Procédé pour préparer à partir d'agrégats cristallites de cellulose un n produit solide dispersible
La présente invention a pour objet un procédé pour préparer à partir d'agrégats de cristallites de cellulose un produit solide susceptible d'être dispersé dans de l'eau en formant une dispersion colloïdale, ces agrégats, lorsqu'ils sont dispersés seuls dans l'eau et que la dispersion est séchée, fournissant une masse à aspect calleux non dispersible.
Il est bien connu que la cellulose, soit naturelle soit regénérée, peut être soumise à une action d'hydrolyse et que la partie amorphe de la cellulose peut être enlevée. La partie restante de la cellulose a été désignée sous le nom de cellulose à degré de polymérisation uniformisé et a été décrite dans un article de O. A. Battista sous le titre Hydrolyse et cristallisation de la cellulose , volume 42, Industrial
Engineering Chemistry, pages 502-507 (1950). La cellulose à degré de polymérisation uniformisé telle que définie donne des diagrammes de diffraction aux rayons X extrêmement nets montrant que le produit est constitué sensiblement de cellulose cristalline ayant un ordre latéral anormalement élevé.
Le matériau de cellulose cristalline qui sera mentionné ici sous le nom d'agrégats de cristallites de cellulose peut aisément être recouvré du traitement d'hydrolyse sous forme de poudre ou sous forme granulaire, dans laquelle les grains ou les particules ont sensiblement de 2 à 250 microns dans leur plus grande dimension. Les agrégats de cristallites peuvent être en partie réduits à l'état formant un colloïde ou avoir une distribution de dimension en les soumettant à l'attrition, à une action de coupage à haute vitesse ou à une haute pression. Les agrégats de cristallites de cellulose contenant des agrégats de formation de colloïdale forment des dispersions colloïdales stables dans des liquides aqueux et possèdent un grand nombre d'emplois nouveaux.
Les agrégats de cristallites de cellulose, y compris les agrégats de formation de colloïdale, sont décrits en détail dans le brevet américain No 2978446 publié le 4 avril 1961.
Il n'a pas été faisable, cependant, de recouvrer les agrégats de cristallites de cellulose contenant les agrégats de formation de colloïdale à l'état granulaire ou particulaire sensiblement sec pouvant être utilisé pour former des dispersions aqueuses par une simple opération de mélange.
La présente invention a pour but de fournir des agrégats de cristallites de cellulose qui peuvent être aisément dispersés dans un liquide aqueux pour former une dispersion stable.
Dans la production des agrégats de cristallites de cellulose par le traitement d'hydrolyse et par le traitement de lavage subséquent, les cristallites de cellulose sont dans un état peu agrégé contenant une quantité relativement importante d'eau. Les chaînes de surface des unités de cristallites formant la cellulose sont séparées et ne sont pas étroitement liées ensemble. Sous cette forme, la cellulose peut être aisément désintégrée en frottant les particules de cellulose les unes sur les autres en agitant une suspension contenant de 10 /o à 15 < ?/o en poids ou plus d'agrégats de cristallites de cellulose.
Pendant que la cellulose est séchée ou que l'eau est autrement éliminée, les forces de liaison intercristallites sont mises en action et les agrégats de cristallites sont plus difficiles à disperser excepté, par exemple, par une action de coupage à haute vitesse ou par une pression extrême. Les agrégats de cristallites de cellulose jamais séchés dont la teneur en humidité est réduite approximativement à 5 /o d'eau en poids seraient en équilibre avec l'atmosphère et pourraient être considérés à l'état séché à l'air, et on les désigne ici sous le nom de cristallites de cellulose séchés à l'air.
Des cristallites de cellulose jamais séchés qui n'ont pas été séchés jusqu'à une teneur en eau inférieure à 60 O/o sont encore dans un état d'hydratation maximum avec des propriétés distinctement différentes de celles de la cellulose à l'état séché à l'air, et on les désignera ici sous le nom de cristallites de cellulose jamais séchés.
Les agrégats de cristallites de cellulose sont caractérisés par une série de craquelures et de fissures qui servent de tubes capillaires. Il a été découvert que les agrégats de cristallites de cellulose ont une activité marquée et une capacité pour absorber des quantités relativement importantes d'huile et d'autres matériaux oléagineux.
Le procédé faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'on forme une dispersion colloïdale aqueuse stable d'agrégats de cristallites de cellulose contenant au moins 0,5 /o par rapport au poids des agrégats de cristallites de cellulose, d'une matière propre à empêcher la réagrégation des agrégats de cristallites de cellulose par création de liaisons hydrogènes entre particules adjacentes du fait de la présence de groupes hydroxyles de surface, et en ce qu'on sèche ladite dispersion stable.
La matière empêchant la réagrégation empêche les liaisons hydrogènes entre les particules d'agrégats de cristallites de cellulose adjacentes qui mettent en oeuvre des groupes hydroxyles de surface. Alors, les agrégats de cristallites de cellulose sont soumis à une action de désintégration pour former certains agrégats de cristallites dans les dimensions inférieures de l'ordre de 1 micron ou moins. Les cristallites de cellulose sont agités dans l'eau pour former une dispersion stable. On laisse la dispersion sécher et les cristallites de cellulose sont récupérés sous forme granulaire et dans un état convenable pour former une dispersion stable, comme par exemple en agitant dans de l'eau en utilisant des moyens ménagers convenables tels qu'un batteur à oeufs, un mélangeur ou analogue.
Par exemple les agrégats de cristallites de cellulose soit à l'état jamais séché soit à l'état séché à l'air comportant une dimension de particules allant de 2 à 250 microns sont traités avec ladite matière dans une quantité d'approximativement 1 0/o, sur la base en poids à l'état sec des agrégats de cristallites, jusqu'à au moins une quantité suffisante pour im prégner et saturer complètement ou recouvrir les agrégats de cristallites de cellulose. Pour la plupart des cas, on peut utiliser de 0,5 '0/o à approximativement 70 10/o et préférablement de 25 à 50 0/o dans le cas de produit oléagineux.
La matière empêchant la réagrégation est mélangée avec les agrégats de cristallites pour imprégner complètement ou recouvrir ceux-ci. Il n'est pas nécessaire que la quantité supérieure de matériau oléagineux qui est utilisée dépasse la quantité nécessaire pour recouvrir, imprégner ou saturer les agrégats de cristallites de cellulose avec la matière et il n'est pas nécessaire qu'elle soit aisément perceptible à l'oeil nu en présence des agrégats de cristallites de cellulose, mais si on le désire, un excès de cette matière peut être appliqué aux agrégats de cristallites de cellulose sans gêner la mise en oeuvre du procédé.
Si on le désire, les cristallites de cellulose peuvent être traitées avec une émulsion de la matière dans le fluide aqueux ou cette matière peut aussi bien être ajoutée à la dispersion colloïdale aqueuse stable des agrégats de cristallites de cellulose déjà désintégrés et, par mélange ou agitation, la matière imprègnera ou recouvrira les agrégats de cristallites de cellulose dans la dispersion. Lorsque la matière ne s'émulsionne ou ne se disperse pas aisément dans le liquide aqueux, un matériau de surface convenable tel que des dérivés polyoxyéthylènes, de sorbitol ou mannitol, doit être présent pour assurer le revêtement ou l'imprégnation parfaite des plus petits agrégats de cristallites de cellulose désintégrés.
La matière empêchant la réagrégation peut être incorporée dans les agrégats de cristallites de cellulose ou appliquée à ces agrégats pendant que ceuxci sont en cours de désintégration, ainsi qu'avant leur désintégration ou après qu'ils ont été désintégrés, et on ne les a pas laissé sécher et on n'a pas permis aux particules de se réagréger ensemble.
Une classe convenable de matière empêchant la réagrégation est constituée par les produits oléagineux, et particulièrement les produits oléagineux comestibles, car le procédé est de valeur particulière pour la préparation de mélanges secs destinés à être utilisés soit comme aliments soit dans les aliments.
Des produits oléagineux comestibles comprennent les graisses, les huiles, les produits pour rendre friables les pâtes à pâtisserie et des produits les contenant. Plus spécifiquement, on peut mentionner les huiles végétales telles que l'huile de ricin, L'huile de coco, L'huile de coton, L'huile de lin, L'huile de soja, L'huile d'olive et l'huile de Canton ; les graisses animales et les graisses marines, et les huiles telles que le beurre, le gras de beurre, la crème, le saindoux, L'huile de stéarine, L'huile de suif, L'huile de foie de poisson, l'huile de poisson, L'huile de baleine, et aussi les produits tels que la margarine, les graisses hydrogénées, les graisses plastiques etc.
D'autres huiles utiles sont les huiles essentielles parfumées telles que l'essence de cannelle, I'essence de gingembre, I'essence de menthe et analogues. D'autre lipides comestibles ou produit oléagineux sont les huiles de salade et les huiles de friture, I'assaisonnement de salade, la mayonnaise, le fromage, le lait, les oeufs, les jaunes d'oeuf, le chocolat, le beurre de cacao.
Une autre classe de telles matières comprend les huiles minérales et les cires qui ne sont pas usuellement considérées comme comestibles; aussi, les cires animales et végétales, et en général les esters huileux ou cireux d'acides et d'alcools. Ainsi qu'il sera bien compris, les produits à point de fusion supérieur peuvent être chauffés pour les rendre plus fluides.
Certains produits huileux ou oléagineux peuvent être de caractère hydrophile, c'est-à-dire miscibles dans l'eau, tels que le monolaurate de sorbitan et le monooléate de sorbitan et les dérivés polyoxyéthylènes de ceux-ci, notés ci-dessous, bien que d'autres produits puissent être hydrophobes ou non miscibles dans l'eau, tels que les huiles végétales hydrogénées, les graisses animales satures, le monopalmitate et les mono et tristéarates de sorbitan. Généralement, les quantités les plus faibles d'agents hydrophiles peuvent être requise et elles tendent à donner des mélanges secs pouvant être plus aisément dispersés, alors que les produits hydrophobes peuvent être nécessaires en plus grandes quantités et, en addition, peuvent prendre plus de temps pour être dispersés.
A ce sujet, des produits huileux miscibles dans l'eau très désirables peuvent être choisis dans les classes de composés tels que les polyols et des dérivés éthers et esters de ceux-ci. Ces dérivés comprennent des matières empêchant la réagrégation convenables en soi et peuvent être utilisés seuls ou en combinaison avec une autre matière de ce type ou même avec plusieurs. Ils sont particulièrement utiles en combinaison avec un agent hydrophobe du type décrit dans le paragraphe précédent. Certains composés donnés à titre d'illustration sont les glycols de polyoxyéthylène et les glycols de polyoxypropylène, ainsi que les mono et diesters de ceux-ci avec des acides gras saturés et non saturés.
D'autres composés sont les glycols de méthoxy polyoxyéthylène et les glycols de polyoxypropylène et les dérivés esters de ceux-ci, ainsi que les glycols de polyoxyalkylène et leurs dérivés esters et éthers, dans lesquels le groupe oxyalkylène peut comprendre des groupes de récupération oxyéthylènes et oxypropylènes. D'autres composés encore sont des esters d'acides gras, particulièrement les monoesters et les diesters de glycol, de glycérol, de sorbitol, sorbitan et autres alcools polyhydriques substitués. L'acide peut être un acide gras à chaîne droite ou fourchue, saturé ou non saturé, monocarboxylique aliphatique ayant préférablement de 12 à 18 atomes de carbone.
Des exemples sont le monolaurate et le bilaurate de glycérol, le monooléate et le bioléate de glycérol, les mono et distéarates de glycérol, le monopalmitate de glycérol, le monomyristate de glycérol, le monostéarate de propylène glycol, le monopalmitate de propylène glycol, le monooléate de propylène glycol et les mélanges de ceux-ci, ainsi que le monolaurate de sorbitan, les monoesters de polyoxyéthylène de sorbitan, y compris le laurate, le palmitate, le stéarate et l'oléate, les esters d'alkyl, d'aryl et d'alkyl aryl de polyoxyéthylène glycol, le laurate de glycérol de sorbitan, les sels de sodium de sulfates d'alcool gras, tels que le sulfate de lauryl sodium.
Des cellulose modifiées classiques sont une classe utile; certains exemples en sont la carboxyméthyl- cellulose de sodium (CMC), la carboxyéthylcellulose de sodium, l'hydroxyméthylcellulose de sodium, I'hydroxycthylcellulose de sodium l'hydroxyéthylcellulose soluble dans l'eau, la méthylcellulose soluble dans l'eau, et l'éthylcellulose soluble dans l'eau.
Une autre classe de matières empêchant la réagrégation sont les dérivés éthers insolubles dans l'eau et/ou insoluble dans les solvants organiques des agrégats de cristallites de cellulose tels que les dérivés hydroxypropyles et carboxyméthyles de sodium et leurs dérivés d'oxydation et les dérivés éthers.
Les dérivés d'oxydation comprennent les dérivés carboxyles et aldéhydes des agrégats; les dérivés esters comprennent le phosphate, le sulfate, I'acétate, le propionate et autres. Par rapport à la cellulose et aux dérivés d'agrégats de cristallites de cellulose, ceux possédant un coefficient DS (degré de substitution) d'environ 0,1 à environ 2,0 sont satisfaisants.
Des colloides protecteurs comprennent une classe convenable d'agents dits de barrière. Ceux-ci comprennent les gommes naturelles comprenant les exsudations d'arbres et d'arbustes tels que la gomme adragante, la gomme d'acacia, la gomme arabique. la gomme de ghatti, la gomme de karaïa, la gomme de guar, les colloïdes d'algues tels que l'agar-agar, le carraghen, I'alginate et les dérivés d'alginate, les extraits de graines tels que la caroube, le coing,
I'amlopectine, le sucrose, le glucose et autres mono et di-saccharides, les amidons, les dérivés d'amidon tels que les amidons convertis, les pectines telles que la pectine de pomme et la pectine de citron et des pectines modifiées telles que les méthoxypectines basses.
D'autres classes encore de matières empêchant la réagrégation sont les protéines et les matériaux de source contenant des protéines, particulièrement ceux ayant des propriétés de formation de films, comprenant la fraction caséine du lait, les protéines non caséines, le caséinate de sodium, la lactalbumine, la lactoglobuline et la fraction protéose-peptone du lait écrémé. Ainsi que le gluten, la gélatine, les protéines isolées du soja, y compris des protéines de soja partiellement dégradées, le blanc d'oeuf, le jaune d'oeuf et l'albumen. D'autres composés amino satisfaisants comprennent les amino acides, les amines aliphatiques et aromatiques, par exemple la lysine, la triéthanolamine et la morpholine.
D'autres matières empêchant la réagrégation sont les mono et diesters de sucrose et d'acides gras ayant préférablement au moins 12 atomes de carbone comprenant le monolaurate de sucrose, le monostéarate de sucrose, le monooléate de sucrose, le dilaurate de sucrose, le dimyristate de sucrose, le distéarate de sucrose, le dioléate de sucrose et analogues.
Des agrégats de cristallites de cellulose jamais séchés contenant une matière empêchant la réagrégation, peuvent être désintégrés au moins en partie jusqu'à une dimension de formation de colloïde ou jusqu'à une distribution de dimension en soumettant une quantité d'agrégats de cristallites de cellulose de l'ordre de 10 à 15 /o en poids suspendus dans un liquide aqueux à une action d'agitation par un batteur d'oeufs du type dit mélangeur mécanique.
Les agrégats de cristallites de cellulose séchés à l'air contenant une telle matière, peuvent être désintégrés au moins en partie jusqu'à une dimension de formation de colloide ou jusqu'à une distribution de dimension en les soumettant soit à une pression extrême de l'ordre de 703 kilos par centimètre carré, soit à une action de coupe à haute vitesse en présence d'un liquide aqueux. La formation d'une dispersion stable en soumettant la cellulose séchée à l'air à une action de coupage dans un milieu liquide aqueux est plus aisément obtenue en ayant un liquide aqueux à un pH situé entre 8 et 10.
La dispersion colloïdale stable des agrégats de cristallites de cellulose contenant la matière empêchant la régrégation est alors séchée jusqu'à un état solide. Les agrégats de cristallites de cellulose séchés sont ainsi obtenus à partir de la dispersion sous une forme granulaire ou sous une forme de gâteau ou autre forme qui peut aisément être brisée en particules plus petites.
Les agrégats de cristallites de cellulose qui sont au moins partiellement réduits en dimension en soumettant le produit à une pression extrême et comprenant la matière empêchant la réagrégation sont subséquemment immergés dans de l'eau ou dans un liquide aqueux dans lequel la masse comprimée se désintègre et, lors de l'agitation avec un moyen d'agitation tel qu'on en trouve dans l'équipement ménager ordinaire, une dispersion stable est formée. Cette dispersion est séchée et les agrégats de cristallites de cellulose de dimensions réduites sont recouvrés sous forme de particules ou sous une forme qui peut être aisément réduite en particules.
Les agrégats de cristallites obtenus en séchant la dispersion stable avec ladite matière peuvent être aisément dispersés dans un liquide aqueux et par agitation avec un moyen d'agitation tel qu'un mélangeur, un batteur d'oeufs ou analogues, tel qu'on en trouve dans l'équipement ménager ordinaire, une dispersion stable peut de nouveau être aisément formée.
Les dispersions stables formées par ce procédé possèdent un grand nombre d'emplois dans lesquels une dispersion colloïdale stable est désirée, telle que pour le revêtement de matériaux, pour des aliments par exemple.
Les exemples suivants sont donnés pour illustrer le procédé. Dans les exemples 1 à 9, environ 20/o, sur la base du poids du produit oléagineux, d'un dérivé polyoxyéthylène de sorbitol contenant une moyenne de 30 unités d'oxyde d'éthylène par mole étaient présents comme agents émulsifiants.
Exemple I
Une quantité de 100 grammes en poids d'agrégats de cristallites de cellulose séchés à l'air ayant une dimension de particules allant de 2 à 250 microns dans la plus grande dimension est traitée avec 50 grammes en poids d'huile de coton. L'huile de coton est complètement mélangée avec les agrégats de cristallites dans un dispositif agitateur jusqu'à ce que l'huile de coton soit complètement absorbée par les cristallites de cellulose. Les agrégats de cristallites de cellulose imprégnés de l'huile de coton sont ajoutés à 500 grammes d'un liquide aqueux et soumis à une action de coupage à haute vitesse pendant
15 minutes par un mélangeur d'équipement ménager.
Une dispersion stable, crémeuse et blanche est formée à partir des agrégats de cristallites de cellulose dans le liquide aqueux. La dispersion colloïdale résultante est séchée et les cristallites de cellulose sont récupérés en une masse qui peut être aisément brisée ou transformée en poudre. Les cristallites de cellulose granulaires récupérés à partir de la dispersion et contenant l'huile de coton absorbée sont ajoutés à l'eau et agités avec un batteur d'oeufs du type dit mélangeur et de nouveau forment une dispersion stable, crémeuse et uniforme.
Exemple il
Une quantité de 100 grammes en poids d'agrégats de cristallites de cellulose séchés à l'air ayant une dimension de particules allant de 2 à 250 microns dans la plus grande dimension est traitée avec 60 grammes en poids d'huile de maïs. L'huile de maïs est complètement mélangée avec les agrégats de cristallites dans un dispositif agitateur jusqu'à ce que l'huile de maïs soit complètement absorbée par les cristallites de cellulose. Les agrégats de cristallites de cellulose imprégnés d'huile de maïs sont ajoutés à 500 grammes d'un liquide aqueux et soumis à une action de coupage à haute vitesse pendant 15 minutes dans un mélangeur ménager. Une dispersion stable crémeuse blanche est formée par les agrégats de cristallites de cellulose dans le liquide aqueux.
La dispersion aqueuse est séchée et les cristallites de cellulose sont récupérés en une masse qui peut être aisément brisée ou réduite en poudre. Les cristallites de cellulose granulaires récupérés à partir de la dispersion et contenant l'huile de maïs absorbée sont ajoutés à de l'eau et agités par un mélangeur d'oeufs du type dit mixer et de nouveau forment une dispersion crémeuse stable.
Exemple 111
Une quantité de 100 grammes en poids d'agrégats de cristallites de cellulose séchés à l'air ayant une dimension de particules allant de 2 à 250 microns dans la plus grande dimension est traitée avec 70 grammes en poids de saindoux. Le saindoux est parfaitement mélangé avec les agrégats de cristallites dans un dispositif agitateur jusqu'à ce que le saindoux soit complètement absorbé par les cristallites de cellulose. Les agrégats de cristallites de cellulose imprégnés de saindoux sont ajoutés à 500 grammes d'un liquide aqueux et soumis à une action de coupage à haute vitesse pendant 15 minutes par un mélangeur ménager. Une dispersion stable crémeuse et blanche est formée par les agrégats de cristallites de cellulose du liquide aqueux.
La dispersion aqueuse est séchée et les cristallites de cellulose sont récupérés en une masse qui peut être aisément brisée ou réduite en poudre. Les cristallites de cellulose récupérés à partir de la dispersion et contenant le saindoux absorbé sont ajoutés à l'eau et agités au moyen d'un mélangeur du type dit batteur d'oeufs et, de nouveau, se forme une dispersion crémeuse stable.
Exemple IV
Une quantité de 100 grammes en poids d'agrégats de cristallites de cellulose séchés à l'air ayant une dimension de particules allant de 2 à 250 microns dans la plus grande dimension est traitée avec 50 grammes en poids d'huile de coton. L'huile de coton est parfaitement mélangée avec les agrégats de cristallites dans un dispositif agitateur jusqu'à ce que l'huile de coton soit complètement absorbée par les cristallites de cellulose. Les agrégats de cristallites de cellulose imprégnés d'huile de coton sont soumis à une pression de l'ordre de 703 kilos par centimètre carré. Les cristallites de cellulose sont récupérés sous la forme d'une pastille solide ou d'une masse. La pastille est ajoutée à 500 grammes d'un liquide aqueux et est désintégrée et dispersée.
Ce liquide est alors soumis à agitation au moyen d'un agitateur ordinaire du type batteur d'oeufs pour former une dispersion stable et crémeuse. La dispersion après séchage fournit une masse d'agrégats de cristallites de cellulose sous une forme qui peut aisément être brisée et réduite en forme de particules. Les agrégats de cristallites de cellulose granulaires ainsi obtenus et contenant l'huile de coton absorbée sont ajoutés à un liquide aqueux et agités avec un mélangeur du type batteur d'oeufs et de nouveau se forme une dispersion stable et crémeuse.
Exemple V
Une quantité de 100 grammes en poids d'agrégats de cristallites de cellulose séchés à l'air ayant une dimension de particules allant de 2 à 250 microns dans la plus grande dimension est traitée avec 60 grammes en poids d'huile de maïs. L'huile de maïs est parfaitement mélangée avec les agrégats de cristallites dans un dispositif agitateur jusqu'à ce que l'huile de maïs soit complètement absorbée par les cristallites de cellulose. Les agrégats de cristallites de cellulose imprégnés d'huile de maïs sont soumis à une pression de l'ordre de 703 kilos par centimètre carré. Les cristallites de cellulose sont obtenus sous forme d'une pastille solide ou de masse. La pastille est ajoutée à 500 grammes d'un liquide aqueux et est désintégrée et dispersée.
Elle est alors soumise à agitation dans un agitateur du type batteur d'oeufs pour former une dispersion stable et crémeuse. La dispersion, lorsqu'elle est séchée, donne une masse d'agrégats de cristallites de cellulose de dimensions de particules réduites sous une forme qui peut être aisément brisée et réduite à une forme particulaire. Les agrégats de cristallites de cellulose granulaires ainsi obtenus contenant l'huile de maïs absorbée sont ajoutés à un liquide aqueux et agités avec un mélangeur du type batteur d'oeufs et forment de nouveau une dispersion stable.
Exemple Vi
Une quantité de 100 grammes en poids d'agrégats de cristallites de cellulose séchés à l'air ayant une dimension de particules allant de 2 à 250 microns dans la plus grande dimension est traitée avec 70 grammes en poids de saindoux. Le saindoux est parfaitement mélangé avec les agrégats de cristallites dans un dispositif agitateur jusqu'à ce que le saindoux soit complètement absorbé par les cristallites de cellulose. Les agrégats de cristallites de cellulose imprégnés de saindoux sont soumis à une pression de l'ordre de 703 kilos par centimètre carré. Les cristallites de cellulose sont récupérés sous la forme d'une pastille solide ou d'une masse. La pastille est ajoutée à 500 grammes d'un liquide aqueux et est désintégrée et dispersée.
Elle est alors soumise à agitation par un agitateur ordinaire du type batteur d'oeufs pour former une dispersion stable et crémeuse. La dispersion, après avoir été séchée, fournit une masse d'agrégats de cristallites de cellulose ayant une dimension de particules réduite sous une forme qui peut aisément être réduite à une forme particulaire.
Les agrégats de cristallites de cellulose granulaires ainsi obtenus contenant le saindoux absorbé sont ajoutés à un liquide aqueux et agités avec un mélangeur du type batteur d'oeufs et forment de nouveau une dispersion stable et crémeuse.
Exemple Vll
Une quantité de 100 grammes en poids d'agrégats de cristallites de cellulose jamais séchés ayant une dimension de particules allant de 2 à 250 microns dans la plus grande dimension est traitée avec 50 grammes en poids d'huile de coton. L'huile de coton est complètement mélangée avec les agrégats de cristallites dans un dispositif agitateur et les cristallites de cellulose absorbent l'huile de coton. Les agrégats de cristallites de cellulose imprégnés d'huile de coton sont ajoutés à 500 grammes d'un liquide aqueux et soumis à une action d'agitation pendant 15 minutes dans un mélangeur ménager du type batteur d'oeufs.
Une dispersion stable blanche et crémeuse est formée par les agrégats de cristallites de cellulose dans le liquide aqueux. La dispersion colloïdale résultante est séchée et les cristallites de cellulose sont récupérés en une masse qui peut aisément être brisée ou réduite en poudre. Les cristallites de cellulose granulaire obtenus à partir de la dispersion et contenant l'huile de coton intimement absorbée sont ajoutés à l'eau et agités par un mélangeur du type batteur d'oeufs et forment de nouveau une dispersion stable, crémeuse et uniforme.
Exemple Vlll
Une quantité de 100 grammes en poids d'agrégats de cristallites de cellulose séchés à l'air ayant une
dimension de particules allant de 2 à 250 microns
dans la plus grande dimension est ajoutée à une
émulsion de 50 grammes en poids d'huile de coton
dans 500 grammes d'eau. Les agrégats de cristallites
de cellulose sont agités dans l'émulsion et absorbent
l'huile de coton de celle-ci. Les cristallites de cellu
lose avec l'huile absorbée et l'eau sont soumis à une
action de coupage à vitesse élevée pendant 15 minutes dans un mélangeur ménager. Une dispersion
stable, crémeuse et blanche est formée par les agré
gats de cristallites de cellulose dans le liquide aqueux.
La dispersion colloïdale résultante est séchée et les cristallites de cellulose sont récupérés en une masse qui peut être aisément brisée ou réduite en poudre.
Les cristallites de cellulose granulaires obtenus à partir de la dispersion et contenant l'huile de coton intimement absorbée sont ajoutés à de l'eau et agités
avec un mélangeur du type batteur d'oeufs et forment de nouveau une dispersion stable, crémeuse et uniforme.
Exemple IX
Une quantité de 100 grammes en poids d'agrégats de cristallites de cellulose jamais séchés ayant une dimension de particules allant de 2 à 250 microns dans la plus grande dimension est ajoutée à 500 grammes d'un liquide aqueux et soumis à une action d'agitation pendant 15 minutes au moyen d'un mélangeur ménager du ty
Exemple Xii
Le mode opératoire de l'exemple XI, premier et second paragraphe, a été répété, excepté que 0,5 O/o en poids de poudre de gélatine commerciale a été substitué au HPC et le mélange sec résultant a été mis de côté. Un autre lot a été fait de la même manière, mais en utilisant 1 o/o en poids de gélatine.
Les deux mélanges de poudre sèche ont alors été utilisés pour faire des assaisonnements pour salade, et dans le cours de cette opération les mélanges secs ont d'abord été soumis à l'attrition avec de l'eau à un contenu en solides de 33 O/o pendant 25 minutes dans un mélangeur classique type Hobart modèle
N-50. Des gels très convenables ont été obtenus dans chaque cas. A chaque gel, on ajoutait les autres ingrédients de l'assaisonnement de salade; excepté pour les mélanges gélatine-agrégats, les deux assaisonnements de salade étaient exactement les mêmes et étaient préparés de la même manière. Chaque assaisonnement de salade avait un goût très satisfaisant, soit tel que préparé soit après cinq semaines de conservation dans un réfrigérateur.
Tous deux avaient une apparence très agréable, bien qu'après la période d'emmagasinage, l'assaisonnement de salade contenant 1 0/o de gélatine avait une quantité très légère d'eau sur sa surface.
Exemple Xiii
En utilisant des agrégats de cristallites de cellulose jamais séchés comme préparés dans l'exemple XI, excepté qu'ils avaient un degré uniformisé de polymérisation de 235, un gâteau frais était obtenu contenant 35 /0 en poids d'agrégats, le reste étant de l'eau, et ceci était divisé en quatre parties, chacune d'elles étant dispersée dans un mélange aqueux comprenant de l'eau, de l'huile de maïs non saturée et du monooléate de polyoxyéthylène de sorbitan (POSM).
Ces mélanges aqueux sont identifiés dans le tableau ci-dessous par les lettres A, B, C, D et les concentrations d'huile et de POSM dans chaque mélange sont données. Chacun de ces mélanges avait un contenu final en agrégats de 10 /o en poids. Après complet mélange, chaque mélange a été séché par étalement pour donner un mélange sensiblement sec, la teneur en humidité étant de 2,0, 3,0, 3,4 et 4,5 0/o en poids, respectivement, pour les échantillons N" A,
B, C et D. Alors, 65 grammes de chaque mélange sec ont été placés dans le dispositif mélangeur a Mix maser > avec 260 millilitres d'eau donnant 2O0/o de solides et le battage a été fait pendant 5 minutes, un gel uni et lisse étant obtenu dans chaque cas.
La viscosité Brookfield des gels a été mesurée. Les résultats suivants ont été obtenus
Mélange Huile de mais POSM Unités Brookfield
aqueux /oenpoids O/o en poids de viscosité
A 0,5 0,1 78
B 1,0 0,1 88
C 5,0 0,2 40
D 10,0 0, 4 32
Exemple XîV
Une quantité de mille parties en poids d'un mélange d'agrégats de cristallites de cellulose et d'eau contenant 40 /0 d'agrégats et 60 /o d'eau a été désintégré par écrasement et cisaillement dans un moulin jusqu'à ce que sensiblement toutes les particules d'agrégats soient d'une dimension n'excédant pas 10 microns et qu'au moins 50 /o environ de celles-ci aient une dimension ne dépassant pas 1 micron.
Les agrégats de cristallites de cellulose étaient tels que décrits dans l'exemple X. La masse résultante est mélangée avec d'autre eau pour former une dispersion contenant 10 /o des agrégats de cristallites de cellulose désintégrés. Une quantité d'huile de coton, à savoir 20 O/o, sur la base du poids sec des agrégats de cristallites de cellulose et 2 oxo sur la base du poids de l'huile de coton, d'un dérivé de polyoxyéthylène de mannitol contenant une moyenne de 35 unités d'oxyde éthylène par mole est ajoutée à la dispersion et complètement mélangée. La dispersion résultante, crémeuse et blanche, est séchée.
Les agrégats de cristallites de cellulose obtenus associés avec l'huile de coton et le dérivé de mannitol, lorsqu'ils étaient ajoutés à l'eau et manuellement agités au moyen d'un mélangeur à main de type ménager, se redispersaient pour former une dispersion stable.
Process for preparing a dispersible solid product from crystallite aggregates of cellulose
The present invention relates to a process for preparing from aggregates of cellulose crystallites a solid product capable of being dispersed in water by forming a colloidal dispersion, these aggregates, when they are dispersed alone in the water. water and the dispersion is dried, providing a non-dispersible callused mass.
It is well known that cellulose, either natural or regenerated, can be subjected to a hydrolysis action and that the amorphous part of the cellulose can be removed. The remaining part of the cellulose was referred to as uniform degree of polymerization cellulose and was described in an article by O. A. Battista under the title Hydrolysis and Crystallization of Cellulose, Vol. 42, Industrial
Engineering Chemistry, pages 502-507 (1950). The uniform degree of polymerization cellulose as defined gives extremely sharp X-ray diffraction patterns showing that the product consists substantially of crystalline cellulose having an abnormally high lateral order.
The crystalline cellulose material which will be referred to herein as aggregates of cellulose crystallites can easily be recovered from the hydrolysis treatment in powder form or in granular form, in which the grains or particles are substantially from 2 to 250. microns in their greatest dimension. The crystallite aggregates can be partially reduced to a colloid-forming state or have a size distribution by subjecting them to attrition, high speed cutting action or high pressure. Cellulose crystallite aggregates containing colloidal forming aggregates form stable colloidal dispersions in aqueous liquids and have many new uses.
Cellulose crystallite aggregates, including colloidal forming aggregates, are described in detail in U.S. Patent No. 2,978,446 issued April 4, 1961.
It has not been feasible, however, to recover cellulose crystallite aggregates containing the colloidal forming aggregates in a substantially dry granular or particulate state which can be used to form aqueous dispersions by a simple mixing operation.
The object of the present invention is to provide aggregates of cellulose crystallites which can be easily dispersed in an aqueous liquid to form a stable dispersion.
In the production of the cellulose crystallite aggregates by the hydrolysis treatment and by the subsequent washing treatment, the cellulose crystallites are in a low aggregate state containing a relatively large amount of water. The surface chains of the crystallite units forming cellulose are separate and are not tightly bound together. In this form, cellulose can be easily disintegrated by rubbing the cellulose particles together while stirring a suspension containing 10% to 15% by weight or more of aggregates of cellulose crystallites.
As cellulose is dried or water is otherwise removed, intercrystallite bonding forces are put into action and crystallite aggregates are more difficult to disperse except, for example, by high speed cutting action or by extreme pressure. Undried cellulose crystallite aggregates whose moisture content is reduced to approximately 5% water by weight would be in equilibrium with the atmosphere and could be considered in the air-dried state, and are referred to as here under the name of air-dried cellulose crystallites.
Never dried cellulose crystallites which have not been dried to a water content of less than 60 O / o are still in a state of maximum hydration with distinctly different properties from those of cellulose in the dried state in air, and will be referred to herein as never dried cellulose crystallites.
Cellulose crystallite aggregates are characterized by a series of cracks and fissures that serve as capillary tubes. It has been discovered that cellulose crystallite aggregates have marked activity and the capacity to absorb relatively large amounts of oil and other oleaginous materials.
The process forming the subject of the invention is characterized in that a stable aqueous colloidal dispersion of aggregates of cellulose crystallites containing at least 0.5 / o relative to the weight of the aggregates of cellulose crystallites is formed, d 'a material suitable for preventing the re-aggregation of cellulose crystallite aggregates by creating hydrogen bonds between adjacent particles due to the presence of surface hydroxyl groups, and in that said stable dispersion is dried.
The re-aggregation inhibitor material prevents hydrogen bonding between the aggregate particles of adjacent cellulose crystallites which utilize surface hydroxyl groups. Then, the cellulose crystallite aggregates are subjected to a disintegrating action to form certain crystallite aggregates in the smaller dimensions of the order of 1 micron or less. The cellulose crystallites are stirred in water to form a stable dispersion. The dispersion is allowed to dry and the cellulose crystallites are recovered in granular form and in a suitable state to form a stable dispersion, such as, for example, by stirring in water using suitable household means such as an egg beater, a mixer or the like.
For example, aggregates of cellulose crystallites either in the never-dried state or in the air-dried state having a particle size ranging from 2 to 250 microns are treated with said material in an amount of approximately 1 0 / o, on a dry weight basis of the crystallite aggregates, to at least an amount sufficient to impregnate and completely saturate or cover the aggregates with cellulose crystallites. For most cases, 0.5% to approximately 70% can be used and preferably 25 to 50% in the case of the oilseed product.
The re-aggregation inhibiting material is mixed with the crystallite aggregates to completely impregnate or cover them. The greater amount of oleaginous material that is used need not exceed the amount needed to coat, impregnate or saturate the aggregates of cellulose crystallites with the material and need not be readily perceptible to the eye. The naked eye is in the presence of the cellulose crystallite aggregates, but if desired, an excess of this material can be applied to the cellulose crystallite aggregates without interfering with the operation of the process.
If desired, the cellulose crystallites can be treated with an emulsion of the material in the aqueous fluid or this material can as well be added to the stable aqueous colloidal dispersion of the already disintegrated cellulose crystallite aggregates and, by mixing or stirring. , the material will impregnate or cover the aggregates of cellulose crystallites in the dispersion. When the material does not emulsify or disperse readily in the aqueous liquid, a suitable surface material such as polyoxyethylene, sorbitol or mannitol derivatives, must be present to ensure the coating or perfect impregnation of the smaller aggregates. of disintegrated cellulose crystallites.
The re-aggregation inhibiting material can be incorporated into or applied to the aggregates of cellulose crystallites while they are being decayed, as well as before or after they have been decayed, and they are not. allowed to dry and the particles were not allowed to re-aggregate together.
A suitable class of re-aggregation inhibiting material is oilseed products, and particularly edible oilseed products, since the process is of particular value in the preparation of dry mixtures for use either as food or in food.
Edible oilseed products include fats, oils, products for making pastry crumbly and products containing them. More specifically, we can mention vegetable oils such as castor oil, coconut oil, cottonseed oil, linseed oil, soybean oil, olive oil and Canton oil; animal fats and marine fats, and oils such as butter, butter fat, cream, lard, stearin oil, tallow oil, fish liver oil, oil fish, whale oil, and also products such as margarine, hydrogenated fats, plastic fats etc.
Other useful oils are fragrance essential oils such as cinnamon oil, ginger oil, mint oil and the like. Other edible lipids or oilseed products are salad oils and frying oils, salad dressing, mayonnaise, cheese, milk, eggs, egg yolks, chocolate, cocoa butter. .
Another class of such materials includes mineral oils and waxes which are not usually considered edible; also animal and vegetable waxes, and in general oily or waxy esters of acids and alcohols. As will be understood, higher melting point products can be heated to make them more fluid.
Certain oily or oleaginous products may be hydrophilic in character, i.e. miscible in water, such as sorbitan monolaurate and sorbitan monooleate and polyoxyethylene derivatives thereof, noted below, although that other products may be hydrophobic or immiscible in water, such as hydrogenated vegetable oils, saturated animal fats, monopalmitate and sorbitan mono and tristearates. Generally, smaller amounts of hydrophilic agents may be required and they tend to result in dry mixtures which can be more easily dispersed, whereas hydrophobic products may be required in larger amounts and, in addition, may take longer. to be dispersed.
In this connection, highly desirable water-miscible oily products can be selected from the classes of compounds such as polyols and ether and ester derivatives thereof. These derivatives include re-aggregation inhibiting materials suitable per se and may be used alone or in combination with another such material or even with several. They are particularly useful in combination with a hydrophobic agent of the type described in the previous paragraph. Some compounds given by way of illustration are polyoxyethylene glycols and polyoxypropylene glycols, as well as mono and diesters thereof with saturated and unsaturated fatty acids.
Other compounds are methoxy polyoxyethylene glycols and polyoxypropylene glycols and ester derivatives thereof, as well as polyoxyalkylene glycols and their ester and ether derivatives, in which the oxyalkylene group may include oxyethylene recovery groups and oxypropylenes. Still other compounds are esters of fatty acids, particularly the monoesters and diesters of glycol, glycerol, sorbitol, sorbitan and other substituted polyhydric alcohols. The acid can be a saturated or unsaturated, straight or forked chain fatty acid, aliphatic monocarboxylic preferably having 12 to 18 carbon atoms.
Examples are glycerol monolaurate and bilaurate, glycerol monooleate and bioleate, glycerol mono and distearates, glycerol monopalmitate, glycerol monomyristate, propylene glycol monostearate, propylene glycol monopalmitate, monooleate propylene glycol and mixtures thereof, as well as sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monoesters, including laurate, palmitate, stearate and oleate, alkyl esters, aryl esters and polyoxyethylene glycol alkyl aryl, sorbitan glycerol laurate, sodium salts of fatty alcohol sulfates, such as sodium lauryl sulfate.
Conventional modified cellulose are a useful class; some examples are sodium carboxymethylcellulose (CMC), sodium carboxyethylcellulose, sodium hydroxymethylcellulose, sodium hydroxyethylcellulose, water soluble hydroxyethylcellulose, water soluble methylcellulose, and ethylcellulose soluble in water.
Another class of materials preventing re-aggregation are the water-insoluble and / or organic solvent-insoluble ether derivatives of cellulose crystallite aggregates such as sodium hydroxypropyl and carboxymethyl derivatives and their oxidation derivatives and ether derivatives .
Oxidation derivatives include carboxyl and aldehyde derivatives of aggregates; ester derivatives include phosphate, sulfate, acetate, propionate and the like. Compared with cellulose and cellulose crystallite aggregate derivatives, those having a DS (degree of substitution) coefficient of about 0.1 to about 2.0 are satisfactory.
Protective colloids include a suitable class of so-called barrier agents. These include natural gums including exudations from trees and shrubs such as tragacanth, acacia gum, arabic gum. ghatti gum, karaïa gum, guar gum, algae colloids such as agar-agar, carrageenan, alginate and alginate derivatives, seed extracts such as carob, Quince,
Amlopectin, sucrose, glucose and other mono and disaccharides, starches, starch derivatives such as converted starches, pectins such as apple pectin and lemon pectin and modified pectins such as low methoxypectins.
Still other classes of re-aggregation inhibiting materials are proteins and protein-containing source materials, particularly those having film-forming properties, including the casein fraction of milk, non-casein proteins, sodium caseinate, lactalbumin, lactoglobulin and the protein-peptone fraction of skim milk. As well as gluten, gelatin, proteins isolated from soybeans, including partially degraded soy proteins, egg white, egg yolk and albumen. Other satisfactory amino compounds include amino acids, aliphatic and aromatic amines, for example lysine, triethanolamine, and morpholine.
Other re-aggregation inhibiting materials are mono and diesters of sucrose and fatty acids preferably having at least 12 carbon atoms including sucrose monolaurate, sucrose monostearate, sucrose monooleate, sucrose dilaurate, dimyristate sucrose, sucrose distearate, sucrose dioleate and the like.
Undried cellulose crystallite aggregates containing a re-aggregation inhibiting material can be disintegrated at least in part to a colloid forming size or to a size distribution by subjecting a quantity of cellulose crystallite aggregates of the order of 10 to 15 / o by weight suspended in an aqueous liquid to a stirring action by an egg beater of the type called mechanical mixer.
Air-dried cellulose crystallite aggregates containing such material, can be disintegrated at least in part to a colloid-forming size or to a size distribution by subjecting them to either extreme pressure of 1. 'order of 703 kilograms per square centimeter, or a high speed cutting action in the presence of an aqueous liquid. The formation of a stable dispersion by subjecting the air-dried cellulose to a cutting action in an aqueous liquid medium is more easily achieved by having an aqueous liquid at a pH between 8 and 10.
The stable colloidal dispersion of cellulose crystallite aggregates containing the re-aggregation inhibiting material is then dried to a solid state. The dried cellulose crystallite aggregates are thus obtained from the dispersion in a granular form or in a cake form or other form which can easily be broken into smaller particles.
Aggregates of cellulose crystallites which are at least partially reduced in size by subjecting the product to extreme pressure and including the reagregation preventing material are subsequently immersed in water or an aqueous liquid in which the compressed mass disintegrates and , upon stirring with stirring means such as is found in ordinary household equipment, a stable dispersion is formed. This dispersion is dried and the aggregates of cellulose crystallites of reduced dimensions are recovered as particles or in a form which can be easily reduced to particles.
The crystallite aggregates obtained by drying the stable dispersion with said material can be easily dispersed in an aqueous liquid and by stirring with a stirring means such as a mixer, an egg beater or the like, as found therein. in ordinary household equipment, a stable dispersion can again be easily formed.
The stable dispersions formed by this process have a large number of uses in which a stable colloidal dispersion is desired, such as for coating materials, for example foods.
The following examples are given to illustrate the process. In Examples 1-9, about 20%, based on the weight of the oilseed product, of a polyoxyethylene sorbitol derivative containing an average of 30 ethylene oxide units per mole was present as emulsifying agents.
Example I
An amount of 100 grams by weight of air-dried cellulose crystallite aggregates having a particle size of 2 to 250 microns in the largest dimension is treated with 50 grams by weight of cottonseed oil. The cottonseed oil is completely mixed with the crystallite aggregates in a stirring device until the cottonseed oil is completely absorbed by the cellulose crystallites. The cellulose crystallite aggregates impregnated with cottonseed oil are added to 500 grams of an aqueous liquid and subjected to a high speed cutting action for
15 minutes by a household equipment mixer.
A stable, creamy and white dispersion is formed from the aggregates of cellulose crystallites in the aqueous liquid. The resulting colloidal dispersion is dried and the cellulose crystallites are collected into a mass which can easily be broken up or powdered. The granular cellulose crystallites recovered from the dispersion and containing the absorbed cottonseed oil are added to the water and stirred with an egg beater of the so-called mixer type and again form a stable, creamy and uniform dispersion.
Example he
An amount of 100 grams by weight of air-dried cellulose crystallite aggregates having a particle size of 2 to 250 microns in the largest dimension is treated with 60 grams by weight of corn oil. The corn oil is completely mixed with the crystallite aggregates in a stirring device until the corn oil is completely absorbed by the cellulose crystallites. The cellulose crystallite aggregates impregnated with corn oil are added to 500 grams of an aqueous liquid and subjected to a high speed cutting action for 15 minutes in a household mixer. A white creamy stable dispersion is formed by the aggregates of cellulose crystallites in the aqueous liquid.
The aqueous dispersion is dried and the cellulose crystallites are collected into a mass which can be easily broken up or powdered. The granular cellulose crystallites recovered from the dispersion and containing the absorbed corn oil are added to water and stirred by an egg mixer of the so-called mixer type and again form a stable creamy dispersion.
Example 111
An amount of 100 grams by weight of air-dried cellulose crystallite aggregates having a particle size of 2 to 250 microns in the largest dimension is treated with 70 grams by weight of lard. The lard is thoroughly mixed with the crystallite aggregates in a stirring device until the lard is completely absorbed by the cellulose crystallites. The lard-impregnated cellulose crystallite aggregates are added to 500 grams of an aqueous liquid and subjected to a high speed chopping action for 15 minutes by a household mixer. A creamy and white stable dispersion is formed by the aggregates of cellulose crystallites from the aqueous liquid.
The aqueous dispersion is dried and the cellulose crystallites are collected into a mass which can be easily broken up or powdered. The cellulose crystallites recovered from the dispersion and containing the absorbed lard are added to the water and stirred by means of a mixer of the so-called egg beater type and, again, a stable creamy dispersion is formed.
Example IV
An amount of 100 grams by weight of air-dried cellulose crystallite aggregates having a particle size of 2 to 250 microns in the largest dimension is treated with 50 grams by weight of cottonseed oil. The cottonseed oil is thoroughly mixed with the crystallite aggregates in a stirring device until the cottonseed oil is completely absorbed by the cellulose crystallites. The cellulose crystallite aggregates impregnated with cottonseed oil are subjected to a pressure of the order of 703 kilos per square centimeter. Cellulose crystallites are recovered in the form of a solid pellet or a mass. The pellet is added to 500 grams of an aqueous liquid and is disintegrated and dispersed.
This liquid is then stirred by means of an ordinary stirrer of the egg beater type to form a stable and creamy dispersion. The dispersion after drying provides a mass of aggregates of cellulose crystallites in a form which can easily be broken up and reduced to particulate form. The granular cellulose crystallite aggregates thus obtained and containing the absorbed cottonseed oil are added to an aqueous liquid and stirred with an egg beater-type mixer and again a stable and creamy dispersion is formed.
Example V
An amount of 100 grams by weight of air-dried cellulose crystallite aggregates having a particle size of 2 to 250 microns in the largest dimension is treated with 60 grams by weight of corn oil. The corn oil is thoroughly mixed with the crystallite aggregates in a stirring device until the corn oil is completely absorbed by the cellulose crystallites. The cellulose crystallite aggregates impregnated with corn oil are subjected to a pressure of the order of 703 kilograms per square centimeter. Cellulose crystallites are obtained in the form of a solid or bulk pellet. The pellet is added to 500 grams of an aqueous liquid and is disintegrated and dispersed.
It is then stirred in a stirrer of the egg beater type to form a stable and creamy dispersion. The dispersion, when dried, yields a mass of aggregate cellulose crystallites of reduced particle sizes in a form which can be easily broken up and reduced to particulate form. The thus obtained granular cellulose crystallite aggregates containing the absorbed corn oil are added to an aqueous liquid and stirred with an egg beater-type mixer and again form a stable dispersion.
Example Vi
An amount of 100 grams by weight of air-dried cellulose crystallite aggregates having a particle size of 2 to 250 microns in the largest dimension is treated with 70 grams by weight of lard. The lard is thoroughly mixed with the crystallite aggregates in a stirring device until the lard is completely absorbed by the cellulose crystallites. The cellulose crystallite aggregates impregnated with lard are subjected to a pressure of the order of 703 kilograms per square centimeter. Cellulose crystallites are recovered in the form of a solid pellet or a mass. The pellet is added to 500 grams of an aqueous liquid and is disintegrated and dispersed.
It is then stirred by an ordinary stirrer of the egg beater type to form a stable and creamy dispersion. The dispersion, after being dried, provides a mass of cellulose crystallite aggregates having reduced particle size in a form which can easily be reduced to a particulate form.
The thus obtained granular cellulose crystallite aggregates containing the absorbed lard are added to an aqueous liquid and stirred with an egg beater-type mixer and again form a stable and creamy dispersion.
Example Vll
An amount of 100 grams by weight of never dried cellulose crystallite aggregates having a particle size of from 2 to 250 microns in the largest dimension is treated with 50 grams by weight of cottonseed oil. The cottonseed oil is completely mixed with the crystallite aggregates in a stirring device and the cellulose crystallites absorb the cottonseed oil. The cellulose crystallite aggregates impregnated with cottonseed oil are added to 500 grams of an aqueous liquid and subjected to stirring action for 15 minutes in a household mixer of the egg beater type.
A white and creamy stable dispersion is formed by the aggregates of cellulose crystallites in the aqueous liquid. The resulting colloidal dispersion is dried and the cellulose crystallites are collected into a mass which can easily be broken up or powdered. The granular cellulose crystallites obtained from the dispersion and containing the intimately absorbed cottonseed oil are added to the water and stirred by an egg beater type mixer and again form a stable, creamy and uniform dispersion.
Example Vlll
An amount of 100 grams by weight of air-dried cellulose crystallite aggregates having a
particle size ranging from 2 to 250 microns
in the largest dimension is added to a
emulsion of 50 grams by weight of cottonseed oil
in 500 grams of water. Crystallite aggregates
of cellulose are stirred in the emulsion and absorb
cottonseed oil from it. Crystallites of cellu
lose with absorbed oil and water are subjected to a
high speed cutting action for 15 minutes in a household blender. A dispersion
stable, creamy and white is formed by the agreeable
gats of cellulose crystallites in aqueous liquid.
The resulting colloidal dispersion is dried and the cellulose crystallites are collected into a mass which can be easily broken or powdered.
The granular cellulose crystallites obtained from the dispersion and containing the intimately absorbed cottonseed oil are added to water and stirred.
with an egg beater-type mixer and again form a stable, creamy and uniform dispersion.
Example IX
An amount of 100 grams by weight of aggregates of never dried cellulose crystallites having a particle size of 2 to 250 microns in the largest dimension is added to 500 grams of an aqueous liquid and subjected to a stirring action. for 15 minutes using a household blender from the ty
Example Xii
The procedure of Example XI, first and second paragraph, was repeated, except that 0.5% by weight of commercial gelatin powder was substituted for the HPC and the resulting dry mix was set aside. Another batch was made in the same way, but using 1% by weight of gelatin.
The two dry powder mixes were then used to make salad dressings, and in the course of this operation the dry mixes were first subjected to attrition with water at a solids content of 33 O / o for 25 minutes in a classic Hobart model mixer
N-50. Very suitable gels were obtained in each case. To each gel, the other ingredients for the salad dressing were added; except for the gelatin-aggregate mixes, the two salad dressings were exactly the same and were prepared in the same way. Each salad dressing tasted very satisfying, either as prepared or after five weeks of storage in a refrigerator.
Both had a very pleasant appearance, although after the storage period the salad dressing containing 10% gelatin had a very slight amount of water on its surface.
Example Xiii
Using never dried cellulose crystallite aggregates as prepared in Example XI, except that they had a uniform degree of polymerization of 235, a fresh cake was obtained containing 35/0 by weight of aggregate, the remainder being water, and this was divided into four parts, each of which was dispersed in an aqueous mixture comprising water, unsaturated corn oil and polyoxyethylene sorbitan monooleate (POSM).
These aqueous mixtures are identified in the table below by the letters A, B, C, D and the concentrations of oil and POSM in each mixture are given. Each of these mixtures had a final aggregate content of 10% by weight. After complete mixing, each mixture was spread-dried to give a substantially dry mixture, the moisture content being 2.0, 3.0, 3.4 and 4.5% by weight, respectively, for the samples. N / A,
B, C and D. Then 65 grams of each dry mix was placed in the Mix maser> mixer with 260 milliliters of water giving 200 / o solids and the beating was done for 5 minutes, a solid gel. and smooth being obtained in each case.
The Brookfield viscosity of the gels was measured. The following results were obtained
Mixture Corn Oil POSM Brookfield Units
aqueous / o weight O / o by weight of viscosity
A 0.5 0.1 78
B 1.0 0.1 88
C 5.0 0.2 40
D 10.0 0.4 32
Example XIV
A quantity of one thousand parts by weight of a mixture of aggregates of cellulose crystallites and water containing 40/0 of aggregates and 60/0 of water was disintegrated by crushing and shearing in a mill until that substantially all of the aggregate particles are of a size not exceeding 10 microns and that at least about 50% thereof are of a size not exceeding 1 micron.
The cellulose crystallite aggregates were as described in Example X. The resulting mass is mixed with other water to form a dispersion containing 10% of the disintegrated cellulose crystallite aggregates. An amount of cottonseed oil, namely 20 O / o, based on the dry weight of the aggregates of cellulose crystallites and 2 oxo based on the weight of cottonseed oil, of a polyoxyethylene derivative of mannitol containing an average of 35 ethylene oxide units per mole is added to the dispersion and thoroughly mixed. The resulting creamy white dispersion is dried.
The obtained cellulose crystallite aggregates associated with cottonseed oil and the mannitol derivative, when added to water and manually stirred using a household type hand mixer, redispersed to form a dispersion. stable.