise de contact entre l'agent de conversion et les composants amidonnés*
Par exemple, le catalyseur pourra être ajouté aux grains au moyen d'un support tel que de l'amidon traité auparavant pwr un acide de conversion, Il est également possible d'employer comme support une partie du produit qui aurait traitée auparavant.
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Une autre méthode consiste à ajouter l'agent de conversion au moyen d'un solvant du d'un support liquide noyant pas d'action humidifiante sur le grain, particuliè- rement à l'état de monture, et où la protéine, les graisses, fibres et autres constituants du grain, ne sont pas solubles Ce procède peut être mis en oeuvre, par exemple, en dissol- vant du chlorure d'aluminium anhydre dans du tétrachlorure de carbone, et enotraitant le grain par ce mélange, après quoi le solvant est éliminé par évaporation.
De l'alcool acidulé à l'acide chlorhydrique peut être utilisé à la place du chlorure d'aluminium et du tétrachlorure de carbone en solution. DE même, le cataly seur peut être gazeux : acide chlorhydrique gazeux; on peut encoremélanger au grain d'un corps solide qui, grillé libère ce gaz. Ce corps solide peut être, par exemple, du chlorure d'aluminium.
Pour la fabrication de dextrine commerciale liqui- de, de la pâte de dextrine ou d'un sucre tel que la glucose, en partant directement des grains de céréales, on peut mettre en oeuvre l'invention comme suit :
Le grain sec ou mouillé est d'abord traité à l'a- cide hyposulfureux ou avec un sulfite de façon à rendre inertes les protéines, la fibre et les graisses, tout en empêchant la formation d'une pâte ou d'une gelée ; la mixture résultante est transformée par la chaleur, les aci- des, sels acides, enzyme ou autres catalyseurs isolés ou combinés, en un produit possédant les caractéristiques désirées.
Il est à noter que les méthodes générales de pro- cédure données ci-dessus pour servir d'exemple aux applioa- tions de l'invention pour la fabrication des dextrines @
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commerciales en partant directement des céréales par le pro. cédé à sec ou en présence d'eau, ne sont que des exemples non limitatifs.
Plusieurs facteurs importants influenceront le produit résultant :
1 ) La quantité d'acide hyposulfureux décompo- sant les protéines,
2 ) Les quantité et qualité de l'acide ou autre catalyseur servant à transformer l'amidon (l'emploi d'acide clorhydrique a été indiqué, mais, si on le désire, un certain nombre d'autres acides, sels acides ou de leurs mélanges, peut être employé, notamment les acides azotiques acétique et formique),
3 ) La durée de la conversion du grain,
4 ) La température à laquelle le grain est transformée,
5 ) La classe des grains traités,
6 ) Leur finesse,
7 ) les agents de neutralisation, s'il y en a.
En changeant l'un ou l'autre de ces facteurs, le fabricant peut obtenir n'importe quel produit désiré, ala lant d'un premier légèrement transforma, à un autre où l'eau mélangée forme une lourde pâte blanche, et à un produit du genre de la glucose commerciale pouvant ou non être séparée de la protéine.
En général, quand on emploie le terme "sec" "presque sec" au cours de cette description, c'est qu'il s'agit de tout état où la masse de farine ou de grains n'est pas noyée dans l'eau. Les grains, bien entendu, peuvent normalement contenir un faible pourcentage d'humi- dité
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En outre, les grains on la farine peuvent absorber de 55% à 70% d'humidité et se transformer en une pâte assez épais- se qui cependant est ordinairement sèche au toucher. Au delà du point d'absorption maximum d'humidité par lea farine la gelée se décompose, et un nouvel état humide se forme, fluide ou visqueux; la farine n'est plus alors considérée comme sèche.
De préférence, lors de la mise en oeuvre du pro- cédé, on pourra opérer avec un pourcentage d'eau très infé- rieur au maximum d'absorption de la farine ou du grain,
Même ces faibles pourcentages d'humidité ont cependant la même action gélifiante sur des particules infi- mes, et le même effet préventif sur l'action de l'agent de transformation de l'amidon. Ainsi le terme "sec" indique toutes les conditions du grain en-dessous de celle où il y a assez d'eau pour que la masse de farine ou de grain soit liquide, ou tout point en-dessous du point maximum d'absorp. tion de ces corps.
Bien que la description ci-dessus soit spécifique à bien des égards, il demeure entendu que l'intention est de protéger l'invention aussi largement que fortement con- tre les antériorités, et une interprétation raiso nnable des termes sans sortir de l'esprit de l'invention,