DE2114305C3 - Verfahren zur Herstellung von Phosphatstarke - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von PhosphatstarkeInfo
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08B31/02—Esters
- C08B31/06—Esters of inorganic acids
- C08B31/066—Starch phosphates, e.g. phosphorylated starch
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Phosphatstärke aus Alkaliphosphaten
und/oder Polyphosphaten und nativer und/oder abgebauter
Stärke bei einer Temperatur von 110 bis 1700C
gegebenenfalls in Gegenwart von Aminen und/oder Amiden.
Bei der Herstellung von Phosphatstärke hat man bislang so gearbeitet, daß in der Hauptsache Stärkesuspensionen
mit Alkaliphosphaten verrührt wurden, bzw. man hat auf die trockene Stärke Alkaliphosphat
aufgesprüht, oder die trockene Stärke wurde mit kristallwasserhaltigen Alkaliphosphaten gemischt Anschließend
wird mit oder ohne Vakuum schonend bei Temperaturen unterhalb der Verkleisterungstemperatur
der Stärke getrocknet und das erhaltene Produkt bei 130 bis 170° C mit oder ohne Vakuum einer Veresterung
innerhalb von 2 bis 4 Stunden unterworfen.
Bei dieser Arbeitsweise erhält man eine Phosphatstarke,
die im Aussehen oft nicht den Erwartungen entspricht, und es treten Verfärbungen durch Bräunungsreaktionen,
bedingt durch die verhältnismäßig lange Erhitzungszeit, auf.
Des weiteren sind zur Erreichung eines besseren Weißgrades der Endprodukte Verfahren bekannt, die
durch Extrahieren mittels Alkoholen, insbesondere Methanol, die die Verfärbung bewirkenden Produkte
herausholen sollen, Letztere Methode ist insofern aufwendig, als ein zusätzlicher mitunter schwieriger
Arbeitsgang unter Ausbeüteminderurig eingeschaltet werden muß.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die geschilderten Nachteile vermeiden kann und zu
einwandfreien Produkten gelangt, wenn man vor der Veresterung die trockene, unverkleisterte Stärke mit
einer Alkaliphosphatlösung, deren pH-Wert mindestens 4 beträgt, bei einer Temperatur von 40 bis 700C,
vorzugsweise 55 bis 65°C, innerhalb von 30 bis 90 Minuten, vorzugsweise 45 Minuten, intensiv verknetet
und anschließend die erhaltene Masse einer schonenden Trocknung unterwirft. Man kann auch die Knetzeit
verkürzen und das Produkt einer Reifung bei den genannten Temperaturen innerhalb von 30 bis 45
Minuten unterziehen.
Der besondere Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt darin, daß bei den genannten Temperaturen durch
die Zugabe der wäßrigen Lösung eine Vorsolvatisierung des einzelnen Stärkekornes erreicht wird, d. h, durch die
Wasseraufnahme wird das Korn in einen leichten Quellzustand versetzt, ohne zu verkleistern, wobei die
Struktur des Kornes erhalten bleibt Auf diese Weise ist es dem Phosphation möglich, in das Innere des
Stärkekornes hinein zu diffundieren und sich dort gleichmäßig zu verteilen.
Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber^Uüm bisher
bekannten liegt darin, daß sich bei gleichbleibender Vorbehandlungszeit eine wesentlich niedrigere Veresterungstemperatur
und wesentlich kürzere Veresterungszeit bei wesentlich höheren Endviskositäten ergeben.
Die niedrigere Veresterungstemperatur bringt eine starke Schonung des Produktes und somit einen
wesentlich höheren Weißgrad als bei den bisher üblichen Verfahren mit sich.
Zur Durchführung des Verfahrens werden Alkaliphosphatlösungen, insbesondere Natrium- und
Kaliumphosphatlösungen, verwendet deren pH-Wert mindestens 4 und höchstens 8 beträgt Die Viskositäten
der Fertigprodukte steigen bekanntlich mit der Erhöhung des pH-Wertes. So erhält man bei pH-Werten
um 7 und darüber Phosphatstärken besonders hoher Viskosität bei schneller Solbildung in Wasser. Bei einem
pH-Wert zwischen 5 und 6 werden Produkte niederer
js bis mittlerer Viskosität bei schneller Solbildung
erhalten. Darüber hinaus wurde gefunden, daß bei ein und demselben pH-Wert die Viskositäten von Knetzeit
und Knettemperatur, d. h. vom Solvatisierungszustand entscheidend beeinflußt werden.
Im allgemeinen genügen, bezogen auf zwölf Glukoseeinheiten
der handelsüblichen Stärke, 1,2 Mol Phosphat, berechnet als Dialkalimonophosphat. Man kann jedoch
auch den Gesamtphosphatanteil erhöhen, aber aus wirtschaftlichen Gründen wird man nicht über die
doppelte Menge hinausgehen, weil eine weitere Phosphatmenge keine Vorteile mehr bringt
Weiterhin wurde festgestellt, daß man an Stelle der gelösten Phosphate der zu behandelnden Stärke auch
Phosphorsäure und Natronlauge über Pumpen getrennt zudosieren kann, wobei der Anteil an Säure und Lauge
so bemessen wird, daß der geforderte pH-Wert von 4 bis 8 eingehalten wird. Der Vorteil bei der Verwendung
von Säure und Lauge liegt darin begründet, daß man kontinuierlich arbeiten kann, wobei die Wirtschaftlichkeit
des Verfahrens auch noch durch preisliche Vorteile gewährleistet ist
Als Stärke können praktisch alle handelsüblichen Stärken eingesetzt werden, insbesondere hat sich
jedoch Getreidestärke, wie z. B. Maisstärke, bewährt
Es ist auch ohne weiteres möglich, Amine und/oder Amide, insbesondere Harnstoff, der zu verknetenden
Stärke zusätzlich in Mengen bis zu 2 Mol Harnstoff auf zwölf Glukoseeinheiten als Veresterungshilfsmittel
zuzugeben, wobei jedoch während des Knetvorganges die Temperatur entsprechend dem Einfluß, z. B. des
Harnstoffs, auf die Herabsetzung der Verkleisterungstemperatur
der Stärke angepaßt werden muß. Das Verfahren kann bei Atmosphärendruck in allen Stufen
durchgeführt werden. Wenn man die Veresterung innerhalb kürzerer Zeit erreichen will, so kann man
hilfsweise in dieser Stufe Unterdrück anwenden,
Zur zweckmäßigen Durchführung des Verfahrens im technischen Maßstab verwendet man folgende einfache s
Apparatur, die im Fall derAnwendung fester Phosphate
aus einem Lösebehälter mit Förderpumpe, aus einem handelsüblichen Kneter mit Einspritzvorrichtung, z, B,
heizbarem Duplex-Kneter, einem I^angzeittrockner, einer Mühle und einem Veresterungsreaktor einschließ- ι ο
lieh Kühlvorrichtung besteht
Setzt man an Stelle der festen Phosphate Phosphorsäure und Alkalihydroxid-Lösungen ein, so ist an Stelle
des Lösebehälters eine Doppeldosierpumpe mit eventuell nachgeschalteter Kühlvorrichtung erforderlich. Bei is
dieser Arbeitsweise wird z. B. eine verdünnte, gegebenenfalls harnstoffhaltige Phosphorsäure und eine
verdünnte Alkalilauge über eine Doppeldosierpumpe auf die im Kneter befindliche Stärke aufgedüst So
erspart man sich das oft mühsame Auflösen der festen Phosphate, und außerdem kann man die frei werdende
Neutralisationswärme noch zur Solvaltisierung der Stärke verwenden.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem auch darin, die Veresterungszeit auf etwa 40
Minuten bei einer Veresterungstemperatur von etwa 145° C herabzusetzen. Man kann ebenso die Veresterungsgemperatur
auf 110 bis 12O0C herabsetzen, jedoch
verlängert sich dafür die Veresterungszeit entsprechend. In beiden Fällen werden durch die schonende
Arbeitsweise Endprodukte erhalten, die sich durch einen hohen Weißgrad und schnelle. Löslichkeit im
kalten Wasser auszeichnen.
Beispiel 1 a
14,2 kg Na2HPO4,
10,0 kg Harnstoff,
4,0 kg H3PO4 etwa 55% P2O5
in 651 Wasser gelöst
in 651 Wasser gelöst
Diese Lösung, die einen pH-Wert von 7 aufweist, wird
auf 204 kg Maisstärke, die sich in einem heizbaren Duplex-Kneter befindet, aufgedüst Und anschließend die
Masse 45 Minuten lang bei einer Temperatur von 40°C innig verknetet Danach trocknet man die so behandelte
Stärke unterhalb der Verkleisterungstemperatur vorsichtig, bis der Feuchtigkeitsgehalt unter 12% liegt
Anschließend wird zur Veresterung auf Temperaturen
zwischen 145 und 1500C etwa 3 Stunden lang erhitzt.
Nach Beendigung der Reaktion läßt man abkühlen. Man erhält so eine Phosphatstärke, deren Viskosität,
gemessen im Höppler-Viskosimeter, als 2%iges Sol 27OcP bei 20°C beträgt
Es werden dieselben Ausgangskomponenten verwendet. Die Temperatur des Gutes im heizbaren Kneter
wird jedoch zum Unterschied zum Beispiel 1 a auf 62° C bei 45 Minuten Knetdauer erhöht. Nach der Vortrocknung
auf unter 12%, wie im Beispiel 1 a beschrieben, wird das Produkt zur Veresterung auf Temperaturen
zwischen 145 bis 15O0C etwa 40 Minuten erhitzt. Das
abgekühlte Endprodukt zeigt eine Viskosität als 2%iges Sol im Höppler-Viskosimeter, gemessen von 1200 cP.
16,8 kg NaOH (45Wg) und eine Lösung, die 20,6 kg H3PO4 (55% P2O5), 10 kg Harnstoff und 31,6 kg Wasser
enthält, werden über eine Doppeldosierpumpe mit Mischkammer auf die in einem heizbaren Duplex-Kneter
befindlichen 204 kg Maisstärke aufgedüst und gemäß Beispiel 1 a weiterverarbeitet Das in der
Mischkammer erhaltene Reakoonsprodukt hat einen pH-Wert von etwa 5, Man erhält eine Phosphatstärke,
deren Viskosität, gemessen mit dem Höppler-Viskosimeter, als 2%iges SoI 38 cP bei 20° C beträgt
102 kg Maisstärke werden gemäß Beispiel 1 b phosphatiert wobei eine Lösung verwendet wird, die aus
8,7 kg K2HPO4,
750 ml H3PO4 (55% P2O5),
5,0 kg Harnstoff,
25,0 kg Wasser
750 ml H3PO4 (55% P2O5),
5,0 kg Harnstoff,
25,0 kg Wasser
besteht und einen pH-Wert von 7,0 aufweist
Man erhält so eine Phosphatstärke, deren Viskosität, gemessen im Höppler-Viskosimeter, als 2%iges Sol bei
20°C400cP beträgt
Beispiel 4
In einem Lösebehälter werden
In einem Lösebehälter werden
4,7 kg Na2HPO4,
4,Ok8NaH2PO4,
2,0 kg Harnstoff
in 50,0 kg Wasser gelöst
Diese Lösung wird auf 102 kg Kartoffelstärke, die sich in einem Kneter befinden, aufgedüst und anschließend
die Masse 50 Minuten lang unter Einhaltung einer Temperatur von 48° C innig verknetet Danach trocknet
man die so behandelte Stärke unterhalb der Verkleisterungstemperatur vorsichtig, bis der Feuchtigkeitsgehalt
unter '12% liegt und erhitzt anschließend zur Veresterung
auf Temperaturen zwischen 160 und 170° C 70 Minuten lang. Nach Beendigung der Reaktion wird
abgekühlt Man erhält so eine hochviskose Phosphatstärke, ein 2%iges trübes Sol zeigt eine Viskosität von
3 P, gemessen im Haake-Viskotester.
Man arbeitet gemäß Beispiel 4, jedoch unter Verwendung von
5,Sk8K2HPO4,
4,Sk8KH2PO4,
3,0 kg Harnstoff,
50,0 kg Wasser.
4,Sk8KH2PO4,
3,0 kg Harnstoff,
50,0 kg Wasser.
Es wird eine Phosphatstärke erhalten, deren Viskosität 5 P beträgt, gemessen als 2%iges trübes Sol im
Haake'Viskotester.
Die nach dem vorliegenden Verfahren gewonnenen Phosphatstärken, die niederviskos bis sehr hoch viskos
sein können, zeichnen sich durch einen einwandfreien Weißgrad und durch eine rasche über einen längeren
Zeitraum ohne Gelbildung beständige Solbildung in kaltem Wasser aus. Sie sind überall da mit Vorteil
einsetzbar, wo bisher dem Einsatz von nativer Stärke Grenzen gesetzt waren oder kaltquellende Stärke bzw.
anders modifizierte Stärken nach entsprechender Vorbehandlung eingesetzt wurden.
Claims (1)
- Patentansprache;1, Verfahren zur Herstellung von Monophosphatstärke aus Alkalimonophosphaten und/oder Pojyphosphaten und nativer und/oder abgebauter Stärke bei üblichen Veresterungstemperaturen, gegebenenfalls in Gegenwart von Aminen und/oder Amiden, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Veresterung die trockene unverkleisterte Stärke mit einer Alkaliphosphatlösung, deren pH-Wert mindestens 4 beträgt, bei einer Temperatur von 40 bis 700C, vorzugsweise 50 bis 65"C, innerhalb von 30 bis 90 Minuten, vorzugsweise 45 Minuten, intensiv verknetet und anschließend die erhaltene Masse einer schonenden Trocknung unterwirftZ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man. an Stelle der einzuknetenden Alkaliphosphatlösung Phosphorsäure und Alkalihydroxidlösung während des Knetvorganges zudosiert, wobei ein pH-Wert von etwa 4 bis 8 eingehalten wird.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man handelsübliche Phosphorsäure mit 55,0% P2O5, die gegebenenfalls noch verdünnt werden kann, und 45,0%ige NaOH verwendet
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712114305 DE2114305C3 (de) | 1971-03-24 | 1971-03-24 | Verfahren zur Herstellung von Phosphatstarke |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712114305 DE2114305C3 (de) | 1971-03-24 | 1971-03-24 | Verfahren zur Herstellung von Phosphatstarke |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2114305A1 DE2114305A1 (de) | 1972-09-28 |
DE2114305B2 DE2114305B2 (de) | 1974-04-18 |
DE2114305C3 true DE2114305C3 (de) | 1980-01-03 |
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ID=5802627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19712114305 Expired DE2114305C3 (de) | 1971-03-24 | 1971-03-24 | Verfahren zur Herstellung von Phosphatstarke |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2114305C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005004600B3 (de) | 2005-02-01 | 2006-08-31 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Stärkephosphate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
DE102005004586B4 (de) * | 2005-02-01 | 2007-12-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Stärkephosphate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
-
1971
- 1971-03-24 DE DE19712114305 patent/DE2114305C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2114305A1 (de) | 1972-09-28 |
DE2114305B2 (de) | 1974-04-18 |
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