CH620839A5

CH620839A5 - Method for fluidising solids

Info

Publication number: CH620839A5
Application number: CH1528875A
Authority: CH
Inventors: Leo Raymond Idaszak
Original assignee: Cpc International Inc
Priority date: 1974-11-25
Filing date: 1975-11-25
Publication date: 1980-12-31
Also published as: JPS5177579A; DK153526B; JPS593200B2; DE2552881A1; NL173923C; ES443132A1; FR2291788B1; DK528375A; DE2552881C2; SE416023B; FR2291788A1; AR218215A1; BR7507801A; SE7513173L; NL173923B; IT1054911B; NL7513763A; CA1069275A

Description

Die Erfindung betrifft ein Fluidisierungsverfahren für Feststoffe, insbesondere ein Verfahren zum Fluidisieren von schwer fluidisierbaren Materialien. The invention relates to a fluidization method for solids, in particular a method for fluidizing materials that are difficult to fluidize.

Seit vielen Jahren werden verschiedene Typen von Fluidisierungsverfahren (Aufwirbelungsverfahren) für die verschiedensten Einheitsarbeitsgänge und/oder Einheitsprozesse, wie z. B. für chemische Reaktionen und Trocknungsverfahren, angewendet. In dem üblichen Wirbelschichtsystem wird eine feste Phase in einem von unten nach oben strömenden Fluid-strom, in der Regel einem Gasstrom, suspendiert, so dass die Masse der Feststoffteilchen wie eine siedende Flüssigkeit aussieht. Bei der festen Phase kann es sich z. B. um einen Katalysator handeln, der eine chemische Reaktion mit den in dem Fluidisierungsgas (Aufwirbelungsgas) enthaltenen Reaktanten fördert, oder bei der festen Phase kann es sich um ein Material handeln, das mit dem Fluidisierungsgas reagiert. Bei der festen Phase kann es sich auch um ein Material handeln, das mit dem Fluidisierungsgas behandelt wird, wie im Falle der Wirbelschichttrocknung. For many years, different types of fluidization processes (fluidization processes) for the most diverse unit operations and / or unit processes, such as. B. for chemical reactions and drying processes. In the usual fluidized bed system, a solid phase is suspended in a fluid stream, usually a gas stream, which flows from bottom to top, so that the mass of the solid particles looks like a boiling liquid. In the solid phase it can e.g. For example, it can be a catalyst that promotes a chemical reaction with the reactants contained in the fluidizing gas (fluidizing gas), or the solid phase can be a material that reacts with the fluidizing gas. The solid phase can also be a material that is treated with the fluidizing gas, as in the case of fluidized bed drying.

Einer der Hauptvorteile der Wirbelschichtsysteme (Wirbelbettsysteme) besteht darin, dass die in der Wirbelschicht herrschende hohe Turbulenz gute Wärmeübertragungseigenschaften ergibt. Ausserdem führt die Turbulenz in der Wirbelschicht (in dem Wirbelbett) zu einer vollständigen Mischung der Feststoffe mit dem Fluidisierungsgas unter Bildung eines verhältnismässig homogenen Gas-Feststoff-Systems. One of the main advantages of fluidized bed systems (fluidized bed systems) is that the high turbulence in the fluidized bed results in good heat transfer properties. In addition, the turbulence in the fluidized bed (in the fluidized bed) leads to a complete mixing of the solids with the fluidizing gas to form a relatively homogeneous gas-solid system.

Wirbelschichtsysteme sind jedoch nicht frei von Nachteilen. So ist es dem Fachmanne allgemein bekannt, dass die Verwendung von Wirbelschichtsystemen häufig zu einer Kanalbildung führt, einem Phänomen, das durch die Bildung von Taschen in der festen Phase hervorgerufen wird, die ihrerseits dazu führt, dass das Gas die das Bett bildenden Feststoffe passiert, ohne mit der festen Phase in innigen Kontakt zu kommen. However, fluidized bed systems are not free from disadvantages. Thus, it is well known to those skilled in the art that the use of fluidized bed systems often results in channel formation, a phenomenon caused by the formation of pockets in the solid phase, which in turn causes the gas to pass through the bed-forming solids. without coming into close contact with the solid phase.

Das Problem der Kanalbildung in einem Wirbelschichtsystem kann durch Verwendung einer Vielzahl von rohrförmigen Zonen, durch welche das Fluidisierungsgas im Kontakt mit der festen Phase geleitet wird, teilweise vermindert werden. Jedes Rohr wirkt dabei als einzelnes Wirbelbett mit einer viel kleineren Querschnittsfläche. Diese rohrförmigen Wirbelbettsysteme weisen noch bessere Wärmeübertragungseigenschaften auf, weil die Vielzahl von rohrförmigen Zonen die für die Wärmeübertragung verfügbare Oberfläche noch vergrössern. The problem of channel formation in a fluidized bed system can be partially reduced by using a plurality of tubular zones through which the fluidizing gas in contact with the solid phase is passed. Each tube acts as a single fluidized bed with a much smaller cross-sectional area. These tubular fluidized bed systems have even better heat transfer properties because the large number of tubular zones further increase the surface area available for heat transfer.

Die Anwendung einer Vielzahl von rohrförmigen Zonen hat sich jedoch für die Fluidisierung (Aufwirbelung) von Materialien, die wegen ihrer kohäsiven (zusammenhängenden) Eigenschaften zur Bildung von Aggregaten neigen und daher schwierig zu fluidisieren (aufzuwirbeln) sind, nicht durchgesetzt. Die beim Aufwirbeln bzw. Fluidisieren solcher Materialien auftretenden Schwierigkeiten wurden von Geldart in «Types of Gas Fluidization», Powder Technology, 7, Seiten 285—292 (1973), untersucht. In diesem Artikel teilt der Autor die Feststoffe in solche der Gruppen A bis D ein, wobei charakteristische Materialien der Gruppe A eine kleine mittlere Grösse und/oder eine Teilchendichte von weniger als 1,4 g/cm3 haben. Bei den Materialien der Gruppe B handelt es sich um solche mit einer mittleren Grösse innerhalb des Bereiches von 40 bis 500 /;m und einer Dichte innerhalb des Bereiches von 1,4 bis 4 g/cm3. Bei den Materialien der Gruppen A und B treten vom Standpunkt der Fluidisierung (Aufwirbelung) aus betrachtet keine ungewöhnlichen Probleme auf. Dagegen gibt es bei den Materialien der Gruppen C und D höchst schwierige Fluidisierungsprobleme, wobei die Materialien der Gruppe C kohäsiv sind und demzufolge die Neigung haben, Rohre mit einem kleinen Durchmesser zu verstopfen. However, the use of a plurality of tubular zones has not become established for the fluidization (fluidization) of materials which, because of their cohesive (coherent) properties, tend to form aggregates and are therefore difficult to fluidize (fluidize). The difficulties encountered in whirling up or fluidizing such materials were investigated by Geldart in “Types of Gas Fluidization”, Powder Technology, 7, pages 285-292 (1973). In this article, the author divides the solids into those of groups A to D, whereby characteristic materials of group A have a small average size and / or a particle density of less than 1.4 g / cm 3. Group B materials are those with an average size within the range from 40 to 500 / m and a density within the range from 1.4 to 4 g / cm 3. Group A and B materials have no unusual problems from the fluidization point of view. In contrast, the materials of groups C and D have extremely difficult fluidization problems, the materials of group C being cohesive and consequently tending to clog small diameter pipes.

Geldart weist in seinem Artikel darauf hin, dass die Fluidisierung solcher Materialien durch Verwendung von mechanischen Rührern oder Vibratoren, um die Kanalbildung in dem Wirbelbett minimal zu halten, ermöglicht oder verbessert werden kann. Der Autor weist jedoch auch darauf hin, dass eine der wirksameren Massnahmen zur Vermeidung von Schwierigkeiten bei solchen Materialien darin besteht, von aussen Feststoffe dem System zuzuführen. Geldart points out in his article that fluidization of such materials can be enabled or improved by using mechanical stirrers or vibrators to minimize channeling in the fluidized bed. However, the author also points out that one of the more effective measures to avoid difficulties with such materials is to supply solids to the system from the outside.

Es gibt eine Reihe von festen Materialien, die zu den oben angegebenen Materialien der Gruppen C und D gehören. Stärke ist ein Beispiel für ein Material der Gruppe C, da Stärke stark kohäsiv ist und demzufolge dazu neigt, Rohre mit einem kleinen Durchmesser zu verstopfen. Man hat bereits versucht, Stärken in einem Wirbelschichtsystem zu verarbeiten. So ist beispielsweise in der US-Patentschrift 2 845 368 ein Verfahren zur Umwandlung von Stärke in Dextrin in einem Wirbelschichtsystem beschrieben, bei dem ein Wirbelschichtreaktor verwendet wird, der in seinem Inneren eine Vielzahl von Wärmeübertragungsrohren enthält, um der umzuwandelnden Stärke Wärme zuzuführen. Eine der Hauptschwierigkeiten, die bei einem System des in dieser Patentschrift beschriebenen Typs auftreten, besteht darin, dass die Stärke die Neigung hat, innerhalb des Wirbelschichtreaktors in einem noch There are a number of solid materials belonging to the Group C and D materials listed above. Starch is an example of a Group C material because starch is highly cohesive and therefore tends to clog small diameter pipes. Attempts have already been made to process starches in a fluidized bed system. For example, U.S. Patent 2,845,368 describes a process for converting starch to dextrin in a fluidized bed system using a fluidized bed reactor which contains a plurality of heat transfer tubes inside to supply heat to the starch to be converted. One of the main difficulties encountered with a system of the type described in this patent is that the starch tends to be still within the fluidized bed reactor

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grösseren Ausmasse Klumpen oder Agglomerate zu bilden, wenn sie mit einem Säurekatalysator in Kontakt kommt. Deshalb führt die der Stärke eigene Kohäsivität in Verbindung mit der erhöhten Agglomerisierungsneigung der Stärke, wenn sie mit einem Katalysator in Kontakt kommt, zu einer starken Kanalbildung (Kanaleffekt). Die Kanalbildung ihrerseits führt zu einer unvollständigen Umwandlung der Stärke in Dextrin. larger clumps or agglomerates to form when it comes in contact with an acid catalyst. Therefore, the inherent cohesiveness of the starch combined with the increased tendency to agglomerate the starch when it comes into contact with a catalyst leads to a strong channel formation (channel effect). The channel formation in turn leads to an incomplete conversion of the starch into dextrin.

Ausserdem sind die bei der Dextrinierung von Stärke verwendeten Reaktoren häuig durch eine «tote Zone» im oberen Abschnitt des Reaktors charakterisiert, in welcher die Stärke über längere Zeiträume hinweg liegen und hohen Temperaturen ausgesetzt sein kann. Dabei kann eine Selbstentzündung auftreten, die zur Entstehung eines Feuers und/oder von Explosionen führen kann. Dieses Problem kann in einer Vorrichtung des in der oben genannten Patentschrift beschriebenen Typs noch besonders verschärft werden, weil die in dem Wirbelschichtreaktor vorhandenen Wärmeübertragungsoberflächen, wenn sie in einer zur Erzielung des erforderlichen Wärmeaustausches ausreichenden Oberflächengrösse vorliegen, den Fluidstrom innerhalb des Reaktors unterbrechen, so dass es zur Bildung solcher «toter Zonen» kommt. In addition, the reactors used in the dextrinization of starch are often characterized by a “dead zone” in the upper section of the reactor, in which the starch can lie for long periods of time and can be exposed to high temperatures. Self-ignition can occur, which can lead to the formation of a fire and / or explosions. This problem can be further exacerbated in a device of the type described in the above-mentioned patent because the heat transfer surfaces present in the fluidized bed reactor, if they are of a surface size sufficient to achieve the required heat exchange, interrupt the fluid flow within the reactor so that it such "dead zones" are formed.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Fluidisierung (Aufwirbelung) von Feststoffen, insbesondere von schwierig zu fluidisierenden Feststoffen, anzugeben, bei dem die vorstehend geschilderten Nachteile nicht auftreten. Ziel der Erfindung ist es insbesondere, ein Verfahren zum Fluidisieren von schwierig zu fluidisierenden Feststoffen anzugeben, bei dem keine «toten Zonen» auftreten und das eine verbesserte Homogenität und verbesserte Wärmeübertragungseigenschaften ergibt. Ziel der Erfindung ist es ausserdem, ein Verfahren zum Fluidisieren von Stärken bei der Herstellung von Stärkeumwandlungsprodukten, wobei die Stärken innerhalb verhältnismässig kurzer Verweilzeiten unter minimalem thermischem Abbau und minimalen Explosions- und/oder Feuergefahren auf wirksame Weise umgewandelt werden, anzugeben. The aim of the present invention is therefore to provide a method for fluidizing (whirling up) solids, in particular solids that are difficult to fluidize, in which the disadvantages described above do not occur. The aim of the invention is in particular to provide a method for fluidizing solids that are difficult to fluidize, in which no “dead zones” occur and that results in improved homogeneity and improved heat transfer properties. It is also an object of the invention to provide a method for fluidizing starches in the manufacture of starch conversion products, the starches being effectively converted within relatively short dwell times with minimal thermal degradation and minimal explosion and / or fire hazards.

Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden beispielhaften erläuternden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor, wobei die Erfindung jedoch keineswegs darauf beschränkt ist. These and other objects, features, and advantages of the invention will be apparent from the following illustrative description of a preferred embodiment of the invention in conjunction with the accompanying drawings, but the invention is in no way limited thereto.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Fluidisieren von Feststoffen, besonders von schwierig zu fluidisierenden festen Materialien, insbesondere festen teilchenförmigen Materialien, welche dazu neigen, aneinander zu haften oder Agglomerate von kohäsiven (zusammenhängenden) Massen zu bilden. Ferner werden chemische und/oder physikalische Verfahren geschildert, in denen solche teilchenförmige Materialien fluidisiert und während der Fluidisierung einer Wärmeübertragung, in der Regel unter Zuführung von Wärme, unterworfen werden. The invention relates to a method for fluidizing solids, especially solid materials which are difficult to fluidize, in particular solid particulate materials, which tend to adhere to one another or form agglomerates of cohesive (coherent) masses. Furthermore, chemical and / or physical methods are described in which such particulate materials are fluidized and subjected to heat transfer during the fluidization, usually with the addition of heat.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Wirbelschichtsystem (Fluidisierungssy-stem) verwendet, das eine obere, gerührte Fluidisierungszone und eine untere, gerührte Fluidisierungszone mit einer dazwischen befindlichen Fluidisierungszone enthält, die von einer Vielzahl von rohrförmigen Zonen gebildet wird, die jeweils mit der oberen Fluidisierungszone und der unteren Fluidisierungszone in Verbindung stehen, so dass ein Fluidisierungsgas (Aufwirbelungsgas), das üblicherweise durch die untere gerührte Fluidisierungszone und durch die Zwischenzone in die obere, gerührte Fluidisierungszone strömen gelassen wird, die Feststoffe in jeder der drei Zonen aufwirbelt (fluidisiert). In the practical implementation of the method according to the invention, a fluidized bed system (fluidization system) is used which contains an upper, stirred fluidization zone and a lower, stirred fluidization zone with an intermediate fluidization zone, which is formed by a plurality of tubular zones, each with the communicate with the upper fluidization zone and the lower fluidization zone so that a fluidizing gas (fluidizing gas), which is usually passed through the lower stirred fluidization zone and through the intermediate zone into the upper, stirred fluidization zone, swirls (fluidizes) the solids in each of the three zones. .

Die Wärmeübertragung auf das oder von dem Fluidisie-rungssystem erfolgt in der mittleren Zone. Die die mittlere Zone bildenden rohrförmigen Zonen mit einem kleinen Durchmesser sind mit einer Wärmeaustauscheinrichtung versehen und die kleinen Durchmesser der Vielzahl von rohrförmigen Zonen ergibt eine grosse Wärmeübertragungsfläche. The heat transfer to or from the fluidization system takes place in the middle zone. The tubular zones with a small diameter forming the middle zone are provided with a heat exchange device and the small diameters of the plurality of tubular zones result in a large heat transfer area.

Das erfindungsgemässe Fluidisierungsverfahren eignet sich besonders gut für die Verarbeitung von Stärken, z. B. für die Stärkedextrinierung, für die Stärkeoxidation u. dgl., da Stärken kohäsiv und daher schwierig zu fluidisieren sind. Das vorliegende Verfahren kann sowohl auf physikalische als auch auf chemische Prozesse, wie z. B. das Trocknen, angewendet werden. Stärken können in einer bevorzugten Art auf wirksame Weise getrocknet werden. Ausserdem können andere physikalische und/oder chemische Prozesse mit anderen schwierig zu fluidisierenden Feststoffen, wie z. B. Kohle u. dgl., durchgeführt werden. The fluidization method according to the invention is particularly well suited for the processing of starches, e.g. B. for starch dextrinization, for starch oxidation and. Like. because starches are cohesive and therefore difficult to fluidize. The present method can be applied to both physical and chemical processes, such as. B. drying. Starches can be effectively dried in a preferred manner. In addition, other physical and / or chemical processes with other difficult to fluidize solids, such as. B. coal u. Like. Be carried out.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: The method according to the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Wirbelschichtreaktors (Wirbelbettreaktors), der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden kann, 1 shows a cross-sectional view of a fluidized bed reactor (fluidized bed reactor) which can be used to carry out the process according to the invention,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, die eine grössere Anzahl von Rohren als in der Fig. 1, in der nur vier Rohre zur Vereinfachung der Darstellung angegeben sind, erläutert, und Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of Fig. 1, which explains a larger number of tubes than in Fig. 1, in which only four tubes are given to simplify the illustration, and

Fig. 3 eine schematische Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens. 3 shows a schematic explanation of the method according to the invention.

Vorzugsweise wird das Prinzip des Verfahrens angewendet auf die Umwandlung von Stärke in Dextrin in einer durch Säure katalysierten Reaktion bei erhöhter Temperatur, wobei die Stärke in eine kontinuierlich gerührte Wirbelschichtzone (Fluidisierungszone) eingeführt wird. Aus dieser Fluidisierungszone wird die Stärke entweder beispielsweise im Gleichstrom oder vorzugsweise im Gegenstrom zum Fluidisierungsgas durch eine Vielzahl von rohrförmigen Fluidisierungszonen in eine andere Fluidisierungszone eingeführt, die ebenfalls gerührt wird. The principle of the process is preferably applied to the conversion of starch to dextrin in an acid-catalyzed reaction at elevated temperature, the starch being introduced into a continuously stirred fluidized bed zone (fluidization zone). The starch is introduced from this fluidization zone either, for example in cocurrent or preferably in countercurrent to the fluidization gas, through a plurality of tubular fluidization zones into another fluidization zone, which is also stirred.

Gemäss einer besonders bevorzugten Variante wird die Stärke in eine obere Fluidisierungszone eingeführt und in dieser oberen Fluidisierungszone (Wirbelschichtzone) kontinuierlich gerührt. Aus der oberen Fluidisierungszone wird die Stärke im Gegenstrom zu dem Fluidisierungsgas nach unten durch die Vielzahl von rohrförmigen Fluidisierungszonen in eine untere Fluidisierungszone eingeführt, die ebenfalls gerührt wird. Das dabei gebildete Produkt wird aus der unteren Fluidisierungszone (Aufwirbelungszone) abgezogen. According to a particularly preferred variant, the starch is introduced into an upper fluidization zone and continuously stirred in this upper fluidization zone (fluidized bed zone). From the upper fluidization zone, the starch is introduced in countercurrent to the fluidization gas down through the plurality of tubular fluidization zones into a lower fluidization zone, which is also stirred. The product formed is drawn off from the lower fluidization zone (fluidization zone).

Eines der wesentlichen Merkmale des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass sowohl die obere als auch die untere Fluidisierungszone mechanisch gerührt werden, um ein vollständiges Mischen sowohl in der oberen als auch in der unteren Zone sicherzustellen. Dieses Rühren dient nicht nur dazu, eine Kanalbildung zu verhindern, um damit beispielsweise eine unvollständige Umwandlung der Stärke zu vermeiden, sondern es bewirkt auch, dass die Entstehung von sogenannten «toten Zonen» in dem Reaktionsgefäss verhindert und dadurch ein Verschmoren und ein unerwünschter thermischer Abbau der Stärke vermieden werden kann. One of the essential features of the method according to the invention is that both the upper and the lower fluidization zone are mechanically stirred in order to ensure complete mixing in both the upper and the lower zone. This stirring not only serves to prevent channel formation, for example in order to avoid an incomplete conversion of the starch, but it also has the effect of preventing the formation of so-called “dead zones” in the reaction vessel and thereby scorching and undesired thermal degradation of starch can be avoided.

Bekanntlich handelt es sich bei Dextrinen um Stärkeabbauprodukte, die beim Erhitzen von Stärke in einem verhältnismässig trockenen Zustand in Gegenwart oder in Abwesenheit einer Säure erhalten werden. Normalerweise enthält Maisstärke etwa 10 bis etwa 12 Gew.% Feuchtigkeit; während des trockenen Erhitzens von natürlicher trockener Stärke wird diese Feuchtigkeit üblicherweise entfernt, wonach die Dextrinierung und Verzweigung (branching) beginnt. Während der Dextrinierungsreaktion treten im allgemeinen sowohl eine Hydrolyse als auch eine Kondensation auf. Die Verzweigung ist die Folge einer Repolymerisierung von partiell hydrolysierter Stärke, wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Stärke unterhalb etwa 3 Gew. % liegt. As is known, dextrins are starch degradation products obtained when starch is heated in a relatively dry state in the presence or absence of an acid. Typically, cornstarch contains about 10 to about 12 weight percent moisture; this moisture is usually removed during the dry heating of natural dry starch, after which dextrination and branching begins. Both hydrolysis and condensation generally occur during the dextrinization reaction. The branching is the result of a repolymerization of partially hydrolyzed starch when the moisture content of the starch is below about 3% by weight.

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Der hier verwendete Ausdruck «Dextroseäquivalentwert (D. E.)» bezieht sich auf den Gehalt an reduzierenden Zuckern der in einem Stärkehydrolysat oder in Dextrin gelösten Feststoffe, ausgedrückt durch % Dextrose, bestimmt nach der Schoorl-Methode gemäss «Encyclopedia of Industriai Chemical Analyses», Band 11, Seiten 41-42. Stärkedextrine haben im allgemeinen einen Dextroseäquivalentwert von weniger als etwa 7, der am häufigsten innerhalb des Bereiches von etwa 1 bis etwa 7 liegt. Unbehandelte Stärke weist normalerweise einen Verzweigungsgrad von etwa 3,6% auf. Dextrine besitzen dagegen in der Regel einen Verzweigungsgrad von mindestens 7%, im allgemeinen von 7 bis 16%. The term “dextrose equivalent value (DE)” used here refers to the content of reducing sugars of the solids dissolved in a starch hydrolyzate or in dextrin, expressed as% dextrose, determined according to the Schoorl method according to “Encyclopedia of Industriai Chemical Analyzes”, volume 11 , Pages 41-42. Starch dextrins generally have a dextrose equivalent value of less than about 7, most often within the range of about 1 to about 7. Untreated starch normally has a degree of branching of about 3.6%. In contrast, dextrins generally have a degree of branching of at least 7%, generally from 7 to 16%.

Der Grad der Verzweigung in einem Dextrin wird nach drei Analysentypen bestimmt, d. h. durch den Dextroseäquivalentwert (den Schoorl-D.E., wie oben erläutert), die Trok-kensubstanz und die Menge der bei der Perjodatoxidation gebildeten Ameisensäure. Die zuletzt genannte Analyse, auch bekannt als Ameisensäurewert (FAV), ausgedrückt in Milliä-quivalenten Ameisensäure pro Gramm Trockensubstanz, wird bestimmt durch Oxidation bei tiefer Temperatur (2° C) mit Natriummetaperjodat unter streng kontrollierten Bedingungen. Dieses Verfahren wird von R. W. Kerr und F. C. Cleveland in «J. Am. Chem. Soc.» 74, 4036-4039 (1952), und von den gleichen Autoren in «Die Stärke», 5, 261—266 (1953), näher beschrieben. The degree of branching in a dextrin is determined by three types of analysis, i.e. H. by the dextrose equivalent value (the Schoorl-D.E., as explained above), the dry substance and the amount of formic acid formed in the periodate oxidation. The latter analysis, also known as formic acid value (FAV), expressed in milliequivalents of formic acid per gram of dry substance, is determined by oxidation at low temperature (2 ° C) with sodium metaperiodate under strictly controlled conditions. This procedure is described by R. W. Kerr and F. C. Cleveland in «J. At the. Chem. Soc. » 74, 4036-4039 (1952), and by the same authors in "Dieforce", 5, 261-266 (1953).

Bei der Perjodatoxidation erhält man aus jeder nicht-reduzierenden endständigen Glukoseeinheit 1 Molekül Ameisensäure und aus jeder reduzierenden endständigen Glukoseeinheit 2 Moleküle Ameisensäure. Auf diese Weise zeigen Änderungen des FAV, bezogen auf die Molbasis, den Grad der Verzweigung im Dextrin an. Aus den oben genannten drei Analysen kann der Grad der Verzweigung wie folgt errechnet werden: In periodate oxidation, 1 molecule of formic acid is obtained from each non-reducing terminal glucose unit and 2 molecules of formic acid from each reducing terminal glucose unit. In this way, changes in FAV based on mole basis indicate the degree of branching in the dextrin. The degree of branching can be calculated from the above three analyzes as follows:

1. Berechnung des zahlendurchschnittlichen Molekulargewichtes (M„): 1. Calculation of the number average molecular weight (M „):

Mn = Mn =

20 500 D.E. 20 500 D.E.

Fussnote: Die Korrektur der D.E. für Dextrose in Dextrin wird vernachlässigt, weil die in den Dextrinen vorhandene Dextrosemenge vernachlässigbar gering ist. Footnote: The correction of the D.E. for dextrose in dextrin is neglected because the amount of dextrose present in the dextrins is negligible.

2. Umwandlung des Ameisensäurewertes (FAV) von Mil-liäquivalenten pro g.d.s. in Äquivalente pro Mol: 2. Conversion of formic acid value (FAV) from mil equivalents per g.d.s. in equivalents per mole:

FAV (Äquivalente/Mol) = FAV (Milliäquivalente/g.d.s. x FAV (equivalents / mole) = FAV (milliequivalents / g.d.s. X

M, M,

1000 1000

3. Errechnung der Anzahl der Verzweigungen pro Mol: 3. Calculation of the number of branches per mole:

FAV (Äqu./Mol)-3 Verzweigungen/Mol = ^ FAV (equ. / Mol) -3 branches / mol = ^

Fussnote: Bei der Perjodatoxidation bilden sich aus jeder nichtredu-zierenden Endgruppe 1 Molekül Ameisensäure und aus jeder reduzierenden Endgruppe 2 Moleküle Ameisensäure. Footnote: In periodate oxidation, 1 molecule of formic acid is formed from each non-reducing end group and 2 molecules of formic acid from each reducing end group.

4. Berechnung der gesamten Bindungen pro Mol: 4. Calculation of the total bonds per mole:

Mn —18 Mn -18

Bindungen/Mol = Bonds / Mol =

162 162

- 1 - 1

5. Berechnung des Verzweigungsgrades: 5. Calculation of the degree of branching:

Verzweigung (%) - Ve,zweigungen/Mol x Bindungen/Mol Branching (%) - Ve, branches / mol x bonds / mol

Stärkedextrin kann durch die Formel (C6H10Os)n, worin n variabel ist (anstatt einer mathematischen Konstanten) und kleiner ist als der Wert n in Stärke, dargestellt werden. Dextrine können in mehreren verschiedenen Arten erhalten werden durch Erhitzen von Stärke für variierende Zeiträume bei Starch dextrin can be represented by the formula (C6H10Os) n, where n is variable (instead of a mathematical constant) and is less than the value n in starch. Dextrins can be obtained in several different ways by heating starch for varying periods of time

Temperaturen, die bis zu etwa 240°2C reichen. Das auf diese Weise hergestellte Amylodextrin, Erythrodextrin. Achrodex-trin u. dgl. kann nach dem Standard-Jodtest in bezug auf die Molekülgrösse grob abgeschätzt werden. 5 Die Dextrinierungsreaktion kann durch Behandeln von natürlicher trockener Stärke mit einer Säure entweder vor oder während des Erhitzens der Stärke katalysiert werden. Zu diesem Zweck kann jede beliebige Säure verwendet werden, wie z. B. Schwefelsäure, Schweflige Säure, Chlorwasserstoffsäure io u. dgl. Vorzugsweise wird eine wässrige verdünnte Chlorwasserstoffsäure oder ein wasserfreies Chlorwasserstoffgas vor oder während des Erhitzens auf die Stärketeilchen aufgesprüht. Während der Dextrinierung können auch andere Chemikalien, wie z. B. Borax, der Stärke einverleibt werden. 15 Die Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt im Detail eine Querschnittsansicht der bei der praktischen Durchführung des Verfahrens bevorzugt verwendeten Wirbelschichtvorrichtung (Fluidisierungsvorrichtung). Die Vorrichtung weist ein langgestrecktes (längliches) vertikales Gehäuse 10 auf, dessen 20 oberer Abschnitt eine obere Kammer 12 mit einem Einlass 14 zur Zuführung der Stärke bildet. Das Gehäuse 10 begrenzt auch eine untere Kammer 16, die praktisch am Boden angeordnet ist. Sowohl die obere Kammer 12 als auch die untere Kammer 16 weisen eine Rühreinrichtung 18 bzw. 20 auf. Die 25 Rühreinrichtung 18 weist eine innerhalb der oberen Kammer 12 drehbar befestigte Welle 22 auf. An der Welle 22 ist eine Vielzahl von Flügeln 24, welche die Form von ebenen Schaufeln haben können, so an der Welle 22 befestigt, dass sie sich mit der Welle 22 drehen. Die Rühreinrichtung 20 in der unte-30 ren Kammer 16 besteht in entsprechender Weise aus einer drehbaren Welle 26 mit daran befestigten Flügeln 28, die sich mit der Welle drehen. Temperatures ranging up to about 240 ° 2C. The amylodextrin produced in this way, erythrodextrin. Achrodex-trin u. The like can be roughly estimated according to the standard iodine test with respect to the molecular size. 5 The dextrinization reaction can be catalyzed by treating natural dry starch with an acid either before or during the heating of the starch. Any acid can be used for this purpose, e.g. B. sulfuric acid, sulfurous acid, hydrochloric acid io u. Like. Preferably, an aqueous dilute hydrochloric acid or an anhydrous hydrogen chloride gas is sprayed on the starch particles before or during the heating. Other chemicals, such as e.g. B. borax, the starch can be incorporated. FIG. 1 of the accompanying drawings shows in detail a cross-sectional view of the fluidized bed device (fluidization device) preferably used in the practical implementation of the method. The device has an elongated (elongated) vertical housing 10, the upper part 20 of which forms an upper chamber 12 with an inlet 14 for supplying the starch. The housing 10 also defines a lower chamber 16 which is practically arranged on the floor. Both the upper chamber 12 and the lower chamber 16 have a stirring device 18 or 20. The stirring device 18 has a shaft 22 which is rotatably fastened within the upper chamber 12. A plurality of vanes 24, which may have the shape of flat blades, are attached to the shaft 22 in such a way that they rotate with the shaft 22. The stirring device 20 in the lower chamber 16 consists in a corresponding manner of a rotatable shaft 26 with attached vanes 28 which rotate with the shaft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Durchführungsmittels wird die Rühreinrichtung 18 mit Auftriebs-Flü-35 geln 24 mit Mehrfachschaufeln in gegeneinander versetzter (auf Lücke stehender) Anordnung gebildet, wobei zwischen jedem der Flügel 24 zusätzliche Flügel 30, die unter einem Winkel von 90° befestigt sind, angeordnet sind, wenn Zwei-Schaufel-Flügel verwendet werden. Die Rühreinrichtung 20 in 40 der unteren Kammer 16 hat vorzugsweise einen ähnlichen Aufbau. Gewünschtenfalls können einige oder alle Flügel unter einem Winkel zu denjenigen, wie sie dargestellt sind, je nach Anzahl der Schaufeln pro Flügel, angeordnet sein. In a preferred embodiment of the feed-through means, the stirring device 18 with buoyancy vanes 35 is formed with multiple vanes in a staggered (gap-like) arrangement, with additional vanes 30 between each of the vanes 24, which are fastened at an angle of 90 ° , are arranged when two-blade blades are used. The stirring device 20 in 40 of the lower chamber 16 preferably has a similar structure. If desired, some or all of the blades can be arranged at an angle to those as shown, depending on the number of blades per blade.

In dem Gehäuse 10 ist in einem mittleren Abschnitt 32 45 eine Vielzahl von Rohren 34 angeordnet, die mit ihrem oberen Ende 36 mit der oberen Kammer 12 und mit ihrem unteren Ende 38 mit der unteren Kammer 16 in Verbindung stehen. Auf diese Weise kann die durch den Einlass 14 eingeführte Stärke unter der Einwirkung der Schwerkraft durch die obere so Kammer 12 und durch die Vielzahl der Rohre 34 nach unten in die untere Kammer 16 fliessen. Die untere Kammer 16 weist auch einen Auslass 40 zum Abziehen z. B. des Stärkedextrins daraus auf. Unterhalb der unteren Kammer 16 ist ein Gehäuse 42 angeordnet, das eine Überdruckkammer (Spei-55 cherkammer) 44 begrenzt. Das Fluidisierungsgas (Aufwirbe-lungsgas) wird durch den Fluidisierungsgaseinlass 46 in die Überdruckkammer eingeführt und gelangt durch eine Öffnung 48 in die untere Kammer 16. A plurality of tubes 34 are arranged in the housing 10 in a central section 32 45, the upper end 36 of which connects to the upper chamber 12 and the lower end 38 of which connects to the lower chamber 16. In this way, the starch introduced through the inlet 14 can flow under the action of gravity through the upper chamber 12 and through the plurality of tubes 34 down into the lower chamber 16. The lower chamber 16 also has an outlet 40 for drawing z. B. the starch dextrin from it. A housing 42 is arranged below the lower chamber 16 and delimits an overpressure chamber (storage chamber) 44. The fluidizing gas (fluidizing gas) is introduced through the fluidizing gas inlet 46 into the pressure chamber and passes through an opening 48 into the lower chamber 16.

Die Anordnung der Rohre in dem mittleren Abschnitt 32 60 kann stark variieren. Eine zweckmässige Anordnung für die Rohre 34 in dem Abschnitt 32 ist in der Fig. 2 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Wie aus dieser Fig. ersichtlich, sind die Rohre 34 in Form eines Musters um das Zentrum des Abschnittes 32 herum angeordnet. The arrangement of the tubes in the central section 32 60 can vary widely. A suitable arrangement for the tubes 34 in the section 32 is shown in Fig. 2 of the accompanying drawings. As can be seen from this figure, the tubes 34 are arranged in a pattern around the center of the section 32.

65 Mindestens der Rohrabschnitt ist mit einer Einrichtung zur Zuführung und/oder Abführung von Wärme ausgestattet. Zu diesem Zweck ist der Abschnitt 32 vorzugsweise von einem Mantel für ein Wärmeaustauschermedium umgeben, das durch 65 At least the pipe section is equipped with a device for supplying and / or removing heat. For this purpose, the section 32 is preferably surrounded by a jacket for a heat exchange medium which

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den Einlass 49 dem Abschnitt 32 zugeführt und durch den Auslass 50 aus dem Abschnitt oder Mantel 32 abgeführt werden kann, wie in der Fig. 1 dargestellt. In vielen Fällen ist es auch zweckmässig, in der oberen Kammer und in der unteren Kammer eine Wärmeaustauschereinrichtung zu verwenden. Zu diesem Zweck genügt es im allgemeinen, einen die obere Kammer 12 umgebenden Mantel 52 mit einem Einlass 54 zur Einführung des Wärmeaustauschermediums in den Mantel 52 und einem Auslass 56 zur Abführung des Wärmeaustauschermediums aus dem Mantel 52 vorzusehen. the inlet 49 can be fed to the section 32 and can be discharged through the outlet 50 from the section or jacket 32, as shown in FIG. 1. In many cases it is also expedient to use a heat exchanger device in the upper chamber and in the lower chamber. For this purpose, it is generally sufficient to provide a jacket 52 surrounding the upper chamber 12 with an inlet 54 for introducing the heat exchange medium into the jacket 52 and an outlet 56 for removing the heat exchange medium from the jacket 52.

Wie in der Fig. 1 der beliegenden Zeichnungen dargestellt, genügt es im allgemeinen, wenn sich der Wärmeaustauschermantel 52 für die obere Kammer 12 nur bis zu dem Einlass 14 erstreckt, oder es kann zweckmässig sein, den gesamten oberen Abschnitt zu ummanteln, um eine Kondensation zu verhindern. Im allgemeinen weist die obere Kammer 12 jedoch vorzugsweise einen damit eine integrale Einheit bildenden Kuppelabschnitt 58 auf, durch den das Fluidisierungsgas durch den Auslass 60 aus dem Reaktor abgezogen werden kann. Wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, werden durch den Auslass 60 in der Regel nicht nur das Fluidisierungsgas, sondern auch irgendwelche in dem Fluidisierungsgas mitgenommene «Feinteile» durch den Auslass 60 ausgetragen. Wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, ist es auch möglich und manchmal erwünscht, der oberen Kammer eine vergrös-serte Querschnittsfläche zu geben, um die lineare Geschwindigkeit des Fluidisierungsgases zu vermindern und dadurch die Abtrennung der mitgenommenen Teilchen der festen Phase zu unterstützen. Zu diesem Zweck kann die Querschnittsfläche der Kuppel selbst oder die Querschnittsfläche der gesamten Kammer 12 vergrössert werden. As shown in FIG. 1 of the accompanying drawings, it is generally sufficient for the heat exchanger jacket 52 for the upper chamber 12 to extend only to the inlet 14, or it may be appropriate to encase the entire upper section for condensation to prevent. In general, however, the upper chamber 12 preferably has a dome portion 58 integral therewith through which the fluidizing gas can be withdrawn from the reactor through outlet 60. As is readily apparent to the person skilled in the art, the outlet 60 generally not only discharges the fluidizing gas but also any “fine particles” entrained in the fluidizing gas through the outlet 60. As will be readily apparent to those skilled in the art, it is also possible and sometimes desirable to give the upper chamber an enlarged cross-sectional area to reduce the linear velocity of the fluidizing gas and thereby aid in the separation of the entrained solid phase particles. For this purpose, the cross-sectional area of the dome itself or the cross-sectional area of the entire chamber 12 can be increased.

Die untere Kammer 16 kann ebenfalls mit einem Wärmeaustauschmedium, vorzugsweise in Form eines Mantels 62, dem durch den Einlass 64 das Wärmeaustauschmedium zugeführt und aus dem durch den Auslass 66 das Wärmeaustauschmedium abgezogen werden kann, ausgestattet sein. The lower chamber 16 can also be equipped with a heat exchange medium, preferably in the form of a jacket 62, to which the heat exchange medium is supplied through the inlet 64 and from which the heat exchange medium can be drawn off through the outlet 66.

Als Beispiel wird das Verfahren, das zur Umwandlung von Stärken in Dextrin eingesetzt werden kann, in der Fig. 3 der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Wie aus dieser Zeichnung ersichtlich, wird ein Vorrat an Stärke, die vorzugsweise einen Säurekatalysator enthält, durch einen Trichter 70 in den Einlass 14 eingeführt und gelangt von da in die obere Kammer 12. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Leitungen 72 und 74 in den Wärmeaustauschermantel 52 Wasserdampf eingeführt, um der oberen Kammer Wärme zuzuführen. Die Welle 22 der Rühreinrichtung 18 kann mittels einer geeigneten Einrichtung 76, wie in Fig. 3 dargestellt, angetrieben werden. As an example, the process that can be used to convert starches to dextrin is illustrated in Figure 3 of the accompanying drawings. As can be seen from this drawing, a supply of starch, which preferably contains an acid catalyst, is introduced through a funnel 70 into the inlet 14 and from there into the upper chamber 12. In a preferred embodiment of the invention, through lines 72 and 74 Steam is introduced into the heat exchanger jacket 52 to supply heat to the upper chamber. The shaft 22 of the stirring device 18 can be driven by means of a suitable device 76, as shown in FIG. 3.

Die den Katalysator enthaltende Stärke wird mittels feuchter Luft, die durch den Einlass 46 in die Überdruckkammer 44 eingeführt wird und durch die untere Kammer 16 sowie durch die Rohre 34 in dem mittleren Abschnitt 32 nach oben in die obere Kammer 12 strömt, fluidisiert (aufgewirbelt), Wasserdampf wird als Wärmeaustauschermedium auch durch die Leitung 78 in den Mantel des Abschnittes 32 und durch die Leitung 80 in den die untere Kammer 16 umgebenden Mantel 62 eingeführt. Auf diese Weise werden der oberen Kammer, der unteren Kammer und dem Rohrabschnitt Wasserdampf zugeführt, um die hindurchfliessende Stärke zu erhitzen. The starch containing the catalyst is fluidized (swirled) by moist air which is introduced into the pressure chamber 44 through the inlet 46 and flows through the lower chamber 16 and through the pipes 34 in the middle section 32 up into the upper chamber 12. Water vapor is also introduced as a heat exchange medium through line 78 into the jacket of section 32 and through line 80 into jacket 62 surrounding lower chamber 16. In this way, water vapor is supplied to the upper chamber, the lower chamber and the pipe section in order to heat the starch flowing through.

Dabei wird die in den Einlass 14 eingeführte angesäuerte Stärke in der oberen Kammer 12 sofort fluidisiert (aufgewirbelt), während die obere Kammer 12 kontinuierlich gerührt wird, und sie sinkt entgegen dem Strom des Fluidisierungsme-diums innerhalb der oberen Kammer während des Rührens nach unten. Die angesäuerte Stärke setzt unter dem Einfluss der Schwerkraft entgegen der suspendierenden Wirkung der Luft ihre Abwärtsbewegung durch die Rohre 34 fort, in denen keine Rührung (Bewegung) mit Ausnahme der natürlichen Thereby, the acidified starch introduced into the inlet 14 is immediately fluidized (swirled) in the upper chamber 12 while the upper chamber 12 is continuously stirred, and it sinks against the flow of the fluidization medium within the upper chamber during the stirring. The acidified starch, under the influence of gravity, continues its downward movement through the tubes 34, against the suspending action of the air, in which there is no agitation (movement) except for the natural one

Bewegung durch die in den die fluidisierte Stärke enthaltenden Rohren auftretende eigene Turbulenz erfolgt. Nach dem Absteigen durch die Rohre 34 setzt die Stärke, die mindestens zum Teil schon in Dextrin umgewandelt worden ist, ihren nach unten gerichteten Weg fort und gelangt entgegen dem Strom des Fluidisierungsgases in die untere Kammer 16 und wird durch den Auslass 40 aus der unteren Kammer 16 abgezogen. Movement takes place due to the turbulence occurring in the pipes containing the fluidized starch. After descending through the tubes 34, the starch, which has at least partially been converted to dextrin, continues its downward path and enters the lower chamber 16 counter to the flow of fluidizing gas and is discharged from the lower chamber through outlet 40 16 deducted.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gelangt das durch die Leitung 40 abgezogene Produkt durch eine drehbare Luftschleuse 82 in ein pneumatisches Kühlrohr, in dem die Temperatur des Produktes auf weniger als 66° C (150° F) gesenkt wird. Zu diesem Zweck wird das Produkt durch die drehbare Luftschleuse 82 in das Kühlrohr 84 ausgetragen und gelangt durch die Leitung 86 in die Sammeleinrichtung. Mittels eines Zyklons 88 werden die durch die Austragseinrichtung 60 ausgetragenen Staub- oder Feinteile entfernt und durch die Staubaustragsleitung 90 und durch die Leitung 86 in die Sammeleinrichtung transportiert. In a preferred embodiment of the invention, the product withdrawn through line 40 passes through a rotatable airlock 82 into a pneumatic cooling tube in which the temperature of the product is reduced to less than 66 ° C (150 ° F). For this purpose, the product is discharged through the rotatable airlock 82 into the cooling tube 84 and reaches the collecting device through the line 86. The dust or fine particles discharged through the discharge device 60 are removed by means of a cyclone 88 and transported through the dust discharge line 90 and through the line 86 into the collecting device.

Die Stärke, die nach dem beschriebenen Verfahren dextri-niert wird, kann aus den verschiedensten stärkehaltigen Materialien, wie z. B. Getreidestärken, wachsartigen Stärken und/oder Wurzelstärken, stammen. Typisch für solche Stärkematerialien sind nicht-wachsartige Getreidestärken (z. B. Maisstärke und Weizenstärke), Kartoffelstärke, Tapiokastärke, Getreidesorghumstärke, Reisstärke; wachsartige Stärken (z. B. wachsartige Milostärke, wachsartige Maisstärke) u. dgl. Die nichtwachsartigen Getreidestärken sind bevorzugt, wobei die Maisstärke (Kornstärke) besonders bevorzugt ist. The starch, which is dextrined by the process described, can be made from a wide variety of starch-containing materials, such as. B. cereal starches, waxy starches and / or root starches. Typical of such starch materials are non-waxy cereal starches (e.g. corn starch and wheat starch), potato starch, tapioca starch, cereal starch, rice starch; waxy starches (e.g. waxy milo starch, waxy corn starch) u. The non-wax-like cereal starches are preferred, with the corn starch (grain starch) being particularly preferred.

Gemäss einer bevorzugten Arbeitsweise wird die Stärke vor der Einführung in das gerührte Fluidisierungsbett (Wirbelbett) mit einem Säurekatalysator gemischt. Zu diesem Zweck kann jede geeignete Säure, wie z. B. Schwefelsäure, Schweflige Säure u. dgl., verwendet werden, wobei Chlorwasserstoff oder Chlorwasserstoffsäure bevorzugt sind. Die Säure wird normalerweise mit der Stärke gemischt, vorzugsweise durch Aufsprühen einer abgewogenen Menge der Säure auf ein Stärkebett unter kontinuierlichem Durchmischen der Stärke zur Erzielung einer homogenen angesäuerten Stärkemischung. Die Verwendung eines Bandmischers hat sich für diesen Zweck als besonders gut geeignet erwiesen. According to a preferred procedure, the starch is mixed with an acid catalyst before introduction into the stirred fluidization bed (fluidized bed). For this purpose any suitable acid such as e.g. B. sulfuric acid, sulfurous acid u. Like. Are used, wherein hydrogen chloride or hydrochloric acid are preferred. The acid is normally mixed with the starch, preferably by spraying a weighed amount of the acid onto a bed of starch while continuously mixing the starch to obtain a homogeneous acidified starch mixture. The use of a belt mixer has proven to be particularly suitable for this purpose.

Die Menge der mit der Stärke gemischten Säure ist nicht kritisch und kann innerhalb breiter Grenzen variiert werden in Abhängigkeit zum Teil von dem Typ der verwendeten Stärke und dem Typ des gebildeten Dextrins. Im allgemeinen werden Säuremengen verwendet, die dem Bereich von 0,01 bis 10 Gewichtsteilen HCl von 20° Bé pro 1000 Gewichtsteilen Stärke c. b. entsprechen, was etwa den durchschnittlichen Pa-stenaciditäten, ausgedrückt in Milliäquivalenten Säure pro Gramm Stärke (bezogen auf das Trockengewicht) von 0,001 bis 0,10 entspricht. The amount of acid mixed with the starch is not critical and can be varied within wide limits depending in part on the type of starch used and the type of dextrin formed. In general, amounts of acid are used which range from 0.01 to 10 parts by weight of HCl 20 ° Bé per 1000 parts by weight of starch c. b. correspond, which corresponds approximately to the average paste acidities, expressed in milliequivalents of acid per gram of starch (based on the dry weight) from 0.001 to 0.10.

Die angesäuerte Stärke wird dann üblicherweise durch die vorstehend beschriebene Vorrichtung geführt, während sie bei einer Temperatur gehalten wird, die etwas von dem Typ des Dextrins, das hergestellt werden soll, abhängt. Im allgemeinen wird die Stärke bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von 51,5 bis 193°C (125 bis 380°F), vorzugsweise von 77 bis 190,5° C (170 bis 375° F), innerhalb des Wirbelschichtreaktors gehalten. Im allgemeinen beträgt die Verweilzeit der Stärke in dem erfindungsgemässen Wirbelschichtreaktor weniger als 1 Stunde und sie liegt meistens innerhalb des Bereiches von 10 bis 30 Minuten, obgleich auch längere und kürzere Verweilzeiten angewendet werden können, was etwas von der gewünschten Dextrinsorte und dem angestrebten Umwandlungsgrad abhängt. The acidified starch is then typically passed through the apparatus described above while being maintained at a temperature which is somewhat dependent on the type of dextrin to be produced. Generally, the starch is maintained at a temperature within the range of 51.5 to 193 ° C (125 to 380 ° F), preferably 77 to 190.5 ° C (170 to 375 ° F), within the fluidized bed reactor. In general, the residence time of the starch in the fluidized bed reactor according to the invention is less than 1 hour and is usually within the range from 10 to 30 minutes, although longer and shorter residence times can also be used, which depends somewhat on the type of dextrin desired and the degree of conversion aimed for.

Gewünschtenfalls kann die als Fluidisierungsgas verwendete Luft von aussen erhitzt werden, je nach Dextrinsorte, die hergestellt werden soll, obgleich häufig dadurch nur ein geringer Vorteil erzielt wird. Im allgemeinen kann das Wirbelbett auf If desired, the air used as the fluidizing gas can be heated from the outside, depending on the type of dextrin to be produced, although often this gives little advantage. In general, the fluidized bed can be on

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eine Temperatur innerhalb des Bereiches von 29,4 bis 177° C (85 bis 350° F) erhitzt werden. Wenn beispielsweise Kanarien-dextrin hergestellt werden soll, sind in der Regel Temperaturen innerhalb des Bereiches von 107 bis 168,5°C (225 bis 335° F) bevorzugt. Die als Fluidisierungsgas zugeführte Luft enthält vorzugsweise Fechtigkeit, um die Umwandlungsreaktion auf wirksamere Weise zu fördern. a temperature within the range of 29.4 to 177 ° C (85 to 350 ° F) is heated. For example, if canary dextrin is to be produced, temperatures within the range of 107 to 168.5 ° C (225 to 335 ° F) are generally preferred. The air supplied as the fluidizing gas preferably contains fencing to promote the conversion reaction more effectively.

Wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, können auch andere Fluidisierungsmedien verwendet werden. So können beispielsweise Wasserdampf oder inerte Gase, wie Argon, Stickstoff, Kohlendioxid u. dgl., verwendet werden, die vorzugsweise etwas Feuchtigkeit enthalten. Ausserdem können in entsprechender Weise gewünschtenfalls als Fluidisierungsme-dium auch Verbrennungsgase (Abgase) aus Verbrennungsvorgängen verwendet werden. Es ist nicht wesentlich, dass mit dem Fluidisierungsmedium irgendeine fühlbare Wärme der dextrinierten Stärke zugeführt wird, da der Rohrabschnitt des bei der praktischen Anwendung auf die Dextrinierung von Stärken verwendeten Reaktors die gesamte Wärme liefern kann, die erforderlich ist, um die Reaktion auf wirksame Weise durchzuführen. As is readily apparent to those skilled in the art, other fluidization media can also be used. For example, water vapor or inert gases such as argon, nitrogen, carbon dioxide and the like. Like., Are used, which preferably contain some moisture. In addition, if desired, combustion gases (exhaust gases) from combustion processes can also be used in a corresponding manner as the fluidization medium. It is not essential that any sensible heat be applied to the dextrinized starch with the fluidization medium, since the tubular section of the reactor used in the practical application of starch dextrinization can provide all of the heat required to carry out the reaction effectively .

Gemäss einer anderen bevorzugten Anwendungsmöglichkeit kann das vorstehend beschriebene Fluidisierungsverfahren auch bei der Behandlung von Stärken im Rahmen der Herstellung von gebleichten Stärken und oxidierten Stärken eingesetzt werden. Bekanntlich handelt es sich bei gebleichten Stärken um Stärken, die bei der oxidativen Behandlung gebildet werden, die zu einer ausgeprägten Aufhellung der Stärke führt. Im allgemeinen wird das Ausmass der Oxidationsbehandlung so eingestellt, dass die in der Stärke in der Natur vorkommenden Pigmente Karotin, Xantophyll und verwandte Pigmente auf wirksame Weise zu farblosen Verbindungen oxidiert werden, während die gelieferte Stärke (wenn überhaupt) nur schwach oxidiert wird (D.S. < 0,1), wie weiter unten definiert. Das Bleichen wird vorzugsweise im trockenen Zustand durchgeführt und dementsprechend können die verschiedensten Oxi-dationsmittel verwendet werden, vorausgesetzt, dass das Oxi-dationsmittel ein solches ist, das unter den Reaktionsbedingungen mild genug ist, um eine übermässige Oxidation der Stärke zu vermeiden, das aber auch stark genug ist, um zu gewährleisten, dass die Pigmente selbst auf wirksame Weise oxidiert werden. Beispiele für verwendbare Bleichmittel sind Chlor, Brom, Alkalimetallhypochlorite, Alkalimetallperman-ganate, Ozon, Alkalimetallchlorite oder Alkalimetallchlorite in Kombination mit Alkalimetallpersulfaten. Verfahren zum Bleichen von Stärken werden von R. W. Kerr in «Chemistry and Industry of Starch», 2. Auflage, Herausgeber Academic Press, Inc., New York, New York (1950), näher beschrieben. According to another preferred application, the fluidization process described above can also be used in the treatment of starches in the production of bleached starches and oxidized starches. As is known, bleached starches are starches which are formed in the oxidative treatment which leads to a marked lightening of the starch. In general, the extent of the oxidation treatment is adjusted so that the naturally occurring pigments carotene, xantophyll and related pigments are effectively oxidized to colorless compounds, while the starch supplied is only weakly (if at all) oxidized (DS < 0.1) as defined below. The bleaching is preferably carried out in the dry state and, accordingly, a wide variety of oxidizing agents can be used, provided that the oxidizing agent is one which is mild enough under the reaction conditions to avoid excessive oxidation of the starch, but also is strong enough to ensure that the pigments themselves are effectively oxidized. Examples of bleaches which can be used are chlorine, bromine, alkali metal hypochlorites, alkali metal permanganates, ozone, alkali metal chlorites or alkali metal chlorites in combination with alkali metal persulfates. Processes for bleaching starches are described in more detail by R. W. Kerr in “Chemistry and Industry of Starch”, 2nd edition, publisher Academic Press, Inc., New York, New York (1950).

Bei oxidierten Stärken handelt es sich um Stärken, die bei einer oxidativen Behandlung der Stärke gebildet werden, die zu chemischen Veränderungen in der Stärke führen. So kann beispielsweise eine Oxidation der primären Alkoholgruppen zu Carboxygruppen, der Aldehydgruppen zu Carboxylgrup-pen, der sekundären Alkoholgruppen zu Ketogruppen und der Glykolgruppen zu Carboxylgruppen auftreten. Die Oxidation von Stärke führt in der Regel zu einem Stärkeprodukt, das leichter löslich ist und eine geringere Viskosität aufweist, wenn es in Wasser gelöst wird. Für die Oxidation kann eine Vielzahl von Oxidationsmitteln eingesetzt werden. Häufig sind die zur Herstellung von oxidierter Stärke verwendeten Oxidationsmit-tel die gleichen wie diejenigen, die zum Bleichen von Stärke verwendet werden. Es werden aber im allgemeinen schärfere Reaktionsbedingungen, wie z. B. höhere Temperaturen, längere Kontaktzeiten, ein anderer pH-Wert u. dgl., angewendet, um zu bewirken, dass die Agentien auch mit den Stärkemolekülen anstatt nur mit dem Karotin u. dgl. reagieren. Zu Beispielen für bei der Oxidation von Stärke verwendeten Reagenzien gehören Luft, bleichende Pulver, Halogene, Chloramine, Oxidized starches are starches that are formed during an oxidative treatment of the starch that lead to chemical changes in the starch. For example, oxidation of the primary alcohol groups to carboxy groups, the aldehyde groups to carboxyl groups, the secondary alcohol groups to keto groups and the glycol groups to carboxyl groups can occur. The oxidation of starch usually results in a starch product that is more soluble and has a lower viscosity when dissolved in water. A large number of oxidizing agents can be used for the oxidation. Often the oxidizers used to make oxidized starch are the same as those used to bleach starch. But there are generally harsher reaction conditions, such as. B. higher temperatures, longer contact times, a different pH u. The like. Used to cause the agents also with the starch molecules instead of only with the carotene and the like. React. Examples of reagents used in the oxidation of starch include air, bleaching powder, halogens, chloramines,

Chlorsäure, Chlorate, Chromsäure, Eisen(III)chlorid, Wasserstoffperoxid, Hypochlorit. Mangandioxid, Salpetersäure, Stickstoffdioxid, Perborate, Perjodsäure, Persulfate, Kaliumdioxid, Kaliumpermanganat, Silberoxid, p-Toluolsulfochloramid und Zinkoxid. Verfahren zur Oxidation von Stärke sind ebenfalls in dem oben genannten Artikel «Chemistry and Industry of Starch» näher beschrieben. Chloric acid, chlorates, chromic acid, iron (III) chloride, hydrogen peroxide, hypochlorite. Manganese dioxide, nitric acid, nitrogen dioxide, perborates, periodic acid, persulfates, potassium dioxide, potassium permanganate, silver oxide, p-toluenesulfochloramide and zinc oxide. Processes for the oxidation of starch are also described in more detail in the article “Chemistry and Industry of Starch” mentioned above.

Die wiederkehrenden Anhydroglukoseeinheiten in der Stärke können verschiedene Subsitutionsgrade (D.S.) aufweisen, die beispielsweise von 1 bis 3 variieren, und die Stärkederivate werden im allgemeinen unter Bezugnahme auf ihren D.S. in Klassen eingeteilt. Bei einer gegebenen Menge eines Stärkederivats sind im allgemeinen einige Anhydroglukoseeinheiten überhaupt nicht substituiert (d. h. D.S. < 0), gleichzeitig können andere Anhydroglukoseeinheiten vorhanden sein, die verschiedene Substitutionsgrade von 1 bis 3 aufweisen. Zur Charakterisierung des durchschnittlichen D.S. der Gesamtmenge wird ein statistischer Durchschnittswert verwendet, obgleich die Zahl gewöhnlich als D.S. anstatt als durchschnittlicher D.S. angegeben ist. Die erfindungsgemäss behandelte oxidierte Stärke kann einen variierenden Substitutionsgrad (D.S.) (Carboxylsubstitution) aufweisen, der von nur 0,0001 bis zu dem Maximalwert von 3,0 reichen kann. Ungeachtet der Anzahl der Stärkemoleküle, die umgesetzt werden, oder der tatsächlichen Reihenfolge der Substitution oder der Anzahl der beteiligten Anhydroglukoseeinheiten stellt die allgemeine Formel normalerweise Produkte dar, in denen die Substitution in variierenden Substitutionsgraden an allen oder weniger als allen Anhydroglukoseeinheiten in allen oder weniger als allen Stärkemolekülen auftreten kann. The recurring anhydroglucose units in the starch can have various degrees of substitution (D.S.), which vary, for example, from 1 to 3, and the starch derivatives are generally described with reference to their D.S. divided into classes. For a given amount of a starch derivative, some anhydroglucose units are generally not substituted at all (i.e., D.S. <0), while other anhydroglucose units may be present that have different degrees of substitution from 1 to 3. To characterize the average D.S. a statistical average is used for the total, although the number is usually expressed as D.S. rather than the average D.S. is specified. The oxidized starch treated according to the invention can have a varying degree of substitution (D.S.) (carboxyl substitution), which can range from only 0.0001 to the maximum value of 3.0. Regardless of the number of starch molecules that are reacted, or the actual order of substitution, or the number of anhydroglucose units involved, the general formula usually represents products in which the substitution in varying degrees of substitution on all or less than all anhydroglucose units in all or less than all Starch molecules can occur.

Der Unterschied zwischen oxidierter Stärke und gebleichter Stärke ist dem Fachmann bekannt, insbesondere in der Maisnassmühlenindustrie. Ein solcher Unterschied ist in der US-Patentschrift 3 598 622 angegeben. The difference between oxidized starch and bleached starch is known to those skilled in the art, particularly in the wet corn mill industry. One such difference is given in U.S. Patent No. 3,598,622.

Im allgemeinen steht die Unterscheidung zwischen der Oxidation von Stärke und der Bleichung von Stärke in direktem Zusammenhang mit der Strenge der Reaktionsbedingungen. Es wurde gefunden, dass eine Oxidation der Stärke im allgemeinen dann auftritt, wenn die Temperatur der Stärke, die umgewandelt wird, bei einem Wert oberhalb 93 ° C (200° F), vorzugsweise bei 93 bis 204° C (200 bis 400° F), gehalten wird. Obgleich die Umwandlung in der Regel ebenfalls in Beziehung zu der Menge des verwendeten Oxidationsmittels steht, wurde gefunden, dass die Reaktionstemperatur weitgehend bestimmt, ob die Reaktion eine Bleichreaktion oder eine Oxidationsreaktion ist. Um eine Oxidation zu bewirken, wird jedoch vorzugsweise ein Oxidationsmittel in einer Menge innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 5 %, bezogen auf das Trok-kengewicht der Stärke, verwendet. Bei Temperaturen unterhalb 93 ° C (200° F) handelt es sich bei der Reaktion überwiegend um eine Bleichreaktion, und die Stärke wird normalerweise in einem minimalen Ausmasse angegriffen. Im allgemeinen wird das Bleichen der Stärke bei einer Reaktionstemperatur von mindestens 26,7° C (80° F), vorzugsweise von 26,7 bis 104°C (80 bis 220° F), durchgeführt, wobei das Oxidationsmittel in einer Menge innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 2 %, bezogen auf das Trockengewicht der Stärke, verwendet werden kann. In general, the distinction between starch oxidation and starch bleaching is directly related to the severity of the reaction conditions. It has been found that starch oxidation generally occurs when the temperature of the starch being converted is above 93 ° C (200 ° F), preferably at 93 to 204 ° C (200 to 400 ° F) ) is held. Although the conversion is usually also related to the amount of oxidizing agent used, it has been found that the reaction temperature largely determines whether the reaction is a bleaching reaction or an oxidation reaction. However, in order to cause oxidation, an oxidizing agent is preferably used in an amount within the range of 0.5 to 5% based on the dry weight of the starch. At temperatures below 93 ° C (200 ° F), the reaction is predominantly a bleaching reaction and the starch is usually attacked to a minimal extent. In general, the bleaching of the starch is carried out at a reaction temperature of at least 26.7 ° C (80 ° F), preferably from 26.7 to 104 ° C (80 to 220 ° F), the oxidizing agent in an amount within the Range of 0.05 to 2%, based on the dry weight of the starch, can be used.

Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Fluidisie-rungsverfahrens im Zuge einer Oxidation oder eines Bleichens von Stärke wird die Stärke, die normalerweise mit dem Oxidationsmittel und/oder dem Bleichmittel gemischt worden ist, im allgemeinen vorzugsweise in die obere gerührte Fluidisierungszone eingeführt und aus der oberen gerührten Fluidisierungszone entgegen dem Fluidisierungsgas (Aufwirbe-lungsgas) durch eine Vielzahl von rohrförmigen Fluidisierungszonen nach unten in eine untere Fluidisierungszone fliessen gelassen, wobei die Stärke sowohl in der oberen Fluidisierungs- When carrying out the fluidization process according to the invention in the course of oxidation or bleaching of starch, the starch which has normally been mixed with the oxidizing agent and / or the bleaching agent is generally preferably introduced into the upper stirred fluidization zone and out of the upper stirred fluidization zone counter to the fluidizing gas (fluidizing gas), flowing down through a plurality of tubular fluidizing zones into a lower fluidizing zone, the strength of both in the upper fluidizing

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

7 7

620 839 620 839

zone als auch in der unteren Fluidisierungszone gerührt wird. Die oxidierte oder gebleichte Stärke kann dann aus der unteren Fluidisierungszone (Wirbelschichtzone) abgetrennt werden. Wie im Falle der Dextrinierung dient im allgemeinen die starke Rührung in der oberen Fluidisierungszone und in der unteren Fluidisierungszone nicht nur der Verhinderung einer Kanalbildung und somit der Vermeidung einer unvollständigen Umwandlung der Stärke, sondern sie kann auch die Entstehung von sogenannten «toten Zonen» in dem Reaktionsgefäss und dadurch das Verschmoren und den unerwünschten thermischen Abbau der Stärke verhindern. zone as well as in the lower fluidization zone. The oxidized or bleached starch can then be separated from the lower fluidization zone (fluidized bed zone). As in the case of dextrination, the strong agitation in the upper fluidization zone and in the lower fluidization zone not only serves to prevent channel formation and thus to avoid incomplete conversion of the starch, but it can also cause the formation of so-called "dead zones" in the Reaction vessel and thereby prevent scorching and the undesirable thermal degradation of the starch.

Alternativ kann die mit dem Oxidationsmittel oder mit dem Bleichmittel gemischte Stärke auch in die untere Fluidisierungszone eingeführt werden, wonach die Stärke aus der unteren Fluidisierungszone durch die Rohrzone im Gleichstrom mit dem Fluidisierungsgas in die obere Fluidisierungszone befördert wird. Bei dieser Durchführungsart kann die oxidierte oder gebleichte Stärke dann aus dem Fluidsystem aus der oberen Fluidisierungszone abgetrennt werden. Alternatively, the starch mixed with the oxidizing agent or with the bleaching agent can also be introduced into the lower fluidization zone, after which the starch is conveyed from the lower fluidization zone through the tube zone in cocurrent with the fluidizing gas into the upper fluidization zone. In this type of implementation, the oxidized or bleached starch can then be separated from the fluid system from the upper fluidization zone.

Die der Bleichreaktion oder der Oxidationsreaktion zugeführte Wärme wird mittels des Wärmeaustauschmediums, welches die Rohrzonen umgibt, zugeführt. Wegen der grossen Oberfläche für die Wärmeübertragung, welche die Rohrzonen aufweisen, ist es üblicherweise nicht erforderlich, die oberen oder unteren gerührten Fluidisierungszonen zu erhitzen. The heat supplied to the bleaching reaction or the oxidation reaction is supplied by means of the heat exchange medium which surrounds the tube zones. Because of the large surface area for heat transfer that the tube zones have, it is usually not necessary to heat the upper or lower agitated fluidization zones.

Die Verweilzeit der Stärke in dem Wirbelschichtreaktor beträgt im allgemeinen weniger als 1 Stunde sowohl bei der Herstellung von oxidierten Stärken als auch bei der Herstellung von gebleichten Stärken. Meistens liegt die Verweilzeit innerhalb des Bereiches von 10 bis 30 Minuten, je nachdem, ob eine Oxidation oder eine Bleichung erwünscht ist. The residence time of the starch in the fluidized bed reactor is generally less than 1 hour both in the production of oxidized starches and in the production of bleached starches. Most often the residence time is within the range of 10 to 30 minutes depending on whether oxidation or bleaching is desired.

Das erfindungsgemässe Fluidisierungsverfahren erlaubt bemerkenswerte Energie- und Kosteneinsparungen gegenüber den derzeit für Stärke angewendeten Trocknungsverfahren. The fluidization process according to the invention allows remarkable energy and cost savings compared to the drying processes currently used for starch.

Bekanntlich stellt die Schnelltrocknung (flash drying) ein billiges Verfahren zum Trocknen von Stärken dar, weil es die Verweilzeit der Stärke für die Wärmeübertragung minimal gestaltet. Einer der bedeutenden Nachteile der Schnelltrocknung bei der Anwendung auf Stärke oder irgendein anderes Material besteht jedoch darin, dass ein hohes AT oder eine hohe teibende Kraft für die Wärmeübertragung erforderlich ist, weil die gesamte Energie für die Trocknung mit dem Gas oder dem überhitzten Dampf zugeführt werden muss. Bei der Schnelltrocknung von Stärken war es bisher allgemein üblich, Heiss-luft mit Einlasstemperaturen innerhalb des Bereiches von 177 bis 260° C (350 bis 500°F) zu verwenden; diese Heissluft diente als Wärmequelle sowie als Träger für die abgegebene Feuchtigkeit. As is known, flash drying is an inexpensive process for drying starches because it minimizes the residence time of the starch for heat transfer. However, one of the significant disadvantages of rapid drying when applied to starch or any other material is that a high AT or high tapping force is required for heat transfer because all of the energy for drying is supplied with the gas or superheated steam got to. In the quick drying of starches, it has previously been common practice to use hot air with inlet temperatures within the range of 177 to 260 ° C (350 to 500 ° F); this hot air served as a heat source and as a carrier for the moisture released.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden in der Regel die Nachteile der Schnelltrocknung überwunden, da das erfindungsgemässe Fluidisierungsverfahren normalerweise in der Lage ist, eine extrem grosse Oberfläche für die Wärmeübertragung sowie hohe Wärmeübertragungskoeffizienten als Folge der Turbulenz in den mittleren Rohrzonen des Fluidisie-rungssystems anzubieten. Gleichzeitig ist bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens die Anwendung eines hohen AT, wie es beim Schnelltrocknen erforderlich ist, nicht notwendig, da die für die Erzielung des gewünschten Trocknungsrades erforderliche treibende Kraft durch ein Wärme-iibertragungsfluid geliefert werden kann, das mit den mittleren rohrförmigen Fluidisierungszonen in Kontakt steht. The method according to the invention generally overcomes the disadvantages of rapid drying, since the fluidization method according to the invention is normally able to offer an extremely large surface for heat transfer and high heat transfer coefficients as a result of the turbulence in the central tube zones of the fluidization system. At the same time, when carrying out the method according to the invention, the use of a high AT, as is required for rapid drying, is not necessary, since the driving force required to achieve the desired drying wheel can be supplied by a heat transfer fluid which communicates with the central tubular fluidization zones is in contact.

Es wurde nämlich gefunden, dass das erfindungsgemässe Fluidisierungsverfahren zum Trocknen von Stärke angewendet werden kann, wobei als Wärmeübertragungsfluid der Abfallwasserdampf aus turbinengetriebenen Generatoren, die zur Erzeugung von elektrischer Energie eingesetzt werden, verwendet werden kann. Dieser Wasserdampf ist in der Regel bei einem Druck von nur einigen wenigen Bruchteilen von kg/cm2 It has namely been found that the fluidization method according to the invention can be used for drying starch, wherein the waste water vapor from turbine-driven generators, which are used to generate electrical energy, can be used as the heat transfer fluid. This water vapor is usually at a pressure of only a few fractions of kg / cm2

(psi) gesättigt. Die Fähigkeit, Abfallwasserdampf zum Trocknen von Stärke zu verwenden, stellt einen beträchtlichen wirtschaftlichen Vorteil dar, da dadurch die Anwendung von extrem hohen Lufttemperaturen, die für das Schnelltrocknen charakteristisch sind, vermieden, während gleichzeitig der Abfallwasserdampf mit niedriger Energie vollständig ausgenutzt werden kann. (psi) saturated. The ability to use waste water vapor to dry starch represents a significant economic advantage in that it avoids the use of extremely high air temperatures characteristic of rapid drying, while at the same time fully utilizing the low energy waste water vapor.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemässen Fluidisierungsverfahrens kann die Stärke oder ein ähnliches Material entweder in die obere gerührte Fluidisierungszone oder in die untere gerührte Fluidisierungszone eingeführt werden und die getrocknete Stärke kann aus der jeweils anderen Zone abgezogen werden. Bei dem Fluidisierungsgas (Aufwir-belungsgas) kann es sich um irgendeines der vorstehend beschriebenen Fluidisierungsgase handeln, wobei es im allgemeinen am wirtschaftlichsten ist, Luft zu verwenden. Die für den Trocknungsvorgang erforderliche Wärme kann allein durch das Wärmeaustauschmedium, welches die mittleren Rohrzonen umgibt, die eine grosse Oberfläche für die Wärmeübertragung aufweisen bei gleichzeitig hohen Wärmeübertragungskoeffizienten aufgrund der Turbulenz der fluidisierten Stärke in der Vielzahl der Rohrzonen, zugeführt werden. Im allgemeinen kann ein Wärmeübertragungsmedium mit Temperaturen innerhalb des Bereiches von 38 bis 260° C (100 bis 500° F), je nach dem zu trocknenden Material und je nach der vorhandenen Feuchtigkeitsmenge, verwendet werden. In the practical implementation of the fluidization process according to the invention, the starch or a similar material can be introduced either into the upper stirred fluidization zone or into the lower stirred fluidization zone and the dried starch can be drawn off from the other zone. The fluidizing gas (fluidizing gas) can be any of the fluidizing gases described above, and it is generally the most economical to use air. The heat required for the drying process can be supplied solely through the heat exchange medium which surrounds the central tube zones, which have a large surface for heat transfer and at the same time high heat transfer coefficients due to the turbulence of the fluidized starch in the plurality of tube zones. Generally, a heat transfer medium with temperatures within the range of 38 to 260 ° C (100 to 500 ° F) can be used, depending on the material to be dried and the amount of moisture present.

Das erfindungsgemässe Verfahren, das vorstehend näher beschrieben wurde, wird in den folgenden spezifischen Beispielen, in denen weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens und der dabei erhaltenen Produkte erläutert werden, näher beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. The process according to the invention, which has been described in more detail above, is described in more detail in the following specific examples, in which further preferred embodiments of the process according to the invention and the products obtained thereby are explained, but are not restricted thereto.

Beispiel 1 example 1

Dieses Beispiel erläutert die Verwendung eines gerührten Wirbelschichtreaktors des in den Fig. 1 und 3 der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Typs mit 7 Rohren im mittleren Abschnitt für die Dextrinierung von Stärke. This example illustrates the use of a stirred fluidized bed reactor of the type shown in Figures 1 and 3 of the accompanying drawings with 7 tubes in the central section for the dextrinization of starch.

Es wurde eine angesäuerte Stärke hergestellt durch Einführen von roher Stärke in einen mit einem Deckel versehenen Bandmischer, in den anschliessend gasförmige Chlorwasserstoffsäure eingeführt wurde. Die zugegebene Chlorwasserstoffsäuremenge wurde bestimmt durch Titrieren und sie wird nachfolgend in Form des Titers angegeben, der die Milliliter einer 0,ln NaOH darstellt, die erforderlich waren, um 20 g der in 100 ml destilliertem Wasser aufgeschlämmten Stärke auf einen pH-Wert von 6 zu bringen. Die angesäuerte Stärke wurde durch den Einlass 14 in die Wirbelschicht (das Wirbelbett) eingeführt, und durch die Überdruckkammer 44 wurde Luft eingeführt. An acidified starch was produced by introducing raw starch into a capped belt mixer into which gaseous hydrochloric acid was then introduced. The amount of hydrochloric acid added was determined by titration and is given below in the form of the titer, which is the milliliters of 0.1 in NaOH required to bring 20 g of the starch slurried in 100 ml of distilled water to a pH of 6 bring. The acidified starch was introduced through the inlet 14 into the fluidized bed (fluidized bed) and air was introduced through the pressure chamber 44.

Die Dextrine können entweder als weisse Dextrine oder als Kanarien-Dextrine charakterisiert werden. Ausserdem können die weissen Dextrine eingeteilt werden in solche, die gut löslich sind, und in solche, die wenig löslich sind. Die Löslichkeiten werden in Prozent angegeben und sie bedeuten die Menge einer 2 g-Probe, die sich nach dem Suspendieren in 250 ml Wasser von 25° C und lstündigem Schütteln auflöst. The dextrins can be characterized either as white dextrins or as canary dextrins. In addition, the white dextrins can be divided into those that are readily soluble and those that are less soluble. The solubilities are given in percent and they mean the amount of a 2 g sample which, after suspension in 250 ml of water at 25 ° C. and shaking for 1 hour, dissolves.

Die Kanarien-Dextrine werden eingeteilt in dicke Dextrine (mit einer hohen Viskosität) und in dünne Dextrine (mit einer niedrigen Viskosität). Die Dextrinviskosität wird normalerweise als Fluidität bezeichnet. So hat z. B. eine 3 ;4-Fluidi-tät, wie sie beispielsweise in der weiter unten folgenden Tabelle für den Test 4050 angegeben ist, die folgende Bedeutung: 3 Gewichtsteile einer Dextrinprobe werden mit 4 Gewichtsteilen Wasser gemischt, 30 Minuten lang in einem Wasserdampfbad erhitzt und dann auf 25° C abgekühlt. Das verdampfende Wasser, bestimmt durch Auswiegen, wird durch Zugabe von Wasser kompensiert. Das Material wird dann durch ein Nylon Nr. 5029-Tuch in einen Glasbecher geseiht The canary dextrins are divided into thick dextrins (with a high viscosity) and thin dextrins (with a low viscosity). The dextrin viscosity is usually referred to as fluidity. So z. For example, a 3; 4 fluidity, as given, for example, in the table below for test 4050, has the following meaning: 3 parts by weight of a dextrin sample are mixed with 4 parts by weight of water, heated in a steam bath for 30 minutes and then cooled to 25 ° C. The evaporating water, determined by weighing, is compensated for by adding water. The material is then strained into a glass beaker through a No. 5029 nylon cloth

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

620 839 620 839

8 8th

und für eine Gesamtabkühlungszeit von 1 Stunde bei 25° C gehalten. Das Material wird dann bei etwa 25° C in einen Standardtrichter eingefüllt. Die Fluidität wird normalerweise in den Einheiten Milliliter angegeben und steht für die Menge des Materials, die innerhalb von genau 70 Sekunden aus dem Standardtrichter ausfliesst. Das in dieser Beschreibung auch angewendete Borax-Fluiditätsverfahren war das gleiche wie vorstehend beschrieben, wobei diesmal jedoch 10 Gew. % der Probe durch Borax (Na2B407- 10H20) ersetzt wurden. and kept at 25 ° C for a total cooling time of 1 hour. The material is then poured into a standard funnel at around 25 ° C. Fluidity is usually expressed in milliliters and represents the amount of material that flows out of the standard funnel in exactly 70 seconds. The borax fluidity procedure also used in this description was the same as described above, but this time 10% by weight of the sample was replaced by borax (Na2B407-10H20).

Wie in der folgenden Tabelle angegeben, wurden ein gut lösliches weisses Dextrin (Test 4050), ein schwach lösliches weisses Dextrin (Test 4060), ein dünnes Kanarien-Dextrin (Test 4064) und ein dickes Kanarien-Dextrin (Test 4074) hergestellt: As indicated in the following table, a readily soluble white dextrin (test 4050), a slightly soluble white dextrin (test 4060), a thin canary dextrin (test 4064) and a thick canary dextrin (test 4074) were prepared:

Test test

4050 4050

4060 4060

4064 4064

4074 4074

Stärkefeuchtigkeit (%) Starch moisture (%)

10,7 10.7

10 10th

11 11

Stärketiter (ml) Starch titer (ml)

4,6 4.6

4,2 4.2

5,3 5.3

4,1 4.1

Arbeitstemperatur in °C(°F) Working temperature in ° C (° F)

135 135

93 93

15 4 15 4

163 163

(275) (275)

(200) (200)

(310) (310)

(325) (325)

nominelle Retentionszeit (min) nominal retention time (min)

15,3 15.3

14,8 14.8

13,3 13.3

12,6 12.6

Luftmenge/Rohr (scfm a/Rohr) Air volume / pipe (scfm a / pipe)

5,5 5.5

Luftströmungsgeschwindigkeit in cm (feet)/Sekundeb Air flow rate in cm (feet) / second

60,3 60.3

(2,1) (2.1)

Wasserdampfdruck im Mantel in kg/cm2 (psig) Water vapor pressure in the jacket in kg / cm2 (psig)

4,9 4.9

1,35 1.35

8,9 8.9

11,5 11.5

(55) (55)

(5) (5)

(112) (112)

(150) (150)

Produktfeuchtigkeit (%) Product moisture (%)

2,5 2.5

5,0 5.0

2,2 2.2

1,9 1.9

Produktlöslichkeit (%) Product solubility (%)

94,5 94.5

19,8 19.8

98,1 98.1

97,9 97.9

Produktfluidität (ml) Product fluidity (ml)

22c 22c

25d 25d

16e 16e

36f a scfm = 28,321 (standard cubie feet) pro Minute d 1:3-Borax-Fluidität (10% Borax), wie angegeben b bezogen auf einen Rohrinnendurchmesser von 7,2 cm (2,834 inches) e 2:3-Borax-Fluidität (10% Borax), wie angegeben c 3:4-Fiuidität, wie angegeben f 1:2-Borax-Fluidität (10% Borax), wie angegeben. 36f a scfm = 28.321 (standard cubie feet) per minute d 1: 3 borax fluidity (10% borax) as indicated b based on an inner tube diameter of 7.2 cm (2.834 inches) e 2: 3 borax fluidity (10% borax) as indicated c 3: 4 fluidity as indicated f 1: 2 borax fluidity (10% borax) as indicated.

Die Wirbelschichtvorrichtung enthielt 7 Rohre mit einem Innendurchmesser von 7,2 cm (2,834 inches). Die Höhe jedes Rohres betrug 1,5 m (5 feet). The fluidized bed device contained 7 tubes with an inner diameter of 7.2 cm (2.834 inches). The height of each tube was 1.5 m (5 feet).

Beispiel 2 Example 2

Dieses Beispiel erläutert eine andere Dextrinierungsreak-tion, die in einem Wirbelschichtsystem durchgeführt wurde, das dem in Beispiel 1 beschriebenen ähnlich war. Der dabei verwendete Reaktor war ein solcher des gleichen Typs, wie er in den Fig. 1 bis 3 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, und er enthielt in seinem mittleren Abschnitt 7 Rohre. This example illustrates another dextrination reaction carried out in a fluidized bed system similar to that described in Example 1. The reactor used was of the same type as shown in Figures 1 to 3 of the accompanying drawings and contained 7 tubes in its central section.

Unter Anwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens wurde eine angesäuerte Stärke hergestellt durch Einführen von roher Stärke in einen Mischer zusammen mit gasförmiger Chlorwasserstoffsäure, wie in der folgenden Tabelle angegeben. Die zugegebene Chlorwasserstoffsäuremenge wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Using the procedure described in Example 1, acidified starch was prepared by introducing raw starch into a mixer along with gaseous hydrochloric acid as shown in the table below. The amount of hydrochloric acid added was determined in the same manner as in Example 1.

Die angesäuerte Stärke wurde dann durch den Einlass 14 35 in die Wirbelschicht (das Wirbelbett) eingeführt, und durch die Überdruckkammer 44 wurde Luft eingeführt. The acidified starch was then introduced into the fluidized bed (fluidized bed) through inlet 14 35 and air was introduced through the pressure chamber 44.

Wie in der folgenden Tabelle angegeben, wurden ein gut lösliches weisses Dextrin (Test 5170), ein schwach lösliches weisses Dextrin (Test 5268), ein dünnes Kanarien-Dextrin 40 (Test 5199) und ein dickes Kanarien-Dextrin (Test 5198) hergestellt. As indicated in the table below, a readily soluble white dextrin (Test 5170), a slightly soluble white dextrin (Test 5268), a thin canary dextrin 40 (Test 5199) and a thick canary dextrin (Test 5198) were prepared.

30 30th

Test test

5170 5170

5268 5268

5199 5199

5198 5198

Stärkefeuchtigkeit (%) Starch moisture (%)

9,9 9.9

12,0 12.0

11,3 11.3

12,3 12.3

Stärketiter (ml) Starch titer (ml)

4,3 4.3

4,5 4.5

5,0 5.0

4,7 4.7

Betriebstemperatur in °C(°F) Operating temperature in ° C (° F)

137 137

101 101

162 162

161 161

(278) (278)

(214) (214)

(323) (323)

(321) (321)

nominelle Retentionszeit (min) nominal retention time (min)

12,0 12.0

9,8 9.8

23,2 23.2

21 21st

Luftmenge/Rohr (scfma/Rohr) Air volume / tube (scfma / tube)

3,3 3.3

3,6 3.6

3,1 3.1

Luftströmungsgeschwindigkeit in cm (feet)/secb Air flow rate in cm (feet) / secb

60 60

(2,0) (2.0)

Mantel-Wasserdampfdruck in kg/cm2 (psig) Jacket water vapor pressure in kg / cm2 (psig)

5,8 5.8

2,0 2.0

9,45 9.45

9,25 9.25

(68) (68)

(14) (14)

(120) (120)

(117) (117)

oberer Rührer (UpM) mit einem Durchmesser top stirrer (rpm) with a diameter

von 38,1 cm (15 inches)g 38.1 cm (15 inches) g

42 42

unterer Rührer (UpM) mit einem Durchmesser lower stirrer (rpm) with a diameter

von 25,4 cm (10 inches)'1 of 25.4 cm (10 inches) '1

66 66

Produktfeuchtigkeit ( %) Product moisture (%)

2,0 2.0

5,7 5.7

1,9 1.9

1,5 1.5

Produktlöslichkeit ( %) Product solubility (%)

98,3 98.3

17,4 17.4

98,9 98.9

98.5 98.5

Produktfluidität (ml) Product fluidity (ml)

IT IT

23d 23d

18e 18e

42f 42f

" scfm = 28,32 1 (standard cubie feet) pro Minute 0 2:3-Borax-FIuidität (10% Borax), wie angegeben b bezogen auf einen Rohrinnendurchmesser von 7,11 cm (2,8 inches) ' 1:2-Borax-Fluidität (10% Borax), wie angegeben c 3:4-Fluidität, wie angegeben s zwei 4-Flügel-Umwälzrührer d 1:3-Borax-Fluidität (10% Borax), wie angegeben " drei 4-Flügel-Umwälzrührer. "scfm = 28.32 1 (standard cubie feet) per minute 0 2: 3 borax fluidity (10% borax), as indicated b based on a pipe inside diameter of 7.11 cm (2.8 inches) '1: 2 -Borax fluidity (10% borax) as indicated c 3: 4 fluidity as indicated s two 4-blade agitators d 1: 3 borax fluidity (10% borax) as indicated "three 4-blade Circulation stirrer.

9 9

620 839 620 839

Die Wirbelschichtvorrichtung enthielt 7 Rohre, die Rohre hatten einen Innendurchmesser von 7,11 cm (2,8 inches). Die Höhe jedes Rohres betrug 1,5 m (5 feet). The fluidized bed device contained 7 tubes, the tubes had an inside diameter of 7.11 cm (2.8 inches). The height of each tube was 1.5 m (5 feet).

Beispiel 3 s Example 3 s

Dieses Beispiel erläutert die Anwendung des erfindungsgemässen Fluidisierungsverfahrens (Aufwirbelungsverfahrens) zum Trocknen von Stärke. This example explains the application of the fluidization method (fluidization method) according to the invention for drying starch.

Unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung wurde Stärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12 io Gew. %, bezogen auf das Trockengewicht der Stärke, in den Einlass 14 eingeführt, und als Fluidisierungsgas (Aufwirbe-lungsgas) wurde umgebende trockene Luft eingeführt. Die für die Durchführung der Trocknung erforderliche Wärme wurde durch Einführen von Wasserdampf unter einem Druck von is 11,35 kg/cm2 (147 psig) in den Mantel 32 eingeführt. Die Stärke wurde fluidisiert bei einer durchschnittlichen Verweildauer von 15 Minuten und bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 3,3 Gew.%, bezogen auf das Trockengewicht, getrocknet. Using the device described in Example 1, starch with a moisture content of 12% by weight, based on the dry weight of the starch, was introduced into inlet 14 and surrounding dry air was introduced as fluidizing gas (fluidizing gas). The heat required to carry out the drying was introduced into the jacket 32 by introducing water vapor under a pressure of 11.35 kg / cm 2 (147 psig). The starch was fluidized with an average residence time of 15 minutes and dried to a moisture content of 3.3% by weight, based on the dry weight.

Die obigen Beispiele erläutern die Anwendung des erfin- 20 dungsgemässen Verfahrens zum Dextrinieren von Stärke und The above examples illustrate the use of the process according to the invention for dextrinizing starch and

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mit einer Reihe von Reagenzien, hergestellt, wodurch das Stärkemolekül an den primären und/oder sekundären Hydro- 40 xylgruppen substituiert werden kann. So können beispielsweise Stärkephosphate hergestellt werden durch Umsetzung von Stärke mit einem Akalimetalltripolyphosphat, wobei die Stärke einen Stärkephosphatester bildet. Ausserdem können kationische Stärken hergestellt werden durch Umsetzung von 45 Stärke beispielsweise mit Glycidyltrialkylammoniumhalogeni-den, vorzugsweise solchen der allgemeinen Formel with a series of reagents, whereby the starch molecule can be substituted on the primary and / or secondary hydroxyl groups. For example, starch phosphates can be produced by reacting starch with an alkali metal tripolyphosphate, the starch forming a starch phosphate ester. In addition, cationic starches can be produced by reacting 45 starches, for example with glycidyltrialkylammonium halides, preferably those of the general formula

CH~ - CE0 - CE0 - N(R)J X~ , CH ~ - CE0 - CE0 - N (R) J X ~,

\ ./ 5 50 \ ./ 5 50

0 0

worin R eine niedere Alkylgruppe, wie Methyl, Äthyl, Propyl u. dgl., und X ein Halogenidion bedeuten. Ausserdem können zur Herstellung von kationischen Stärken andere Reagenzien 55 verwendet werden, wie z. B. beta-halogenierte Amine, wie 2-Dimethylaminoäthylchlorid, 2-DiäthylaminoäthylchIorid, 2-Dimethylaminoisopropylchlorid, 2-Diallylaminoäthylchlorid, 2-Diisopropylaminoäthylchlorid u. dgl. wherein R is a lower alkyl group such as methyl, ethyl, propyl and. Like., and X represents a halide ion. In addition, other reagents 55 can be used to produce cationic starches, such as. B. beta-halogenated amines such as 2-dimethylaminoethyl chloride, 2-diethylaminoethylchloride, 2-dimethylaminoisopropyl chloride, 2-diallylaminoethyl chloride, 2-diisopropylaminoethyl chloride and the like. the like

Anionische Stärkederivate können mit Hilfe des erfin- 60 dungsgemässen Verfahrens hergestellt werden durch Umsetzung von Stärke mit einem Alkalimetallsalz einer omega-halo-genierten substituierten Carbonsäure. Zu bevorzugten Reagenzien für die Verwendung bei der Herstellung von anionischen Stärken gehören Natriumchloracetat, Natrium-2,3-epo- 65 xypropylsulfonat, Natrium-3-chlor-2-hydroxypropylsulfonat oder Propiolaceton. Bei den vorstehend beschriebenen Reaktionen zur Herstellung von anionischen Stärken wird die zum Trocknen von Stärke. Obgleich das vorstehende Beispiel 3 ein Verfahren erläutert, das unter der Bezeichnung «sekundäre Trocknung von Stärke» bekannt ist, d. h. bei dem der Feuchtigkeitsgehalt der Stärke von etwa 10 bis etwa 14% auf etwa 3 bis 5% vermindert wird, kann das erfindungsgemässe Verfahren auch zum Trocknen von Stärke verwendet werden, die grössere Mengen Feuchtigkeit enthält. So kann beispielsweise das erfindungsgemässe Verfahren angewendet werden zum Trocknen von Stärke, die etwa 35 Gew. % Feuchtigkeit, bezogen auf das Gewicht, enthält. Ausser für die Trocknung von Stärke kann das erfindungsgemässe Verfahren auch zum Trocknen von Gluten, Keimen, Maissirupfeststoffen oder Zuk-kern, Dextrose u. dgl. angewendet werden. Anionic starch derivatives can be produced using the process according to the invention by reacting starch with an alkali metal salt of an omega-halogenated substituted carboxylic acid. Preferred reagents for use in the preparation of anionic starches include sodium chloroacetate, sodium 2,3-epoxypropylene sulfonate, sodium 3-chloro-2-hydroxypropyl sulfonate, or propiolacetone. In the reactions described above for the production of anionic starches, the one for drying starch. Although Example 3 above illustrates a process known as "starch secondary drying", i. H. in which the moisture content of the starch is reduced from about 10 to about 14% to about 3 to 5%, the method according to the invention can also be used for drying starch which contains large amounts of moisture. For example, the method according to the invention can be used to dry starch which contains about 35% by weight of moisture, based on the weight. In addition to drying starch, the process according to the invention can also be used to dry gluten, germs, corn syrup solids or sugar, dextrose and the like. Like. Be applied.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch gut bei der Herstellung von Stärkederivaten angewendet werden. Solche Stärkederivate können durch Umsetzung von Stärke, die bis zu 35 Gew. % Feuchtigkeit, bezogen auf das Trockengewicht, enthält, mit den verschiedensten Reagenzien nach bekannten Reaktionen hergestellt werden. Diese Derivate werden im allgemeinen durch Umsetzung von Stärke der Formel The method according to the invention can also be used well in the production of starch derivatives. Starch derivatives of this type can be prepared by reacting starch which contains up to 35% by weight of moisture, based on the dry weight, with a wide variety of reagents according to known reactions. These derivatives are generally made by reacting starch of the formula

Stärke üblicherweise in Gegenwart eines basischen Katalysators mit dem Reagens in Kontakt gebracht, welcher die Reaktion fördert, wie dem Fachmanne allgemein bekannt. Starch is usually contacted with the reagent that promotes the reaction in the presence of a basic catalyst, as is well known to those skilled in the art.

Eine andere Reaktion, deren Ablauf das erfindungsgemässe Verfahren in idealer Weise bewirken kann, ist die Herstellung von Stärkecarbamat. Bei dieser Reaktion wird Harnstoff mit Stärke umgesetzt, wodurch die Stärke durch Carba- Another reaction, the course of which the process according to the invention can effect in an ideal manner, is the production of starch carbamate. In this reaction, urea is reacted with starch, whereby the starch is

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matgruppen 0-C-NH2 substituiert wird. Unter Mitwirkung des erfindungsgemässen Verfahrens können auch andere Stärkeäther nach an sich bekannten Reaktionen hergestellt werden. Bei diesen Reaktionen wird Stärke beispielsweise mit Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Dialkylmethacrylami-den u. dgl. umgesetzt. mat groups 0-C-NH2 is substituted. With the cooperation of the method according to the invention, other starch ethers can also be produced by reactions known per se. In these reactions, starch is used, for example, with acrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, dialkyl methacrylamide and the like. Like implemented.

Es wurde gefunden, dass es bei Durchführung jeder der vorstehend beschriebenen Reaktionen im allgemeinen bevorzugt ist, die Stärke, die etwa 3 bis etwa 35 Gew. % Feuchtigkeit enthält, mit dem für die Herstellung des Derivats verwendeten Reagens in Kontakt zu bringen, um eine innige Mischung der Stärke mit diesem Reagens zu gewährleisten. Die das gewünschte Reagens enthaltende Stärke wird dann bei der praktischen Durchführung normalerweise in das Wirbelschichtsystem eingeführt, und zwar entweder in die obere Wirbelschichtzone oder in die untere Wirbelschichtzone, wie weiter oben beschrieben, und die Umsetzung wird üblicherweise wie in den Beispielen angegeben durchgeführt unter Bildung des gewünschten Stärkederivats. Bei der praktischen Durchführung ist die gewünschte Umwandlung der Stärke in das Stärkederivat im allgemeinen innerhalb eines verhältnismässig It has been found that when carrying out any of the reactions described above, it is generally preferred to contact the starch, which contains from about 3 to about 35% by weight of moisture, with the reagent used to prepare the derivative so as to be intimate Ensure mixing of the starch with this reagent. The starch containing the desired reagent is then, in practice, normally introduced into the fluidized bed system, either in the upper fluidized bed zone or in the lower fluidized bed zone as described above, and the reaction is usually carried out as indicated in the examples to form the desired starch derivative. In practice, the desired conversion of the starch to the starch derivative is generally reasonable

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10 10th

kurzen Zeitraumes, der im allgemeinen bei 5 bis 30 Minuten liegt, in dem Wirbelschichtsystem beendet, wobei gleichzeitig ein unerwünschter thermischer Abbau der Stärke vermieden und die Gefahren der Entstehung eines Feuers und/oder einer Explosion als Folge der Überhitzung in dem Wirbelschichtreaktorsystem minimal gemacht werden können. short period of time, which is generally 5 to 30 minutes, in the fluidized bed system, while at the same time an undesirable thermal degradation of the starch can be avoided and the risks of fire and / or explosion as a result of overheating in the fluidized bed reactor system can be minimized .

So kann beispielsweise Stärke bei einer der typischen Reaktionen oxydiert werden durch Mischen der Stärke mit einem geeigneten Oxidationsmittel (NaOCl) in einem Bandmischer in einer solchen Menge, die ausreicht, um eine Stärke zu ergeben, die 1,0% Oxidationsmittel, ausgedrückt als Chlor, bezogen auf die Trockenfeststoffe, enthält. Die dabei erhaltene Mischung aus der Stärke und dem Oxidationsmittel wird dann durch den Einlass 14 in die Wirbelschicht (das Wirbelbett) eingeführt und durch die Überdruckkammer 44 wird ein geeignetes Fluidisierungsgas, vorzugsweise Luft, eingeführt. For example, starch can be oxidized in one of the typical reactions by mixing the starch with a suitable oxidizing agent (NaOCl) in a belt mixer in an amount sufficient to give a starch containing 1.0% oxidizing agent, expressed as chlorine, based on dry solids. The resulting mixture of the starch and the oxidizing agent is then introduced through the inlet 14 into the fluidized bed (fluidized bed) and a suitable fluidizing gas, preferably air, is introduced through the pressure chamber 44.

Die zur Förderung der Oxidationsreaktion erforderliche Wärme wird in der Regel in der Weise durchgeführt, dass man die Vielzahl von Rohrzonen mit einem geeigneten Wärmeaustauschermedium, z. B. mit Wasserdampf, in Kontakt bringt, um die Wirbelschicht auf die gewünschte Reaktionstemperatur zu erhitzen. Die dabei erhaltene oxidierte Stärke kann dann aus der unteren Wirbelschichtzone abgezogen werden. Sie hat eine Scott-Viskosität (100 g) von etwa 47 und eine Carboxyl-zahl von 0,65. The heat required to promote the oxidation reaction is usually carried out in such a way that the plurality of tube zones with a suitable heat exchange medium, for. B. in contact with steam to heat the fluidized bed to the desired reaction temperature. The oxidized starch obtained in this way can then be drawn off from the lower fluidized bed zone. It has a Scott viscosity (100 g) of approximately 47 and a carboxyl number of 0.65.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es möglich, eine wesentliche Verbesserung bei der Fluidisierung von Materialien zu erzielen, die zusammenhängen (zusammenkleben) und deshalb schwierig zu fluidisieren (aufzuwirbeln) sind. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders gut für die Behandlung von Stärke bei Anwendung eines gerührten Wir-belschicht-Systems mit oberen und unteren mechanisch ge-5 rührten Zonen, welches dazu dient, die Homogenität in der Wirbelschicht aufrechtzuerhalten und ein Verschmoren der Stärke zu verhindern, wenn sie die Rohrzonen des Reaktors passiert. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird eine verengte Wärmeaustauscher-Zwischenzone zwischen der obe-10 ren und der unteren gerührten Wirbelschichtzone angewendet, durch welche die behandelte Stärke schnell hindurchgeführt werden kann, um ein Verschmoren der Stärke zu verhindern. With the method according to the invention, it is possible to achieve a substantial improvement in the fluidization of materials which are connected (glued together) and are therefore difficult to fluidize (whirl up). The process according to the invention is particularly suitable for the treatment of starch when using a stirred fluidized bed system with upper and lower mechanically stirred zones, which serves to maintain the homogeneity in the fluidized bed and to prevent scorching of the starch. when it passes the tube zones of the reactor. In the method according to the invention, a narrowed heat exchanger intermediate zone between the upper and lower stirred fluidized bed zone is used, through which the treated starch can be passed quickly in order to prevent the starch from scorching.

Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren nicht auf die Behandlung von Stärke 15 beschränkt ist. Es kann vielmehr auch für die Behandlung verschiedener anderer Materialien angewendet werden, die zusammenhängen (zusammenkleben) und daher schwierig zu fluidisieren (aufzuwirbeln) sind. It is obvious to a person skilled in the art that the method according to the invention is not restricted to the treatment of starch 15. Rather, it can also be used to treat various other materials that are cohesive (sticking together) and therefore difficult to fluidize (swirl).

Das erfindungsgemässe Verfahren wurde zwar vorstehend 20 unter Bezugnahme auf spezifische bevorzugte Ausführungsformen und Reaktionsabläufe näher beschrieben, es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es darauf keineswegs beschränkt ist, sondern dass diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne dass dadurch der Rahmen der vor-25 liegenden Erfindung verlassen wird. Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch auf anderen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, bei denen die diesem Verfahren zugrundeliegenden Prinzipien anwendbar sind. Although the method according to the invention has been described in more detail above with reference to specific preferred embodiments and reaction sequences, it should be pointed out that it is in no way limited to these, but that these can be changed and modified in many ways without thereby changing the scope of the foregoing -25 lying invention is left. The method according to the invention can also be used in other fields of application in which the principles on which this method is based can be applied.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Fluidization method for fluidizing solids by means of a fluidization gas in a plurality of fluidization zones, characterized in that a) the solids are introduced into an upper or lower fluidization zone in which they are constantly mechanically stirred,

b) the stirred, fluidized solids of the upper or lower fluidization zone are transferred through a plurality of tubular fluidization zones into a lower or an upper fluidization zone, the fluidized solids in the lower or the upper zone also being mechanically agitated, and c) that contacting the tubular fluidization zones with a heat exchange medium thereby transferring heat to the fluidized solids in the tubular fluidization zones.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fluidizing gas is introduced into the lower fluidization zone and it is allowed to flow upwards through the lower fluidization zone and the tubular fluidization zones into the upper fluidization zone.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 2, characterized in that the solids are transferred from top to bottom against the flow of the fluidizing gas.

4. The method according to claim 2, characterized in that the solids are transferred from bottom to top with the flow of the fluidizing gas.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that each tubular fluidization zone has a smaller cross section than the first fluidization zone and the last fluidization zone.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one heats the tubular fluidization zone.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that cohesive solids are used as the solids to be fluidized.

8. The method according to claim 7, characterized in that the cohesive solid to be fluidized is starch.

9. Application of the method according to claim 1 for the production of cationic starch derivatives, characterized in that a glycidyltrialkylammonium halide is reacted with starch in a condensation reaction.