DE3731293A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufschluss und abbau von staerke und anderen kohlehydraten in hoher konzentration - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufschluß und zum Abbau von Stärke und anderen Kohle­ hydraten in hoher Konzentration, mit deren Hilfe es möglich ist, im Rahmen eines kontinuierlichen Verfahrens qualitativ hochwertige Stärkekleister für die Verwendung in der Papier-, Klebstoff- und Lebensmittelindustrie herzustellen, die Fest­ stoffkonzentrationen von bis zu 80 Gew.-% und mehr haben.

Die Stärke gehört chemisch zu den makromolekularen Kohle­ hydraten oder Polysacchariden. Sie ist aus D-Glucoseeinhei­ ten (Einfachzuckern) mit der chemischen Zusammensetzung C₆H₁₂O₆ aufgebaut, die jeweils unter Austritt von 1 Molekül Wasser (H₂O) α -glucosidisch miteinander verbunden sind, so daß sich für die Stärke die chemische Zusammensetzung (C₆H₁₀O₅)_n ergibt, wobei der Faktor n 1000 oder mehr be­ trägt.

Die Stärke ist ein in der Natur weit verbreitetes hochmole­ kulares Kohlehydrat und stellt neben der Cellulose den men­ genmäßig bedeutendsten organisch-chemischen Naturstoff im Pflanzenbereich dar. Rohstoffe für die technische Stärkege­ winnung sind Samen (Erbsen und Bohnen) Früchte (Getreide­ körner, wie Mais, Wachsmais, Weizen-, Reis- und Milokorn), Knollen (Kartoffeln) und Wurzeln (Tapiokawurzeln). Je nach dem Rohstoff, aus dem die Stärke gewonnen wird spricht man von Getreide- oder Wurzelstärke. Die mengenmäßig wichtigsten Rohstoffe für Stärke sind Mais, Weizen und Kartoffeln.

Die gebräuchlichsten Stärkearten des Handels bestehen nicht aus einheitlichen Makromolekülen, sondern aus zwei struktu­ rell verschiedenen Typen, einem unverzweigten geradkettigen, mehr oder weniger spiralförmig aufgerollten Anteil, den man als Amylose bezeichnet, und einer verzweigten Fraktion, dem Amylopektin. Das Verhältnis Amylose zu Amylopektin ist in den einzelnen Stärkesorten unterschiedlich. In der Maisstärke sind etwa 23 Teile Amylose und 77 Teile Amylopektin enthal­ ten, in der Kartoffelstärke beträgt das Verhältnis Amylose zu Amylopektin 18 Teile zu 82 Teile. Auch die Länge der un­ verzweigten Kettenanteile im Amylopektin schwankt je nach Stärkeart. Ferner unterscheidet sich das in Kartoffel- oder Wurzelstärken enthaltene Amylopektin von der Amylose der gleichen Stärke durch einen Gehalt von 0,06 bis 0,09% Phosphor.

Diese Unterschiede im Verhältnis von Amylose/Amylopektin und in der Länge der unverzweigten Kettenanteile im Amylo­ pektin der verschiedenen Stärkearten sind auch der Grund für die abweichenden Eigenschaften von Mais- und Kartoffelstärke.

Die Stärke findet sich in den Pflanzen in Form von weißen mikroskopisch kleinen Körnern welche eine für die jeweili­ ge Pflanzenart typische Form, Struktur und Größe haben. Maisstärkekörner sind verhältnismäßig klein und unregel­ mäßig Kartoffelstärkekörner groß und muschelförmig. Stärke­ körner zeigen unter dem Mikroskop im polarisierten Licht zwischen gekreuzten Nikols eine Doppelbrechung und sie lie­ fern mit Röntgenstrahlen charakteristische Spektren. Die Mo­ leküle sind im Stärkekorn wie in einem Kristall regelmäßig angeordnet. Bei vollständiger Verkleisterung verschwindet bei allen Stärkekörnern die Doppelbrechung restlos.

Stärke ist in kaltem Wasser normalerweise nicht löslich. Eine Aufschlämmung von Stärke in kaltem Wasser würde sich daher sehr schnell absetzen. Wenn eine wäßrige Suspension jedoch erhitzt wird, beginnen die Stärkekörner bei einer für jede Stärkeart charakteristischen Temperatur zu quel­ len und gehen bei länger andauerndem Erhitzen schließlich in Lösung. Es entsteht eine kolloidale Lösung, die als Stärkekleister bezeichnet wird. Beim Quellen verlieren die Stärkekörner ihre ursprüngliche charakteristische Ge­ stalt. Bei weiterer Temperaturerhöhung quellen die Stärke­ körner mehr und mehr, bis sie schließlich allen vorhande­ nen Raum ausfüllen. Es entsteht die kleistrige Konsistenz von gekochter Stärkepaste. Nicht nur die Quellungstempera­ tur, sondern auch die Verkleisterungstemperatur ist für die einzelnen Stärken charakteristisch.

Der Temperaturbereich zwischen Beginn und Ende der Quellung (d.h. der Beginn der Verkleisterung) wird als Quellungsbe­ reich bezeichnet. Der Quellungsbereich von Kartoffelstärke liegt zwischen 56 und 67°C und von Maisstärke zwischen 64 und 72°C. Die kolloidale Stärkelösung (der Stärkekleister, die Stärkepaste) kann beim Abkühlen auf Zimmertemperatur ein Gel bilden.

Die wichtigsten Eigenschaften zur Beurteilung der techni­ schen Brauchbarkeit von Stärke sind die Viskosität und ins­ besondere die Änderung der Viskositäten der wäßrigen Stär­ kelösungen (Kleister, Pasten) in Abhängigkeit von der Tem­ peratur, Zeit und mechanischer Einwirkung.

Die Eigenschaften der heißen kolloidalen Lösungen und kalten Gele der Stärken begrenzen ihren Einsatz in der Industrie. Um den Anwendungsbereich der Stärken zu erweitern, wird sie durch physikalische oder chemische Prozesse umgewandelt. Man erhält so Stärken mit den gewünschten Spezialeigenschaf­ ten, sogenannte Spezialstärken, die unterteilt werden können in vorverkleisterte (Quell-) Stärken, hydrolytisch und ther­ misch abgebaute Stärken (säuremodifizierte Stärken und Dex­ trine), oxidierte (schwach abgebaute) Stärken, Stärkederivate, wie Stärkeester (Acylstärken, Stärkesulfate Stärkenitrate, Stärkephosphate), Stärkeäther, Ammoniumstärke u.dgl.

Hauptsächlich in der Papierindustrie, aber auch in der Le­ bensmittel- und Klebstoffindustrie hat sich der enzymati­ sche Abbau von Stärke zu niedermolekularen Produkten weit­ gehend durchgesetzt. Stärke kann durch Behandlung mit einem Oxidationsmittel oder mit einem Enzym, vorzugsweise a-Amyla­ se abgebaut werden, um so Stärkeleime mit speziell für ihre technischen Anwendungszwecke (Oberflächenleimung, Pigment­ strich) geeignete Viskositäten zu erhalten und darüber hinaus die Kosten für Bindemittel möglichst niedrig zu halten. Der Abbau von Stärken mit Hilfe von Enzymen ist ein besonders wirtschaftlicher Prozeß. Die Enzymkosten sind in Anbetracht der sehr geringen Mengen, die benötigt werden, niedrig. Die enzymatische Konvertierung kann in vielen Fällen in den für die Aufbereitung von Stärken erforderlichen Anlagen durchge­ führt werden.

Für den Abbau von Stärke besonders gut geeignet ist eine wärmebeständige α -Amylase. Da die Stärke erst im verklei­ sterten Zustand dem Angriff des Ferments zugänglich ist, muß eine wäßrige Stärkeaufschlämmung in Gegenwart des Enzyms über die Verkleisterungstemperatur der Stärke, die etwa zwischen 70 und 80°C liegt, erhitzt werden. Dabei erhält man eine kolloidale Stärkelösung, deren Viskosität auf die betrieblichen Erfordernisse abgestimmt werden kann. Zur Überwachung des Stärkeaufbaus müssen pH-Wert, Temperatur und Zeit kontrolliert werden.

Bei den bisher bekannten enzymatischen Abbauverfahren wird die Stärke zuerst durch Aufschlämmen mit Wasser in eine Stärkesuspension überführt, die dann in einen Konverter ge­ pumpt wird in dem der Abbau stattfindet. Bei dem Konverter handelt es sich um einen Tank, der mit einem Rührwerk aus­ gestattet und beheizbar ist. Die erforderliche Wassermenge wird dem Konverter zugeführt, das Rührwerk wird in Gang ge­ setzt und die Stärke in Form der vorher hergestellten Stär­ kesuspension wird zugeführt. Dann wird das Stärke abbauende Enzym zugesetzt. Dabei muß ein genaues Zeit/Temperatur-Pro­ gramm eingehalten werden, beispielsweise 20minütiges Er­ hitzen auf 75 bis 80°C und anschließendes 30minütiges Hal­ ten bei dieser Temperatur, bis die gewünschte Viskosität des Stärkeabbauprodukts erreicht ist, oder 12minütiges Er­ hitzen auf 95 bis 98°C und 30minütiges Halten bei dieser Temperatur. Dabei tritt ein Stärkeabbau mit nachfolgender Inaktivierung der Enzyme durch Hitzeeinfluß auf. Die Inak­ tivierung läßt sich aber auch durch Zusatz von chemischen Agentien durchführen und zwar durch Säuren oder toxisch wirkende Salze. Dabei ist zu beachten, daß bei der thermi­ schen Inaktivierung die Viskosität auf ein Zehntel des Wertes unmittelbar nach Beendigung der Konversion durch den sogenannten Boil-Off-Effect (thermischer Abbau) abfällt.

Durch das Erhitzen auf 75 bis 80°C wird die Stärke ver­ kleistert. In diesem Stadium beginnt das Enzym die Stärke abzubauen und die Viskosität der Stärkelösung zu erniedri­ gen. Das Temperaturoptimum von 80°C wird etwa 30 Minuten gehalten. Nach dieser Zeit soll die Stärke den gewünschten Abbaugrad erreicht haben. Anschließend wird die Stärke noch rasch auf 95 bis 98°C erhitzt und 30 Minuten bei dieser Tem­ peratur gehalten. Dadurch wird das Enzym inaktiviert.

Wenn das Produkt nicht hinreichend abgebaut ist, ist es schwierig, die Konversion zu Ende zu führen, während dann, wenn die Stärke zu stark abgebaut wird, die kolloidale Stärkelösung technisch nicht mehr verwendet werden kann.

Bei diesem konventionellen Verfahren zum Abbau und Aufschluß von Stärke tritt nun der Nachteil auf, daß die der Stärke­ konversion vorgeschaltete Stärkesuspension in Bezug auf ihren Feststoffgehalt eng begrenzt ist, da bereits bei 50 bis 60% Feststoffgehalt zwischen den einzelnen Stärkekörnern kein freies Wasser mehr vorhanden ist und die Suspension schlag­ artig in einen festen Zustand übergeht, so daß sie weder ge­ rührt noch gepumpt werden kann. Um dennoch den kontinuierli­ chen Abbau und Aufschluß von Stärke im Rahmen eines groß­ technischen Verfahrens durchführen zu können, muß die Fest­ stoffkonzentration der Stärkesuspension weit unter 50% im Bereich von 30 bis 40% gehalten werden, was den weiteren technischen Nachteil mit sich bringt, daß der als Endprodukt erhaltene Stärkekleister eine verhältnismäßig geringe Fest­ stoffkonzentration aufweist und nach dem Inaktivieren der Stärke einer technischen aufwendigen und kostspieligen Auf­ konzentrierung durch Verdampfen des Lösungsmittels unterwor­ fen werden muß. Dadurch wird dieses bekannte Verfahren sehr unwirtschaftlich.

Aufgabe der Erfindung war es nun die bei diesem bekannten Stärkeabbauverfahren auftretenden Nachteile zu beseitigen und insbesondere eine Möglichkeit zu schaffen, Stärke in großtechnischem Rahmen auf kontinuierliche und wirtschaftliche Weise abbauen zu können.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst wer­ den kann, daß auf die der Behandlung im Konverter vorgeschal­ tete Suspendierung entweder ganz verzichtet wird und die Stär­ ke in Form eines trockenen Stärkepulvers, wie es im Handel erhältlich ist, direkt dem Abbaukonverter zugeführt wird, oder daß wie üblich eine Suspension hergestellt wird, welcher dann weitere Stärke in Form eines trockenen Pulvers direkt im Abbaukonverter zugegeben wird, womit entsprechend höhere Konzentrationen erreichbar sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Aufschluß und Abbau von Stärke und anderen Kohle­ hydraten in hoher Konzentration durch Behandeln der Stärke bzw. des anderen Kohlehydrats mit flüssigem Wasser und Was­ serdampf in einem Konverter bei erhöhter Temperatur in Ge­ genwart eines Stärke abbauenden Agens, vorzugsweise eines Enzyms, wie insbesondere α-Amylase. Beseitigen des über­ schüssigen Stärke abbauenden Agens in einer Inaktivierungs­ einrichtung und Gewinnung des Endprodukts, die dadurch ge­ kennzeichnet sind, daß die Stärke bzw. ein anderes Kohle­ hydrat in Form eines trockenen Pulvers mit einer Teilchen­ größe von vorzugsweise 15 bis 150 µm zusammen mit flüssigem Wasser unter Rühren direkt in den Abbaukonverter eingeführt wird.

Zur Einführung des trockenen Stärke- bzw. anderen Kohlehy­ dratpulvers wird vorzugsweise ein Trichteraufsatz bzw. Silo mit einer Dosiereinrichtung oberhalb des Konverters verwen­ det. Für die Einführung des Stärkepulvers in den Konverter besonders geeignete Dosiereinrichtungen sind Schneckendosie­ rer, Vibrationsdosierer, Zellenradschleusen und Dosierband­ waagen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auf technisch einfache und wirtschaftliche Weise möglich, trockenes Stär­ kepulver so wie es im Handel erhältlich ist, direkt in einen an sich üblichen Konverter unter starkem Rühren einzuführen, ohne daß die erwartete Klumpenbildung auftritt. Nach dem er­ findungsgemäßen Verfahren erhält man Stärkelösungen (Stärke­ kleister) mit Feststoffgehalten bis zu 80% und mehr. Will man Stärkelösungen mit noch genügend langen Molekülketten und entsprechender Klebekraft erhalten so wird vorzugswei­ se ein Feststoffgehalt von 50 bis 60 Gew.-% angestrebt. Die­ se Stärken können in der Papierindustrie für Leimpresse, Streicherei Kaschierung Verklebung Oberflächenbeschich­ tung u.dgl. verwendet werden. Weitere Anwendungsgebiete sind Klebstoff- und Lebensmittelindustrie. Besonders ge­ eignet ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung von Maltodextrinen, einem Stärkeabbauprodukt mit bestimmtem Zuckergehalt. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den großen Vorteil, daß das erhaltene Stärkeprodukt anschließend weder aufkonzentriert noch getrocknet werden muß. Dadurch sind enorme Energieeinsparungen möglich.

Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den vorstehenden Unteransprüchen.

Die einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildende Vorrich­ tung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Trichteraufsatz bzw. ein Silo mit Dosiereinrichtung, die über einem Abbaukonverter ange­ ordnet ist, der mit einem Rührer und mit Beschickungsleitungen für flüssiges Wasser und Wasserdampf sowie einer Dosierein­ richtung zur Einführung des Stärke abbauenden Agens (α-Amy­ lase) ausgestattet ist, und eine Einrichtung zur Inaktivie­ rung des Stärke-abbauenden Agens (α-Amylase) mit Beschickungs­ leitung für den Wasserdampf, die zwischen Konverter und Sam­ melbehälter für das Endprodukt angeordnet ist.

Zur Einführung des trockenen Stärkepulvers in den Konverter wird vorzugsweise ein Präzisionsschneckendosierer, ein Vi­ brationsdosierer eine Zellenradschleuse oder eine Dosier­ bandwaage verwendet.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abbaubaren Stärken sind in erster Linie Mais- Weizen- und Kartoffelstärke so­ wie leicht modifizierte, aus diesen Rohstoffen gewonnene Pro­ dukte. Die einzige Voraussetzung für ihre Eignung für die enzymatische Konversion ist die, daß sie als Milch bei der Konversionskonzentration einen pH-Wert zwischen 6 und 7 auf­ weisen muß. In den meisten Fällen liegt der pH-Wert ohnehin in diesem Bereich, weil einerseits die Stärkehersteller ihre Produkte gewöhnlich in diesem pH-Bereich liefern und anderer­ seits das verwendete Wasser sehr häufig einen benachbarten pH-Wert hat. Bekannte Handelsprodukte, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden können, sind native Mais-, Weizen- oder Kartoffelstärke, oxidativ oder sauer abgebaute Stärke sowie weitere Modifizierungen.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einge­ setzten Enzyme gehören dem Typ α-Amylase an. Der günstigste pH-Bereich dieser Enzyme liegt im allgemeinen zwischen 6 und 7. In dem Abbaugemisch können einige Ionen vorliegen, die flüssig sind, weil sie die Wirkung des Enzyms stabilisieren. Dies ist der Fall bei Ca-, Na- und K-Ionen. Andere sind mehr oder weniger toxisch, wie z.B. Co-, Zn- und Pb-Ionen.

Die verwendete Enzymmenge hängt von der Wirksamkeit des ein­ gesetzten Enzyms und von der gewünschten Endviskosität des Stärkeabbauprodukts ab. Je nach Enzym schwankt sie im allge­ meinen zwischen 0,05%0 und einigen %0. Die Auswirkung der Enzymkosten bei der Stärkekonversion gemäß der Erfindung ist belanglos und liegt in den meisten Fällen bei weniger als 1% des Stärkepreises. Bei der Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens werden das Wasser und das Stärke­ pulver gleichzeitig in den Konverter eingeführt, in dem sie kräftig gerührt und vorzugsweise mit Wasserdampf von 2 bis 4 bar und 120 bis 125°C aufgeheizt werden. Die Tempe­ ratur liegt über dem Verkleisterungspunkt der Stärke, vor­ zugsweise bei 70 bis 100°C. Dabei fallen die Stärkekörner in den schon gebildeten heißen Stärkekleister und werden darin gelöst.

Die Stärke, die sich in dem Trichteraufsatz bzw. Silo über dem Präzisionsschneckendosierer befindet, wird mittels ei­ nes Verstellgetriebes und der Dosierschnecke in den Abbau­ konverter eingeführt. Über ein Ventil läuft Wasser zu, und ein Rührwerk hält die Stärke in Suspension.

Eine dem Konverter vorgeschaltete Dosierpumpe gibt die not­ wendige Menge Enzym (vorzugsweise α-Amylase) zu. Innerhalb einer einstellbaren mittleren Verweilzeit und bei einer fi­ xierten Abbautemperatur wird die gewünschte Viskosität er­ reicht. Geeignete Meß- und Regeleinrichtungen garantieren unter allen Umständen eine konstante Konzentration des in dem Abbaukonverter gebildeten Stärkekleisters.

Eine Mohno-Pumpe fördert den abgebauten Stärkekleister in die sich anschließende Inaktivierungs-Einrichtung, in der das Enzym mit direkt injiziertem Wasserdampf oder indirekt erhitzt und unwirksam gemacht wird. Die evtl. anschließende Nachverdünnung bringt den Stärkekleister auf die gewünschte End- bzw. Lagerkonzentration.

Eine geeignete elektrische, pneumatische Schaltanlage und entsprechende Meß- und Regeleinrichtungen garantieren den automatischen Ablauf des Verfahrens und eine hervorragende Qualität des Stärkekleisters.

Das nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens er­ haltene Produkt (Stärkekleister) kann in der Papierindustrie für Leimpresse, Streicherei, Kaschierung, Verklebung, Ober­ flächenbeschichtung u.dgl. sowie auch in der Klebstoff- und Lebensmittelindustrie verwendet werden.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Form dargestellt. Es ist selbstverständlich, daß die darge­ stellten Einrichtungen auch durch entsprechend andere technisch äquivalente Einrichtungen ersetzt werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung ver­ lassen wird.

In einem Trichter 1, der über einem Dosiergerät mit Schnecken­ förderung 6 angeordnet ist, befindet sich Stärkepulver oder ein anderes Kohlehydrat.

Der darunter befindliche Konverter 2, der mit einer direk­ ten oder indirekten Dampfbeheizung und einem kräftigen Rührwerk 7 mit mehreren Rührorganen versehen ist, wird ent­ sprechend einer bestimmten Verweilzeit mit Wasser befüllt und auf 70-99°C aufgeheizt.

Entsprechend der gewünschten Konzentration wird nun gleich­ zeitig mit dem zufließenden Wasser 8 und dem sofern notwen­ dig, gleichzeitig zudosierten Enzym 5 das aufzuschließende Pulver in den Konverter gegeben.

Unter der Einwirkung von Temperatur und Scherkräften des Rührwerkes entsteht eine makromolekulare Lösung von hoher Konzentration.

Die maximale erreichbare Konzentration findet ihre Grenze in der gewünschten Endviskosität des Produktes und speziellen rheologischen Effekten im Konverter.

Nach beendetem Anfahrzustand läuft kontinuierlich Wasser, das aufzuschließende Kohlehydrat und evtl. benötigtes En­ zym in den Konverter und wird von einer nachgeschalteten Förderpumpe 3 in eine weitere Erhitzungsstrecke 4 gedrückt, die direkt oder indirekt mit Dampf beheizt wird und einen weiteren gewünschten Aufschluß oder auch die Inaktivierung der Enzyme gewährleistet. Nach dieser Nacherhitzung bzw. In­ aktivierung fließt das aufgeschlossene Produkt in einen La­ gerbehälter oder wird direkt weiter verarbeitet.

Wird das Ende des Verfahrens gewünscht, so stoppt die Zufuhr von Wasser und Kohlehydrat, der Konverter leert sich, wird gespült und gleichzeitig die Pumpe und Nacherhitzung. Die Anlage ist dann für weitere Produktion bereit.

Ausführungsbeispiel A

In einem Konverter von 600 mm ⌀ und 1500 mm Füllhöhe, der mit direktem Dampf auf 95°C aufgeheizt wird, läuft kontinu­ ierlich eine Menge von Wasser, Dampf und aus einem Schnecken­ förderer mit variierbarer Leistung Weizenmehl, sowie 0,3% einer flüssigen, handelsüblichen Bakterien- α-Amylase zu.

Ein 7,5 KW-Rührwerk mit 1400 Upm und 4 Mischflügeln sorgt für Homogenität des Kleisters und der einlaufenden Suspension. Die Weizenmehlmenge wird so eingestellt, daß der Kleister im Konverter noch homogen ist.

Eine mit einem verstellbaren Getriebe ausgestattete Mohno- Pumpe fördert ca. 200 Ltr./h heißen Kleister durch die Inak­ tivierungsstrecke, die mit direktem Dampf auf ca. 120°C auf­ geheizt wird.

Das entstandene Produkt hatte einen Feststoffgehalt von 70% und wurde auf einem Walzentrockner bis 10% Endfeuchte ge­ trocknet.

Es kann als sogenanntes Maltodextrin mit einem Dextrosegehalt von ca. 15 DE als Zusatz zu Tierfutter, zu menschlicher Nah­ rung, oder zu anderen Zwecken dienen.

Ausführungsbeispiel B

In einem Konverter von 600 mm ⌀ und 1500 mm Füllhöhe, der mit direktem Dampf auf 95°C aufgeheizt wird, läuft kontinu­ ierlich eine Menge von Wasser, Dampf und aus einem Schnecken­ förderer mit variierbarer Leistung Kartoffelstärke, sowie 0,05% einer flüssigen, handelsüblichen Bakterien- α-Amylase zu.

Ein 7,5 KW-Rührwerk mit 1400 Upm und 4 Mischflügeln sorgt für Homogenität des Kleisters und der einlaufenden Suspension. Eine mit einem verstellbaren Getriebe ausgestattete Mohno- Pumpe fördert ca. 400 Ltr./h heißen Kleister durch die In­ aktivierungsstrecke, die mit direktem Dampf auf ca. 120°C aufgeheizt wird. Das entstandene Produkt hatte einen Trocken­ gehalt von 60%. Die Viskosität wurde mit Hilfe eines Brook­ field-Viskosimeters an dem auf 10% verdünnten Kleister ge­ messen. Sie betrug 40 mPas bei 10% und 60°C.

Das Endprodukt ist damit für den Einsatz als Bindemittel in Streichfarben, aber auch für die Leimpresse in Papierfabri­ ken geeignet.

Ausführungsbeispiel C

In einem Konverter von 600 mm ⌀ und 1500 mm Füllhöhe, der mit direktem Dampf auf 99°C aufgeheizt wird, läuft kontinu­ ierlich eine Menge von Wasser, Dampf und aus einem Schnecken­ förderer mit variierbarer Leistung eine handelsübliche oxida­ tiv abgebaute und acetylierte Kartoffelstärke zu.

Ein 15 KW-Rührwerk mit 1400 Upm und 4 Mischflügeln sorgt für Homogenität des Kleisters und der einlaufenden Suspension. Eine mit einem verstellbaren Getriebe ausgestattete Mohno- Pumpe fördert ca. 300 Ltr./h heißen Kleister durch die Nach­ erhitzungsstrecke, die mit direktem Dampf auf ca. 120°C auf­ geheizt wurde.

Das entstandene Produkt wurde zwischengelagert und diente zur Beschichtung von Papierklebebändern.
Die Endkonzentration betrug 62%. Die Viskosität wurde mit Hilfe eines Brookfield-Viskosimeters an dem auf 10% verdünnten Kleister bei 60°C mit 44 mPas festgestellt.

Claims (12)

1. Verfahren zum Aufschluß und Abbau von Stärke und anderen Kohlehydraten in hoher Konzentration durch Be­ handeln der Stärke bzw. des anderen Kohlehydrats mit flüssigem Wasser und Wasserdampf in einem Konverter bei erhöhter Temperatur in Gegenwart eines Stärke abbauenden Agens, Beseitigen des überschüssigen Stärke abbauenden Agens und Gewinnung des Endprodukts, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke bzw. ein an­ deres Kohlehydrat in Form eines trockenen Pulvers zu­ sammen mit flüssigem Wasser unter Rühren in den Konverter eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke als trockenes Pulver zusammen mit einer schon hergestellten wäßrigen Stärkesuspension unter Rühren in den Konverter eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einführung des trockenen Stärke- bzw. anderen Kohle­ hydratpulvers ein Trichteraufsatz bzw. Silo mit einer Do­ siereinrichtung über dem Konverter verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Stärke abbauendes Agens in dem Konverter ein Stärke abbauendes Enzym, insbesondere α -Amylase, ver­ wendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschluß und Abbau der Stärke bzw. des anderen Kohlehydrats in den Konverter bei einer Tempe­ ratur von 70 bis 99°C durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß dem Konverter Wasserdampf zugeführt wird, der unter einem Druck von 2-4 bar steht und eine Temperatur von 120 bis 125°C hat.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens ein trockenes rieselfähiges Pulver aus Stärke oder einem ande­ ren Kohlehydrat mit einer Teilchengröße von 15 bis 150 µm verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Konverter austretende Abbau­ produkt vor dem Nachverdünnen auf die gewünschte End- bzw. Lagerkonzentration einer Inaktivierung des Stärke abbauenden Agens unterworfen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Inaktivierung mit dem gleichen Wasserdampf durchge­ führt wird, der auch in den Konverter eingeführt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Trichteraufsatz bzw. ein Silo mit Dosiereinrichtung, die über einem Abbaukonverter angeordnet ist, der mit einem Rührer und mit Beschickungsleitungen für flüssiges Wasser und Wasserdampf sowie einer Dosiereinrichtung zur Einführung des Stärke abbauenden Agens ausgestattet ist, und eine Ein­ richtung zur Inaktivierung des Stärke abbauenden Agens mit Beschickungsleitung für den Wasserdampf, die zwischen Kon­ verter und Sammelbehälter für das Endprodukt angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zur Einführung des trockenen Stärkepul­ vers bzw. anderen Kohlehydratpulvers in den Konverter ein Präzisionsschneckendosierer, ein Vibrationsdosierer, eine Zellenradschleuse oder eine Dosierbandwaage verwendet wird.

12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Aufkon­ zentrieren schon hergestellter Suspensionen.