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Il est connu de rendre de l'amidon et des dérivés d'ami- don gonflables dans l'eau froide. Dans l'industrie.. on utilise à cet effet des moyens techniques, destinés à épaissir l'amidon à une température plus élevée et généralement beaucoup plus éle- vée que la température d'épaississement de l'amidon ou des dé- rivés d'amidon, et en soumettant simultanément l'amidon à une pression convenable, on le presse en minces couches et on le sèche en même temps. Les sècheurs à cylindres utilisés à cet ef- fet n'ont qu'une faible capacité et consomment beaucoup de cou- rant et d'énergie.
Il est également connu de rendre l'amidon gonflable dans l'eau fraide, en faisant éclater les grains d'amidon dans des
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broyeurs convenables (voir brevet allemand n 837.980) et.on sait que par l'emploi de pression et de chaleur, on ne peut qu'obte- nir un effet similaire. (brevet allemand n 665.742).Il n'est question dans ces brevets que d'amidon ou d'amidon décomposé, mais jamais de dérivés d'amidon.
Le procédé suivant la présente invention concerne spéci- fiquement les dérivés d'amidon à amener dans une forme telle qu' ils puissent gonfler et/ou se dissoudre à froid. Le procédé se rapporte donc aux dérivés d'amidon qui, au microscope, laissent encore apparaitre les grains d'amidon et qui ne sont pas gonflables ou solubles dans l'eau froide. A cet égard, on peut citer les déri- vés d'amidon qui ont été modifiés par:
1) un traitement acide en suspension(soit à froid soit à température plus élevée),
2) oxydation(par exemple avec des hypochlorites, des peroxydes et des persels engénéral),
3) éthérification ou estérification, 4}et ceux produits par un procédé de dèxtrinisation, qui ne se dissolvent ou ne gonflent que peu ou pas dans l'eau froide.
Tous ces produits peuvent être traités par le procédé suivant l'invention, afin d'acquérir la propriété si importante de pouvoir gonfler et/ou se dissoudre dans l'eau froide.
Suivant l'invention, on a découvert que, de façon sur- prenante, lorsque de tels produits sont soumis à un traitement mé- canique sous une faible augmentation de pression et en subissant une friction, ils deviennent gonflables et/ou solubles à froid.
De façon remarquable, on obtient ainsi un produit dont la grosseur des particules dépasse celle des grains d'amidon initiaux.
Il semble exister une relation étroite entre:
1) la friction
2) la pression
3) la température
4) la teneur en humidité existant pendant le traitements
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Les variations possibles entre ces quatre facteurs sont très larges, et il est difficile'd'établir des règles générales pour ces quatre facteurs variables.
Il faut donc qu'un appareil approprié puisse permettre une friction et une paession variables. Comme appareil convenant particulièrement à cet effet, on peut citer un broyeur à meules, ou un autre dispositif équivalent, produisant le même effet. Avec un broyeur à meules, soit à plateaux tournants soit à plateaux fixes, on dispose toujours de trois variables pour obtenir 1' effet désiré :
1) la vitesse de rotation
2) la pression sur les meules
3) le "glissement" des meules vis-à-vis des plateaux.
Lorsque les meules ne sont pas commandées séparément, une plus grande vitesse peut avoir pour effet d'augmenter le "glissement". Lorsque les meules ne sont pas commandées librement l'augmentation de la pression entraîne automatiquement celle du "glissement".
Il est évident que si les dérivés d'amidon ont une te- neur plus grande en humidité, il faut choisir d'autres conditions que lorsque cette teneur est plus faible. Certains dérivés peuvent aussi supporter plus d'humidité que d'autres pendant le traite- ment. Il va de soi qu'un amidon oxydé peut supporter plus d'hu- midité qu'un dérivé d'amidon obtenu par un procédé de dextrinisa- tion.
Pour chaque dérivé quelle que soit la manière dont il a été obtenu, il faut donc choisir d'autres conditions qui sont faciles à déterminer par des essais préalables.
Comme précité, la présente invention concerne principale- ment les dérivés d'amidon qui peuvent, dans les grandes lignes, être divisés en quatre groupes. A quelques exceptions près, tous ces produits sont bouillis avant d'être utilisés. Un inconvénient
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est que, souvent il se produit une modification sensible de la viscosité après le refroidissement. Par contre, si les dérivés d'amidon sont traités de la manière précitée, il ne se produit pas, ou presque pas, de modification de la viscosité, lorsqu'aprè avoir été dissous dans de l'eau froide, ou gonflés et/ou épaissis, on tes conserve quelque temps, ce qui facilite beaucoup leur uti- lisa!;ion dans l'industrie.
Une élévation de lâ température pendant le traitement mécanique précité y est désavantageuse bien que d'autre part la transformation du dérivé d'amidon en un produit qui soit soluble et/ou gonflable dans l'eau froide, ou qui soit épaissi, est avan- tagée.
L'augmentation de la'température agit en général catalyti- quement. Une augmentation de l'humidité agit aussi catalytique- ment, mais elle est liée à certaines limites en liaison avec la température. Il n'est pas envisagé de rendre soluble un dérivé d'amidon déjà complètement épaissi, en soumettant à ce procédé un amidon et/ou un dérivé d'amidon déjà dissous et/ou gonflé. Mais, par contre, il n'est pas désavantageux, et il entre dans le cadre de l'invention, de prévoir déjà un faible épaississement des grains avant le traitement. L'appareil qui produit un effet analogue à celui d'un pilon dans un mortier, comme par exemple un broyeur à meules ou un appareil à effet équivalent, à plateaux non rota- tifs, est tout particulièrement avantageux. La pression des meules et/ou le "glissement", peuvent alors toujours être réglés large- ment.
Il est étonnant de constater que lors du traitement dans un tel appareil la grosseur des particules n'est pas réduite, mais augmentée. Les grains d'amidon et/ou de dérivés d amidon sont ag- glomérés en plus grands éléments et l'humidité présente pendant le traitement est utilisée pour agglomérer les grains d'amidon et/ou de dérivés d'amidon.
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Par un tamisage et une mouture consécutive, on peut sélectionner les particules eyant la grosseur désirée, et ren- voyer au traitement les particules éventuellement indésirables. ii est surprenant de constater que le traitement rend l'amidon et/ou les dérivés d'amiden plus réactifs. L'oxydation, la scis- sion d'un groupe acide, l'éthérification et l'estérification se déroulent plus rapidement et complètement, particulièrement lors- qu'ils s'opèrent pendant le traitement.
En procédant avec précision., on peut obtenir par exemple des produits à faible viscosité, solubles et/ou gonflables à froid lorsque l'agent de scission est ajouté avant ou pendant le traite- ment. La propriété importante dans l'industrie, que constitue une viscosité plus élevée, résultant de l'addition d'agents augmentant la viscosité, comme la potasse caustique, le borax et les agents alcalins en général., peut être obtenue très aisément en ajou- tant ces agents à l'amidon et/ou aux dérivés d'amidon, avant ou pendant le traitement.
Des températures supérieures au'point d'épaississement de l'amidon pour un pourcentage d'humidité supérieur à 50%, ne doivent pas être appliquées, étant donné qu'il peut alors déjà se produire un épaississement complet de l'amidon et/ou des déri- vés d'amidon. Le traitement mécanique consécutif, pour dissoudre les grains d'amidon sous une pression 'plus ou moins forte dans l'eau présente ce qui peut produire un début de dissolution et/ou d'épaississement dans l'eau présente, est alors d'autant plus dif ficile.
L'invention sera décrite plus en détail ci-après à l'aide des exemples suivants: EXEMPLE 1.-
300 g de fécule de pommes de terre décomposée par de l'hypochlorite de soude d'une teneur en humidité de 20%, sont traités pendant trois heures, dans un vase en porcelaine d'une
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contenance de cinq litres pourvu d'un cylindre d'acier lesté de plomb, pesant environ 10 kg, à une vitesse de 175 tours à la minute. Après le traitement 120 g, soit 40%, ne passent plus par un tanis d'une ouverture de mailles de 0,25mm, tandis que le pro- duit initial passait complètement. Le refus du tamis peut sans plus être dispersé dans l'eau froide, à une concentration de 25% de la matière sèche.
Après 14 jours, cette dispersion est encore liquide, tandis qu'un échantillon bouilli du produit initial non traité forme déjà un gel solide après 24 heures.
EXEMPLE 2. -
On traite dans l'appareil décrit dans l'exemple 1, pen- dant trois heures, 300 g de fécule de pommes de terre d'une teneur en humidité de 20%, auxquels on .a ajouté auparavant 90 g d'eau oxygénée à 30%. Du produit ainsi obtenu, 54% ne passent plus pas un tamis d'une ouverture de mailles de 0,25mm, tandis que le pro- duit non traité passait complètement.
La viscosité d'une dispersion à 25% dans de l'eau froide ne se-modifie pas après 14 jours, tandis qu'un échantillon bouil- li d'un produit de la même concentration et traité avec-la même quantité d'eau oxygénée, mais non traité autrement, forme après 24 heures une masse friable.
EXEMPLE 3.- @
On soumet au traitement décrit dans l'exemple 1, 300 g d'un ester de fécule de pommes de terre, contenant environ 1% de radicaux acétyle et 19% d'humidité. Le produit final contient la$ de grains d'une grosseur supérieureà 0,25mm. Une dispersion dans de l'eau froide et à une concentration de 10% de matière sèche n'est pas encore -épaissie après 7 jours, tandis qu'un échantillon bouilr li de l'ester non traité et à la même concentration, forme déjà après un jour un gel solide.
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EXEMPLE 4. -
On traite comme décrit dans 1-1 exemple 1 de la dextrine blanche d'une viscosité moyenne et d'un teneur en humidité de 19,6%. Le produit final est retenu.entièrement par un tamis d'une ouverture de mailles de 0,25 m tandis que la dextrine initiale passe complètement par ce tamis. Le calibre moyen se situe entre 3-5mm. Le produit final en gros grains est moulu jusqu'à une grosseur moyenne de 0,25 mm, après quoi, on peut le disperser aisément dans de l'eau froide. Il se forme une pâte légère après un temps remarquablement plus long que pour un échantillon bouil- li du produit non traité., EXEMPLE 5. -
On soumet pendant un quart d'heure au traitement décrit dans l'exemple 1, 300 g de fécule de pommes de torre avec 15 g de NaOH solide.
On ajoute ensuite 7,5g diacide monochloracétique et on poursuit le traitement pendant trois heures. 10% du produit final ne passent plus par un tamis d'une ouverture de mailles de 0,25mm.
Un échantillon bouilli d'une concentration de 10% est encore très liquide après avoir reposé pendant 7 jours. Il en est exactement de même pour une dispersion dans de l'eau froide à une même concentration.
La fécule de pommes de terre avait avant le traitement une teneur en eau de 15%.
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It is known to make starch and starch derivatives swellable in cold water. In industry, technical means are used for this purpose, intended to thicken the starch at a higher temperature and generally much higher than the thickening temperature of starch or its derivatives. starch, and simultaneously subjecting the starch to a suitable pressure, it is pressed into thin layers and dried at the same time. The roller dryers used for this purpose have only a small capacity and consume a lot of current and energy.
It is also known to make starch swell in cold water, by bursting starch grains in
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suitable crushers (see German Patent No. 837,980) and it is known that by the use of pressure and heat a similar effect can only be obtained. (German patent no. 665,742) These patents only deal with starch or decomposed starch, but never starch derivatives.
The process according to the present invention relates specifically to the starch derivatives to be brought into a form such that they can swell and / or dissolve in the cold. The process therefore relates to starch derivatives which, under the microscope, still reveal the starch grains and which are not swellable or soluble in cold water. In this regard, mention may be made of the starch derivatives which have been modified by:
1) an acidic suspension treatment (either cold or at higher temperature),
2) oxidation (for example with hypochlorites, peroxides and persalts in general),
3) etherification or esterification, 4} and those produced by a dextrinization process, which dissolve or swell little or no in cold water.
All these products can be treated by the process according to the invention, in order to acquire the very important property of being able to swell and / or dissolve in cold water.
According to the invention, it has surprisingly been found that when such products are subjected to mechanical treatment under a slight increase in pressure and undergoing friction, they become swellable and / or cold soluble.
Remarkably, a product is thus obtained whose particle size exceeds that of the initial starch grains.
There seems to be a close relationship between:
1) friction
2) pressure
3) temperature
4) the moisture content existing during the treatments
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The possible variations between these four factors are very wide, and it is difficult to establish general rules for these four variable factors.
Therefore, an appropriate device must be able to allow variable friction and pressure. As an apparatus particularly suitable for this purpose, there may be mentioned a grinding wheel, or another equivalent device, producing the same effect. With a grinding wheel, either with rotating plates or with fixed plates, there are always three variables available to obtain the desired effect:
1) the speed of rotation
2) pressure on the grinding wheels
3) the "sliding" of the grindstones vis-à-vis the plates.
When the grinding wheels are not ordered separately, a higher speed may have the effect of increasing "slip". When the grinding wheels are not freely controlled, the increase in pressure automatically results in the increase in "sliding".
It is obvious that if the starch derivatives have a higher moisture content, other conditions must be chosen than when this content is lower. Some derivatives can also withstand more moisture than others during processing. It goes without saying that an oxidized starch can withstand more moisture than a starch derivative obtained by a dextrinization process.
For each derivative, whatever the manner in which it was obtained, it is therefore necessary to choose other conditions which are easy to determine by preliminary tests.
As mentioned above, the present invention relates mainly to starch derivatives which can broadly be divided into four groups. With a few exceptions, all of these products are boiled before use. A disadvantage
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is that often there is a noticeable change in viscosity after cooling. On the other hand, if the starch derivatives are treated in the aforementioned manner, there is hardly any change in viscosity, when after having been dissolved in cold water, or swollen and / or thickened, they are kept for some time, which greatly facilitates their use in industry.
An increase in temperature during the aforesaid mechanical treatment is disadvantageous therein although on the other hand the transformation of the starch derivative into a product which is soluble and / or swellable in cold water, or which is thickened, is advantageous. tagged.
The increase in temperature generally acts catalytically. An increase in humidity also acts catalytically, but is bound by certain limits in connection with temperature. It is not envisaged to make a starch derivative already completely thickened soluble by subjecting to this process a starch and / or a starch derivative already dissolved and / or swollen. But, on the other hand, it is not disadvantageous, and it comes within the scope of the invention, to already provide a slight thickening of the grains before the treatment. The apparatus which produces an effect similar to that of a pestle in a mortar, such as for example a grinding wheel or an apparatus having an equivalent effect, with non-rotating plates, is particularly advantageous. The grinding wheel pressure and / or the "slip" can then still be adjusted widely.
It is surprising to note that during processing in such an apparatus the size of the particles is not reduced, but increased. The grains of starch and / or starch derivatives are agglomerated into larger pieces and the moisture present during processing is used to agglomerate the grains of starch and / or starch derivatives.
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By sieving and subsequent grinding, particles of the desired size can be selected and any undesirable particles returned to treatment. It is surprising that the treatment makes the starch and / or the starch derivatives more reactive. Oxidation, scission of an acidic group, etherification and esterification all proceed more rapidly and completely, particularly when they occur during processing.
By proceeding with precision, for example, low viscosity, soluble and / or cold swellable products can be obtained when the cleavage agent is added before or during processing. The important property in industry of higher viscosity resulting from the addition of viscosity increasing agents, such as caustic potash, borax and alkaline agents in general, can be obtained very easily by adding both these agents to starch and / or starch derivatives, before or during processing.
Temperatures above the thickening point of the starch for a moisture content above 50% should not be applied, since then complete thickening of the starch and / or may already occur. starch derivatives. The subsequent mechanical treatment, to dissolve the starch grains under a more or less strong pressure in the water present, which can produce a start of dissolution and / or thickening in the water present, is then all the more more difficult.
The invention will be described in more detail below with the aid of the following examples: EXAMPLE 1.-
300 g of potato starch decomposed by sodium hypochlorite with a moisture content of 20%, are treated for three hours, in a porcelain vase of
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capacity of five liters provided with a steel cylinder ballasted with lead, weighing about 10 kg, at a speed of 175 revolutions per minute. After the treatment 120 g, or 40%, no longer pass through a tanis with a mesh size of 0.25 mm, while the initial product passed completely. The residue from the sieve can be dispersed in cold water without further ado, at a concentration of 25% of the dry matter.
After 14 days, this dispersion is still liquid, while a boiled sample of the untreated initial product already forms a solid gel after 24 hours.
EXAMPLE 2. -
In the apparatus described in Example 1, 300 g of potato starch with a moisture content of 20% are treated for three hours, to which 90 g of hydrogen peroxide has been previously added. 30%. Of the product thus obtained, 54% did not pass through a sieve with a mesh size of 0.25 mm, while the untreated product passed completely.
The viscosity of a 25% dispersion in cold water does not change after 14 days, whereas a sample boiled with a product of the same concentration and treated with the same amount of water. oxygenated, but not otherwise processed, forms a friable mass after 24 hours.
EXAMPLE 3.- @
300 g of a potato starch ester containing approximately 1% acetyl radicals and 19% moisture are subjected to the treatment described in Example 1. The final product contains the $ of grain larger than 0.25mm. A dispersion in cold water and at a concentration of 10% dry matter is not yet thickened after 7 days, while a boiled sample of the untreated ester and at the same concentration already forms after a day a solid gel.
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EXAMPLE 4. -
White dextrin having an average viscosity and a moisture content of 19.6% is treated as described in Example 1. The final product is retained entirely by a sieve with a mesh size of 0.25 m while the initial dextrin passes completely through this sieve. The average caliber is between 3-5mm. The coarse-grained final product is ground to an average size of 0.25 mm, after which it can be easily dispersed in cold water. A light paste forms after a remarkably longer time than a boiled sample of the untreated product. EXAMPLE 5. -
300 g of torre starch with 15 g of solid NaOH are subjected for a quarter of an hour to the treatment described in Example 1.
7.5 g of monochloroacetic acid are then added and the treatment is continued for three hours. 10% of the final product no longer passes through a sieve with an opening of 0.25mm mesh.
A boiled sample with a concentration of 10% is still very liquid after standing for 7 days. It is exactly the same for a dispersion in cold water at the same concentration.
The potato starch had a water content of 15% before treatment.
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