DE1197400B - Process for fractionating starch, such as corn starch - Google Patents
Process for fractionating starch, such as corn starchInfo
- Publication number
- DE1197400B DE1197400B DEST17229A DEST017229A DE1197400B DE 1197400 B DE1197400 B DE 1197400B DE ST17229 A DEST17229 A DE ST17229A DE ST017229 A DEST017229 A DE ST017229A DE 1197400 B DE1197400 B DE 1197400B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solution
- starch
- temperature
- amylose
- cooled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B30/00—Preparation of starch, degraded or non-chemically modified starch, amylose, or amylopectin
- C08B30/20—Amylose or amylopectin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
Verfahren zum Fraktionieren von Stärke, wie Maisstärke Gewöhnliche Stärke besteht bekanntlich aus zwei Arten von Glucosepolymerisaten, und zwar aus Amylose (oft auch als Fraktion »A« bezeichnet) und Amylopektin (oft auch als Fraktion »B« bezeichnet).Process for fractionating starch, such as common corn starch As is well known, starch consists of two types of glucose polymers Amylose (often referred to as fraction "A") and amylopectin (often also referred to as fraction Marked "B").
Die jeweiligen Mengenanteile von Amylose und Amylopektin sind je nach Herkunft der Stärke verschieden. Das Amylosemolekül wird als eine lange, lineare Kette aus Anhydroglucoseeinheiten angesehen. Das Amylopektinmolekül besteht demgegenüber aus einer größeren, verzweigteren Kette von baumartiger Struktur, in der viele Zweige weiter verzweigt sein können.The respective proportions of amylose and amylopectin depend on Origin of strength different. The amylose molecule is called a long, linear one Viewed chain of anhydroglucose units. The amylopectin molecule, on the other hand, exists from a larger, more branched chain of tree-like structure in which many branches can be branched further.
Eine Besprechung der beträchtlich sich unterschei denden Eigenschaften dieser beiden Stärkeanteile findet sich bei K er r, Chemistry and Industry of Starch, Academic Press (1950), vor, wonach das Amylosemolekül ein verhältnismäßig geringes Molekulargewicht besitzt (einige hundert Anhydroglucoseeinheiten, mit nur einer nichtreduzierenden Endgruppe je Molekül), Amylopektin besitzt demgegenüber ein hohes Molekulargewicht (mehr als tausend Anhydroglucoseeinheiten, mit einer nichtreduzierenden Endgruppe je zwanzig bis dreißig Glucoseresten). A discussion of the vastly different properties of these two starch proportions can be found at Ker r, Chemistry and Industry of Starch, Academic Press (1950) suggests that the amylose molecule is a relatively small one Molecular weight (several hundred anhydroglucose units, with only one non-reducing end group per molecule), amylopectin, on the other hand, has a high Molecular weight (more than a thousand anhydroglucose units, with a non-reducing End group of twenty to thirty glucose residues each).
Die Trennung dieser Stärkefraktionen ist seit langem Gegenstand von Arbeiten und Versuchen gewesen, die in dem oben angegebenen Buch von Kerr, S. 181 ff., und in einem zusammenfassenden Aufsatz von Schoch in Advances in Carbohydrate Chemistry, 1, S. 247 bis 277 (1945), behandelt werden. The separation of these starch fractions has long been the subject of Work and experiments have been given in the above-cited book by Kerr, p. 181 ff., and in a comprehensive article by Schoch in Advances in Carbohydrate Chemistry, 1, pp. 247-277 (1945).
Keines dieser Verfahren zur Trennung der Stärkefraktionen hat sich in wirtschaftlichem Sinn als wirklich erfolgreich erwiesen, und jedes dieser Verfahren weist Nachteile auf. Das aus wachsartigem Mais gewonnene Amylopektin ist wegen der beim Züchten und Behandeln dieser Bastardart erforderlichen Sorgfalt teuer. Bei den chemischen Verfahren zur Trennung wird ein chemischer Komplex der Fraktionen, und besonders der Amylose, erzeugt, oder ein fraktioniertes Aussalzverfahren verwendet, bei dem auch ein Komplexbildungsmittel verwendet werden kann. Auch diese chemischen Verfahren sind nicht zufriedenstellend, weil bei der Gewinnung, dem Abtrennen oder der Anwendung der verwendeten Materialien Schwierigkeiten auftreten. Neither of these methods of separating the starch fractions has proven successful proven to be really successful in an economic sense, and each of these procedures has disadvantages. The amylopectin obtained from waxy maize is because of the the care required to breed and treat this hybrid species is expensive. at the chemical process of separation is a chemical complex of fractions, and especially the amylose, produced, or using a fractional salting out process, in which a complexing agent can also be used. Also this chemical Processes are unsatisfactory because of the recovery, separation or Difficulties arise in the application of the materials used.
Daß keines dieser Verfahren völlig zufriedenstellend ist, ist ein Zeichen für die Schwierigkeit, ein wirtschaftlich vertretbares Verfahren zu entwickeln, bei dem sowohl Amylose als auch Amylopektin aus gewöhnlichen Naturstärken gewonnen werden. Erfindungsgemäß ist nun ein wirtschaftliches Tren- nungsverfahren gefunden worden, bei dem Amylose und Amylopektin in hoher Reinheit und in guten Ausbeuten ohne Zugeben irgendeines Umsetzungsteilnehmers, außer Wasser, erhalten werden. That none of these methods are entirely satisfactory is one Signs of the difficulty in developing an economically justifiable process, in which both amylose and amylopectin are obtained from common natural starches will. According to the invention, an economic separation is now method found in which amylose and amylopectin in high purity and in good yields without adding any reactant other than water.
In der vorliegenden Beschreibung wird der Ausdruck »Stärke« im allgemeinen Sinn zum Bezeichnen einer Stärke venvendet, die Amylose in einem beträchtlichen Mengenanteil enthält. Jede Art von Stärke bzw. jedes Stärkegemisch kann erfindungsgemäß verwendet werden, so z. B. Mais-, Reis-, Weizen-, Tapioka-, Sago-, Sorghum und Kartoffelstärke u. dgl., wobei jedoch bei einigen dieser Stärkearten die Arbeitsbedingungen des Verfahrens etwas verändert werden müssen. Erfindungsgemäß kann auch eine Stärke verwendet werden, die nach einem üblichen Verfahren vorgeliefert und die walzen- oder sprühgetrocknet worden ist, d. h., es kann eine Stärke verwendet werden, die oft als kaltwasserquellende oder kaltwasserlösliche Stärke bezeichnet wird. So kann die Stärke nach einem üblichen Verfahren verkleistert werden, indem die Stärkeaufschlämmung auf eine Temperatur unterhalb des Siedepunktes dieser Aufschlämmung erhitzt wird, worauf die Paste ohne Abkühlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet wird. Da die aus wachsartigem Mais erhaltene Stärke von Amylose im wesentlichen frei ist, kann diese selbstverständlich zu dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren nicht verwendet werden. Etwas modifizierte oder etwas in Dextrine übergeführte Stärke oder Stärke, die unter Bildung eines Derivats mit einem geringeren Substitutionsgrad vor oder nach dem Gelieren umgesetzt worden ist, kann an Stelle von nativer Stärke verwendet werden, vorausgesetzt, daß deren Pasteneigenschaften denen von nativer Stärke praktisch entsprechen. Solche Stärkeprodukte sind jedoch teuer, und ferner besitzen die Stärkefraktionen eine geringere Reinheit und wird die Ausbeute bei der Trennung verringert, wenn die Einwirkung auf die Stärke verstärkt wird. In the present specification, the term "strength" is used in general Sense used to denote a strength that amylose in a considerable amount Contains proportion. Any type of starch or any starch mixture can be used according to the invention be used, e.g. B. corn, rice, wheat, tapioca, sago, sorghum and potato starch and the like. However, with some of these types of starch the working conditions of the Procedure have to be changed somewhat. According to the invention, a strength are used, which are pre-supplied according to a conventional process and the roller or has been spray dried, d. i.e., a strength can be used that often referred to as cold water swelling or cold water soluble starch. So can the starch can be gelatinized by a conventional method by adding the starch slurry is heated to a temperature below the boiling point of this slurry, whereupon the paste processed without cooling according to the method according to the invention will. As the starch obtained from waxy maize is amylose in the is essentially free, this can of course be added to that proposed according to the invention Procedures are not used. Something modified or something converted into dextrins Starch or starch that forms a derivative with a lower degree of substitution Before or after gelling has been implemented, native starch can be used instead can be used provided that their paste properties are similar to those of native Strength practically match. However, such starch products are expensive, and furthermore the starch fractions have a lower purity and the yield will be the separation decreases as the effect on the starch is increased.
Da kaltwasserquellende oder vorgelierte Stärke bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keinen Vorteil bietet, sondern vielmehr nachteilig ist, wenn ein hochmolekulares Produkt erzeugt werden soll, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise körnige native Stärke verwendet. Aufschlämmungen von körniger nativer Stärke sind ferner leichter zu handhaben. Bei der Verwendung körniger nativer Stärke ist es jedoch sehr wichtig, daß das Molekulargewicht der Fraktionen den obersten Wert hat, weil die Stärke zuvor nach keinem Verfahren behandelt worden ist, bei dem eine Erniedrigung des Molekulargewichts hätte eintreten können. Since cold water swelling or pregelatinized starch in the inventive Process offers no advantage, but rather is disadvantageous if a high molecular weight Product is to be produced, is preferred in the method according to the invention granular native starch used. Are granular native starch slurries also easier to handle. When using granular native starch, it is However, it is very important that the molecular weight of the fractions has the highest value, because the starch has not previously been treated by any procedure that resulted in degradation the molecular weight could have occurred.
Nach der Erfindung wird nun die Fraktionierung von Stärke, wie Maisstärke, in der Weise durchgeführt, daß eine fließfähige Lösung der Stärke in Wasser durch Erhitzen auf eine Temperatur von 121 bis etwa 17700 erzeugt und diese Lösung auf eine Temperatur unterhalb des Siedepunktes bei Normaldruck und oberhalb 490C abgekühlt wird und die Konzentration der Stärke so eingestellt ist, daß die Stärketrockensubstanz in dieser abgekühlten Lösung mehr als etwa 2,5 Gewichtsprozent beträgt, dann die Lösung innerhalb des Temperaturbereichs zwischen etwa 490C und dem Siedepunkt bei Normaldruck für eine zum Stabilisieren der Lösung und Abscheiden und Ausbildung einer amylosereichen festen Fraktion ausreichenden Zeitdauer gehalten wird und diese Fraktion von der beständigen Lösung abgetrennt wird. According to the invention, the fractionation of starch, such as corn starch, Carried out in such a way that a flowable solution of the starch in water through Heating to a temperature of 121 to about 17700 produces this solution up cooled to a temperature below the boiling point at normal pressure and above 490C and the concentration of the starch is adjusted so that the starch dry matter in this cooled solution is greater than about 2.5 percent by weight, then the Solution within the temperature range between about 490C and the boiling point Normal pressure for one to stabilize the solution and deposition and training an amylose-rich solid fraction is held for a sufficient period of time and this Fraction is separated from the stable solution.
Die Viskosität der Lösung wird während des Abkühlens unter dem Siedepunkt bei Normaldruck auf einen Wert unterhalb von 1500cP gehalten. Die Stabilisierung der Lösung und das Abscheiden der amylosereichen Teilchen erfordert eine Zeit von mindestens etwa 8 Stunden. Ferner wird eine wirksame Trennung wesentlich erleichtert, wenn man das Wachsen der amylosereichen Teilchen so weit fortschreiten läßt, daß mindestens 50 Gewichtsprozent davon einen Durchmesser von mehr als 20 Mikron aufweisen. The viscosity of the solution becomes below the boiling point during cooling kept at a value below 1500cP at normal pressure. The stabilization of the solution and the separation of the amylose-rich particles requires a time of at least about 8 hours. Furthermore, an effective separation is made much easier, if the growth of the amylose-rich particles is allowed to proceed so far that at least 50 percent by weight thereof have a diameter greater than 20 microns.
Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung. In F i g. 1 wird das Fließdiagramm des erfindungsgemaßen Verfahrens gezeigt; F i g. 2 ist eine graphische Darstellung, in der die Wirkungen der in einigen der folgenden Beispiele eingehaltenen Abktlhlungsgeschwindigkeiten veranschaulicht werden Nach dem oben gekennzeichneten Verfahren der Erfindung wird eine sich nichtverfestigende Stärkelösung hergestellt und Amylose als feste Phase daraus abgeschieden, die dann verhältnismäßig leicht von der Lösung abgetrennt werden kann. Diese Er- gebnisse werden durch eine sorgfältig geregelte Folge von Erwärmen und Abkühlen von Stärke und Wasser erzielt. The drawings serve to explain the present invention. In Fig. 1 shows the flow diagram of the method according to the invention; F i G. 2 is a graph showing the effects of some of the following Examples of the observed cooling rates are illustrated after the method of the invention characterized above becomes a non-solidifying one Starch solution is produced and amylose is deposited from it as a solid phase, which is then deposited can be separated from the solution relatively easily. This he- results are made through a carefully regulated sequence of heating and cooling of starch and achieved water.
Bei dem erfindungsgemäßen vorgeschlagenen Verfahren wird die Aufschlämmung von Stärke in Wasser zunächst auf eine Temperatur von 121 bis 1770 C erhitzt. Wenn die Temperatur des Gemisches aus Stärke und Wasser weiter erhöht wird, erfolgt anfangs eine sehr starke Erhöhung der Viskosität, so daß die Stärkepaste nur wenig fließfähig ist. Dieser wenig fließfähige Zustand besteht sogar oberhalb des Siedepunktes, bis die Temperatur auf einen bestimmten Wert erhöht worden ist, der von der Art der Stärke, der Erhitzungsgeschwindigkeit u. dgl. be stimmt wird. Bei einer Temperatur oberhalb etwa 12100 erfolgt dann ziemlich plötzlich eine Veränderung zu einer fließfähigen, beweglichen und gewöhnlich ziemlich klaren Flüssigkeit, die in der vorliegenden Beschreibung als :*Lösung« bezeichnet wird. Es ist gefunden worden, daß eine Abtrennung der Amylose nicht möglich ist und daß sich diese Lösung beim Abkühlen meistens verdickt, wenn nicht eine solche Umwandlung erfolgt ist. In the proposed method of the present invention, the slurry of starch in water initially heated to a temperature of 121 to 1770 C. if the temperature of the mixture of starch and water is further increased, takes place initially a very strong increase in viscosity, so that the starch paste has little flowability is. This poorly flowable state exists even above the boiling point until the temperature has been raised to a certain value depending on the nature of the Strength, heating rate and the like is determined. At one temperature above about 12100 there is a sudden change to a flowable, mobile and usually fairly clear liquid, which in the present Description is referred to as: * solution «. It has been found that a separation amylose is not possible and that this solution usually thickens when it cools, unless such a conversion has taken place.
Wenn die Lösung dann nach dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren abgekühlt wird, ist sie stabilisiert und verdickt sich selbst dann nicht, wenn sie schließlich auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Die Viskositätseigenschaften sind in einem solchen Ausmaß stabilisiert worden, daß die fließfähige Lösung wiederholt erhitzt und abgekühlt werden kann, wobei bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes bei Normaldruck deren Viskosität bei irgendeiner bestimmten Temperatur im wesentlichen immer gleich ist und ein Stärkegel selbst dann nicht gebildet wird, wenn dies nach Art der verwendeten Stärke erwartet werden könnte. Wenn andererseits die fließfähige Lösung nicht auf einer Temperatur oberhalb von 490C für die erforderliche Zeitdauer gehalten wird, wird diese Lösung, wie die üblichen Stärkepasten einer bestimmten Stärkeart, beim Abkühlen zurückverwandelt, d. h., sie bildet ein Gel. If the solution is then according to the method proposed according to the invention is cooled, it is stabilized and does not thicken even when it is is finally cooled to room temperature. The viscosity properties are has been stabilized to such an extent that the flowable solution repeats can be heated and cooled, at a temperature below the boiling point at normal pressure their viscosity at any given temperature essentially is always the same and a starch cone is not formed even if this is done after Type of starch used might be expected. On the other hand, if the flowable Do not solution at a temperature above 490C for the required length of time is held, this solution, like the usual starch pastes of a certain Type of starch, converted back on cooling, d. i.e., it forms a gel.
Die Verfestigung gibt sich anfangs durch eine Erhöhung der Viskosität zu erkennen; im weiteren Verlauf erhöht sich dann die scheinbare Viskosität und wird die Lösung mehr und mehr getrübt. Das Material nimmt dann eine klümpchenartige Beschaffenheit an, wird dann salbenartig und schließlich starr. Dieser Verlauf ist nicht umkehrbar, d. h., das Gel kann durch erneutes Erhitzen auf eine Temperatur unterhalb von i210C nicht wieder fließfähig gemacht werden. Wenn erst einmal die Gelbildung begonnen hat, ist die Abtrennung der Amylose nicht mehr möglich.The solidification is initially due to an increase in viscosity to recognize; in the further course the apparent viscosity increases and the solution becomes more and more cloudy. The material then takes on a lump-like appearance Texture, then becomes ointment-like and finally rigid. This course is irreversible, d. i.e., the gel can be removed by reheating to a temperature cannot be made flowable again below i210C. Once the If gel formation has started, the amylose can no longer be separated off.
Die Gelbildung oder Retrogradation ist nicht einfach eine Viskositätserhöhung; ein Gel dieser Art unterscheidet sich in seiner Art von den meisten viskosen Flüssigkeiten. Ein Stärkegel hat viele Eigenschaften, die mit denen einer festen Substanz vergleichbar sind. Es ist oft starr und kann eine bestimmte Form aufweisen. Diese besondere Eigenschaft von Stärkelösungen oder Stärkepasten ist auf die Bildung eines eingefiochtenen Netzwerkes von willkürlich orientierten linearen Molekülen zurückzuführen. Gel formation or retrogradation is not simply an increase in viscosity; a gel of this type differs in type from most viscous liquids. A starch gel has many properties that are comparable to those of a solid substance are. It is often rigid and can have a certain shape. This particular quality of starch solutions or starch pastes is based on the formation of an embedded network of arbitrarily oriented linear molecules.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird die Stärkelösung derart verändert, daß sie sich nicht zurückverwandelt oder beim Abkühlen ein Gel bildet und das Wachstum der amylosereichen Fraktion derart ist, daß die Abtrennung erleichtert wird. When carrying out the method proposed according to the invention the starch solution is changed in such a way that it does not change back or on cooling a gel forms and growth the amylose-rich Fraction is such that separation is facilitated.
Wenn bei dem vorgeschlagenen Verfahren von einer trockenen Stärke ausgegangen wird, wird die Stärke zunächst nach irgendeinem geeigneten Verfahren zwecks Suspendierung in Wasser suspendiert. If in the proposed method of a dry strength is assumed, the starch is first determined by any suitable method suspended in water for suspension.
Die Stärkesuspension wird zweckmäßigerweise schnell auf etwa 121 bis 1770 C erhitzt, wozu vorzugsweise eine Vorrichtung verwendet wird, die in der Beschreibung des USA.-Patents 3 101 284 beschrieben ist. In dieser Vorrichtung wird Wasserdampf unter Uberdruck ununterbrochen mit der Stärkesuspension in der Mündung einer Wasser dampfdüse vermischt. Nach diesem Verfahren wird die Suspension tatsächlich unmittelbar auf die gewünschte Temperatur gebracht, wobei die Stärke innerhalb weniger Sekunden zu einer fließfähigen Lösung gekocht wird. In der obigen Vorrichtung fließt die durch Wasserdampf erhitzte Suspension nach unten in und durch eine Verweilzone, in der die heiße Suspension auf einer erhöhten Temperatur für eine wählbare Zeitdauer gehalten wird. Diese Vorrichtung ist derart angeordnet und bemessen, daß in der Verweilzone praktisch kein Vermischen erfolgt, so daß die vom Boden der Verweilzone abgezogene Stärkelösung für eine gleichmäßige Zeitdauer auf einer gleichbleibenden Temperatur gehalten werden kann. Andere Formen dieser Art von Vorrichtungen können auch zum Erhitzen verwendet werden wie die in den USA.-Patentschriften 2871 146, 2582 198 und 2805966 beschriebenen Vorrichtungen. The starch suspension is expediently quickly to about 121 Heated to 1770 C, for which purpose a device is preferably used that is in the Description of U.S. Patent 3,110,284. In this device is Uninterrupted steam under excess pressure with the starch suspension in the mouth mixed with a steam nozzle. After this procedure, the suspension actually becomes Immediately brought to the desired temperature, with the starch within less Seconds to boil to a flowable solution. In the above device flows the suspension heated by steam downwards into and through a dwell zone, in which the hot suspension is at an elevated temperature for a selectable period of time is held. This device is arranged and dimensioned such that in the Residence zone practically no mixing occurs, so that from the bottom of the residence zone withdrawn starch solution for an even period of time on a constant Temperature can be maintained. Other forms of this type of device can be used can also be used for heating such as those in U.S. Patents 2,871,146, 2582 198 and 2805966 devices described.
Auch andere Verfahren können zum Erhitzen des Gemisches aus Stärke und Wasser verwendet werden. Wie später beschrieben, kann erfindungsgemäß auch ein Gemisch aus Stärke und Wasser in einem Autoklav erhitzt und dann durch einen Wärmeaustauscher gepumpt werden, der aus einem Schlangenrohr in einer Umgebung mit gleichbleibender Temperatur besteht, wobei bei einem solchen Erhitzungsverfahren die gleichen Ergebnisse erhalten werden. Other methods can be used to heat the starch mixture and water can be used. As described later, according to the invention, a Mixture of starch and water heated in an autoclave and then through a heat exchanger be pumped out of a coiled pipe in an environment with constant Temperature, and such a heating process produces the same results can be obtained.
Beim Erhitzen auf die angegebene Temperatur wird die Stärkesuspension vorzugsweise gerührt. When heated to the specified temperature, the starch suspension becomes preferably stirred.
Die Endtemperatur oberhalb von 1210 C, auf die die Lösung erhitzt wird, und die Zeit bei dieser Temperatur haben einen Einfluß auf die zu erhaltenden Produkte. Innerhalb der angegebenen Grenzen haben verhältnismäßig hohe Temperaturen und lange Verweilzeiten offenbar eine vorteilhafte Wirkung auf die Viskosität und die Beständigkeit der Lösung nach dem Abkühlen und auf die Durchführbarkeit der Trennung. Je höher jedoch die Temperatur oder je länger die Verweilzeit bei dieser Temperatur ist, um so größer ist die Neigung der Stärke zu einem Abbau, d. h. zu einer Verringerung des Molekulargewichts. Die Stärkelösung muß aber mindestens so lange auf einer Temperatur von 121 bis etwa 1770 C gehalten werden, bis die gesamte Stärke gleichmäßig umgewandelt worden ist. Wenn die Temperatur erhöht oder aber die Zeitdauer bei einer Temperatur oberhalb von 1210 C verlängert wird, muß der Zeit- oder Temperaturfaktor verringert werden. Wenn die Suspension auf 121 bis 1770 C in weniger als 5 Minuten erhitzt worden ist, ist die Masse auf dieser Temperatur bis zu weiteren 30 Minuten zu halten. Die besten Ergebnisse sind erhalten worden, wenn das Gemisch aus Stärke und Wasser auf Temperaturen zwischen etwa 138 und 16QO C praktisch sofort und nach einem ununterbrochenen Verfahren erhitzt und diese Temperatur 0,5 bis 15 Minuten lang gehalten worden ist. Temperaturen von 1770 C sollten vermieden werden, weil dann der Abbau der Stärke zu schnell erfolgt, wobei jedoch diese Temperaturgrenze je nach der verwendeten Stärkeart um etwa 6 bis 110 C schwanken kann. The final temperature above 1210 C to which the solution is heated will, and the time at this temperature have an influence on the to be obtained Products. Within the specified limits have relatively high temperatures and long residence times appear to have a beneficial effect on viscosity and the stability of the solution after cooling and the feasibility of the Separation. However, the higher the temperature or the longer the residence time at this Temperature, the greater the tendency for the starch to degrade, i.e. H. to a decrease in molecular weight. The starch solution must be at least like this be kept at a temperature of 121 to about 1770 C for a long time until the entire Starch has been converted evenly. When the temperature increases or else the time is extended at a temperature above 1210 C, the Time or temperature factor can be reduced. When the suspension is on 121 to 1770 C has been heated in less than 5 minutes, the mass is at this temperature hold for another 30 minutes. The best results have been obtained when the mixture of starch and water is at temperatures between about 138 and 16QO C heated practically immediately and after an uninterrupted process and this temperature Has been held for 0.5 to 15 minutes. Temperatures of 1770 C should be avoided because the starch is then degraded too quickly, but this temperature limit can vary by about 6 to 110 C depending on the type of starch used.
Die Lösung wird vorzugsweise sehr schnell auf die Siedetemperatur bei Normaldruck abgekühlt, indem die Lösung schnell auf Normaldruck in der Vorrichtung nach USA.-Patent 3 101 284 entspannt wird oder indem sie abgeschreckt wird. Wenn auch die Lösungen langsam auf den Siedepunkt bei Normaldruck abgekühlt werden können, wird eine solche Ausführungsform vorzugsweise nicht verwendet, damit ein Abbau oder eine Hydrolyse der Stärke möglichst vermieden wird. Beim schnellen Abkühlen auf den Siedepunkt der Lösung wird eine Amylose mit höherem Molekulargewicht erhalten, so daß diese Ausführungsform bevorzugt wird. The solution is preferably very quickly to the boiling point cooled at normal pressure by quickly bringing the solution to normal pressure in the device according to US Pat. No. 3,110,284 is relaxed or by being quenched. if the solutions can also be slowly cooled to the boiling point at normal pressure, such an embodiment is preferably not used, so that a degradation or hydrolysis of the starch is avoided as far as possible. When it cools down quickly the boiling point of the solution will get an amylose with a higher molecular weight, so this embodiment is preferred.
Die Art der weiteren Abkühlung ist wesentlich. The type of further cooling is essential.
Erfindungsgemäß ist gefunden worden, daß zwecks Stabilisierung der Lösung und Ausbildung der Amyloseteilchen die Lösung eine Zeitlang zwischen einer Temperatur von 490 C und dem Siedepunkt unter Normaldruck gehalten werden muß Vorzugsweise wird die Lösung zwischen diesen Temperaturen langsam abgekühlt.According to the invention it has been found that in order to stabilize the Dissolution and formation of the amylose particles the solution for a time between a Temperature of 490 C and the boiling point under normal pressure must be kept preferably the solution is slowly cooled between these temperatures.
Die zwei Grundarten von Stärken, und zwar die Wurzel- oder Knotenstärke und die Getreidestärke, verhalten sich bei dieser Stufe des Verfahrens ziemlich verschieden. Die Wurzelstärken, wie Tapioka-und Kartoffelstärke, verdicken sich nicht so leicht wie die Getreidestärken. Die letzteren, wie Mais-, Reis- und Weizenstärke, neigen zu einer sehr schnellen Retrogradation. Wenn bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren Tapioka- oder Kartoffelstärke verwendet wird, erfolgt selbst dann nur eine geringe Verdickung, wenn die Lösung schnell von ihrem Siedepunkt auf Raumtemperatur, z. B. innerhalb von 1,5 Stunden, abgekühlt wird. The two basic types of strength, namely the root or knot strength and the corn starch, behave quite well at this stage of the process different. The root starches, like tapioca and potato starch, thicken not as light as the corn starches. The latter, like corn, rice and wheat starch, tend to retrogradation very quickly. If in the proposed according to the invention Method using tapioca or potato starch is done even then only a slight thickening when the solution rapidly moves from its boiling point to room temperature, z. B. is cooled within 1.5 hours.
Wenn demgegenüber Mais-, Reis- oder Weizenstärke mit der gleichen Geschwindigkeit oder selbst etwas langsamer auf die gleiche Temperatur abgekühlt werden, wird stets die Lösung verdickt und die Trennung unmöglich gemacht. Obwohl die Lösungen von Wurzelstärken beim schnellen Abkühlen nicht verfestigt werden, wachsen die Amyloseteilchen nicht bis zu einer Größe, die eine Trennung erlaubt.If, on the other hand, corn, rice or wheat starch with the same Speed or even a little more slowly cooled to the same temperature the solution is always thickened and separation is made impossible. Even though the solutions of root starches are not solidified during rapid cooling, the amylose particles do not grow to a size that allows separation.
Diese Teilchen überschreiten in einer schnell abgekühlten Lösung von Wurzelstärke nicht einen Durchmesser von etwa 5 Mikron im Durchschnitt, Wenn jedoch die Lösungen von Wurzelstärken nach dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren in solcher Weise abgekühlt werden, wie erforderlich, um bei der Verwendung von Getreidestärken eine Verfestigung zu vermeiden, dann ist die erforderliche Zeitdauer, die die Wurzelstärkeamyloseteilchen zum Wachsen bis zu einer abtrennbaren Größe benötigen, etwa gleich der Zeitdauer, die zum Wachsen der Kornstärkeamyloseteilchen benötigt wird.These particles pass in a rapidly cooled solution of Root thickness does not average about 5 microns in diameter, but if so the solutions of root starches according to the method proposed according to the invention be cooled in such a way as required to when using corn starches To avoid solidification then the required amount of time is the root starch amylose particles need to grow to a detachable size, roughly equal to the length of time which is needed to grow the starch amylose particles.
Es ist weiterhin gefunden worden, daß eine Getreidestärkesuspension von dem Siedepunkt bei Normaldruck auf eine Temperatur unterhalb von 490 C in weniger als 8 Stunden nicht abgekühlt werden kann, wenn eine Verdickung vermieden werden soll. It has also been found that a corn starch suspension from the boiling point at normal pressure to a temperature below 490 C in less than 8 hours can not be cooled if a thickening is avoided target.
Vorzugsweise wird jedoch zwecks weiterer Erhöhung der Teilchengröße der Amylosefraktion eine längere Zeitdauer verwendet. Zwecks wirksamer Abtrennung der Amyloseteilchen sollten diese zu mindestens 50Gewichtsprozent einen Durchmesser von mehr als 20 Mikron aufweisen; dies wird in der oben angegebenen geringsten Zeit erreicht, wenn Maisstärke verwendet wird und die Lösung langsam auf eine Temperatur von 490 C abgekühlt wird. Es ist zu beachten, daß nach dem langsamen Abkühlen auf 490 C sich weitere Teilchen bilden können und daß diese selbst beim Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb von 490 C weiterwachsen.However, it is preferred for the purpose of further increase the Particle size of the amylose fraction used a longer period of time. In order to be more effective Separation of the amylose particles should be at least 50 percent by weight Have diameters greater than 20 microns; this is stated in the above least time achieved if cornstarch is used and the solution is slow is cooled to a temperature of 490 C. It should be noted that after the slow Cooling to 490 C can form other particles and that these even when Cool down to a temperature below 490 C and continue to grow.
Nach dem langsamen Abkühlen auf eine Temperatur zwischen dem Siedepunkt und oberhalb von etwa 490 C ist die Lösung dann noch eine Zeit zu halten, die zum Stabilisieren der Lösung und Ausbildung der Amyloseteilchen erforderlich ist. Aus unbekannten Gründen ist jedoch die Geschwindigkeit, mit der dies bei einer gleichbleibenden Temperatur erfolgt, wesentlich geringer als beim langsamen Abkühlen der Lösung innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs. Außerdem sind diese Teilchen kleiner und schwieriger abzutrennen. After slow cooling to a temperature between the boiling point and above about 490 C the solution must then be held for a period of time until Stabilization of the solution and formation of the amylose particles is required. the end unknown reasons, however, is the speed with which this is maintained at a constant rate Temperature takes place, much lower than when slowly cooling the solution within the specified temperature range. In addition, these particles are smaller and more difficult to separate.
Die erforderliche Zeit, die zum Stabilisieren einer schnell auf 400 C abgekühlten Lösung erforderlich ist, ist sehr verschieden; die Zeitdauer ist geringer, wenn die Temperatur höher ist, wobei bei einer Temperatur von 490 C die erforderliche Zeit bei Maisstärke 48 Stunden überschreiten kann. Ein großer Anteil der Amyloseteilchen wächst andererseits offenbar nicht so schnell bei einer höheren Temperatur als bei einer niedrigeren Temperatur, wobei eine viel größere Gefahr des Hydrolysierens der Stärke bei einer hohen Temperatur vorliegt. Aus diesen verschiedenen Gründen wird die Lösung zwischen dem Siedepunkt bei Normaldruck und der kritischen Temperatur bei 490 C vorzugsweise langsam, und zwar mindest in 8 Stunden, abgekühlt. The time it takes to stabilize a quickly to 400 C cooled solution is required is very different; the time is shorter if the temperature is higher, at a temperature of 490 C the required Cornstarch time can exceed 48 hours. A large proportion of the amylose particles on the other hand, does not seem to grow as quickly at a higher temperature than at a lower temperature, with a much greater risk of hydrolyzing the starch is at a high temperature. For these various reasons the solution is between the boiling point at normal pressure and the critical temperature preferably slowly, at least in 8 hours, cooled at 490 C.
Nachdem die Lösung stabilisiert worden ist, kann sie gegebenenfalls weiter abgekühlt werden.After the solution has been stabilized, it can optionally be cooled further.
Die Größe der Amyloseteilchen, die in der gleichen Zeitdauer nach diesem Verfahren erhalten wird, ist nicht bei allen Stärkearten gleich. Zwecks Erreichung der gewünschten Teilchengröße, und zwar 50 Gewichtsprozent der Teilchen mit einem Durchmesser oberhalb von 20 Mikron, ist häufig eine längere Zeit als die geringste Zeit von 8 Stunden erforderlich. Erfindungsgemäß kann eine Teilchengrößenverteilung leicht erzielt werden, wie z. B. durchschnittliche Durchmesser zwischen 25 und 30 Mikron, wobei weniger als 20 Gewichtsprozent einen Durchmesser unter 20Mikron haben. Unter den besten Bedingungen ind Maisamyloseteilchen mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 70 bis 80 Mikron und darüber erhalten worden. The size of the amylose particles after the same amount of time obtained by this method is not the same for all starches. In order to achieve of the desired particle size, namely 50 percent by weight of the particles with a Diameter above 20 microns, is often a longer time than the smallest 8 hours time required. According to the invention, a particle size distribution can be easily achieved, e.g. B. Average diameter between 25 and 30 Microns, with less than 20 weight percent less than 20 microns in diameter. Under the best of conditions, corn amylose particles with a diameter in the On the order of 70 to 80 microns and above have been obtained.
Während der Abkühlungsstufe sollte das Rühren der Lösung möglichst schwach gehalten werden, da zu starkes Rühren zu der Bildung eines starren Gels oder zur Erzeugung von kleinen, schwierig trennbaren Teilchen oder zu beiden führen kann. Nachdem die Temperatur auf einen Wert unterhalb des Siedepunktes gesenkt worden ist, kann die Lösung mit Amylose, z.B. durch Zufügen einer wäßrigen Suspension von Amylose, angeimpft werden. During the cooling step, the solution should be stirred as much as possible kept weak as excessive stirring will result in the formation of a rigid gel or lead to the production of small, difficult to separate particles, or both can. After the temperature has been lowered to a value below the boiling point the solution can be mixed with amylose, for example by adding an aqueous suspension of Amylose to be vaccinated.
Beim Erhitzen kann die Konzentration der Stärke in Wasser so groß sein, daß sie in der verwendeten Vorrichtung noch vorteilhaft gehandhabt werden kann. Bei einer wirtschaftlichen Arbeitsweise sollte die Konzentration geringer als etwa 2,5 Gewichtsprozent Stärketrockensubstanz sein. Während der Abkühlungszeit zwischen dem Siedepunkt bei Normaldruck und etwa 490 C ist die Konzentration entscheidender. Nach dem Abkühlen der Lösung auf den Siedepunkt bei Normaldruck soll die Viskosität der Lösung, die bei diesem Verfahren zu einem beträchtlichen Ausmaß von dem Gehalt an der jeweils verwendeten Stärkeart abhängt, auf einen Wert unterhalb von 1500 cP gehalten werden. Die Viskosität solcher Stärkelösungen wird aber nicht nur von dem Gehalt an der verwendeten Stärkeart, sondern auch von der Vorbehandlung, von der Erhitzungsgeschwindigkeit und der Endtemperatur u. dgl. bestimmt. Es hat sich herausgestellt, daß z. B. während dieser Verfahrensstufe die praktische obere Grenze für handelsübliche native Maisstärke bei etwa 15 Gewichtsprozent Stärketrockensubstanz liegt. Die Erhitzungsstufe kann jedoch bei einer hohen Konzentration durchgeführt werden, worauf die Lösung nach dem Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb des Siedepunkts bei Normaldruck mit Wasser zwecks Erzielung einer Viskosität unterhalb von 1500 cP verdünnt werden kann. When heated, the concentration of starch in water can be so great be that they are still handled advantageously in the device used can. If you work economically, you should the concentration less than be about 2.5 weight percent starch dry matter. During the cool down period between the boiling point at normal pressure and around 490 C the concentration is more important. After cooling the solution to the boiling point at normal pressure, the viscosity should of the solution, which in this process depends to a considerable extent on the content depends on the type of starch used, to a value below 1500 cP are kept. The viscosity of such starch solutions is not only influenced by the content of the type of starch used, but also of the pretreatment of the heating rate and the final temperature and the like. It has found that z. B. the practical upper limit during this stage of the process for commercially available native corn starch at around 15 percent dry starch substance lies. However, the heating step can be carried out at a high concentration whereupon the solution after cooling to a temperature below the boiling point at normal pressure with water to achieve a viscosity below 1500 cP can be diluted.
Da durch die Viskosität der Lösung beim Abkühlen die Wachstumsgeschwindigkeit der Amyloseteilchen beeinflußt wird, wird die Viskosität vorzugsweise so gering wie möglich gehalten. Das zum Aufrechterhalten einer geringen Viskosität zusätzlich erforderliche Wasser muß jedoch später sowohl aus der Amylose- als auch aus der Amylopektinfraktion entfernt werden, wobei das Trocknen der Amylopektinfraktion verhältnismäßig teuer ist. Zum Ausgleich liegt der optimale Bereich daher zwischen etwa 7 und 13 Gewichtsprozent Stärketrockensubstanz. Eine geringe Menge z. B. eines Schutzmittels, wie 0,05 g Phenylquecksilberacetat je Liter, kann den Stärkelösungen zugesetzt sein. Because of the viscosity of the solution when it cools down, the growth rate the amylose particle is affected, the viscosity preferably becomes so low kept as possible. That in addition to maintaining a low viscosity required water must later, however, from both the amylose and from the Amylopectin fraction are removed, drying the amylopectin fraction is relatively expensive. To compensate for this, the optimal range is therefore between about 7 and 13 percent by weight starch dry matter. A small amount e.g. B. one A protective agent, such as 0.05 g phenyl mercury acetate per liter, can add to the starch solutions be added.
Die feste amylosereiche Phase kann nach irgendeinem Verfahren abgetrennt werden, so mittels einer schnellaufenden Zentrifuge. Wenn ein ausreichendes Teilchenwachstum erzielt worden ist, kann eine Schwerkrafttrennvorrichtung verwendet werden, die z. B. nach Art eines »Dorr«-Eindickers arbeitet. The solid amylose-rich phase can be separated by any method using a high-speed centrifuge. When there is sufficient particle growth has been achieved, a gravity separator can be used which z. B. works like a "Dorr" thickener.
Nach dem Abtrennen wird der feuchte Amylosekuchen gewaschen. Dies kann durch Aufschlämmen des Kuchens in einer verhältnismäßig geringen Wassermenge und Abtrennen der Festbestandteile aus dem Waschwasser durch Zentrifugieren erfolgen.After separation, the moist amylose cake is washed. this can by slurrying the cake in a relatively small amount of water and separating the solid components from the washing water by centrifugation.
Der erhaltene Kuchen wird dann z. B. durch Sprühtrocknen, Walzentrocknen, Trocknen im Vakuum oder nach anderen Verfahren zum schnellen Entfernen von Wasser getrocknet. Beim langsamen Trocknen der feuchten Amylose an der Luft wird diese hart und hornartig und ist verhältnismäßig schwierig zu vermahlen. Sie kann jedoch verhältnismäßig langsam an der Luft getrocknet werden, wenn die Eigenschaften der getrockneten Amyloseteilchen von geringer Bedeutung sind. Die Amylopektinfraktion kann nach den gleichen Verfahren getrocknet werden.The cake obtained is then e.g. B. by spray drying, roller drying, Dry in vacuo or other methods to quickly remove water dried. When the moist amylose is slowly dried in the air, it becomes hard and horn-like and is relatively difficult to grind. However, it can Can be air-dried relatively slowly if the properties of the dried amylose particles are of little concern. The amylopectin fraction can be dried using the same methods.
Die Abtrennung der festen Fraktion kann bei Raumtemperatur (etwa 300 C) bei Viskositäten zwischen 400 und 600 cP zufriedenstellend erfolgen, obwohl solche Trennungen mit einer schnellaufenden Zentrifuge auch bei Viskositäten von etwa 1500 cP erfolgen können. Da jedoch die Viskosität bei ansteigender Temperatur geringer wird und die Viskositätseigenschaften der Lösung nach dem vorgeschlagenen Verfahren stabilisiert worden sind, kann die Abtrennung der festen Fraktion erleichtert werden, wenn die Lösung im heißen Zustand zentrifugiert wird. The solid fraction can be separated off at room temperature (approx 300 C) can be done satisfactorily at viscosities between 400 and 600 cP, although such separations with a high-speed centrifuge even with viscosities of about 1500 cP can be done. However, since the viscosity increases with increasing temperature becomes lower and the Viscosity properties of the solution according to the Proposed processes have been stabilized, the separation of the solid Fraction can be eased if the solution is centrifuged while hot.
Die hier angegebenen Viskositätswerte sind Ir.it einem Brockfield-Viskosimeter bei einer Spindelgeschwindigkeit von 20 Umdrehungen je Minute gemessen worden. Die Spindel Nr. 1 ist für Viskositäten bis zu 500 cP und die Spindel Nr. 2 ist für Viskositäten oberhalb von 500 cP verwendet worden. The viscosity values given here are Ir. With a Brockfield viscometer was measured at a spindle speed of 20 revolutions per minute. the Spindle # 1 is for viscosities up to 500 cP and spindle # 2 is for viscosities used above 500 cP.
Nach einem sehr einfachen Versuch kann bestimmt werden, ob die erfindungsgemäße Lösung beständig ist und ob die Amylose darauf abgetrennt werden kann. Eine Probe der Lösung wird schnell unter Rühren in einem Eisbad auf eine Temperatur von 300 C oder auf irgendeine andere Temperatur nahe der Raumtemperatur abgekühlt. Die Viskosität wird dann sofort mit dem Brockfield-Viskosimeter gemessen. Die Lösung wird dabei auf einer gleichbleibenden Temperatur gehalten, wobei die Messungen für eine Zeit von mindestens 5 Stunden in regelmäßigen Abständen wiederholt werden. Wenn die Lösung beständig ist, wird bei der Messung praktisch keine Erhöhung der Viskosität festgestellt werden können. Wenn sie nicht beständig ist, wird bei den Messungen ein plötzliches und scharfes Ansteigen und eine weitere Erhöhung der Viskosität festgestellt werden. Wenn die Lösung unbeständig ist, erfolgt gewöhnlich eine mindestens 250/oige Erhöhung der Viskosität innerhalb von 5 Stunden und gewöhnlich innerhalb von 2 Stunden. Wenn, diesem Versuch zufolge, die Lösung unbeständig ist, ist eine Abtrennung der Amylosefraktion in zufriedenstellender Reinheit und Ausbeute nicht möglich. Bei Getreidestärken kann durch diesen Versuch die geringste Zeitdauer bestimmt werden, während welcher die Lösung zwischen einer Temperatur von etwa 490 C und dem Siedepunkt gehalten werden muß. After a very simple experiment it can be determined whether the inventive Solution is stable and whether the amylose can be separated on it. A sample the solution is quickly stirred in an ice bath to a temperature of 300 C or any other temperature near room temperature. The viscosity is then measured immediately with the Brockfield viscometer. The solution is doing this kept at a constant temperature, taking measurements for a time be repeated at regular intervals for at least 5 hours. If the solution is stable, practically no increase in viscosity is found during the measurement can be. If it is not consistent, the measurements will be sudden and sharp increases and a further increase in viscosity can be observed. If the solution is inconsistent there will usually be at least a 250% increase viscosity within 5 hours and usually within 2 hours. If, According to this attempt, the solution is fickle, is a separation of the amylose fraction not possible in a satisfactory purity and yield. For corn starches can be determined by this experiment, the shortest period of time during which the solution was kept between a temperature of about 490 C and the boiling point must become.
Bei Wurzelstärken, bei denen die Lösungsbeständigkeit keine so große Schwierigkeit darstellt, wird die geringste Zeitdauer besser nach dem Ausmaß bestimmt, in dem die Teilchen wachsen. Zwecks Erzielung einer wirksamen Trennung sollte das Teilchenwachstum so groß sein, daß mindestens 50 Gewichtsprozent größer als 20 Mikron sind.With root strengths where the resistance to solution is not that great Difficulty, the shortest period of time is better determined according to the extent in which the particles grow. In order to achieve an effective separation, this should be Particle growth must be such that at least 50 weight percent greater than 20 microns are.
Die abgetrennte Amylose kann aus der Lösung als Film gegossen werden, der zum Verpacken besonders von Lebensmitteln sowie als Wursthüllen brauchbar ist, da Amylose von Menschen verdaut werden kann. Amylose, die der Cellulose ähnlich ist, und in gleicher Weise viele ihrer Derivate sind thermoplastisch. Amylose und ihre Derivate, wie die Acetate, sind daher zur Herstellung von Fasern und geformten Produkten nach der Art von Celluloseprodukten brauchbar. Die Amylopektinfraktion kann in gleicher Weise wie die Stärke verwendet werden, die aus der wachsartigen Maisart von Mais erhalten wird. Amylopektin wird zur Herstellung von Klebmitteln verwendet, zum Bedrucken und Veredeln von Geweben, zum Dicken und Stabilisieren von Tortenfüllungen, Salattunken und Lebensmittelkonserven. The separated amylose can be cast from the solution as a film, which is particularly useful for packaging foodstuffs and as sausage casings, since amylose can be digested by humans. Amylose, which is similar to cellulose is, and likewise many of its derivatives are thermoplastic. Amylose and Their derivatives, like the acetates, are therefore used in the manufacture of fibers and shaped Cellulosic type products useful. The amylopectin fraction can be used in the same way as the starch obtained from the waxy Corn species is obtained from maize. Amylopectin is used to make adhesives used for printing and finishing fabrics, for thickening and stabilizing of pie fillings, salads and canned foods.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Ergebnisse sind besonders bei der Verwendung von Stärke aus gewöhnlichem Mais außergewöhnlich. Von allen Stärkearten neigt besonders Maisstärke zu einem Zurückverwandeln beim Abkühlen nach dem Erhitzen in Wasser auf eine Temperatur bei oder oberhalb der Pastenbildungstemperatur. Wenn eine Lösung von Maisstärke in Wasser nach dem vorgeschlagenen Verfahren auf einer Temperatur oberhalb von 490 C mindestens 8 Stunden gehalten wird, wird die Retrogradation vermieden. Dies ist besonders deswegen vorteilhaft, weil Stärke vorwiegend aus Mais erzeugt wird. The results obtained by the method of the invention are especially exceptional when using starch from ordinary corn. from all types of starch are particularly prone to Cornstarch to a convert back on cooling after heating in water to a temperature at or above the paste formation temperature. When a solution of corn starch in water according to the proposed method up a temperature above 490 C is held for at least 8 hours, the Retrogradation avoided. This is particularly advantageous because strength predominates is made from corn.
Fig. 1 gibt ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder. 10 bedeutet einen offenen Mischtank mit einem Rührer 12, in dem Wasser und körnige Stärke zwecks Erzeugung einer Suspension vermischt werden. Der Tank ist von gebräuchlicher Bauart und besitzt einen konischen Unterteil mit einer Auslaßleitung 14 an der Kegelspitze und einem Auslaßventil 15 zum Regeln der Fließgeschwindigkeit. Die Leitung 14 ist mit dem Einlaß einer Pumpe 16 verbunden, die zum Fördern durch die Aufschlämmungsbeschickungsleitung 18 dient. Die Leitung 18 ist mit einer Erhitzungsvorrichtung 20 gemäß USA.-Patentschrift 3 101 284 für die Aufschlämmung verbunden. 1 shows a flow diagram of the method according to the invention. 10 means an open mixing tank with a stirrer 12, in which water and granular Starch can be mixed to create a suspension. The tank is of more common use Design and has a conical lower part with an outlet line 14 at the tip of the cone and an outlet valve 15 for regulating the flow rate. The line 14 is connected to the inlet of a pump 16 for delivery through the slurry feed line 18 serves. The conduit 18 is provided with a heater 20 according to the United States patent 3 101 284 connected for the slurry.
Diese besteht aus einer Wasserdampfdüse 22, die auf einem Druckgefäß 26, das als Haltetank bezeichnet wird, befestigt ist. Die Wasserdampfdüse 22 ist mit einer Wasserdampfleitung 24 und der Pumpenförderleitung 18 verbunden. In die Düse tritt die Stärkeaufschlämmung unter Druck in Achsenrichtung ein, während der Wasserdampf in den Hals der Düse aus im Kreisumfang angebrachten Düsen eintritt, so daß eine gründliche und schnelle Erhitzung der Stärkeaufschlämmung auf eine Temperatur erfolgt, die durch den Wasserdampfdruck und die Fließgeschwindigkeit leicht geregelt wird. Die Wasserdampfdüse 2Z fördert direkt in den Haltetank 26. Der Haltetank ist mit einer Ablaßleitung 28 mit einem Druckregelventil 30 versehen, wodurch der Druck in dem Haltetank geregelt werden kann. This consists of a steam nozzle 22, which is on a pressure vessel 26, which is referred to as the holding tank, is attached. The steam nozzle 22 is connected to a steam line 24 and the pump delivery line 18. In the The starch slurry enters the nozzle under pressure in the axial direction, during the Water vapor enters the throat of the nozzle from nozzles attached to the circumference, allowing thorough and rapid heating of the starch slurry to a temperature takes place, which is easily regulated by the water vapor pressure and the flow rate will. The steam nozzle 2Z conveys directly into the holding tank 26. The holding tank is provided with a discharge line 28 with a pressure regulating valve 30, whereby the pressure can be regulated in the holding tank.
Weiterer Wasserdampf kann in den leeren Zwischenraum oberhalb der Flüssigkeit in den Haltetank gebracht werden, um Wärmeverluste auszugleichen.More water vapor can enter the empty space above the Liquid can be brought into the holding tank to compensate for heat losses.
Am Unterteil des Haltetanks 26 ist eine Auslaßleitung 32 für die Stärkepaste angebracht, wobei die Leitung 32 mit einem Ventil 33 zum Regeln der Verweilzeit in dem Haltetank ausgerüstet ist. Die Auslaßleitung 32 ist mit einem Abscheidungsgefäß 34 verbunden, das einfach ein Tank unter Normaldruck sein kann. Das Abscheidungsgefäß besitzt einen Mantel 36, durch den Heiz- oder Kühlflüssigkeiten mit Hilfe der Leitungen 38 und 40 umgepumpt werden können und daher die Abkühlungsgeschwindigkeit der Stärkelösung geregelt werden kann.At the lower part of the holding tank 26 is an outlet line 32 for the starch paste attached, the line 32 with a valve 33 for regulating the residence time is equipped in the holding tank. The outlet line 32 is provided with a separation vessel 34 connected, which can simply be a tank under normal pressure. The separation vessel has a jacket 36, through the heating or cooling liquids with the help of the lines 38 and 40 can be pumped around and therefore the cooling rate of the starch solution can be regulated.
Das Gefäß 34 hat am Boden eine Auslaßleitung 42, die mit dem Einlaßstutzen einer Zentrifuge 44 verbunden ist. In die Leitung 42 kann eine Pumpe geschaltet werden, oder die Vorrichtung kann derart angeordnet werden, daß die Flüssigkeit durch Schwerkraft fließt. In der Zentrifuge wird eine wäßrige, amylopektinreiche Lösung und ein feuchter, fester, amylosereicher Kuchen erzeugt. Die Amylopektinlösung wird durch Leitung 46 zu einer Sprühtrockenvorrichtung 48 zwecks Erzeugung eines trokkenen, mit Amylopektin angereicherten Produkts geleitet. In dieser Trockenvorrichtung wird die Flüssigkeit in einen aufsteigenden Heißluftstrom gesprüht, so daß das sprühgetrocknete Produkt nach dem Trocknen nach unten fällt, wobei jedoch auch andere Arten von Trockenvorrichtungen verwendet werden können, die bei der Stärkeherstellung üblich sind. Zwecks Verringerung der Belastung der Trockenvorrichtung sollte die Amylopektinlösung vor dem Trocknen in einer üblichen Verdampfungsanlage konzentriert werden. The vessel 34 has an outlet line 42 at the bottom, which is connected to the inlet port a centrifuge 44 is connected. A pump can be switched into the line 42 be, or the device can be arranged so that the liquid flows by gravity. In the centrifuge, an aqueous, amylopectin-rich Solution and a moist, firm, amylose-rich cake is produced. The amylopectin solution is through line 46 to a spray dryer 48 for the purpose of producing a dry amylopectin-enriched product. In this drying device the liquid is sprayed into an ascending stream of hot air so that the spray-dried Product after falls down as it dries, but also others Types of drying devices that can be used in starch production are common. In order to reduce the load on the dryer, the Amylopectin solution concentrated in a conventional evaporator before drying will.
Der beim Zentrifugieren erhaltene feuchte Kuchen wird dann gewaschen. Die zum Waschen verwendete Vorrichtung besteht aus einem einfachen Mischtank 52 mit einem Rührer 54 und einem Wassereinlaß 56. Der in der Zeichnung gezeigte Tank 52 ist durch eine Leitung 50 mit der Zentrifuge 44 verbunden. The moist cake obtained by centrifugation is then washed. The device used for washing consists of a simple mixing tank 52 with a stirrer 54 and a water inlet 56. The tank shown in the drawing 52 is connected to the centrifuge 44 by a line 50.
Das Verfahren zum Befördern des feuchten, festen Kuchens zu der Waschvorrichtung wird jedoch von dem mussigkeitsgehalt der festen Substanzen bestimmt. In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, die festen Substanzen aus der Zentrifuge herauszuwaschen oder die Zentrifuge derart zu betreiben, daß eine pumpbare feste Phase erhalten wird. Bei jeder Ausführungsform wird die feste Phase in dem Tank 52 mit Wasser vermischt und anschließend in einer zweiten Zentrifuge 60 teilweise entwässert. Der Mischtnnk 52 ist durch die Leitung 58 mit dem Beschickungseinlaß einer zweiten Zentrifuge verbunden.The method of conveying the moist, firm cake to the washing device however, it is determined by the need for solids content. In some In some cases it can be useful to wash the solid substances out of the centrifuge or to operate the centrifuge in such a way that a pumpable solid phase is obtained will. In each embodiment, the solid phase in tank 52 is mixed with water and then partially dewatered in a second centrifuge 60. The mixed drink 52 is through line 58 to the feed inlet of a second centrifuge tied together.
Die Zentrifuge 60 ist durch die Leitung 62 mit dem MischtanklO verbunden, so daß das Waschwasser zwecks Vermeidung eines Verlustes von feinen Amyloseteilchen oder von Amylopektin in dem Waschwasser zurückgeleitet werden kann. Der feuchte feste Kuchen aus der Zentrifuge 60 wird dann getrocknet, wozu die Zentrifuge durch eine Leitung 64 mit der Trockenvorrichtung 66 verbunden ist. Zum Befördern des Zentrifugenkuchens zu der Trockenvorrichtung kann wieder jedes geeignete Verfahren verwendet werden. Die Trockenvorrichtung kann aus einem Sprühtrockner oder einer anderen Ausführungsform aus einer Reihe von Tank und Filtern und schließlich aus einem geeigneten Trockner bestehen, in welchem die Amylose entwässert oder durch Behandeln mit Methanol (oder einem anderen organischen Lösungsmittel) zwecks Verdrängung des Wassers getrocknet wird. Bei der zuletzt angegebenen Ausführungsform wird das organische Lösungsmittel nach üblichen und einfacheren Trockenverfahren entfernt. Das organische Lösungsmittel kann zwecks weiterer Verwendung nach bekannten Verfahren zurückgewonnen werden. The centrifuge 60 is connected to the mixing tank 10 by the line 62, so that the wash water to avoid loss of amylose fine particles or can be returned from amylopectin in the wash water. The wet one Solid cake from the centrifuge 60 is then dried using the centrifuge through a line 64 is connected to the drying device 66. For conveying the centrifuge cake again, any suitable method can be used to the drying apparatus. The drying device can consist of a spray dryer or another embodiment from a series of tanks and filters and finally from a suitable dryer consist in which the amylose is dehydrated or treated with methanol (or another organic solvent) to displace the water will. In the last-mentioned embodiment, the organic solvent is removed using standard and simpler drying methods. The organic solvent can be recovered for further use by known methods.
In den folgenden Beispielen wird das erfindung gemäß vorgeschlagene Verfahren erläutert, ohne daß durch die dort angegebenen Einzelheiten und Ausführungsformen der Erfindungsbereich beschränkt werden soll. In den Beispielen sind nur handelsübliche Sorten von Stärke verwendet worden. In the following examples, the invention is proposed according to Process explained without being affected by the details and embodiments given there the scope of the invention is to be limited. The examples are only commercially available Varieties of starch have been used.
In den Beispielen ist der »Blauwert« der getrennten Fraktionen angegeben worden. Der »Blauwert« ist eine analytische Bestimmung, die eine Unterscheidung zwischen Amylose und Amylopektin ermöglicht. Amylose hat einen hohen Blauwert, wobei handelsübliche Maisamylose einen Blauwert ob erhalb von 0,7 hat. Werte von sogar 1,34 sind für hochmolekulare Kartoffelamylose angegeben worden. In the examples, the "blue value" of the separated fractions is given been. The "blue value" is an analytical determination, a distinction between amylose and amylopectin. Amylose has a high blue value, whereby Commercially available corn amylose has a blue value of 0.7 or less. Values of even 1.34 have been given for high molecular weight potato amylose.
Für entfettete Maisstärke ist ein Blauwert von 0,37 angegeben worden.A blue value of 0.37 has been given for defatted corn starch.
Amylopektin hat einen Blauwert von 0,20 oder darunter. Der Blauwert von Amylose wird gewöhn- lich von deren Molekulargewicht bestimmt, wobei dieser Wert mit fallendem Molekulargewicht kleiner wird, obwohl nicht unbedingt in direktem Verhältnis. Bei Maisstärke und ihren Fraktionen wird der Blauwert beim Entfetten um etwa 10 oder 15 °/o erhöht. Die in der folgenden Beschreibung angegebenen Blauwerte wurden wie folgt bestimmt: eine Probe der Stärke von 0,1 g (auf 0,1 mg genau abgewogen) wird in einen 100 ccm fassenden Kolben gebracht. Diese Probe wird mit 1 ccm Äthanol, 10 ccm Wasser und 2 ccm 100/obigem Natriumhydroxyd vermischt. Die Probe wird dann bis zur klaren Lösung erhitzt, abgekühlt und mit Wasser auf ein Volumen von 100 ccm aufgefüllt. 5 ccm dieser Lösung werden dann in einen 500 ccm fassenden Kolben gebracht, in den dann 100 ccm Wasser und schließlich 3 Tropfen 6 n-Salzsäure gegeben werden. Nach dem Vermischen durch Schütteln werden 5 ccm Jodlösung (0,2eo Jod und 2 0/o Kaliumjodid) zugesetzt, worauf auf 500 ccm aufgefüllt wird. Die optische Dichte dieser Lösung wird dann bei einer Wellenlänge von 680 mF in einem Beckman-Spektrophotometer in einer 2-cm-Zelle im Vergleich zu einer Blindprobe bestimmt, die in gleicher Weise, jedoch ohne das Kohlehydrat hergestellt worden ist. Beim Multiplizieren der gemessenen optischen Dichte mit 0,2 und Dividieren durch das Gewicht der Probe wird dann der Blauwert erhalten. Amylopectin has a blue value of 0.20 or less. The blue value amylose becomes habitual Lich determined by their molecular weight, this value becomes smaller with decreasing molecular weight, although not necessarily directly Relationship. With corn starch and its fractions, the blue value becomes when degreasing increased by about 10 or 15 per cent. The blue values given in the following description were determined as follows: a sample of 0.1 g strength (weighed to the nearest 0.1 mg) is placed in a 100 cc flask. This sample is mixed with 1 cc of ethanol, 10 cc water and 2 cc 100 / above sodium hydroxide mixed. The sample will then Heated until a clear solution, cooled and diluted with water to a volume of 100 ccm filled up. 5 cc of this solution are then transferred to a 500 cc flask brought into which 100 cc of water and finally 3 drops of 6N hydrochloric acid are added will. After mixing by shaking, 5 cc iodine solution (0.2eo iodine and 2 0 / o potassium iodide) is added, whereupon it is made up to 500 ccm. The optical density this solution is then measured at a wavelength of 680 mF in a Beckman spectrophotometer determined in a 2 cm cell in comparison to a blank sample, which in the same way, however, was made without the carbohydrate. When multiplying the measured optical density by 0.2 and dividing by the weight of the sample then becomes the Preserved blue value.
Nach einer anderen Ausführungsform wird die Probe nicht in einem Sithanol-Natriumhydroxyd-Gemisch gelöst, sondern wird ohne Erwärmen in 5 ccm 1 n-Natriumhydroxydlösung gelöst.In another embodiment, the sample is not in a sithanol-sodium hydroxide mixture dissolved, but is dissolved in 5 ccm of 1N sodium hydroxide solution without heating.
Da der Blauwert sowohl von dem Molekulargewicht der Amylose als auch von dem Amylosegehalt und ferner durch den Fettsäuregehalt der Stärke bestimmt wird, ist in einigen Fällen die Strukturviskosität der getrennten Fraktionen als Maß für das Molekulargewicht bestimmt worden. Diese Messungen erfolgten, wie bei K er r auf S. 675 aufgezeigt ist, bei einer Temperatur von 350 C in einer 1 n-Natriumhydroxydlösung als Lösungsmittel. Bei einem bestimmten Lösungsmittel-Polymerisat-System wird die Strukturviskosität bei fallendem Molekulargewicht kleiner. Since the blue value depends on both the molecular weight of the amylose and is determined by the amylose content and also by the fatty acid content of the starch, is in some cases the intrinsic viscosity of the separated fractions as a measure of the molecular weight has been determined. These measurements were made as with K er r is shown on p. 675, at a temperature of 350 C in a 1N sodium hydroxide solution as a solvent. With a certain solvent-polymer system, the Structural viscosity decreases with decreasing molecular weight.
Beispiel 1 Eine Suspension von körniger, nativer Maisstärke in Wasser mit einer Dichte von 5,60 Be und einem pH-Wert von 6,5 wurde durch Erhitzen in einer Vorrichtung, die gemäß USA.-Patent 3 101 284 beschrieben ist, in eine fließfähige Lösung umgewandelt. Die Probe wurde in dem Haltetank 6 Minuten lang gehalten. Der Wasserdampfdruck in der Düsenmischvorrichtung betrug 5,4 kg/qcm, wobei die Stärkesuspension in die Düsenmischvorrichtung unter einem Druck von 6,65 kglqcm eingeführt wurde. In dem Haltetank wurde der Wasserdampfdruck auf einen Wert von 3 9 kg/qcm gehalten, während die gemessene Temperatur in dem Tank 1470 C betrug. Example 1 A suspension of granular, native corn starch in water with a density of 5.60 Be and a pH of 6.5 was obtained by heating in a The device described in U.S. Patent 3,110,284 into a flowable Solution converted. The sample was held in the holding tank for 6 minutes. Of the Water vapor pressure in the nozzle mixer was 5.4 kg / qcm, with the starch suspension was introduced into the nozzle mixer under a pressure of 6.65 kglqcm. In the holding tank, the water vapor pressure was kept at a value of 3 9 kg / qcm, while the measured temperature in the tank was 1470 ° C.
Beim Entfernen der Stärkelösung aus dem Haltetank hatte diese das Aussehen einer klaren Lösung. When the starch solution was removed from the holding tank, it had that Appearance of a clear solution.
Beim Entspannen auf Normaldruck fiel die Temperatur der Probe auf einen Wert unter dem Siedepunkt von Wasser (auf etwa 980 C). Die mit einem Brockfield-Viskosimeter gemessene Viskosität hatte bei einer Temperatur von 97,80 C einen Wert von 102 cP, während eine bei 96,70 C gemessene Probe einen Viskositätswert von 105 cP hatte. Der pH-Wert der Lösung betrug 6,7.When the pressure was released to normal pressure, the temperature of the sample was noticeable a value below the boiling point of water (around 980 C). The one with a Brockfield viscometer the measured viscosity had a value of 102 cP at a temperature of 97.80 C, while a sample measured at 96.70 C a viscosity value of 105 cP. The pH of the solution was 6.7.
Die Probe wurde zwecks Abkühlung mit verschiedenen Geschwindigkeiten in drei Anteile geteilt. Die Geschwindigkeiten sind in F i g. 2 graphisch dargestellt. Zwecks Erzielung der unterschiedlichen Abkühlungsgeschwindigkeiten wurden die Anteile dieser Probe in drei verschieden isolierten Behältern abkühlen gelassen. Als Behälter wurden ein Becher aus rostfreiem Stahl ohne Isolierung, ein mit einer faserartigen Isolierung isolierter Campingbehälter bzw. ein Dewar-Gefäß verwendet. The sample was cooled at various speeds divided into three parts. The speeds are shown in FIG. 2 shown graphically. In order to achieve the different cooling rates, the proportions were this sample was allowed to cool in three differently insulated containers. As a container were made of a stainless steel cup with no insulation, one with a fibrous one Insulation of an insulated camping container or a Dewar vessel used.
Die durch die Wärmeabgabe an die umgebende Luft erhaltenen Abkühlungsgeschwindigkeiten sind in Fig. 2 mit 1, 2 bzw. 3 angegeben worden. Aus dieser Darstellung kann entnommen werden, daß die nach Geschwindigkeit 1 abgekühlte Lösung in etwas mehr als 4 Stunden eine Temperatur unterhalb von 490 C angenommen hatte. Bei den Geschwindigkeiten 2 und 3 wurde diese Temperatur in 11 bzw. 32 Stunden erreicht. Dabei wurde gefunden, daß die nach der ersten Abkühlungskurve abgekühlte Lösung ein starres Gel bildete, während die anderen beiden, nach den Kurven 2 und 3 abgekühlten Proben beständig blieben. Bei jedem Versuch hatte sich aus der Lösung eine feste, teilchenförmige Phase abgeschieden, die dann von der Lösung durch Zentrifugieren entfernt wurde. Das starre Gel (in dem Becher aus rostfreiem Stahl erzeugt) mußte mittels eines schnellaufenden Mischers in Wasser zerkleinert werden, bevor die feste Substanz gewonnen werden konnte. Die bei jedem Versuch erhaltene Festsubstanz wurde unter kräftigem Rühren in Wasser dispergiert und nochmals zentrifugiert, worauf dieser Waschgang wiederholt wurde. The cooling rates obtained through the release of heat to the surrounding air have been indicated in Fig. 2 with 1, 2 and 3, respectively. From this representation it can be inferred that the solution cooled at speed 1 in a little more than 4 hours assumed a temperature below 490 C. At the speeds 2 and 3 this temperature was reached in 11 and 32 hours, respectively. It was found that the solution cooled after the first cooling curve formed a rigid gel, while the other two samples, cooled according to curves 2 and 3, persisted stayed. In each experiment, the solution turned into a solid, particulate Phase deposited, which was then removed from the solution by centrifugation. The rigid gel (made in the stainless steel beaker) had to be made by means of a high-speed mixer in water to be crushed before the solid substance could be won. The solid substance obtained in each experiment was under vigorous stirring dispersed in water and centrifuged again, whereupon this Wash cycle was repeated.
Die gewaschene feste Phase wurde dann entwässert, indem sie in Methanol gerührt und dann zweimal in Methanol und zweimal in Aceton gewaschen wurde. Die entwässerte feste Substanz wurde schließlich durch Erhitzen auf 1100 C gründlich getrocknet. Das Produkt war ein weißes Pulver. The washed solid phase was then dehydrated by dissolving it in methanol stirred and then washed twice in methanol and twice in acetone. the The dehydrated solid matter was finally made thorough by heating at 1100 ° C dried. The product was a white powder.
Dann wurden die in Tabelle 1 angegebenen Blauwerte bestimmt. Trotz des gründlichen Waschens enthielt die aus dem starren Gel abgetrennte Festsubstanz (Abkühlungsgeschwindigkeit 1) eine große Menge von Amylopektin.The blue values given in Table 1 were then determined. Despite the thorough washing contained the solid matter separated from the rigid gel (Cooling speed 1) a large amount of amylopectin.
Tabelle 1
Strukturviskosität - 1,47. Intrinsic viscosity - 1.47.
Beispiel 2 Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, nur wurde die Lösung bei einer Temperatur von 148,30 C 12 Minuten in dem Haltetank gehalten. Die nach der Abkühlungskurve 1 in F i g. 2 abgekühlte Lösung bildete wiederum ein starres Gel, während die anderen Lösungen beständig blieben. Example 2 The procedure described in Example 1 was repeated, only the solution was at a temperature of 148.30 C for 12 minutes in the holding tank held. According to the cooling curve 1 in FIG. 2 cooled solution formed again a rigid gel, while the other solutions remained stable.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Die Viskosität der Lösung betrug 80 cP bei einer Temperatur von 97,80 C, wobei eine zweite Probe einen Wert von 90 cP bei einer Temperatur von 96,70 C hatte. Der pH-Wert der Lösung betrug 6,7.The results obtained are shown in Table 2. The viscosity the solution was 80 cP a temperature of 97.80 C, with a second sample had a value of 90 cP at a temperature of 96.70 ° C. The pH of the solution was 6.7.
Tabelle 2
In den Beispielen 1 und 2 wurden aus den Dewar-Kolben, nachdem die Temperatur nur auf 60,00 C gefallen war, Proben abgenommen. Wenn die Lösungen, wie es vorzugsweise geschieht, weiter auf 48,90 C abgekühlt werden, sind die Ergebnisse etwa die gleichen oder etwas besser, als wenn sie nach der Geschwindigkeit 2 abgekühlt werden. In Examples 1 and 2, after the Temperature had only fallen to 60.00 C, samples removed. If the solutions like it preferably happens to be further cooled to 48.90 C, the results are about the same or slightly better than when it cooled down after speed 2 will.
Beispiel 3 Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde in allen wesentlichen Einzelheiten wiederholt, mit der Maßgabe jedoch, daß die Zeit im Tank 9 Minuten betrug und die native Mais stärke durch native Stärke anderer Herkunft ersetzt war. Die Abkühlungsgeschwindigkeit entsprach der in F i g. 2 gezeigten Abkühlungskurve 2. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Die angegebene Ausbeute ist auf das Gewicht der verwendeten Stärke und nicht auf den Amylosegehalt der nativen Stärke bezogen. Bei jedem Versuch war die schließlich erhaltene Lösung beständig. Example 3 The procedure described in Example 1 was followed in all essential details repeated, with the proviso, however, that the time in the tank 9 minutes and the native corn starch replaced by native starch from other sources was replaced. The cooling rate corresponded to that in FIG. 2 cooling curve shown 2. The results obtained are shown in Table 3. The stated yield is based on the weight of the starch used and not on the amylose content of the native Starch related. The solution ultimately obtained was stable in every attempt.
Tabelle 3
Beispiel 4 Ein Gemisch aus nativer körniger Maisstärke und Kartoffelstärke im Verhältnis von 3: 1 wurde nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren in Wasser erhitzt und 8,5 Minuten auf der dort angegebenen Temperatur gehalten. Die Aufschlämmung hatte einen pH-Wert von 6,0. Beim Abkühlen nach der in F i g. 2 angegebenen Abkühlungskurve wurde eine beständige Lösung erhalten, aus der 21,8 g Amylose je 100 g Stärke abgetrennt wurden. Die Amylose hatte einen Blauwert oberhalb von 1,1. Example 4 A mixture of native granular corn starch and potato starch in a ratio of 3: 1 was according to the method described in Example 1 in water heated and held for 8.5 minutes at the temperature specified there. The slurry had a pH of 6.0. When cooling after the in F i g. 2 given cooling curve a stable solution was obtained from which 21.8 g of amylose per 100 g of starch were separated became. The amylose had a blue value above 1.1.
Ähnliche Ergebnisse wurden mit Gemischen aus Mais- und Kartoffelstärke im Verhältnis von 1: 1, 7:1 und 1:9 erhalten.Similar results were obtained with mixtures Corn- and potato starch in the ratio of 1: 1, 7: 1 and 1: 9.
Obwohl bei allen der oben angegebenen Beispiele das Erhitzen mit Hilfe von einer Wasserdampfdüse erfolgte, kann die Erhitzungsstufe auch nach einem anderen Verfahren durchgeführt werden. In den folgenden Beispielen werden die Ergebnisse beschrieben, die beim Erhitzen in anderer Weise erhalten wurden. Although in all of the examples given above the heating with With the help of a steam nozzle, the heating stage can also be used after a other procedures can be carried out. The following examples show the results which were obtained on heating in a different way.
Beispiel 5 Eine Aufschlämmung aus körniger nativer Maisstärke mit einem Stärkegehalt von etwa 9,5 o wurde bei Raumtemperatur mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch ein Schlangenrohr gepumpt, das in ein stets auf 148,90 C erhitztes Heizbad eintauchte. Example 5 A granular native corn starch slurry with a starch content of about 9.5 o was constant at room temperature with Speed is pumped through a coiled pipe, which is always heated to 148.90 C Immersed heating bath.
Die Pumpgeschwindigkeit wurde derart bemessen, daß die Stärke und das Wasser 2 Minuten in dem Bad verblieben. Die unter diesen Bedingungen gebildete Lösung wurde unter Normaldruck in einen isolierten Behälter gebracht, in dem die Lösung mit einer etwas langsameren Abkühlungsgeschwindigkeit als der von Kurve 2 in Fig.2 abgekühlt werden konnte. Nach dem Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb von 490 C war die Lösung beständig, aus der dann 27,7 g Amylose mit einem Blauwert von 0,96 je 100 g der Stärkebeschickung gewonnen werden konnten.The pumping speed was such that the strength and the water remained in the bath for 2 minutes. The one formed under these conditions Solution was placed under normal pressure in an insulated container in which the Solution with a slightly slower cooling rate than that of curve 2 could be cooled in Fig.2. After cooling to a temperature below the solution was stable at 490 ° C., from which 27.7 g of amylose with a blue value were then obtained of 0.96 per 100 g of the starch charge could be obtained.
Dieses Verfahren wurde mit allmählich ansteigenden Temperaturen wiederholt. Oberhalb etwa 1770 C war der Abbau der Stärke derart schnell, daß die verringerte spezifische Viskosität der Stärke - ein Maß für das Molekulargewicht der Stärke -auf nahezu 60e/o verringert wurde. This procedure was repeated with gradually increasing temperatures. Above about 1770 C the starch degradation was so rapid that it diminished specific viscosity of starch - a measure of the molecular weight of starch - has been reduced to almost 60e / o.
Beispiel 6 200g Maisstärke wurden in 21 Wasser suspendiert. Das Gemisch wurde 45 Minuten mit Hilfe eines Wasserdampfbades und einer eingetauchten Erhitzungsvorrichtung unter Rühren erhitzt. Die Temperatur betrug 96,10 C, obwohl an der Oberfläche des Eintaucherhitzers ein geringes Sieden erfolgte. Example 6 200 g of corn starch were suspended in 21 water. The mixture was 45 minutes using a steam bath and submerged heater heated with stirring. The temperature was 96.10 C, although on the surface of the Immersion heater low boiling occurred.
Etwa 1,5 1 der gebildeten klaren Stärkepaste wurden in einen Autoklav gegossen, worauf der Autoklav verschlossen und elektrisch erhitzt wurde. Nach etwa einer halben Stunde hatte sich die Temperatur auf etwa 152,20 C erhöht; dann ließ man abkühlen. About 1.5 liters of the clear starch paste formed were placed in an autoclave poured, whereupon the autoclave was closed and electrically heated. After about half an hour the temperature had risen to about 152.20 C; then left to cool down.
Nach weiteren 65 Minuten, nachdem die Temperatur auf etwa den Siedepunkt bei Normaldruck gefallen war, wurde der Autoklav geöffnet. Ein Anteil der Stärkelösung wurde dann zwecks Abkühlung in einen fest verschlossenen Dewar-Kolben gegossen.After another 65 minutes after the temperature has reached about the boiling point had fallen at normal pressure, the autoclave was opened. A portion of the starch solution was then poured into a tightly capped Dewar flask to cool.
Die Lösung erreichte nach etwa 2 Tagen Raumtemperatur und blieb dabei beständig. Bei der mikroskopischen Untersuchung der Lösung wurde gefunden, daß große amylosereiche Teilchen vorlagen.The solution reached and stayed at room temperature after about 2 days resistant. On microscopic examination of the solution, it was found that large high amylose particles were present.
Ein wesentlicher Anteil dieser Amyloseteilchen hatte einen Durchmesser von etwa 50 bis 75 Mikron. Daw amylosereiche Material konnte durch Zentrifugieren von der amylopektinreichen flüssigen Phase leicht abgetrennt werden.A substantial proportion of these amylose particles had a diameter from about 50 to 75 microns. Daw high amylose material could be obtained by centrifugation easily separated from the amylopectin-rich liquid phase.
Ein weiterer Anteil der in dem Autoklav behandelten Lösung wurde in einem nichtisolierten Becher abgekühlt, wobei sich die Lösung innerhalb von 24 Stunden zu einem sehr starren, undurchsichtigen Gel verfestigte. In diesem starren Gel wurden einige Teilchen beobachtet, die jedoch nur einen Durchmesser von etwa 5 Mikron hatten, d. h. wesentlich kleiner als die durchschnittliche Größe von Maisstärkekörnchen waren. Dies ist für die bei einer Retrogradation der Stärkepaste gebildeten Teilchen bezeichnend. Another portion of the solution treated in the autoclave was added cooled in a non-insulated beaker, the solution within 24 Solidified for hours into a very rigid, opaque gel. In this stare Gel became some Particles observed, however, only have a diameter of about 5 microns, i.e. H. much smaller than the average size of cornstarch granules was. This is for the particles formed upon retrogradation of the starch paste significant.
Beispiel 7 Wie Beispiel 1, aber mit einer Zeit im Tank von 10 Minuten, wurde ein großes Volumen Maisstärkelösung hergestellt, wobei während des Abkühlens vom Siedepunkt die Amylosefraktion sorgfältig abgetrennt wurde. Die Abkühlungsgeschwindigkeit wurde derart bemessen, daß etwa 36 Stunden zum Erreichen einer Temperatur von 490 C benötigt wurden. Während des Abkühlens der Lösung wurden kleine Proben abgenommen. Jede Probe wurde unter den gleichen Bedingungen zentrifugiert, worauf das Verhältnis des Volumens des festen Kuchens zu dem Volumen der Flüssigkeit bestimmt wurde. Etwa ein Drittel der amylosereichen festen Substanzen hatte sich in den ersten 10 Stunden (bei etwa 690 C) abgeschieden. Beim Erreichen einer Temperatur von 490 C erfolgte eine plötzliche und starke Erhöhung der amylosereichen festen Phase, bis sich mehr als 25 /o der Stärkefestbestandteile als Amylose abgeschieden hatten. Example 7 As example 1, but with a time in the tank of 10 minutes, a large volume of corn starch solution was made while cooling the amylose fraction was carefully separated from the boiling point. The cooling rate was dimensioned to allow about 36 hours to reach a temperature of 490 C were needed. Small samples were taken as the solution cooled. Each sample was centrifuged under the same conditions, whereupon the ratio the volume of the solid cake was determined to the volume of the liquid. Approximately a third of the amylose-rich solids had turned up in the first 10 hours (at about 690 C) deposited. When a temperature of 490 C was reached a sudden and sharp increase in the amylose-rich solid phase until more than 25 / o of the starch solids deposited as amylose.
Beispiel 8 Eine Maisstärkelösung wurde nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt und dann in 7 Teile geteilt. Sechs Anteile, die sich in bedeckten Behältern befanden, wurden dann sofort in getrennte Öfen gebracht, die auf einer konstanten Temperatur von 70,0, 60,0, 55, 49,4, 47,2 bzw. Example 8 A corn starch solution was made according to that described in Example 1 Process made and then divided into 7 parts. Six parts that covered each other Containers were then immediately placed in separate ovens, one on top of the other constant temperature of 70.0, 60.0, 55, 49.4, 47.2 or
37,80 C gehalten wurden. Der andere Anteil wurde von selbst auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.37.80 C. The other portion was on its own at room temperature let cool down.
Beim Stehenlassen iiber Nacht hatten sich die auf 47,2, 37,80 C und die auf Raumtemperatur abgekühlten Proben verfestigt. Beim Stehenlassen über Nacht der auf 700 C gehaltenen Probe und nadt 48stündigem Stehenlassen aller anderen Proben enthielten diese Amyloseteilchen, die durch Zentrifugieren leicht abgetrennt werden konnten. Die eingedickten Proben enthielten nicht Amyloseteilchen von abtrennbarer Größe.When left to stand overnight, they were at 47.2, 37.80 C and the samples cooled to room temperature solidified. When left to stand overnight of the sample kept at 700 ° C. and after leaving all other samples to stand for 48 hours contained these amylose particles which are easily separated by centrifugation could. The thickened samples did not contain separable amylose particles Size.
In der obigen Beschreibung sind die angegebenen Temperaturen angenäherte Werte. Ferner sei bemerkt, daß der Beginn und die Vervollständigung der Abtrennung der festen Fraktion schwierig zu beobachten sind. In the above description, the temperatures given are approximate Values. It should also be noted that the beginning and the completion of the separation the fixed faction are difficult to observe.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1197400XA | 1960-01-13 | 1960-01-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1197400B true DE1197400B (en) | 1965-07-22 |
Family
ID=22386073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEST17229A Pending DE1197400B (en) | 1960-01-13 | 1960-12-14 | Process for fractionating starch, such as corn starch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1197400B (en) |
-
1960
- 1960-12-14 DE DEST17229A patent/DE1197400B/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CH416503A (en) | Process for fractionating starch | |
DE4114185C1 (en) | ||
DE69331439T2 (en) | STRENGTH WITH HIGH AMYLOSE CONTENT AND RESISTANT STRENGTH FRACTIONS | |
DE60212374T2 (en) | NETWORKING THE STRENGTH | |
EP0080141B1 (en) | Process for preparing adhesive mixtures and their use in automatic labelling | |
DE69735110T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING A STRENGTH TESTER | |
DE3008286C2 (en) | Continuous process for the production of non-crosslinked orthophosphoric acid monoesters of starch | |
DE2055029A1 (en) | Process for making amylose films | |
DE1944680C3 (en) | Process for obtaining high-purity, high-molecular amylose | |
DE1296382B (en) | Process for the production of starch chemical esters or starch ether esters | |
DE1442741A1 (en) | Continuous gelatinization process | |
DE1543009A1 (en) | Manufacture of hydroxypropyl cellulose ethers | |
DE1916597B2 (en) | CONTINUOUS PROCEDURE FOR THE REMOVAL OF STARCH SUBSTANCES SOLUBLE IN AN ORGANIC LIQUID | |
DE69202393T2 (en) | Improvements in the viscosity of polymers and use of such polymers. | |
DE1299260B (en) | Process for the preparation of dry, crystalline starch conversion products | |
AT249608B (en) | Process for separating amylose and amylopectin from a starch solution | |
DE1197400B (en) | Process for fractionating starch, such as corn starch | |
DE1767698A1 (en) | Process for the production of low-viscosity starch products soluble in cold water | |
DE69621737T2 (en) | Food Processing | |
DE2103620C3 (en) | Process for the production of highly transparent amylose films | |
DE1543007B2 (en) | Hydroxy ethyl hydroxypropyl celluloses and process for their production | |
DE516361C (en) | Process for improving the solubility of starch | |
DE890030C (en) | ||
DE69218218T2 (en) | Manufacturing process of quick-dissolving agar | |
DE102007062262A1 (en) | Preparation for preparing a coating mass for foodstuffs |