BR112012031100B1

BR112012031100B1 - Processo para preparar uma dispersão de partículas de amido em um líquido aquoso, dispersão de partículas de amido, composição de revestimento e artigo

Info

Publication number: BR112012031100B1
Application number: BR112012031100-0A
Authority: BR
Inventors: Gregory W. Welsch; Brian J. Ninness; Michael Read; Timothy J. Young; Michal E. Matteucci; David E. Hammond; Liang Hong; Donald K. Ervick Jr
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2020-12-15
Also published as: CN103068855B; JP2013538238A; WO2011155979A3; AU2011264699B2; US20140083329A1; EP2576211B1; KR20130120436A; US9422669B2; BR112012031100A2; CN103068855A; US20160333525A1; JP5871914B2; AU2011264699A1; US8637155B2; KR101724177B1; EP2576211A2; US9695551B2; US20110300394A1; WO2011155979A2

Abstract

processo para preparar uma dispersão de partículas de amido em um líquido aquoso. em uma ou mais concretizações, a presente invenção provê um processo para preparação de uma dispersão de partículas de amido em um líquido aquoso. em uma ou mais concretizações, o processo inclui a introdução de um amido de alimentação e o liquido aquoso em um misturador do estator do rotor, mantendo o amido de alimentação e o líquido aquoso no misturador do estator do rotor em uma temperatura variando de uma temperatura de gelatinização a menos que uma temperatura de solubilização, e cisalhar o amido de alimentação em, partículas de amido com o misturador do estator do rotor para formar a dispersão de partículas de amido do líquido aquoso. em uma ou mais configurações, as partículas de amido produzidas por esse ´processo tem um diâmetro médio de tamanho de partícula não maior do que 2 micrômetros e a dispersão tem de 20 a 65 por cento em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão.

Description

Campo da invenção

[0001] As concretizações da presente invenção estão dirigidas aos processos para preparar amido, mais especificamente, as concretizações estão dirigidas ao processo de preparação de dispersões estáveis de partículas de amido.

Antecedentes da invenção

[0002] Os látexes sintéticos são componentes importantes em sistemas de ligantes para revestimentos, utilizados na indústria de revestimento de papel. Os látexes sintéticos utilizados nessas aplicações têm, tipicamente, um conteúdo de sólidos elevado (48-58% em peso de sólidos) e uma viscosidade baixa que permite um fácil manuseio, e resulta em uma boa capacidade de escoamento e estabilidade no processo de revestimento de papel. Os látexes sintéticos também permitem um excelente controle do tamanho de partícula, da viscoelasticidade (por exemplo, temperatura de transição de vidro (Tg) e módulo), e resistência a úmido e a seco dos revestimentos resultantes.

[0003] Em adição aos látexes sintéticos, o amido pode também ser útil nos sistemas ligantes de revestimentos utilizados na indústria de revestimento de papel. Por exemplo, o amido tem sido utilizado como um substituto parcial para látexes sintéticos nos sistemas ligantes de revestimentos utilizados na indústria de revestimento de papel. Entre suas vantagens, o amido é um material de custo relativamente baixo tendo excelente retenção de água e propriedades de espessamento enquanto provê dureza, porosidade e resistência de bloqueio para o revestimento resultante. Existem, entretanto, limitações ao uso do amido nessas aplicações. Estas limitações incluem pobre capacidade de escoamento durante a aplicação e baixo desempenho do produto das composições de revestimento, especialmente, quando o nível de substituição dos látexes aumenta.

[0004] Para contornar esses desafios, seria vantajoso para aplicações de revestimentos em papeis, entre outros, desenvolver um produto de amido que possa ser feito com um alto conteúdo de sólidos (45-65% em peso) enquanto mantém uma baixa viscosidade de 2000 cP ou menos, similar aos dos látexes sintéticos e, preferivelmente, com um diâmetro médio de tamanho de partícula não maior que 2 micrômetros.

Sumário da invenção

[0005] Uma ou mais concretizações da presente invenção incluem um processo para preparação de uma dispersão estável de partículas de amido em um líquido aquoso. Em uma ou mais concretizações, o processo inclui: a introdução de um amido de alimentação e o líquido aquoso dentro de um misturador do estator do rotor; manutenção do amido de alimentação e do líquido aquoso no misturador do em uma temperatura variando de uma temperatura de formação de gel (gelatinização) a uma temperatura menor que a temperatura de solubilização do amido de alimentação; e cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido com o misturador do estator do rotor para formar a dispersão estável de partículas de amido no líquido aquoso.

[0006] Em um ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido produz partículas de amido tendo um diâmetro médio de tamanho de partícula não maior que 2 micrômetros. Outros diâmetros médios de tamanho de partícula para partículas de amido também são possíveis. Por exemplo, em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido produz partículas de amido tendo um diâmetro médio de tamanho de partícula não maior que 1 micrômetro. Em um outro exemplo, em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido produz partículas de amido tendo um diâmetro médio de tamanho de partícula de 10 a 200 nanômetros.

[0007] Em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido inclui a formação da dispersão tendo 20 a 65% em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão. Em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido inclui a formação da dispersão tendo de 35 a 55 por cento em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão. Em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido inclui a formação da dispersão tendo 45 a 55 por cento em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão. Em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido inclui a formação da dispersão tendo de 48 a 55 por cento em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão.

[0008] Em uma ou mais concretizações, as partículas de amido são cisalhadas na ausência de um reticulante. Em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido é conduzido na ausência de um surfactante e/ou um reticulante. Em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido é conduzido na presença de um surfactante e/ou um reticulante. Em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação, em adição à produção de partículas de amido, produz o amido solúvel tendo um peso molecular inicial, onde o amido solúvel pode ser reduzido a partir do peso molecular inicial para um peso molecular final que é menor que o peso molecular inicial. Em uma ou mais concretizações, a redução do amido solúvel inclui redução enzimática do amido solúvel a partir do peso molecular inicial para um peso molecular final menor que o peso molecular inicial.

[0009] Em uma ou mais concretizações, a viscosidade da dispersão tendo 20 a 65 por cento em peso das partículas de amido, com base no peso total da dispersão, é menor que 10.000 cP aos estar em 25°C por pelo menos 24 horas, por exemplo, em 24 horas. Em uma ou mais concretizações, o processo da presente invenção também inclui pelo menos parcialmente, a remoção do líquido aquoso a partir das partículas de amido da dispersão.

[0010] Em uma ou mais concretizações da invenção, a dispersão de partículas de amido preparada, através do processo da presente invenção, pode ser incluída em uma composição ligante, uma composição adesiva e/ou uma composição de revestimento. Em uma ou mais concretizações, a composição de revestimento pode ser uma composição de revestimento de papel, entre outros tipos de composições de revestimento. Em um ou mais concretizações, a composição de revestimento pode ser uma composição formadora de película. Em uma ou mais concretizações, a composição de revestimento pode ser aplicada a um ou mais superfícies de um substrato. Em uma ou mais concretizações, a composição de revestimento aplicada a um ou mais superfícies de substrato pode ter pelo menos uma porção do líquido aquoso removido, formando, desse modo, uma camada de revestimento (por exemplo, uma película), uma camada ligante ou uma camada adesiva associada com uma ou mais superfícies de substrato. Em uma ou mais concretizações, a camada de revestimento, a camada ligante ou a camada adesiva formada com a dispersão produzida de acordo com apresente invenção pode ser contínua, descontínua, ou uma combinação dessas. Em uma concretização, a remoção de pelo menos uma porção do líquido aquoso pode ser removida via secagem, centrifugação, secagem por congelamento, filtração, absorção e combinações dessas. Em uma ou mais concretizações, um artigo pode ser formado com a composição de revestimento, onde o artigo pode ter um substrato tendo uma ou mais superfícies, e uma ou mais camadas de revestimento associadas com um ou mais superfícies do substrato, sendo que a camada de revestimento é derivada da composição de revestimento.

[0011] O sumário acima da presente invenção não pretende descrever cada uma das concretizações descritas ou cada implementação da presente invenção. A descrição que é dada a seguir exemplifica, mais particularmente, as concretizações ilustrativas. Em vários locais do pedido de patente, um guia é provido através da lista de exemplos, cujos exemplos podem ser utilizados em várias combinações, Em cada exemplo, a lista citada serve apenas como um grupo representativo e não deve ser interpretada como uma lista exclusiva.

Breve descrição dos desenhos

[0012] A figura 1 provê uma imagem de microscopia de transmissão de elétrons (TEM) de um amido solúvel a partir de um amido de alimentação que foi “cozido” além da temperatura de solubilização, mas não coagulado/gelatinizado de acordo com a presente descrição;

[0013] A figura 2 provê uma imagem TEM de uma dispersão estável das partículas de amido em um líquido aquoso de acordo com a presente invenção; e

[0014] A figura 3 provê uma imagem microscópica óptica dos grânulos de amido formados a partir do amido de alimentação em um líquido aquoso, mas mantido abaixo da temperatura de gel durante o cisalhamento.

Definição

[0015] Como utilizado aqui, os termos “um”, “uma”, “o”, “a”, “um ou mais”, e “pelo menos um” são utilizados intercaladamente e incluem referência ao plural a menos que o contexto dite claramente o contrário.

[0016] A menos que definido de outra forma, todos os termos científicos e técnicos são entendidos por terem o mesmo significado que o comumente utilizado na técnica ao qual elas pertencem. Para o propósito da presente invenção, termos específicos adicionais são definidos a seguir.

[0017] Como utilizado aqui, “μ m” é uma abreviação de micrômetro.

[0018] Como utilizado aqui, “°C” é uma abreviação para grau Celsius.

[0019] Como utilizado aqui, “cP” é uma abreviação para Centipoise, uma unidade de medida no sistema cgs para viscosidade.

[0020] Os termos “compreendem”, “inclui” e variações dessas palavras não têm uma significado limitativo, quando esses tiverdes aparecem na descrição e nas reivindicações. Assim, por exemplo, um processo que compreende “um” amido de alimentação pode ser interpretado por significar um processo que inclui “um ou mais” amidos de alimentação. Em adição, o termo “compreendendo”, que é sinônimo com “incluindo” ou “contendo”, inclusive, e não limitado, e não exclui elementos não citados adicionais ou etapas do método.

[0021] Como utilizado aqui, o termo “e/ou” significa um, ou mais do que um, ou todos os elementos listados.

[0022] Também aqui, as citações de faixas numéricas por pontos finais incluem totós os números incluídos dentro daquela faixa (por exemplo, 1 a 5 inclui, 1; 1,5; 2; 2,5; 2,75; 3; 3,80; 4, 5, etc.).

[0023] Como utilizado aqui, o termo “amido de alimentação” pode incluir, um polímero carboidratado composto de várias proporções de amilose e amilopectina ligadas por pontes glicosídicas e tendo e/ou estando em um estado cristalino ou semicristalino. O amido de alimentação pode ser selecionado a partir de uma ampla variedade de fontes incluindo, mas não limitada a, milho, batata, tapioca, arroz, trigo, cevada, e outros grãos e/ou tubérculos (por exemplo, raiz ou caules bulbosos (“stem tubers”)), e aqueles podem incluir ceras, naturais, naturais não modificadas, e/ou amidos com alto teor de amilose. Exemplos específicos não limitativos incluem amido de milho cerosos (por exemplo, um amido com alto teor de amilopectina) e grãos de amido, entre outros. O amido de alimentação podem também incluir amido de alimentação “modificado” que pode incluir um amido modificado (por exemplo, milho, batata, tapioca, entre outros) preparado por acetilação, cloração, e hidrólise ácida, ação enzimática, ou outros processo de modificação. Esse amido de alimentação “modificado” pode ser propositalmente modificado de modo a liberar outros benefícios, tais como, amidos carboxilados, amidos hidroxietilados, amidos resistentes, amidos termicamente oxidados, tipo dextrina, entre outros. Em uma ou mais concretizações, o amido de alimentação pode ter um número de propriedades diferentes e ou formas. Essas incluem, mas não está limitado a, um pó seco e/ou um produto de amido intermediário, tal como, bolo, e/ou mosto tendo um conteúdo de umidade na faixa de igual a ou menor que 80 por cento em peso, por exemplo, na faixa de 35 a 80 por cento em peso; ou em uma alternativa de 35 a 75 por cento em peso, ou em uma alternativa, de 35 a 65 por cento em peso. Em uma ou mais concretizações, o amido de alimentação tem unidades discretas tendo um diâmetro médio de tamanho de partícula de cerca de 15 a cerca de 40 micrômetros (μ m), por exemplo, de 15 a 35 μ m; ou em uma alternativa, de 15 a 30 μ m; ou em uma alternativa de 20 a 40 μ m. As misturas de dois ou mais amidos de alimentação providos aqui são também possíveis, e devem ser consideradas como sendo um “amido de alimentação” como provido e discutido aqui.

[0024] Como utilizado aqui “seco” significa não mais do que8 a cerca de 14 por cento de água em peso absorvido em e/ou ligado a uma substância (por exemplo, amido de alimentação).

[0025] Como utilizado aqui, o termo “reticulante” significa um composto que se liga em pelo menos duas cadeias de moléculas poliméricas dentro dos átomos de carbono por ligações químicas primárias. Em uma ou mais concretizações, categorias diferentes de um reticulante inclui, mas não estão limitadas a, Resinas amino (formaldeído ureia e formaldeído melanina), resinas glioxal, e íons metálicos (complexos de zircônio). Se um reticulante for empregado com a dispersão da presente invenção, a seleção do reticulante pode depender pelo menos em parte dos grupos reativos disponíveis nas partículas de amido, os ingredientes da composição de revestimento, composição ligante e/ou composição adesiva e/ou o uso final do substrato revestido. O termo insolubilizante também é frequentemente utilizado para definir a função da química do reticulante em conjunto com o amido.

[0026] Como utilizado aqui, o termo “surfactante” significa um composto que reduz a tensão de superfície quando dissolvido em água ou solução aquosa, ou que reduz a tensão interfacial entre dois líquidos, ou entre um líquido e um sólido.

[0027] Como utilizado aqui, o termo “amido solúvel” significa um amido liberado e/ou lixiviado a partir do grânulo de amido de alimentação no líquido aquoso enquanto está sendo aquecido a ou em uma temperatura variando de uma temperatura de gelatinização para abaixo de uma temperatura de solubilização do amido de alimentação, onde o amido solúvel está presente na fase aquosa entre as partículas de amido da presente solução. Em uma concretização, o amido solúvel pode ser adicionalmente caracterizado por ser pequeno o suficiente de modo a não disseminar luz no espectro visível (por exemplo, de cerca de 380 a 400 nanômetros a cerca de 760 ou 780 nanômetros). A figura 1 provê uma imagem de microscopia de transmissão de elétrons (TEM) de amido solúvel formando uma rede de molécula de amido (por exemplo, um tipo de fio interconectado como “teia de aranha”) sem a presença das partículas de amido da presente invenção, que estão ilustradas na figura 2, como discutido aqui.

[0028] Como utilizado aqui, o termo “dispersão” significa um sistema de duas fases onde uma fase consiste de partículas de amido, como definidas aqui, dispersas através de um líquido aquoso, como definido no presente pedido, que forma uma fase contínua. Para a presente descrição, as partículas de amido podem ser dispersas em um líquido aquoso onde as partículas de amido têm um diâmetro médio de tamanho de partícula não maior que 2 micrômetros.

[0029] Como utilizado aqui, o termo “líquido aquoso” inclui água ou um a solução aquosa que pode incluir compostos (iônicos ou não-iônicos) tais como compostos orgânicos, compostos inorgânicos, polímeros solúveis em água, gorduras, óleos, proteínas, polissacarídeos, sais, açúcares, ácidos, alcoóis, alcalinos, e gases que auxiliam no ajuste e/ou mantém um pH, uma salinidade, uma condutividade elétrica, a constante dielétrica, e/ou um ponto de ebulição, entre outras coisas.

[0030] Como utilizado aqui, o termo “partículas de amido” se refere a uma unidade discreta derivada do amido de alimentação usando a metodologia da presente invenção, onde as unidades discretas tem uma estrutura amorfa e um diâmetro médio de tamanho de partícula não maior que 2 micrômetros, sendo que o diâmetro médio de tamanho de partícula não maior que 1 micrômetro ou diâmetro médio e tamanho de partícula de 10 a 200 nanômetros são possíveis. A figura 2 provê uma imagem TEM de uma dispersão estável de partículas de amido em um líquido aquoso de acordo com a presente invenção, como é mais completamente discutido aqui. O tamanho e a forma das partículas de amido na figura 2 estão em contraste com a imagem de microscopia óptica dos grânulos de amido dispersos mostrados na figura 3, sendo que os grânulos de amido são formados por cisalhamento de um amido de alimentação em um misturador do estator do rotor em uma temperatura abaixo da temperatura de gelatinização do amido de alimentação.

[0031] Como utilizado aqui, o termo “estável” ou “estabilidade” significa a capacidade e a duração das partículas de amido da presente invenção em reter como uma dispersão no líquido aquoso devido ao movimento Browniano das partículas de amido no líquido aquoso, sendo que qualquer arranjo das partículas de amido pode ser revertido por agitação. A dispersão de amido das partículas de amido da presente invenção não se torna gel ou “aglomeram” sob as condições da dispersão dada aqui.

[0032] Como utilizado aqui, o termo “misturador do estator do rotor” se refere a um aparelho de mistura de alto cisalhamento que dispersa, ou transporta, as partículas de amido no líquido aquoso, como provido aqui, por agitação mecânica. Em uma ou mais concretizações, o misturador do estator do rotor inclui pelo menos um impulsor ou rotor, ou uma série de propulsores e/ou rotores, energizados por um motor, por exemplo, um motor elétrico, e pelo menos um componente estacionário (por exemplo, um estator) que cria um vão livre fechado com o rotor de modo a produzir uma zona de extremo alto cisalhamento para o material (por exemplo, o amido de alimentação) quando ele existe no rotor. Os fatores tais como diâmetro do rotor e sua velocidade rotacional (por exemplo, rampas e ciclos), o desenho do anel do estator, tal como o número e a ordem dos dentes, seu ângulo e a distância entre o rotor e o estator (por exemplo, a distância do vão livre), o tempo de permanência e o número de misturadores do estator do rotor utilizados em todos os efeitos de produção da dispersão das partículas de amido no líquido aquoso. Exemplos dos referidos aparelhos de mistura de alto cisalhamento incluem, mas não estão limitados a, misturados de alto cisalhamento de batelada, misturadores de alto cisalhamento em série (“inline”), misturados em série de ultra-alto cisalhamento, e moinhos de trituração. Em uma concretização, a concretização do misturador do estator do rotor, entretanto, exclui extrusora.

[0033] Como utilizado aqui, o termo “temperatura de gelatinização” se refere a uma temperatura e uma pressão na qual a estrutura cristalina e torna-se uma mistura uniformemente dispersa ao nível molecular EME com o líquido aquoso.

[0034] Como utilizado aqui, os termos “inchado/intumescido”, “intumescimento” e/ou “intumescido” se fere a um aumento no volume do amido de alimentação devido a pelos menos em parte a perda da cristalinidade da estrutura inicial do amido de alimentação e a absorção de um líquido aquoso dentro da estrutura amorfa resultante do amido de alimentação.

[0035] Como utilizado aqui, o termo “condições ambiente” se refere a uma temperatura em torno de 25°C (por exemplo, 25°C) e uma pressão de 101,325 quiloPascal (kPa) (1 atmosfera).

[0036] Como utilizado aqui, o termo “energia mecânica específica (SME)” é definido como a entrada total da energia mecânica por unidade de massa do material fluindo através do misturador do estator do rotor da presente invenção. As unidades de SME apresentadas aqui estão em Joules por grama (J/g).

[0037] Como utilizado aqui, o termo “redispersável” é definido como a formulação de energia que facilmente dispersa e hidrata em um líquido aquoso. Os pós de polímero são tipicamente produzidos através de submeter uma dispersão aquosa do polímero a uma operação de secagem na qual seus componentes voláteis são evaporados, por exemplo, por meio de secagem por pulverização ou secagem por resfriamento. A evaporação do meio de dispersão aquosa pode ser acompanhada pela agregação irreversível das partículas poliméricas da dispersão aquosa umas as outras, para formar partículas secundárias. A formação das partículas secundárias resulta em pobre redispersabilidade, que é geralmente acompanhada por pobres propriedades de desempenho do pó. Portanto, boa redispersabilidade em água é uma das propriedades mais importantes do pó polimérico redispersável em água.

Descrição detalhada da invenção

[0038] As concretizações da presente invenção descrevem o uso de um misturador de estator de rotor para produção de uma dispersão das partículas de amido em um líquido aquoso. Em uma ou mais concretizações, as partículas de amido da presente invenção são formadas a partir de um amido de alimentação. Em uma ou mais concretizações, o amido de alimentação e o líquido aquoso são aquecidos a uma variação de temperatura de uma temperatura de gelatinização para abaixo de uma temperatura de solubilização do amido de alimentação. Nessa temperatura, a estrutura do amido de alimentação intumesce quando ele perde sua estrutura cristalina e absorve pelo menos uma porção do liquido para conseguir uma estrutura amorfa. O amido de alimentação em seu estado intumescido passa pelo cisalhamento para permitir a produção das partículas de amido da dispersão. As dispersões da presente invenção podem ter auto-estabilidade melhorada, alto conteúdo de sólido e baixa viscosidade, como discutido aqui.

[0039] Em uma ou mais concretizações, as partículas de amido produzido de acordo com a presente invenção são acreditados reter a estrutura amorfa do amido de alimentação intumescido a partir do qual eles são produzidos. As partículas de amido com sua estrutura amorfa também pode reter um discreto estado na dispersão da presente invenção na condição ambiente, como provido aqui. Em contraste, acredita- se que se a temperatura de solubilização do amido de alimentação for conseguida e/ou excedidas (por exemplo, o amido foi “cozido” e é referido como “amido cozido”) e suficiente água está disponível, a estrutura amorfa do amido de alimentação seria destruída por tal extensão que as partículas de amido tendo a estrutura e o tamanho poderia não ser formado de acordo com os processos da presente invenção.

[0040] Em uma ou mais concretizações, o tamanho das partículas de amido da presente concretização estão na ordem de magnitude de menores que o amido de alimentação. Essa redução no tamanho aumenta grandemente o número das partículas de amido por volume de unidade para vários usuários, como discutido aqui, quando comparado ao uso do amido de alimentação sozinho. Em uma ou mais concretizações, mesmo quando o número das partículas de amido por volume de unidade pode resultar em um conteúdo alto de sólidos, como discutido aqui, a viscosidade da dispersão permanece surpreendentemente baixa em condições ambiente. Em uma ou mais concretizações, acredita-se que essa surpreendente baixa viscosidade pode ser pelo menos parcialmente atribuída para interação reduzida entre as partículas de amido da presente invenção, quando comparada a uma situação onde o amido de alimentação foi completamente solubilizado antes da formação da dispersão.

[0041] Em um ou mais concretizações, o alto conteúdo de sólidos/baixa viscosidade da dispersão da presente invenção pode ser conseguida sem a modificação química das partículas de amido. Em uma ou mais concretizações, também se acredita que a redução de tamanho das partículas de amido pode conduzir a estabilidade melhorada e melhores propriedades de revestimentos formados a partir das composições de revestimento que incluem a dispersão da presente descrição. Como discutido mais completamente aqui, as composições de revestimento que incluem a dispersão da presente invenção pode ser utilizado nas aplicações, tais como composições de revestimento, composições adesivas, e/ou composições ligantes, entre outras como discutido aqui.

[0042] Em uma ou mais concretizações, o processo da presente invenção inclui a introdução do amido de alimentação e o líquido aquoso dentro do misturador do estator de rotor. O amido de alimentação pode ser introduzido dentro do misturador do estator do rotor como provido pelo fabricante (por exemplo, um pó seco, um bolo, e/ou um mosto) e/ou pode ser pré-umedecido antes da introdução no misturador do estator do rotor. Em uma ou mais concretizações, a quantidade de água incluída com o amido de alimentação, com relação à fonte, é contada como uma parte do líquido aquoso na determinação da quantidade do líquido aquoso no misturador do estator do rotor. Em uma ou mais concretizações, o peso da água é excluído, entretanto, a partir dos cálculos do peso seco do amido de alimentação.

[0043] Em uma ou mais concretizações, uma quantidade apropriada do líquido aquoso pode ser introduzido com o amido de alimentação para garantir ambas, a absorção do líquido aquoso dentro do amido de alimentação e para permitir o intumescimento do amido de alimentação e para a dispersão da presente invenção ser formada. Em adição, durante o processo de cisalhamento inicial do amido de alimentação e o liquido aquoso acredita-se também ser necessário ter um conteúdo de sólidos suficiente (por exemplo, amido de alimentação) da mistura inicial para facilitar o cisalhamento do intumescimento do amido de alimentação dentro de uma dispersão estável das partículas de amido da presente invenção. Um exemplo desses é ilustrado nos Exemplos providos aqui.

[0044] Em uma ou mais concretizações, a quantidade de líquido aquoso introduzido com o amido de alimentação dentro do misturador do estator do rotor pode ser de 40 por cento em peso (% em peso) a 55% em peso, com base no peso do líquido aquoso e o amido de alimentação. Todos os valores individuais e subfaixas a partir de 40% em peso a 55% em peso, com base no peso do liquido aquoso e do amido de alimentação estão incluídos aqui e descritos aqui, por exemplo, no líquido aquoso introduzido com o amido de alimentação dentro do misturador do estator do rotor pode ser de um limite inferior de 40% em peso; 45% em peso, ou 50% em peso para um limite superior 55% em peso, ou 50% em peso (onde é possível que o limite inferior e o limite superior sejam ambos um valor de 50% em peso). Por exemplo, a quantidade de líquido aquoso introduzida com o amido de alimentação dentro do misturador do estator do rotor pode ser de 40% em peso a 55% em peso, de 40% em peso a 50% em peso, de 45% em peso a 55% em peso, de 45% em peso a 50% em peso, ou de 50% em peso a 55% em peso.

[0045] Em uma ou mais concretizações, o misturador do estator do rotor pode fornecer e/ou remover calor para se conseguir e/ou manter a temperatura do amido de alimentação e do líquido aquoso a partir da temperatura de gelatinização até abaixo da temperatura de solubilização do amido de alimentação. Por exemplo, o misturador do estator do rotor pode incluir uma camisa aquecimento/resfriamento que pode ser utilizada para controlar a temperatura do amido de alimentação e do líquido aquoso em sua grande fase de crescimento dentro do misturador do estator do rotor. Em uma ou mais concretizações, o aquecimento e/ou resfriamento pode ser fornecido através da corrente e/ou água tendo uma diferença de temperatura suficiente com a fase de crescimento do amido de alimentação e o líquido aquoso para induzir o calor e/ou o resfriamento como desejado. A ação do estator do rotor pode também contribuir com a energia de aquecimento para o amido de alimentação e o líquido aquoso, que pode ter que ser removido pela camisa de aquecimento/resfriamento do misturador do estator do rotor.

[0046] Em uma ou mais concretizações, a temperatura na qual o amido de alimentação é processado para permitir o amido de alimentação para intumescer de modo a conseguir um tamanho apropriado e a hidratação para cisalhamento das partículas de amido, que em troca tem o tamanho apropriado para criar o movimento Browniano suficiente para manter ele suspenso na dispersão. Em uma ou mais concretizações, a manutenção do amido de alimentação e o líquido aquoso em uma faixa de temperatura a partir da temperatura de gelatinização para menos que a temperatura de solubilização do amido de alimentação induz o amido de alimentação a perda de sua estrutura cristalina e promove a absorção do líquido aquoso. Como a estrutura cristalina é perdida e o amido de alimentação absorve o líquido aquoso, ele inicia o intumescimento. O amido de alimentação, entretanto, não solubiliza no líquido aquoso (por exemplo, não é permitido solubilizar no líquido aquoso) como a temperatura do amido de alimentação no líquido aquoso não alcança ou excede a temperatura de solubilização do amido de alimentação.

[0047] Como apreciado, a faixa de temperatura exata (por exemplo, a partir da temperatura de gelatinização para menos do que a temperatura de solubilização) será uma função do amido de alimentação selecionada para processamento de acordo com a presente descrição. A título de exemplo, quando milho ceroso é utilizado como o amido de alimentação, a temperatura pode variar de cerca de 68°C (a temperatura de gelatinização do milho ceroso na pressão atmosférica) para cerca de 82°C (a temperatura de solubilização do milho ceroso na pressão atmosférica) quando esses valores de temperaturas são dados como exemplos com o conhecimento de que eles podem ser diferentes para diferentes graus de milhos cerosos a partir de produtores diferentes e/ou com base na alteração sazonal no amido de matéria-prima.

[0048] Deve ser apreciado que a temperatura de gelatinização e a temperatura de solubilização do amido de alimentação podem também ser afetadas pela pressão na qual o processo de dispersão toma o lugar no misturador do estator do rotor. A pressão tal como, por exemplo, 101 kPa a 3447 kPa, pode ser aplicada para facilitar o processamento. Em outras concretizações, a pressão pode ser de 101 kPa a 1379 kPa, ou de 101 kPa a 689 kPa. A referida pressão exemplificativa pode ser adequada para misturador do estator de rotor que opera como um processo contínuo, um processo semi-contínuo e/ou um processo em batelada.

[0049] Em adição, para intumescimento quando ele absorve o líquido aquoso, o amido de alimentação no misturador do estator de rotor também é exposto à força de cisalhamento de magnitude suficiente de modo a permitir a formação das partículas de amido da dispersão. Em uma ou mais concretizações, o misturador do estator do rotor pode transmitir energia mecânica específica (SME), suficiente para formar a dispersão da presente invenção. Por exemplo, o misturador do estator do rotor pode transmitir SME em uma faixa de 100 Joules por grama (J/g) dos componentes que conduz à dispersão do amido para 2000 J/g durante o cisalhamento do amido de alimentação dentro das partículas de amido. Em um outro exemplo, o misturador do estator do rotor pode transmitir SME em uma faixa de 100 (J/g) dos componentes que conduzem à dispersão do amido para 1000 J/g durante o cisalhamento do amido de alimentação dentro das partículas de amido.

[0050] Em uma ou mais concretizações, o SME pode também ter outras faixas de valores, o que pode depender da reologia do líquido aquoso, o amido de alimentação contido no misturador do estator do rotor e/ou o tipo e/ou a configuração do misturador do estator do rotor utilizado no processo. Exemplos das referidas faixas pode também incluir, mas não estão limitados a, todos os valores individuais e subfaixas a partir de 100 J/g a 2000 J/g, por exemplo, o valor SME pode ser de um limite inferior de 100 J/g, 150 J/g, ou 200 J/g para um limite superior de 2000 J/g, 1000 J/g, 875 J/g ou 750 J/g. Por exemplo, o valor SME pode ser de 100 J/g a 2000 J/g, 100 J/g a 1000 J/g, a partir de 100 J/g a 875 J/g, a partir de 150 J/g para 750 J/g ou de 200 J/g a 750 J/g, entre outros.

[0051] Em uma ou mais concretizações, o SME provido por um misturador do estator do rotor pode adicionar calor a fase de crescimento do amido de alimentação, o líquido aquoso e as partículas de amido presentes nele. Especificamente, essa energia pode ser adicionada em torno da zona de cisalhamento do misturador do estator do rotor (a área em e diretamente em torno do estator do rotor atual e/ou da estrutura do misturador), que pode induzir a um aumento da temperatura local. O tempo de permanência do amido de alimentação, o líquido aquoso e as partículas de amido nessa área, entretanto, é muito curta. Em adição, o amido de alimentação, o líquido aquoso e as partículas de amido tendo sido aquecidas na zona de cisalhamento são então quase imediatamente misturados novamente com a grande fase de crescimento do líquido aquoso, que auxilia a controlar a temperatura na faixa aqui provida. Esse não é o caso com outros sistemas, por exemplo, extrusoras e/ou cozedores a jato.

[0052] Em uma ou mais concretizações, a geometria do rotor e/ou o estator pode ser retornada para conseguir um SME desejado e/ou taxas de cisalhamento para o misturador do estator do rotor. A velocidade operacional (por exemplo, as rotações por minuto) do rotor pode também ser ajustada para criar a quantidade apropriada de cisalhamento para a redução do tamanho de partícula desejado, Em uma ou mais concretizações, também é possível ter um anel de estator que pode ser engatado e desengatado em relação ao rotor. Isto permite o desengate do estator a partir do rotor quando a temperatura do amido de alimentação, o líquido aquoso e as partículas do amido produzido durante o processo alcançam o objetivo, mas não excede a temperatura de solubilização do amido de alimentação. Em uma ou mais concretizações, também é possível ajustar o valor do tempo de permanência para o amido de alimentação no misturador do estator do rotor através da recirculação do produto através da zona de mistura do misturador do estator do rotor. Em uma ou mais concretizações, o misturador do estator do rotor pode também incluir a destruição e/ou um impulsor de mistura com distribuição independentemente direcionada (por exemplo, turbina ou propulsor), para garantir a mistura adequada e retornar dentro do misturador do estator do rotor.

[0053] Em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do misturador do estator do rotor quebra o amido de alimentação em seu estado de intumescimento dentro das unidades discretas que retornam as partículas de amido. Como discutido aqui, o cisalhamento do amido de alimentação produz as partículas de amido tendo um diâmetro médio de tamanho de partícula maior que 0 micrômetro, mas não maior do que 2 micrômetros (ou seja, não maior do que 2 micrômetros), sendo que os tamanhos maiores que 0 micrômetros, mas não maior que 1 micrômetros (ou seja, não maior que 1 micrômetro) e/ou 10 a 200 nanômetros são possíveis.

[0054] Em uma ou mais concretizações, o diâmetro médio do tamanho de partícula das partículas de amido pode ser medido usando microscopia de transmissão de elétrons. As técnicas de dispersão de luz não são eficazes para determinação do diâmetro médio do tamanho de partícula das partículas de amido quando os materiais parecem perder a aglomeração, apresentando um resultado inadequado. Em uma ou mais concretizações, a determinação do número de peso médio do diâmetro de partícula pode ser acompanhado pela medida do diâmetro de um número predeterminado de partículas de amido e então a determinação do meio matemático do diâmetro das partículas medidas para chegar ao número de peso médio do diâmetro do tamanho de partícula.

[0055] O alto conteúdo de sólidos da dispersão formada de acordo com a presente invenção vantajosamente é, em várias concretizações, pelo menos 20% em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão, pelo menos 35 % em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão, pelo menos 45% em peso das partículas de amido com base em um peso total da dispersão, ou pelo menos 48% em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão e, vantajosamente, até no máximo 65% em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão, ou até 55% em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão. Combinações de limites inferior e superior são possíveis. Em uma ou mais concretizações, o conteúdo alto de sólidos é de 20% em peso a 65% em peso das partículas de amido com base em um peso total da dispersão. Em uma ou mais concretizações, o alto conteúdo de sólidos é de 35% em peso a 65% em peso das partículas de amido com base em um peso total da dispersão. Em uma ou mais concretizações, o alto conteúdo de sólidos de 45% em peso a 55% em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão. Em uma ou mais concretizações, o alto conteúdo de sólidos é de 48% em peso a 55% em peso das partículas de amido com base em um peso total da dispersão.

[0056] A dispersão da presente invenção, em adição tem um alto conteúdo de sólidos (por exemplo, partículas de amido), pode também ter uma viscosidade muito baixa em relação as soluções de amido convencionais do mesmo alto conteúdo de sólidos. Em uma ou mais concretizações, mesmo com um alto conteúdo de sólidos da dispersão tendo um limite superior para um limite inferior como provido aqui (com base no peso total da dispersão), a dispersão pode também ter uma viscosidade de 2000 cP ou menos, ou 1000 cP ou menos, quando medido em condições ambiente. Assim, por exemplo, com um conteúdo alto de sólidos da dispersão sendo de 20% em peso a 65% em peso com base em um peso total da dispersão que pode ter uma viscosidade de 2000 cP ou menos, quando medido em condições ambiente. Em uma concretização adicional, com o alto conteúdo de sólidos da dispersão sendo de 20% em peso a 65% em peso com base em um peso total da dispersão que pode ter uma viscosidade de 1000 cP ou menos, quando medida em condições ambiente. Em uma outra concretização, com um alto conteúdo de sódios da dispersão sendo de 35% em peso a 65% em peso com base no peso total da dispersão, a dispersão pode ter uma viscosidade de 1000 cP ou menos, quando medido em condições ambiente. Em concretizações adicionais, a viscosidade da dispersão com alto conteúdo de sólidos (por exemplo, de um limite superior a um limite inferior como provido aqui) pode vantajosamente ter uma viscosidade de 800 cP ou menos, e em várias concretizações a dispersão pode vantajosamente ter uma viscosidade de 600 cP ou menos, ou mesmo uma viscosidade de 400 cP ou menos, como medido em condições ambiente. Em uma ou mais concretizações, a dispersão da presente invenção pode também ter o conteúdo alto de sólidos providos aqui com uma viscosidade maior que 1000 cP, ou maior que 2000 cP, quando medido em condições ambiente (por exemplo, um valor de pelo menos 10.000 cP quando medido em condições ambiente).

[0057] As concretizações da presente invenção também capazes de manter ambos, alto conteúdo de sólidos e a baixa viscosidade em temperatura ambiente (25°C) por vários intervalos de tempo. Por exemplo, a dispersão da presente invenção pode manter uma viscosidade menor que 10.000 cP com um alto conteúdo de sólidos de 20% em peso a 65% em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão após ser uma temperatura ambiente (25°C) por 24 horas. Em um exemplo adicional, a dispersão da presente invenção pode manter uma viscosidade menor qu8e 10.000 cP com um alto conteúdo de sólidos de 35% em peso a 65% em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão após estar em uma temperatura ambiente (25°C) por 24 horas.

[0058] Em uma ou mais concretizações, para conseguir esses valores de viscosidade para a dispersão pode requerer que o amido solúvel presente na dispersão seja reduzido a partir de um peso molecular inicial para um peso molecular final que é menor que o peso molecular inicial. Em uma ou mais concretizações, o amido solúvel presente na dispersão das partículas de amido podem ser tanto produzidos e/ou liberadas durante o aquecimento e/ou cisalhamento do amido de alimentação. Em uma ou mais concretizações, o amido solúvel inclui pequenos fragmentos do amido de alimentação, em relação as partículas de amido, que podem contribuir, significativamente com a viscosidade da dispersão. A redução do amido solúvel a partir do peso molecular inicial para um peso molecular final menor que o peso molecular inicial que é útil na redução da viscosidade da dispersão por redução do amido solúvel em fragmentos pequenos. Exemplos de abordagens apropriadas para redução do amido solúvel a partir de um peso molecular inicial para um peso molecular final menor que o peso molecular inicial inclui, mas não estão limitados a, uso de modificações químicas, por exemplo, hidrólise ácida, ou hidrólise alcalina, redução ácida, redução oxidativa, degradação mecânica/física (por exemplo, via entrada da energia termomecânica do equipamento de processamento), e/ou redução enzimática e/ou micro-organismo (tais como bactéria, fungos, archaea, algas, e/ou recorrências) para reduzir o peso molecular do amido solúvel.

[0059] Em uma ou mais concretizações, a redução do amido solúvel inclui redução enzimática dos amidos solúveis a partir do peso molecular inicial para um peso molecular final menor que o peso molecular inicial. O uso de uma enzima da presente descrição é útil na redução da viscosidade da dispersão através doa clivagem e/ou redução enzimática do amido solúvel em fragmentos menores. Em uma ou mais concretizações, redução/clivagem do amido solúvel nesses fragmentos menores auxilia no aperfeiçoamento da viscosidade da dispersão (por exemplo, auxilia na diminuição da viscosidade) em relação ao não uso de enzima.

[0060] Em uma ou mais concretizações, a enzima pode ser utilizada durante o processo para preparação da dispersão das partículas de amido no líquido aquoso. Em uma ou mais concretizações, a enzima pode ser um solúvel e/ou ele pode ser uma enzima imobilizada. Em uma ou mais concretizações, a enzima pode ser incluída no misturador do estator do rotor com o amido de alimentação e o líquido aquoso, onde ele pode agir sobre o amido solúvel, quando ele é tanto produzido e/ou liberado do amido de alimentação quando ele absorve o líquido aquoso, intumesce e/ou é cisalhado em partículas de amido. Em uma ou mais concretizações, o amido solúvel quando ele é produzido e/ou liberado pode ter um peso molecular inicial. A redução enzimática reduz o amido solúvel a partir do peso molecular inicial para um peso molecular final que é menor que o peso molecular inicial. Em outras palavras, a enzima presente no misturador do estator do rotor pode clivar o amido solúvel nos fragmentos menores que tem menos de um impacto sobre a viscosidade da dispersão.

[0061] Em uma ou mais concretizações, a enzima selecionada para modificação da viscosidade da dispersão irá depender das composições do amido de alimentação utilizado na formação da dispersão. Dado que o amido de alimentação é baseado primariamente na química de polissacarídeos, enzimas capazes de modificação do tamanho (por exemplo, clivagem) os carboidratos irá provavelmente ser mais útil, e são conhecidas do estado da técnica. Em uma ou mais concretizações, a concentração de uma enzima útil na presente descrição pode ser muito menor do que seria entendido e/ou recomendada a partir da técnica. Por exemplo, deve ser acreditado que as concentrações da enzima útil para a presente descrição pode ser de 10 a 1000 vezes menor do que é sugerido para a modificação do amido pelos fabricantes de enzima. Isto pode resultar nas concentrações de enzima na dispersão, por exemplo, ser de 0,005 por cento em peso para 0,0001 por cento em peso em relação ao peso total da dispersão (por exemplo, para milho ceroso). Como apreciado, a concentração de enzima exata apropriada para modificação da viscosidade da dispersão pode ser dependente da temperatura, da atividade da enzima, o amido de alimentação e/ou as condições sob o que a modificação da viscosidade acontece.

[0062] Em uma ou mais concretizações, a enzima pode ser utilizada em uma temperatura e em uma duração que é suficiente para conseguir a viscosidade desejada para a dispersão. Em uma ou mais concretizações, uma vez que a viscosidade desejada foi conseguida, a enzima pode ser “desativada’. Em uma ou mais concretizações, a enzima pode ser desativada pela remoção de um componente necessário para ativar a enzima. Por exemplo, a enzima pode requerer o uso de um sal particular em uma concentração particular para permitir que a enzima funcione. A remoção do sal teria, portanto, resultado na desativação da enzima. Por exemplo, a remoção de íons de cálcio por quelação (por exemplo, o uso de um agente de quelação) pode ser suficiente para desativar uma enzima que é utilizada para clivar o amido solúvel presente na dispersão da presente descrição.

[0063] Em uma ou mais concretizações, o amido de alimentação pode ser cisalhado em partículas de amido da dispersão na ausência de um reticulante (por exemplo, sem o uso de química de reticulação). Em uma ou mais concretizações, o cisalhamento do amido de alimentação em partículas de amido da dispersão pode ser conduzida na ausência de um surfactante. Em uma ou mais concretizações, o uso de um ou mais de um reticulante e/ou um surfactante é, entretanto, possível com concretizações da presente invenção. Em uma ou mais concretizações, o uso de um reticulante na preparação da dispersão da presente invenção pode auxiliar na mudança do peso molecular da partícula de amido, em relação a não ter utilizado o reticulante. A referida mudança em pelo menos uma porção do valor do peso molecular das partículas de amido da presente invenção pode prover as vantagens da resistência à umidade derivada da dispersão na aplicação de uma formulação de revestimento de papel. Deve ser apreciado que o referido reticulante poderia interagir com as partículas de amido através da ligação de hidrogênio, ligação covalente, ou uma combinação de ambos.

[0064] Em uma ou mais concretizações, uma variedade de misturadores do estator do rotor podem ser utilizadas de acordo com a presente descrição. Exemplos dos referidos misturadores do estator do rotor incluem, mas não estão limitados a, misturadores de alto cisalhamento em batelada, misturadores de alto cisalhamento em série, misturadores em série de ultra alto cisalhamento, e moinhos de trituração (por exemplo, um Moinho Kady) entre outros discutidos aqui. Em uma ou mais concretizações, o misturador do estator do rotor pode ser operado como parte de um processo contínuo, um processo semi-contínuo e/ou um processo em batelada.

[0065] A título exemplificativo, uma dispersão de partículas de amido no líquido aquoso como descrito aqui pode ser preparado em uma forma contínua da maneira a seguir. Em um tanque de agitação, o amido de alimentação pode ser adicionado ao líquido aquoso para criar um mosto tendo, como provido aqui, um limite inferior para um limite superior da quantidade de líquido aquoso introduzido com o amido de alimentação dentro do misturador do estator do rotor (por exemplo, de 40% em peso a 60% em peso, com base no peso do líquido aquoso e do amido de alimentação). Em alguns casos, o misturador rotor/estator pode ser equipado com uma alimentação do pó ligado que pode permitir que ambos, o amido de alimentação e o líquido aquoso sejam alimentados dentro do misturador do rotor/estator de forma contínua. A proporção das taxas de fluxo das duas correntes pode ser arranjada para conseguir um mosto tendo a quantidade desejada de líquido aquoso introduzido com o amido de alimentação no misturador do estator do rotor (por exemplo, de 40% em peso a 60% em peso com base no peso do líquido aquoso e do amido de alimentação).

[0066] O mosto do amido de alimentação e o líquido aquoso podem ser bombeados dentro de um misturador rotor/estator, de modo que ele passe através do misturador em uma passagem única. A temperatura e a taxa de fluxo do mosto, bem como a temperatura da camisa do misturador rotor/estator podem ser mantidas de modo que a temperatura do mosto seja de uma temperatura de gelatinização até abaixo da temperatura de solubilização do amido de alimentação, como discutido aqui. A força de cisalhamento, nas faixas providos aqui, pode então ser aplicado ao amido de alimentação sem seu estado intumescido de modo a criar a dispersão das partículas de amido, como discutido aqui. Em alguns casos, uma solução de uma enzima como discutido aqui (por exemplo, água contendo 0,15% em peso da enzima e 0,19% em peso de cloreto de cálcio) pode ser adicionados continuamente dentro da dispersão no misturador rotor/estator através de uma porta de injeção separada. Em alguns casos, um segundo misturador rotor/estator (equipado com uma segunda camisa do misturador para resfriamento) pode ser colocado em série após o misturador rotor/estator prover cisalhamento adicional para reduzir ainda mais o tamanho das partículas de amido na dispersão, se desejado. A velocidade do rotor, o desenho do rotor, o padrão operacional do rotor, a taxa de fluxo dos componentes (por exemplo, o amido de alimentação e o líquido aquoso), a pressão e a temperatura são exemplos de variáveis na produção contínua da dispersão das partículas de amido no líquido aquoso de acordo com a presente descrição. A seleção e os valores para as referidas variações, do líquido aquoso e/ou qualquer um dos aditivos opcionais selecionados na preparação da dispersão da presente descrição.

[0067] Em uma ou mais concretizações, os aditivos opcionais pode também ser utilizada no processo da presente descrição. Por exemplo, os estabilizantes aniônicos e iônicos podem ser adicionados à dispersão durante o processo de cisalhamento para reduzir a aglomeração de partículas durante a secagem. Em um exemplo adicional, um plastificante pode estar presente em adição ao amido de alimentação e o líquido aquoso. Exemplos de plastificantes incluem um poliol (por exemplo, etileno glicol, propileno glicol, poliglicois, glicerol, sacarose, maltose, maltodextrinas, e alcoóis de açúcar, tais como sorbitol), ureia, lactato de sódio, aminoácidos, ou ésteres de ácido cítrico, em um nível de 5 a 40% em peso com base no peso seco do amido de alimentação. Entretanto, a água pode já agir como um plastificante. A quantidade total do plastificante (ou seja, água e plastificante adicional) pode variar de 5% e 65% em peso com base no peso seco do amido de alimentação. Um lubrificante, tal como lecitina, outros fosfolipídios ou monoglicerídeos, pode também estar presentes em um nível de 0,5% a 2,5% em peso com base no peso seco do amido de alimentação.

[0068] Em uma ou mais concretizações, os aditivos opcionais pode também ser adicionados às dispersões da presente descrição. Os referidos aditivos incluem, mas não estão limitados a, biocidas, aditivos antimicrobianos, uma base e/ou um ácido para ajuste do pH, pigmentos, melhoradores de aromatizantes ou fragrância, material de carga inerte orgânico e/ou inorgânico ou pigmentos, e combinações dos mesmos.

[0069] Em uma concretização, a dispersão da presente invenção é fácil para utilizar o misturador do estator do rotor como é. Isto reduz vantajosamente os custos associados com as etapas de secagem requerida por alguns processos da técnica anterior para concentrar o material dentro de uma forma de pó. É, entretanto, possível pelo menos parcialmente, ou seja, menos que 90 pro cento, substancialmente, ou seja, pelo menos 90 por cento e/ou completamente, ou seja, pelo menos 98 por cento, da remoção do líquido aquoso a partir das partículas do amido da dispersão para concentrar o conteúdo sólido da dispersão ou para formar um pó de redispersão seco das partículas de amido para redispersão final. Como provido aqui, pelo menos parcialmente, ou seja, menos que 90 por cento, substancialmente, ou seja, pelo menos 90 por cento, e/ou completamente, ou seja, pelo menos 98 por cento, da remoção do líquido aquoso a partir das partículas da dispersão podem formar um pó de redispersão seco tendo um diâmetro médio de tamanho de partícula não maior que 20 μ m, por exemplo, não maior que 10 μ m; em uma alternativa, não maior que 5 μ m, em uma alternativa, não maior que 4 μ m, em uma alternativa, não maior que 2 μ m. As partículas de pó de redispersão seca pode aglomerar durante as etapas de secagem para formar partículas maiores que as partículas de amido na dispersão. As partículas aglomeradas pode ser dispersa em uma dispersão tendo um diâmetro médio do tamanho de partícula não maior que 2 μ m; por exemplo, a partir de um diâmetro médio de tamanho de partícula não maior que 1 μ m ou um diâmetro médio do tamanho de partícula de 10 a 200 nanômetros.

[0070] Vários meios para redução do conteúdo de líquido aquoso de dispersão e/ou para secagem da dispersão são conhecidos pelos técnicos no assunto. Exemplos desses meios incluem secagem por ar, secagem forçada por ar, secagem por pulverização, filtragem pressurizada e centrifugação, entre outros. Em uma ou mais concretizações, o pó de secagem das partículas de amido pode ser ainda moído para quebrar as partículas e/ou agregados de partículas dentro do tamanho desejado. O pó de secagem das partículas de amido da presente invenção pode então ser resuspenso em uma dispersão em um período desejado. Em uma ou mais concretizações, pode também ser possível adicionar água adicional para a dispersão para alterar o conteúdo de sólidos para um nível desejado.

[0071] Em uma ou mais concretizações, o pó seco das partículas de amido pode também ser combinado com outros pós, compostos e/ou dispersões antes de ou no período da resuspensão. Exemplos dos referidos pós, compostos e/ou dispersão incluem, mas não estão limitados a, látexes, ligantes lates e não látex, dispersões, pigmentos, entre outros úteis para película de revestimento, adesivo e/ou sistemas ligantes, como são providos aqui.

[0072] As partículas de amido da presente invenção podem também ser combinados com um ou mais dos componentes adicionais a seguir. Os referidos componentes adicionais podem ser misturados com as partículas de amido na dispersão ou podem ser combinados com um pó seco das partículas de amido. Em uma ou mais concretizações, o componente adicional pode incluir um ou mais composições ligantes tais como látex acrílico, látex acrílico de vinila, látex de estireno acrílico, látex de estireno butadieno, látex de etileno vinil acetato, ligantes celulósicos modificados, tais como, metilcelulose, hidroxipropil celulose, e combinações desses, opcionalmente um ou mais material de carga, opcionalmente um ou mais aditivos, opcionalmente um ou mais pigmentos, por exemplo, dióxido de titânio, mica, carbonato de cálcio, sílica, óxido de zinco, vidro moído, tri-hidrato de alumínio, talco, trióxido de antimônio, cinzas soltas, e argila; opcionalmente, um ou mais co-solventes, por exemplo, glicóis, éter glicol, 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol monoisobutirato, alcoóis, espírito mineral, e ésteres de benzoato, opcionalmente um ou mais dispersantes, por exemplo, aminoálcoois, e policarboxilatos; opcionalmente um ou mais surfactantes; opcionalmente um ou mais antiespumantes, opcionalmente um ou mais conservantes, por exemplo, biocidas, mildewcides, fungicidas, algicidas, e combinações dos mesmos; opcionalmente um ou mais espessantes; por exemplo, espessante baseado em celulose tais como hidroxietil celulose, emulsões solúveis alcalinas hidrofobicidamente modificadas (espessantes HASE tais como UCAR® POLYPHOBE TR-116 obtido na The Dow Chemical Company) e espessantes uretano etoxilados hidrofobicamente modificados (HEUR); ou opcionalmente um ou mais agentes neutralizantes adicionais, por exemplo, hidróxidos, aminas, amônia, e carbonatos.

[0073] Os componentes adicionais podem também incluir, mas não estão limitados a, derivados polissacarídeos, incluindo derivados de celulose. Exemplos dos referidos derivados polissacarídeos incluem, éteres de polissacarídeos, éteres de celulose e ésteres, e éteres de celulose solúveis em água. Eles podem ter um ou mais substituintes tais como, do tipo hidroetil, hidroxipropil, hidroxibutil, metil, etil, propil, di-hidroxipropil, carboximetil, sulfoetil, grupos alquila ramificados ou não ramificados de cadeias longas hidrofóbicas, grupos alquil arila ramificado ou não ramificado de cadeias longas hidrofóbicas, ou grupos alquil arila, grupos catiônicos, acetato, propionato, butirato, lactato, nitrato ou sulfato, dos quais alguns grupos, tais como, por exemplo, hidroxietil, hidroxipropil, hidroxibutil, dihidroxipropil e lactato são capazes de formar enxertos. Os substituintes dos polissacarídeos de acordo com a presente invenção não estão limitados a estes grupos. Os derivados de polissacarídeos típicos são derivados de goma guar, derivados amido, derivados de quitina ou quitosana, e derivados de celulose, mas os derivados de polissacarídeos de acordo com a descrição não estão limitados a esses.

[0074] Exemplos de derivados celulósicos podem incluir, mas não estão limitados a, hidroxietil celulose (HEC), hidroxipropil celulose (HPC), hidroxietil etil celulose (EHEC), carboximetil celulose, carboximetil hidroxietil celulose (CMHEC), hidroxipropil hidroxietil celulose (HPHEC), metil celulose (MC), metil hidroxipropil celulose (MHPC), metil hidroxietil celulose (MHEC), carboximetil cellulose (CMC), hidroxietil celulose hidrofobicamente modificado (hmHEC), hidroxipropil hidrofobicamente modificado (hmHPC), etil hidroxietil celulose hidrofobicamente modificado (hmEHEC), carboximetil hidroxietil celulose hidrofobicamente modifciado (hmCMHEC), hidroxipropil hidroxietil celulose hidrofobicamente modifciado (hmHPHEC), metil celulose hidrofobicamente modificado (hmMC), metil hidroxipropil celulose hidrofobicamente modificado (hmMHPC), metil hidroxietil celulose hidrofobicamente modificado (hmMHEC), carboximetil metil celulose hidrofobicamente modificado (hmCMMC), sulfoetil celulose (SEC), hidroxietil sulfoetil celulose (HESEC), hidroxipropil sulfoetil celulose (HPSEC), metil hidroxietil sulfoetilcelulose (HESEC), hidroxipropil sulfoetil celulose (HPSEC), metil hidroxietil sulfoetilcelulose (MHESEC), metil hidroxipropil sulfoetil celulose (MHPSEC), hidroxietil hidroxipropil sulfoetil celulose (HEHPSEC), carboximetil sulfoetil celulose (CMSEC), sulfoetil celulose hidrofobicamente modificado (hmSEC), hidroxietil sulfoetil celulose hidrofobicamente modificado (hmHESEC), hidroxipropil sulfoetil celulose hidrofobicamente modificado (hmHPSEC) ou hidroxietil hidroxipropil sulfoetil celulose hidrofobicamente modificado (hmHEHPSEC). Outros derivados celulósicos apropriados incluem éteres de celulose tendo um ponto de floculação térmico em água, tal como, por exemplo, metil celulose, metil hidroxietil celulose, metil hidroxipropil celulose e hidroxipropil celulose.

[0075] As concretizações da presente invenção pode também empregar um corante como parte da dispersão. Uma variedade de cores pode ser utilizada. Exemplos incluem cores tais como amarelo, magenta, e ciano. Como um agente de coloração preto, o negro de fumo, e um agente corante de tom para preto usam os agentes de coloração amarelo/magenta/ciano mostrados abaixo podem ser utilizados. Os corantes, como utilizado aqui, incluem pigmentos, corante, e pré-dispersões, entre outros. Esses corantes podem ser utilizados separadamente, em uma mistura, ou como uma solução sólida. Em varias concretizações, os pigmentos pode ser provido na forma de pigmentos brutos, pigmentos tratados, pigmentos pré-moídos, pós de pigmentos, bolos de pigmentos prensados (“presscakes”), pequenas quantidades altamente concentradas de pigmentos (“masterbatches”), pigmentos reciclados, e pré- dispersões de pigmentos sólidos ou líquidos. Como utilizado aqui, um pigmento bruto é uma partícula de pigmento que não teve um tratamento a úmido aplicado em sua superfície, tal como, depósito de vários revestimentos sobre a superfície. O pigmento bruto e o pigmento tratado são ainda discutidos na publicação internacional No.: WO 2005/095277 e na publicação de pedido de patente norte-americano US 2006/0078485, as porções relevantes dos quais são incorporados aqui por referência. Em contraste, um pigmento tratado pode ser submetido ao tratamento a úmido, tal como prover revestimentos de óxidos metálicos sobre a superfícies da partícula. Exemplos de revestimentos de óxido metálico incluem alumina, sílica, e zircônia. O pigmento reciclado pode também ser utilizado como partículas de pigmento inicial, onde o pigmento reciclado é pigmento após o tratamento à úmido de qualidade insuficiente para ser vendido como um pigmento de revestimento.

[0076] Exemplos de partículas corantes incluem, mas não está limitado a, os pigmentos tais como agentes de coloração amarelo, compostos tipificados por um composto azo condensado, um composto isoindolinona, um composto antraquinona, um composto metina de complexo azometálico, e um composto alilamida como pigmentos podem ser utilizados. Como um agente corante magenta, um composto azo condensado, um composto dicetopirrolopirol, antraquinona, um composto quinacridona, um composto de tinta vermelha a base de corante, um composto naftol, um composto benzimidazolona, um composto tioindigo, e um composto perileno podem ser utilizados. Como um agente corante ciano, um composto de ftalocianina de cobre e seus derivados, um composto antraquinona, um composto de tinta vermelha a base de corante, e do gênero podem ser utilizados.

[0077] As dispersões da presente descrição podem ser utilizadas, por exemplo, em diferentes aplicações de revestimentos tais como aplicações de revestimento arquitetural, aplicações de revestimentos automotivos, aplicações de revestimentos de papel, aplicações de dimensionamento de papel, aplicações de revestimentos de grãos, aplicações de revestimento industrial e revestimentos condutores, aplicações adesivas, aplicações ligantes, aplicações selantes, aplicações de espuma, aplicações em toner, aplicações de revestimento de liberação imediata, e aplicações de revestimento de liberação controlada, entre outras.

[0078] A dispersão pode ser empregada nas aplicações existentes onde o amido e/ou látex são utilizados. Por exemplo, a dispersão pode ser utilizada em uma composição de revestimento de papel. As composições de revestimento de papel podem ser preparadas por substituição completa ou parcial do material de dispersão do amido para outros ligantes convencionais, tais como amidos de revestimento látex e convencionais.

[0079] Surpreendentemente, uma vantagem significante da dispersão da presente invenção é que ela pode permanecer auto-estável a 25°C por um período de tempo de pelo menos 52 semanas.

[0080] Em uma ou mais concretizações, a dispersão da presente invenção pode ser utilizada em uma variedade de aplicações. As referidas aplicações incluem, mas não estão limitadas a, composição de revestimento, composições adesivas (por exemplo, fitas, marcadores, ligantes de livros, etc.), farmacêuticas (por exemplo, como um extensor em revestimentos de tabletes), como um ligante e/ou material de carga em laminações a úmido e/ou compósitos de madeira, ligantes de fibra de vidro para telha, e/ou aplicações de ligação de dilatação de poliéster, do tipo reforço de telhado e carpete. Eles podem também ser utilizados em composições de revestimento de papel, aplicações para ligação de carpete, almecega (resina de aroeira - “mastics”),compostos de ligação, e/ou cimentos.

[0081] Substratos apropriados para a dispersão da presente invenção incluem, mas não estão limitados a, materiais básicos celulósicos, tais como, papel, placas de papel, e/ou papelão, materiais baseados em metais, materiais baseados em poliméricos (sintéticos e/ou natural), e materiais com base mineral (por exemplo, concreto), entre outros. As dispersões da presente invenção podem também ser utilizadas em aplicações de amido existente, aplicações de látex sintético existente, aplicações de revestimento, formulações látex onde alguns dos látex podem ser substituídos pela dispersão da presente invenção.

[0082] As dispersões de acordo com a presente invenção podem ser aplicadas a um ou mais superfícies de um substrato apropriado via métodos conhecidos para um técnico no assunto, tal como, pulverização, impressão, revestimento por rolo, revestimento a jato, película de revestimento, revestimento de pudla, revestimento de couro, e/ou imersão e, subsequentemente pelo menos uma porção de líquido aquoso pode ser removido formando, desse modo, uma camada de revestimento, por exemplo, uma película, associada com um ou mais superfícies do substrato.

EXEMPLOS

[0083] Os exemplos a seguir são dados para ilustrar as concretizações da presente invenção e não devem ser construídos como limitativos de seu escopo. Todas as partes e porcentagens são em peso a menos que de outro modo indicado.

Método de teste Brilho de folhas:

[0084] O brilho das folhas é medido utilizando um instrumento Technidyne T-480 em um ângulo de incidência de 75°, disponível na Technidyne Corporation. O brilho da folha é uma propriedade que descreve uma aparência lustrosa ou reluzente do papel revestido e é uma medida da reflexividade da superfície de folha.

Brilho da folha (Brilho GE)

[0085] O brilho da folha é medido usando um instrumento Technidyne Brightimeter Micro S-5 e o Colortouch PC disponível na Technidyne Corporation. O brilho é um valor numérico do fator de reflexão de uma amostra com relação a luz azul. O instrumento tem uma fonte de luz que cintila sobre uma peça de papel a 45 graus com a óptica de recebimento que visualiza o mesmo ponto de zero graus, perpendicular à amostra.

Viscosidade Brookfield

[0086] As viscosidades é medida usando um viscômetro Brookfield RVT (disponível na Brookfield Engineering Laboratories, Inc., Stoughton, Massachusetts, USA). Para a determinação da viscosidade, uma amostra é derramada dentro de um recipiente apropriadamente grande para evitar os efeitos da borda entre a parede e o eixo. A viscosidade é medida em torno de 25°C com uma variedade de tamanhos de eixos e velocidades de rotações dependendo das características da amostra sendo medida. Os valores relatados nas Tabelas 1 e 2 foram obtidos com um número de 3 eixos e uma condição de 100 rpm.

Materiais

[0087] Os materiais a seguir são utilizados nos exemplos.

[0088] Amido A: amido de milho ceroso (Douglas Waxy Peari Starch, disponível na Penford, Cedar Rapids, IA), pó seco contendo cerca de 11% de umidade.

[0089] Amido B: amido de milho do dente (Pearl Starch, disponível na Penford, Cedar Rapids, IA), pó seco contendo cerca de 11% de umidade.

[0090] Amido C: amido de milho ceroso nativo (Merizet 300, disponível na Tate e Lyle, Koog, Netherlands), pó seco contendo cerca de 11% de umidade.

[0091] Cloreto de cálcio: 10 pro cento em peso da solução de cloreto de cálcio em água (Cloreto de cálcio da Fischer Scientific, Fair Lawn, N.J.).

[0092] Reticulante: Glioxal (EKA RC 5550, disponível na Eka Chemicals Inc., Marietta, GA, USA).

[0093] Insolubilizante: melhorador de resistência de superfície (Cartabond TS1 (42%), disponível na Clariant, Muttenz, Suíça).

[0094] Braqnueador: 2,5 por cento em peso da solução de hipoclorito de sódio em água (branqueador doméstico, disponível na Clorox, Corp.).

[0095] Enzima: preparação da enzima (BAN 4801, disponível na Novozymes A/S, Bagsvaerd, Dinamarca).

[0096] Agente quelante: preparação do quelante em água (VERSENOL 120, disponível na Dow Chemical, Midland, MI).

[0097] Carbonato: Dispersão de carbonato de cálcio com tamanho de partícula de 90% < 2 μ m em água (Hydrocarb®90, disponível na Pluess-Stauffer, Oftringen, Suíça), 77% de sólidos.

[0098] Argila: dispersão de No. 1, argila caolin de alto brilho com tamanho de partícula de90-96%, < 2 μ m em água (Hydrafine®, disponível na KaMin Performance Materials, Macon, GA, USA), 71% de sólidos.

[0099] Látex: látex estireno-butadieno carboxilado (CP 638NA, disponível na The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA), 50% de sólidos em água.

[0100] Corrosivo: 20% da solução de hidróxido de sódio (Fisher Scientific, Fair Lawn, N.J.).

[0101] Água: água deionizada.

[0102] Papel: Um medidor de 88 grama/quadrada de papel a base de madeira livre, disponível na Appleton Coated, Appleton, WI.

Equipamento:

[0103] Preparar a dispersão através da primeira medida de uma quantidade de amido A e de água deionizada, ambas a temperatura ambiente (25°C), para fazer uma mistura tendo um conteúdo de sólidos de 50% em peso. Colocar uma quantidade suficiente da mistura no vaso de mistura do misturador Lab Kady-Mill para cobrir adequadamente o estator do rotor para prevenir respingos (por exemplo, sendo que a quantidade suficiente da mistura para o presente exemplo é de 750 gramas de Amido A e 665 gramas de água deionizada). O arranjo do conjunto de velocidade de direcionamento do rotor do misturador Lab Kady-Mill para o número “10” (escala de 1 a 10) e a mistura do amido de alimentação e a mistura de água tendo o conteúdo de sólidos de 50 por cento em peso por 5,5 minutos até a dispersão resultante não circular no vaso de mistura sob agitação. Reduzir a velocidade do conjunto de velocidades de direcionamento do motor para o número “4” e adicionar água à dispersão para reduzir o conteúdo de sólidos para 25 por cento em peso. Misturar a dispersão no arranjo de velocidade do motor em “4” por 5 minutos adicionais. O resultado é uma dispersão estável de partículas de amido no líquido aquoso, de acordo com a presente descrição, a qual não vira gel após o armazenamento à temperatura ambiente por 24 horas (25°C).

Exemplo 2

[0104] Preparar a dispersão através da mistura de uma quantidade de amido A e água deionizada, ambas a temperatura ambiente (25°C), para fazer uma mistura tendo um conteúdo de sólidos de 50% em peso. Adicionar 1 parte de reticulante baseado em 100 partes do amido A seco à mistura. Colocar uma quantidade suficiente da mistura no vaso de mistura do misturador Lab Kady-Mill para cobrir adequadamente o estator do rotor para prevenir respingos (por exemplo, sendo que a quantidade suficiente da mistura para o presente exemplo é de 750 gramas de Amido A e 665 gramas de água deionizada). O arranjo do conjunto de velocidade de direcionamento do rotor do misturador Lab Kady-Mill foi conduzido ao número “10” (escala de 1 a 10) e a mistura do amido de alimentação e a mistura de água tendo o conteúdo de sólidos de 50 por cento em peso por 5,5 minutos até a dispersão resultante não circular no vaso de mistura sob agitação. Reduzir a velocidade do conjunto de velocidades de direcionamento do motor para o número “4” e adicionar água à dispersão para reduzir o conteúdo de sólidos para 25 por cento em peso. Misturar a dispersão no arranjo de velocidade do motor em “4” por 5 minutos adicionais. O resultado é uma dispersão estável de partículas de amido no líquido aquoso, de acordo com a presente descrição, a qual não vira gel após o armazenamento à temperatura ambiente por 24 horas (25°C).

Exemplo 3

[0105] Preparar a dispersão através de uma primeira medida de uma quantidade do amido B e água deionizada, ambas a temperatura ambiente (25°C), para fazer uma mistura tendo um conteúdo de sólidos de 50% em peso. Colocar uma quantidade suficiente da mistura no vaso de mistura do misturador Lab Kady-Mill para cobrir adequadamente o estator do rotor para prevenir respingos (por exemplo, sendo que a quantidade suficiente da mistura para o presente exemplo é de 750 gramas de Amido B e 665 gramas de água deionizada). O arranjo do conjunto de velocidade de direcionamento do rotor do misturador Lab Kady-Mill foi conduzido ao número “10” (escala de 1 a 10) e a mistura do amido de alimentação e a mistura de água tendo o conteúdo de sólidos de 50 por cento em peso por 5,5 minutos até a dispersão resultante não circular no vaso de mistura sob agitação. Reduzir a velocidade do conjunto de velocidades de direcionamento do motor para o número “4” e adicionar água à dispersão para reduzir o conteúdo de sólidos para 25 por cento em peso. Misturar a dispersão no arranjo de velocidade do motor em “4” por 5 minutos adicionais. O resultado é uma dispersão estável de partículas de amido no líquido aquoso, de acordo com a presente descrição, a qual não vira gel após o armazenamento à temperatura ambiente por 24 horas (25°C).

Exemplo 4

[0106] Preparar a dispersão através de uma primeira medida de uma quantidade do amido B e água deionizada, ambas a temperatura ambiente (25°C), para fazer uma mistura tendo um conteúdo de sólidos de 50% em peso. Adicionar uma parte de reticulante com base em 100 partes do amido B seco à mistura. Colocar uma quantidade suficiente da mistura no vaso de mistura do misturador Lab Kady-Mill para cobrir adequadamente o estator do rotor para prevenir respingos (por exemplo, sendo que a quantidade suficiente da mistura para o presente exemplo é de 750 gramas de Amido B e 665 gramas de água deionizada). O arranjo do conjunto de velocidade de direcionamento do rotor do misturador Lab Kady-Mill foi conduzido ao número “10” (escala de 1 a 10) e a mistura do amido de alimentação e a mistura de água tendo o conteúdo de sólidos de 50 por cento em peso por 5,5 minutos até a dispersão resultante não circular no vaso de mistura sob agitação. Reduzir a velocidade do conjunto de velocidades de direcionamento do motor para o número “4” e adicionar água à dispersão para reduzir o conteúdo de sólidos para 25 por cento em peso. Misturar a dispersão no arranjo de velocidade do motor em “4” por 5 minutos adicionais. O resultado é uma dispersão estável de partículas de amido no líquido aquoso, de acordo com a presente descrição, a qual não vira gel após o armazenamento à temperatura ambiente por 24 horas (25°C).

Composições de revestimento de papel preparada com as dispersões dos Exemplos 1 a 4

[0107] Para cada uma das dispersões dos Exemplos 1 a 4, preparar uma composição de revestimento de papel com base em 100 partes do pigmento total em uma base seca. Especificamente, preparar um pigmento deslizante (“slip”) usando 60 partes em peso seco de carbonato e 40 partes em peso seco de argila, como provido anteriormente. Então, adicionar 5 partes em peso seco de látex e 9 partes em peso seco da dispersão como provido na tabela 1. Finalmente, adicionar 0,1 parte em peso seco do insolubilizante à composição de revestimento de papel. Ajustar o pH par a8,5 com 20% de hidróxido de sódio aquoso e ajustar o conteúdo de sólidos com água para 61,0%.

[0108] Preparar o papel revestido usando a composição de revestimento de papel no processo a seguir. Utilizar uma lâmina de revestimento de laboratório (fabricada pela Enz Technik Ag, Giswil, Suíça) para aplicar a composição de revestimento de papel ao papel. Arrumar a pressão de medição da lâmina para aplicar 8 libras/3300 pés quadrados e secar a composição de revestimento de papel resultante usando infravermelho e secagem por flotação de ar para conseguir uma umidade alvo de 4,5%. Cortar as amostras de papel resultantes em lâminas e então calandrar em laboratório usando um equipamento Beloit Wheler Laboratory Calender Modelo 753 (fabricado pela Beloit Manhattna, Otsego, Michigan, USA) usando 3 passagens através de uma inclinação única a 65°C e uma pressão de carga equivalente a 800 libras por polegada linear (pli). As propriedades do papel revestido são dadas na Tabela 1. Tabela 1 Propriedades do papel revestido com a composição de revestimento que inclui a dispersão dos Exemplos 1 a 4

*Direção transversal na máquina

Exemplo 5

[0109] Preparar a dispersão através de uma primeira medida de uma quantidade do amido C e água deionizada, ambas a temperatura ambiente (25°C), para fazer uma mistura tendo um conteúdo de sólidos de 45% em peso. Colocar 113,4 Kg do amido C e 126,6 kg de água no tanque do corpo do misturador GAW. O arranjo do conjunto de velocidade do misturador GAW a 1800 rpm sobre a velocidade de direcionamento do motor controla e mistura a mistura tendo o conteúdo de 45% em peso de sólidos por 30 minutos até a dispersão resultante alcançar uma temperatura de 65,5°C. Adicionar 200 partes por milhão com base n peso seco de cloreto de cálcio via uma solução a 10%. Adicionar 0,00005 parte da enzima, com base em 100 partes do amido C seco, à dispersão e misturar por um período adicional de 30 minutos. Reduzir a faixa de velocidade do misturador GAW para 600 rpm no controle da velocidade de direcionamento do motor. Adicionar o agente quelante a 2000 partes por milhão e misturar a dispersão por um período adicional de 10 minutos.

[0110] O resultado é uma dispersão estável de partículas de amido no líquido aquoso que não se transforma em gel após armazenamento à temperatura ambiente (25°C) durante 24 horas.

Exemplo Comparativo A

[0111] Preparar a dispersão através de uma primeira medida de uma quantidade do amido B e água deionizada, ambos a temperatura ambiente (25°C), para fazer uma mistura tendo um conteúdo de sólidos de 40% em peso. Colocar uma quantidade suficiente da mistura no vaso de mistura do misturador Lab Kady-Mill para cobrir adequadamente o estator do rotor para prevenir respingos (por exemplo, sendo que a quantidade suficiente da mistura para o presente exemplo é de 750 gramas de Amido B e 998,9 gramas de água deionizada). O arranjo do conjunto de velocidade de direcionamento do rotor do misturador Lab Kady-Mill foi conduzido ao número “10” (escala de 1 a 10) e a mistura do amido de alimentação e a mistura de água tendo o conteúdo de sólidos de 40 por cento em peso por 5,5 minutos até a dispersão resultante não circular no vaso de mistura sob agitação. Reduzir a velocidade do conjunto de velocidades de direcionamento do motor para o número “4” e adicionar água à dispersão para reduzir o conteúdo de sólidos para 25 por cento em peso. Misturar a dispersão no arranjo de velocidade do motor em “4” por 5 minutos adicionais.

[0112] O resultado é uma dispersão de amido em água que se torna gel após armazenamento a temperatura ambiente (25°C) após 24 horas. O material será derramado a partir do recipiente, e não é apropriado para um componente em uma formulação de revestimento.

[0113] Exemplo Comparativo A ilustra a necessidade de ter uma porcentagem de conteúdo de sólido em peso maior durante o processo de cisalhamento (quando comparado ao conteúdo de sólidos finais da dispersão resultante, a qual foi, em ambos os casos 25 pro cento em peso de conteúdo de sólidos). No Exemplo comparativo A existia um conteúdo de sólidos de 40 por cento em peso durante o processo de cisalhamento, quando comparado a um conteúdo de sólidos de 50 por cento em peso do Exemplo 3. Assim, no Exemplo Comparativo A há aproximadamente 20 por cento menos conteúdo de sólidos, quando comparado ao Exemplo 3, na mistura durante o processo de cisalhamento que permite partículas de amido menores para passar através dos pontos de cisalhamento no misturador. Em outras palavras, no Exemplo 3 existe um conteúdo de sólidos aproximadamente 25% maior do que quando comparado ao Exemplo Comparativo A, na mistura durante o processo de cisalhamento. Acredita-se que esse alto conteúdo de sólidos durante o processo de cisalhamento seja importante para se conseguir a dispersão estável das partículas de amido de diâmetro médio de tamanho de partícula, como discutido acima.

[0114] A tabela 2 abaixo provê um resumo dos valores de Viscosidade Brookfield para as dispersões dos Exemplos 1 a 5, e do Exemplo comparativo A. Tabela 2

Claims

1. Processo para preparar uma dispersão de partículas de amido em um líquido aquoso, caracterizadopelo fato de compreender: - introduzir um amido de alimentação tendo um diâmetro médio de tamanho de partícula de 15 micrômetros a 40 micrômetros e o líquido aquoso dentro de um misturador do estator do rotor; - manter o amido de alimentação e o líquido aquoso no misturador em uma temperatura variando de uma temperatura de gelatinização para menos que uma temperatura de solubilização, e - cisalhar o amido de alimentação em partículas de amido na ausência de um reticulador com o misturador do estator do rotor para formar a dispersão de partículas de amido no líquido aquoso, onde o cisalhamento produz partículas de amido tendo um tamanho de partícula médio de não mais que 2 micrômetros.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o cisalhamento do amido de alimentação dentro das partículas de amido incluir a formação da dispersão tendo 20 a 65 por cento em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizadopelo fato de o estator do rotor transmitir energia mecânica específica em uma faixa de 100 J/g a 2000 J/g durante o cisalhamento do amido de alimentação dentro das partículas de amido.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizadopelo fato de o cisalhamento do amido de alimentação dentro das partículas de amido ser conduzido na ausência de um surfactante.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de o cisalhamento do amido de alimentação produzir amido solúvel tendo um peso molecular inicial; e reduzir o amido solúvel a partir do peso molecular inicial para um peso molecular final menor que o peso molecular inicial.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de a redução do amido solúvel incluir a redução enzimática do amido solúvel a partir do peso molecular de partida para um peso molecular final menor que o peso molecular de partida.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de a viscosidade da dispersão tendo 20 a 65 por cento em peso das partículas de amido com base no peso total da dispersão ser menor que 10.000 cP após estar a 25°c durante 24 horas.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de incluir pelo menos parcialmente a remoção do líquido a partir das partículas de amido da dispersão formando, desse modo, um pó redispersável seco.

9. Dispersão de partículas de amido, caracterizada pelo fato de ser preparada pelo processo conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 8.

10. Composição de revestimento, caracterizada pelo fato de compreender a dispersão definida na reivindicação 9.

11. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de ser aplicada a um ou mais superfícies de um substrato, e sendo que uma porção do líquido aquoso ser removida formando assim uma camada de revestimento associada com um ou mais substrato. superfícies do

12. Artigo, caracterizadopelo fato de compreender: um substrato tendo uma ou mais superfícies; e uma ou mais camadas de revestimento com uma ou mais superfícies do substrato, onde a camada de revestimento é derivada da composição de revestimento, conforme definida na reivindicação 10, com a provisão de que as partículas de amido são cisalhadas na ausência de um reticulante.