DE2124917A1

DE2124917A1 - Stabilisation of natural starch solns - at room temp by addn of powdered synthetic silica

Info

Publication number: DE2124917A1
Application number: DE19712124917
Authority: DE
Inventors: Richard 6451 Bruchköbel Reinert
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1971-05-19
Filing date: 1971-05-19
Publication date: 1972-12-07

Abstract

Retrogradation of natural starch solns. is prevented and their viscosity at room temp. is lowered up to 17x by addn. of 0.20-30 wt.% on dry wt. nesp. 0.1-2 wt.% on total wt. of the soln.) of finely-divided SiO2 of particle size 50 mu m (esp. 12 mu m). A 1-10% aq. slurry of the starch is heated to coagulation temp. with stirring, and the SiO2 is then mixed in as a 15% aq. suspension.

Description

Verfahren zur Verhinderung der Retrogradation und zur Viskositätssenkung in nativen,thermisch verkleisterten Stärken. Process for preventing retrogradation and for reducing viscosity in native, thermally gelatinized starches.

/die Die vorliegende Erfindung betrifft Verhinderung der Retrogradation mit gleichzeitiger Viskositätssenkung in nativen, thermisch verkleisterten Stärken. The present invention relates to prevention of retrogradation with a simultaneous reduction in viscosity in native, thermally gelatinized starches.

Stärke, ein weitverbreitetes Naturprodukt, findet seit alters her mannigfaltige Anwendung in der Textil-, Papier-Klebstoff-, Giesserei-, Pharma- und Kosmetikindustrie.Starch, a widespread natural product, has been found since time immemorial manifold application in textile, paper-adhesive, foundry, pharmaceutical and Cosmetics industry.

Form und Grösse der Stärkekörner sind je nach Pflanzenart und Speicherorgan recht verschieden. Hauptsächlich bestehen die gebräuchlichsten Stärkearten wie Mais-, Kartoffel-, Weizen-, Reis- und Tapiokastärke aus zwei verschiedenen Polysacchariden: der Amylose und Amylopektin. Die Zusammensetzung der beiden Polysaccharide variiert stark je nach Stärkeart.The shape and size of the starch granules depend on the type of plant and storage organ quite different. The most common types of starch such as corn, Potato, wheat, rice and tapioca starch made from two different polysaccharides: the amylose and amylopectin. The composition of the two polysaccharides varies strong depending on the type of starch.

Der thermische Aufschluss: Erhitzen der Stärkesuspension bis zur Verkleisterungstemperatur, ist in der Technik weit verbreitet und üblich. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur (ca. 200 C) verdickt die Stärkelösung zu einer Paste.The thermal digestion: heating the starch suspension up to the gelatinization temperature, is widespread and common in technology. When cooling to room temperature (approx. 200 C) thicken the starch solution into a paste.

Es tritt Retrogradation ein und die Stärken werden unlöslich.Retrogradation occurs and the starches become insoluble.

Dabei asseziieren die linearen Stärkeketten durch Wasserstoffbindung und bilden je nach Konzentration einen Niederschlag oder ein Gel. Die Retrogradation ist temperaturabgängig und verläuft um so schneller und vollständiger, je niedriger die Temperatur ist.The linear starch chains ascend through hydrogen bonding and, depending on the concentration, form a precipitate or a gel. The retrogradation is temperature-dependent and runs faster and more completely, the lower it is the temperature is.

Bisher war es nicht möglicll, bei thermisch verkleisterten Stärken die Retrogradation beim Abkühlen für einen längeren Zeitraum zu unterbinden. Die Viskositätssenkung konnte nur durch kontinuierliches Erwärmen der Stärkelösung erreicht werden.So far it was not possible with thermally gelatinized starches the retrogradation on cooling for a longer period of time Period to prevent. The decrease in viscosity could only be achieved by continuously heating the Starch solution can be achieved.

Die vorliegende Erflndung ging daher von der Aufgaben stellung aus, ein Verfahren zur Verhinderung der Retrogra dation und zur Viskositätssenicung anzugeben, mittels welchem für lange Zeit stabil bleibende Lösungen erhalten werden können.The present invention was therefore based on the task specify a procedure to prevent retrogra dation and to reduce viscosity, by means of which solutions which remain stable for a long time can be obtained.

Das Kennzeichnende der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Stärke eine feinteilige, synthetisch gewonnene Kieselsäure in Mengen von 0,20 bis 3o Gew. %, bezogen auf den Feststoff, zugesetzt wird.The characteristic of the invention can be seen in the fact that the strength a finely divided, synthetically obtained silica in amounts of 0.20 to 3o wt. %, based on the solids, is added.

Es wurde gefunden, dass die Viskosität der verkleisterten Stärken durch Kieselsäurezugabe bis auf das siebzehnfache herabgesetzt werden kann. Die Kieselsäure kanu sowohl in fester Form dem Stärkemehl wie auch in Form einer wässrigen 15 %igen Dispersion den zu verkleisternden oder bereits verkleisterten Stärkesuspensionen zugegeben werden.It was found that the viscosity of the gelatinized starches can be reduced up to seventeen times by adding silica. the Silicic acid can be used both in solid form with starch and in the form of an aqueous one 15% dispersion of the starch suspensions to be gelatinized or already gelatinized be admitted.

Letztere Massnahme hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.The latter measure has proven to be particularly advantageous.

Weiterhin verbessert der Kieselsäurezusatz das Schwebeverhalten der in modifizierten Stärken enthaltenen Zusätze und verhindert die Bildung von unliebsamen Bodensätzen in Sprühstärken. Die Haftung an glatten Oberflächen, wie z.B. Glas- und Kunststoffasern, wird durch den Zusatz von Kieselsäure erhöht.Furthermore, the addition of silica improves the suspension behavior of the additives contained in modified starches and prevents the formation of unwanted ones Sediments in spray strengths. The adhesion to smooth surfaces, such as glass and synthetic fibers, is increased by the addition of silica.

/bei Anwendung in Dispersionsform Der Kieselsäurezusatz soll vorzugsweise in McrlPen iin Bereich zwischen o,1 und 2, Gew. %, bezogen auf die Gesamtlösung, erfolgen. Jedoch sind sowohl höhere als auch niedrigere Konzentrationen möglich, wobei die obere Grenze bei 3,0Gew.% und die untere Grenze bei 0,01Gew. % liegt. / when used in dispersion form The addition of silica should be preferred in McrlPen in the range between 0.1 and 2.% by weight, based on the total solution, take place. However, both higher and lower concentrations are possible, with the upper limit at 3.0% by weight and the lower limit at 0.01% by weight. % lies.

Die vorliegende Verfahrensweise lässt sich auf Stärkelösungen anwenden, welche gegen Schimmelpilz und Bakterienbefall mit einigen Tropfen bekannter Antiseptika, wie z.B.The present procedure can be applied to starch solutions, which against mold and bacterial infestation with a few drops of known antiseptics, such as.

Formaldehyd-, Thymol- oder Phenollösungen, stabilisiert worden sind.Formaldehyde, thymol or phenol solutions, have been stabilized.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind zusammenfassend im Folgenden zu sehen: Native, durch Erhitzen verkleisierte Stärken werden durch Zusatz von Kieselsäuren, vorzugsweise pyrogene Kieselsäuren, in wässrigen Dispersionen am Retrogradieren gebindert, so dass dadurch eine Lagerung und Verarbeitung bei Raumtemperatur ermöglicht wird. Der Kieselsäurezusatz bewirkt eine Viskositätssenkung bis auf das siebzenfache. Dadurch wird z.B. Papierbeschichtung bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Heizung möglich. Der Produktionsablauf kann beschleunigt werden Beispiele: 1.) a) 25 g native Kartoffelstärke werden in 475 g Wasser aufgeschlämmt und unter Rühren und Erwärmen auf 95° verkleistert. Nach dem Abkühlen auf 20° C erstarrte die Stärkerlösung z einer Paste. Eine Viskositätsmessung ist nicht möglich.The advantages of the present invention are summarized below to see: Native starches that have been reduced by heating are made by adding silicic acids, preferably fumed silicas, retrograding in aqueous dispersions Bindered, so that it enables storage and processing at room temperature will. The addition of silica causes the viscosity to be reduced by a factor of seven. This enables e.g. paper coating at room temperature without additional heating possible. The production process can be accelerated Examples: 1.) a) 25 g native Potato starch is slurried in 475 g of water and stirred and heated gelatinized to 95 °. After cooling to 20 ° C, the starch solution solidified z a paste. A viscosity measurement is not possible.

b) 25 g native Kartoffelstärke wurden in 441,5 g Wasser aufgeschlämmt und unter Rühren und Erwärmen auf 95 0C verkleistert. Danach wurden 33,5 g wässrige, 15%ige Dispersion einer hochdispersen Kieselsäure mit einer Primärteilchengrösse v4n etwa 12 gm (Millimikron), hergestellt nach dem Verfahren der Flammenhydrolyse, Die zugegeben und 5 Min. nachgerührt. / sofortige Viskositätsmessung im DiN-Becher, Düse Nr. 4lergab 1 Stunde nach der Herstellung eine Viskosität von 56 sec. b) 25 g of native potato starch were slurried in 441.5 g of water and gelatinized with stirring and heating to 95 ° C. Then 33.5 g of aqueous, 15% dispersion of a highly dispersed silica with a primary particle size v4n about 12 gm (millimicrons), produced using the flame hydrolysis process, The added and stirred for 5 minutes. / Immediate viscosity measurement in the DiN cup, Nozzle # 4 gave a viscosity of 56 seconds 1 hour after preparation.

Die Temperatur der Lösung betrug 200 C. The temperature of the solution was 200 C.

2.) a) 15 g native Kartoffelstärke wurden in 485 g Wasser aufgeschlämmt und unter Rühren und Erwärmen auf 950C verkleistert. Nach dem Abkühlen auf 200 C wurde im DIN-Becher eine Viskosität von 540 sec gemessen.2.) a) 15 g of native potato starch were slurried in 485 g of water and gelatinized with stirring and heating to 950C. After cooling to 200 ° C a viscosity of 540 seconds was measured in the DIN beaker.

Bereits nach 24 Stunden Standzeit ist eine Viskositätsmessung nicht mehr möglich. Die Retrogradation ist so weit fortgeschritten, dass die Stärke verklumpt und die Auslaufdüse verstopft. A viscosity measurement is not possible after just 24 hours of idle time more is possible. The retrogradation is so advanced that the starch clumps together and the dispensing nozzle clogged.

b) 15 g native Kartoffelstärke wurden in 481,65 g Wasser aufgeschlämmt und unter Rüiiren und Erwärmen auf 950 C verkleistert. Danach wurden 3,35 g wässrige, 15 %ige Dispersion einer hochdispersen Kieselsäure mit einer Primärteilchengrösse von etwa 12 µm (Millimikron) -hergestellt nach dem Verfahren der Flammenhydrolyse -Die zugegeben und 5 Min. nachgerührt. / sofortige Viskositätsmessung nach dem Abkühlen auf 200 C betrug 37 sec. Die Viskosität stieg nach 192 Stunden Standzeit auf 61,o sec. b) 15 g of native potato starch were slurried in 481.65 g of water and gelatinized with stirring and heating to 950 ° C. Then 3.35 g of aqueous, 15% dispersion of a highly dispersed silica with a primary particle size of about 12 µm (millimicrons) - produced by the process of flame hydrolysis -The added and stirred for 5 min. / Immediate viscosity measurement after cooling at 200 ° C. was 37 seconds. The viscosity rose to 61, o after 192 hours of standing sec.

Das Viskositätsverllalten ist aus der Kurve Fig. 1 und aus der Tabellc I ersichtlich. The viscosity decrease is from the curve in FIG. 1 and from Table c I can be seen.

3.) a) 15 g einer mit Borax versetzten Reisstärke für Wäscheappreturen wurden in 485 g Wasser aufgeschlämmt und unter Rühren und Erwärmen auf 950 C verkleistert. Nach dem Abkühlen auf 200 C wurde im DIN-Becher, Düse 4, eine Viskosität von lol sec.3.) a) 15 g of a rice starch mixed with borax for laundry finishes were suspended in 485 g of water and gelatinized to 950 ° C. with stirring and heating. After cooling to 200 C in the DIN beaker, nozzle 4, a viscosity of lol sec.

gemessen. Nach 72 Stunden Standzeit betrug die Viskosität 172 sec. measured. After a standing time of 72 hours, the viscosity was 172 seconds.

b) 15 g der gleichen Stärke wurden in 481,65 g Wasser aufgeschlämmt und unter Rühren und Erwärmen auf 950 verkleistert. Danach wurden 3,35 g wässrige, 15 %ige Dispersion einer hochdispersen Kieselsäure mit einer Primärteilchengrösse von etwa 12 µm (Millimikron), hergestellt nach dem Verfahren der Flammenhydrolyse, zugegeben und 5 Min. nachgerührt. Die sofortige Viskositätsmessung nach dem Abkühlen auf 200 C betrug 26 sec. Die Viskosität stieg nach 24 Stunden auf 28 sec. und blieb zwei Wochen konstant. b) 15 g of the same strength were slurried in 481.65 g of water and gelatinized to 950 with stirring and heating. Then 3.35 g of aqueous, 15% dispersion of a highly dispersed silica with a primary particle size of about 12 µm (millimicrons), produced using the flame hydrolysis process, added and stirred for 5 min. Immediate viscosity measurement after cooling at 200 ° C. was 26 seconds. The viscosity rose to 28 seconds after 24 hours and remained constant for two weeks.

Das Viskositätsverhalten ist aus der Kurve Fig. 2 und der Tabelle II ersichtlich. The viscosity behavior is from the curve in FIG. 2 and the table II can be seen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.) Process for preventing retrogradation and for reducing viscosity in native, thermally gelatinized starches, characterized in that the starch a finely divided, synthetically obtained silica in amounts of 0.20 to 30% by weight, based on the solids, is added.

2.)) Method according to claim 1, characterized in that a Pyrogenically obtained or precipitated finely divided silica with a primary particle size of <50 mµ and a specific surface area in the range of 10 to 4oo m2 / g is used will.

3.) Method according to claims 1 and 2, characterized in that that the starch as a 1 to 10% aqueous slurry with stirring to the gelatinization temperature is heated and then the silica is mixed in as a 15% aqueous dispersion will.

L e r s e i t e