DE1111120B

DE1111120B - Verfahren zur Gewinnung von mindestens technisch reinen Polysacchariden aus Leguminosen

Info

Publication number: DE1111120B
Application number: DEM40538A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Mueller
Original assignee: Meypro Ag
Current assignee: Meypro Ag
Priority date: 1959-02-18
Filing date: 1959-02-18
Publication date: 1961-07-13
Also published as: FR1248832A; GB906327A; CH390833A

Description

Verfahren zur Gewinnung von mindestens technisch reinen Polysacchariden aus Leguminosen Die Saaten, von welchen in der vorliegenden Beschreibung die Rede ist, bestehen in der Hauptsache aus dem Endosperm (Fruchtkörper), dem Keimling und der Schale.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren handelt es sich darum. Reste der Keimlinge und die Schalen, welche am Endosperm fest anhaften, von diesem möglichst vollständig abzutrennen, um auf diese Weise die Endosperme, welche aus Polysacchariden, hauptsächlich aus Galaktomannan bestehen, möglichst rein zu gewinnen. Im folgenden werden diese Polysaccharide als G-Substanz, die Keimlinge und Schalen als Begleitstoffe oder Verunreinigungen bezeichnet.
Als Begleitstoffe gelten in diesem Sinne auch verdorbene, braune oder schwarze Samenkörner, welche in den Rohsaaten immer vorhanden sind.
Nach den bisher bekanntgewordenen Methoden zur Gewinnung von z. B. Guarmehl werden die Saaten in besonderen Brechwerken gespalten und dabei in die sogenannten Samenschuppen und die Keimlinge getrennt. Die Schuppen bestehen aus den Fruchtkörpern mit den fest anhaftenden Schalen und aus Resten von Keimlingen.
Durch weitere Mahlprozesse werden diese Schuppen zu einem feinen Mehl verarbeitet, wobei ein kleiner Teil der Schalen, z. B. durch Windsichtung, von der G-Substanz abgetrennt werden kann. Ein großer Teil der Schalen kann jedoch auf diese Weise nicht entfernt werden. Ebenso bleiben größere Teile von Keimlingen im sogenannten Guarmehl vorhanden.
Es sind ferner Verfahren bekannt, wo z. B. durch Behandlung von Rohsaaten mit wässerigen Alkalien Schalen und Keimlinge gelockert oder abgebaut werden. Es kann damit eine bessere Reinigung der Polysaccharide erreicht werden. Die großen Nachteile dieser Verfahren bestehen darin, daß bei einer Behandlung von genannten Saaten mit wässerigen Lösungen die Polysaccharide sehr viel Wasser aufnehmen und aufquellen und so die technische Durchführung der Verfahren ganz erheblich erschweren oder in speziellen Fällen verunmöglichen. Wenn die Galaktomannane in trockener Form gewonnen werden sollen, müssen die stark wasserhaltigen Produkte mit relativ großem Wärmeaufwand getrocknet werden, was die Herstellungskosten erheblich erhöht.
Das neue Verfahren bezweckt, wie oben erwähnt, die möglichst vollständige Abtrennung der Begleitstoffe von der G-Substanz. Als Ausgangsmaterial für die unten beschriebenen neuen Verfahren stehen die sogenannten Samenschuppen zur Verfügung.
Es wurde gefunden, daß die Verkochung oder der Abbau von Keimlingen und Schalen mit z. B. wäs- serigenAWalien, wie z. B. 2- bis 3O0/oigeNatronlauge, in Gegenwart von Salzen durchgeführt werden kann.
Es wurde festgestellt, daß bei Gegenwart von Salzen die Quellung der Polysaccharide so stark verhindert werden kann, daß eine technische Durchführung des Verfahrens wesentlich erleichtert oder überhaupt ermöglicht wird. Als Salze, welche die Quellung mindestens teilweise verhindern, können z. B. Natriumsulfat, Kaliumacetat, Ammoniumchloride usw. verwendet werden.
Es wurde ferner festgestellt, daß sehr zahlreiche anorganische (und organische) Verbindungen, z. B. verschiedene Salze von Metallen und Erdalkalimetallen, mit den G-Substanzen in Gegenwart von Alkalien Verbindungen (Bindungen) eingehen. Durch derartige Bindungen wird z. B. die Löslichkeit der G-Substanzen bzw. deren Derivate in wässerigen alkalischen Lösungen mindestens teilweise sehr stark herabgesetzt. Ebenso wird die Quellbarkeit oder die Aufnahmefähigkeit für Wasser der genannten Verbindungen oder Additionsprodukte mindestens teilweise sehr stark vermindert. Organische oder anorganische Verbindungen, welche z. B. die Elemente Fe-Ni-Co-Cr-Cu-Pb-B-Si-Al-Bi-Ba-Mg-Ca u. dgl. enthalten, können in diesem Sinne mit der G-Substanz reagieren. Als Beispiele seien genannt: Fe-Chlorid, Cu-Sulfat, Pb-Acetat, Al-Laevulinat, Ba-Chlorid-Ca-Chlorid, Borax, Wasserglas u. dgl. Die G-Substanz kann bei verschiedenen pH-Werten (sauerneutral-alkalisch) mit den genannten Verbindungen umgesetzt werden.
Die Tatsache, daß die Wasserlöslichkeit oder die Quellbarkeit in Wasser der GSubstanzen stark vermindert werden kann, indem die genannten »Blockierungsmittel« einzeln oder in Kombinationen zugesetzt werden, erlaubt eine längere Behandlungszeit mit verdünnten Alkalien oder im Trenn- oder Auswaschverfahren mit Wasser, ohne daß dabei größere Verluste an G-Substanz oder zu hohe, unrationelle Wasseraufnahmen eintreten.
Die in der obenerwähnten Weise mit Alkalien behandelten Polysaccharide können in folgender Art weiterverarbeitet werden: a) durch Waschen der G-Substanz-Schuppen auf einem Sieb, wobei die bis zu einem feinen Schlamm abgebauten Begleitstoffe ausgespült werden, oder b) durchFlotation, wobei die z. B. nur teilweise abgebauten Begleitstoffe durch z. B. Wasser weggetragen werden, oder c) durch Windsichtung, wobei die selektiv getrockneten Begleitstoffe ausgeblasen werden, u. dgl.
Durch die Bildung der erwähnten Additionsverbindungen der G-Substanzen mit den verschiedensten »Blockierungsmitteln« wird neben der genannten Verminderung der Wasseraufnahmefähigkeit in verschiedenen Fällen eine für die technische Durchführung der weiteren Verfahrensstufen eine sehr wesentliche Veränderung der mechanischen Eigenschaften der G-Substanzen oder -Schuppen erreicht.
Während z. B. nicht »blockierte« Guar-Schuppen, welche etwa die gleiche Gewichtsmenge Wasser aufgenommen haben, nur mit größten Schwierigkeiten »vermahlen« werden können, können »blockierte« Guar-Schuppen bei entsprechendem Wassergehalt unter Umständen sehr leicht zerkleinert werden.
Die auf diese Weise gewonnenen feuchten Mehle sind rieselfähig und können in dieser Form leicht weiterverarbeitet werden: a) Trocknung z. B. im Heißlufttrockner, b) Reinigung durch Auswaschen mit Wasser oder Salzlösungen oder Wasser-Alkohol-Gemischen oder Wasser-Keton-Gemischen oder Lösungsmittel u. dgl., c) Herstellung von Derivaten durch z. B. enzymatischen Abbau, durch Oxydation oder durch Substitution u. dgl., d) Herstellung von wasserlöslichen Produkten durch Auswaschen mit Säuren z.B. inWasser-Alkohol-Gemischen u. dgl., e) Vermischen mit Salzen, wie Phosphaten u. dgl., und Trocknung, f) Verwendung ohne zusätzliche Trocknungs- oder Reinigungs- oder Modifizierungsprozesse.
Die nach a) bis d) gewonnenen reinen oder technisch reinen G-Substanzen oder » Blockierten « G-Substanzen oder sonstwie modifizierten G-Substanzen können in den verschiedensten Industrien als Quellmittel, Verdickungsmittel, Schlichten, Klebstoffe, Dispergierungsmittel, Desinfektionsmittel, Weichmacher u. dgl. Verwendung finden.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert: Beispiel 1 Verwendung von Cu-Acetat als »Blockierungsmittel « 100 kg Guar-Schuppen werden in einem Gemisch von 20 kg Cu-Acetat, 2001 Wasser, 4 kg Hydrosulfit etwa 2 Minuten verkocht, dann werden 30 kg NaOH zugegeben und weitere 15 Minuten bei etwa 100° C behandelt.
Nach dieser Reaktionszeit werden die Cu-G-Substanz-Schuppen mit Wasser gewaschen, geschleudert und vermahlen.
Das erhaltene Mehl kann getrocknet und z. B. als Konservierungsmittel verwendet werden.
Das erhaltene Mehl kann aber auch mit z. B. 10'/obiger Phosphorsäure--Wasser-Alkohol gewaschen werden.
Das erhaltene rein weiße Produkt ist in saurem und alkalischem Wasser löslich und kann z. B. als Verdickungsmittel eingesetzt werden.
Beispiel 2 Verwendung von Na-Silikat als »Blockierungsmittel« 100 kg Guar-Schuppen werden in einem Gemisch von 180 1 Wasser, 60 kg Wasserglas, 10 kg Mg-Oxyd, 30kg NaOH, 2kg Hydrosulfit 15 Minuten bei 100 bis 1100 C verkocht.
Nach dieser Reaktionszeit werden die Si/Mg-Guar-Schuppen mit Wasser gewaschen, geschleudert und gemahlen.
Das feuchte oder getrocknete Mehl ist z. B. in angesäuertem Wasser,. z. B. verdünnter Ameisensäure, gut löslich. Das z. B. mit Phosphorsäure-Alkohol-Wasser gewaschene Mehl kann als Verdickungsmittel verwendet werden.
Beispiel 3 100 kg Guar-Schuppen werden in einem Gemisch von 250 1 Wasser, 20 kg Chlorcalzium, 3 kg Hydrosulfit 2 Minuten verkocht. Nach dieser Zeit werden 25 kg NaOH zugesetzt und weitere 15 Minuten behandelt.
Nach dieser Reaktionszeit werden die Ca-Guar-Schuppen gewaschen, geschleudert und gemahlen.
Das feuchte Mehl kann mit Phosphorsäure-Alkohol gewaschen und dann getrocknet werden. Die so erhaltenen Produkte können als Verdickungsmittel in der Lebensmittelindustrie verwendet werden.
Beispiel 4 Verwendung von Natriumacetat als »Blockierungsmittel« 100 kg Guar-Schuppen werden in einem Gemisch von 2001 Wasser, 30kg Na-Acetat, 30kg NaOH bei 1100 C 5 Minuten verkocht.
Nach dieser Reaktionszeit werden die Guar-Schuppen mit Wasser gewaschen und z. B. mit Methanol getrocknet.
Das gemahlene Produkt kann durch Oxydation in ein Verdickungsmittel, welches in der Textilindustrie eingesetzt werden kann, weiterverarbeitet werden.
Beispiel 5 Verwendung von Al-Laktat als »Blockierungsmittel« 100 kg Guar-Schuppen werden in einem Gemisch von 2001 Wasser, 15 kg Al-Laktat, 30kg NaOH, 5 kg Ca-Hydroxyd, 5 kg Mg-Hydroxyd, 4 kg Hydrosulfit bei 800 C 15 Minuten verkocht.
Nach dieser Reaktionszeit werden die Al-Schuppen mit Wasser gewaschen, geschleudert und vermahlen.