DE519300C

DE519300C - Process for the production of cold swellable starch products

Info

Publication number: DE519300C
Application number: DEST38264D
Authority: DE
Original assignee: ERNST STERN DR
Current assignee: ERNST STERN DR
Priority date: 1924-08-06
Filing date: 1924-08-06
Publication date: 1931-02-26

Description

Verfahren zur Herstellung von kalt quellbaren Stärkeprodukten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von kalt quellbaren Stärkeprodukten aus einer wäßrigen Alkalistärke durch Zusatz von Salzen der Schwer-, Erd- oder Erdalkalimetalle, bei denen das Trockenverfahren außerordentlich vereinfacht oder überhaupt entbehrlich wird.Process for the manufacture of cold swellable starch products The invention relates to a process for the production of cold swellable starch products from an aqueous alkali starch by adding salts of heavy, earth or alkaline earth metals, in which the drying process is extremely simplified or even dispensable at all will.

An sich ist es bekannt, den Stärken Metallverbindungen zuzusetzen, jedoch handelt es sich bei den bekannten Verfahren um Aussalzungsverfahren, bei denen die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Stärke insofern erhalten bleiben, als das gewonnene Stärkeprodukt löslich bleibt. Andererseits ist es auch bekannt, Stärke mit Metallv erbindungen, z. B. Erdalkalien, bei erhöhter Temperatur über 70° zu behandeln, zu trocknen und nach der Trocknung die Hydroxyde der alkalischen Erden chemisch zu binden, z. B. durch Umsetzung mit Natriumsulfat, Natriumkarbonat, Oxelat u. dgl. Hierbei handelt es sich einerseits darum, die Stärke abzubauen, andererseits aber auch darum, die Kaltquellbarkeit der Stärke im getrockneten Zustande zu erhalten. Ebenso ist es auch bekannt, die Stärke durch Zusatz von neutralen Salzen in der Wärme aufzuschließen.It is known per se to add metal compounds to starches, however, the known processes are salting-out processes which preserve the chemical and physical properties of the starch in this respect remain as the starch product obtained remains soluble. On the other hand it is too known strength with Metallv connections, z. B. alkaline earths, at elevated temperature to treat over 70 °, to dry and after drying the hydroxides of the alkaline To bind earth chemically, e.g. B. by reaction with sodium sulfate, sodium carbonate, Oxelate and the like but also about maintaining the cold swellability of the starch in the dried state. It is also known to increase the starch by adding neutral salts to the To unlock heat.

Gemäß der vorliegenden Erfindung «-erden kalt quellbare Stärkeprodukte aus einer wäßrigen Alkalistärke durch Zusatz von Salzen der Schwer-, Erd- oder Erdalkalimetalle dadurch hergestellt, daß die Fällung bei gewöhnlicher Temperatur erfolgt, worauf das abgetrennte oder gegebenenfalls in an sich bekannter Weise getrocknete Fällungsprodukt mit einem wasserlöslichen Alkalisalz gemischt wird. Durch Zufügung von Wasser findet dann eine Umsetzung in lösliche Alkalistärke und eine unlösliche oder auch lösliche Metallverbindung statt.According to the present invention earths cold swellable starch products from an aqueous alkali starch by adding salts of heavy, earth or alkaline earth metals produced by carrying out the precipitation at ordinary temperature, whereupon the precipitated product which has been separated off or optionally dried in a manner known per se mixed with a water-soluble alkali salt. Finds by adding water then a conversion into soluble alkali starch and an insoluble or soluble one Metal connection instead.

Durch dieses Verfahren gemäß der Erfindung gelangt man zu Stärketrockenprodukten, die insofern eigenartig sind, als sie die Vorteile der Unlöslichkeit der Metallstärken, insbesondere zu Aufbewahrungs- und Transportzwecken, mit der Löslichkeit der Alkalistärken verbinden.This process according to the invention leads to dry starch products, which are peculiar in that they take advantage of the insolubility of metal starches, especially for storage and transport purposes, with the solubility of the alkali starches associate.

Das Verfahren zeichnet sich ferner durch seine große Billigkeit aus, da für den Prozeß die Zuführung von Wärme entbehrlich ist. Aus einer wäßrigen Alkalistärke wird zunächst durch Zusatz von Salzen der genannten Metalle eine Metallstärke aus der Verbindung ausgefällt, die unlöslich oder schwer löslich ist und in ihrer ausgefällten Form bereits, gegebenenfalls mittels gelinder Trocknung, ohne weiteres transport- und aufbewahrungsfähig ist.The procedure is also characterized by its great cheapness, since the supply of heat is unnecessary for the process. From an aqueous alkali starch a metal strength is first created by adding salts of the metals mentioned precipitated the compound that is insoluble or sparingly soluble and precipitated in their Form already, if necessary by means of gentle drying, easily transportable and is storable.

Wird beispielsweise einer Bariumstärke als Umsetzungsverbindung Natriumsulfat zugesetzt, so entsteht, solange beide nur gemischt sind, keinerlei Umsetzung. Wird jedoch dieser Mischung, sobald die Stärke in ihrer löslichen Form verwendet werden soll, Wasser zugegeben, so bildet sich in erster Linie die lösliche Stärke zurück. Daneben ist in der Lösung Dariumsulfat enthalten, oder falls andere Salze, beispielsweise Chromate oder Phosphate, verwendet werden, sind neben der löslichen Stärke die entsprechenden Verbindungen des Bariums'mit Chrom- oder Phosphorsäure enthalten.For example, a barium starch is used as the reaction compound sodium sulfate added, as long as the two are only mixed, there is no conversion whatsoever. Will however, this mixture once the starch is used in its soluble form if water is added, the soluble starch is primarily formed back. In addition, darium sulfate is contained in the solution, or if other salts, for example Chromates or Phosphates, used, are next to the soluble ones Strengthen the corresponding compounds of barium with chromic or phosphoric acid contain.

Wird an Stelle einer Bariumstärke eine andere Erdalkalimetall- oder Schwermetallstärke verwendet, so bilden sich die entsprechenden Salze, z. B. bei einer Calciumstärke die entsprechenden Calciuinsalze. Diese Trockenstärkeprodukte sind - weder quellbar noch hygroskopisch und können daher in leichten Packungen versandt werden. Zugleich bleiben infolge der Vorbehandlung ohne Wärme die wertvollen Eigenschaften der Stärke voll erhalten, ein Abbau der Stärke, wie er schon bei Temperaturen über 6o° eintritt, tritt nicht ein. An diesen wertvollen Eigenschaften für Transport und Lagerung wird nichts geändert, wenn jene Alkalisalze für den Transport zugefügt werden, die später eine Umsetzung mit der Metallstärke eingehen. Jeder der Bestandteile ist völlig unempfindlich, sie wirken in -jenem gemischten Zustande nicht aufeinander, so daß das Produkt jahrelang aufbewahrt und in beliebige Gegenden in konzentriertester Form verwendet werden kann.If instead of a barium starch, another alkaline earth metal or If heavy metal starch is used, the corresponding salts are formed, e.g. B. at a calcium starch the corresponding calcium salts. These dry starch products are - neither swellable nor hygroscopic and can therefore be packaged in light be shipped. At the same time, as a result of the pretreatment without heat, the valuable ones remain The properties of the starch are fully preserved, a degradation of the starch that occurs at temperatures occurs above 60 °, does not occur. At these valuable properties for transportation and storage is not changed if those alkali salts are added for transportation which later enter into an implementation with the metal thickness. Each of the components is completely insensitive, they do not act on each other in a mixed state, so that the product can be kept for years and in any area in the most concentrated Shape can be used.

Lediglich durch Zufügung von Wasser ergibt sich eine kalt quellbare öder in kaltem Wasser lösliche Alkalistärke, die unlösliche Metallsalze in fein verteilter Form enthält. Diese Metallsalze, die der Stärkelösung beigemischt sind, beeinträchtigen nicht nur nicht deren Eigenschaften, sondern. erweisen sich für verschiedene Verwendungszwecke wertvoll.A cold swellable material is obtained simply by adding water or alkali starch soluble in cold water, the insoluble metal salts in fine distributed form contains. These metal salts, which are added to the starch solution, not only do not affect their properties, but. turn out to be for various uses valuable.

Als Verbindungen der Stärke mit Erdalkalien oder Erden kommt in erster Linie die Bariumstärke in Betracht, aber auch die Calcium- oder Strontiumstärke. An Stärkeverbindungen der Erden ist für das Verfahren gemäß der Erfindung die Aluminiumstärke vorwiegend brauchbar, aber auch die Magnesiumstärke und die Zinkstärke. Diese Stärken werden mit einem geeigneten Alkalisalz in der rechnungsmäßigen Menge, gegebenenfalls unter einem geringen überschul# bis zu 1o % des Alkalisalzes gemischt, wie beispielsweise mit Kalium- oder Natriumsulfat, Soda oder Pottasche oder auch sekundärem Natrium- oder Kalitimphosphat.As compounds of starch with alkaline earths or earths comes first Line the barium strength into account, but also the calcium or strontium strength. For the method according to the invention, aluminum starch is one of the starch compounds of the earths mainly usable, but also the magnesium starch and the zinc starch. These strengths be treated with a suitable alkali salt in the correct amount, if necessary mixed with a slight excess of up to 10% of the alkali salt, such as with potassium or sodium sulfate, soda or potash or secondary sodium or potassium phosphate.

Diese Stärkeverbindungen, vorwiegend die der Alkalierden, wie die Barytstärke ergeben bei ihrer Herstellung aus einer Stärkelösung und Barvtlivdrat eine sich leicht absetzende Fällung, die nach dem Dekantieren und Abfiltrieren an sich unter normalen Verhältnissen als quellfähige Stärke nicht geeignet ist, jedoch ein für das Verfahren gemäß der Erfindung ohne weiteres, auch ohne weitere Trocknung brauchbares Ausgangsprodukt liefert. Das zur Erzeugung der Darytstärke zu verwendende Bariumhydrat kann in beliebiger Form verwendet werden, so als fertiges Produkt oder in Form solcher Mischungen, wie beispielsewise aus Chlorbarium- und Natronlange, die bei der Umsetzung Barythydrat ergeben. Gibt man dieser Bariumstärke einen Zusatz von beispielsweise Kaliumsulfat, so erhält man ein ohne weiteres transportfähiges und leicht zu behandelndes Trockenprodukt als Ausgangsmischung für das Verfahren gemäß der Erfindung.These starch compounds, mainly those of the alkaline earths, such as the Barite starch is produced from a starch solution and barvtlivdrat when it is produced an easily settling precipitate that occurs after decanting and filtering off is not suitable as a swellable starch under normal conditions, however one for the method according to the invention without further ado, even without further drying supplies usable starting product. The one to be used to generate the daryta starch Barium hydrate can be used in any form, such as a finished product or in the form of such mixtures, such as, for example, from Chlorbarium and Soda long, which result in the implementation of baryta hydrate. You give this barium strength an additive of, for example, potassium sulfate, a readily transportable one is obtained and easy-to-treat dry product as a starting mixture for the process according to the invention.

Zur Herstellung der quellfähigen Stärke aus diesem Trockenprodukt ist dann nur erforderlich, der Mischung einen Zusatz von Wasser zu geben. Es bildet sich dann bei zunehmender Lösung des Kaliumstilfates im Wasser die im Wasser leicht quellende Kaliumstärke einerseits und das im Wasser unlösliche Bariumsulfat. Dieser Zusatz von Bariumsulfat in der Stärke beeinträchtigt die Eigenschaften der Stärke nicht nur nicht, sondern wirkt insofern günstig, als es einen die Ausgiebigkeit und Klebfähigkeit der Stärke erhöhenden Füllkörper bildet.To produce the swellable starch from this dry product it is then only necessary to add water to the mixture. It educates Then with increasing solution of the potassium stilfate in the water that in the water easily swelling potassium starch on the one hand and barium sulphate, which is insoluble in water. This The addition of barium sulfate to the starch affects the properties of the starch Not only does it not, but it has a beneficial effect insofar as it is the generosity and adhesiveness of the strength-increasing packing.

Ausführungsbeispiel I 72 kg Kartoffelmehl werden mit id.o bis i 5o 1 Wasser angeteigt und durch Zugabe von 1-3 kg 30 °/oiger Natronlauge zu einer klaren und vollständig knotenfreien Stärkelösung aufgeschlossen. Nach Beendigung dieses Aufschlusses werden weitere 15 bis 20 1 'Wasser zugefügt und dann unter ständiger Bewegung der Masse i2o kg einer Chlorbariuinlösung allmählich zugefügt, die auf i oo Teile 2o Teile kristallisiertes Chlorbarium (Ba Cl, -;- 2 H@ O ) enthält. Die Bariumstärke fällt in Form eines weißen. völlig unlöslichen Niederschlages aus. Die Fällung setzt sich rasch zu Boden und kann ohne Schwierigkeiten von der Mutterlauge getrennt werden. Man bringt den Niederschlag auf Siebe und läßt das oberflächlich anhaftende Wasser abtropfen. In diesem Zustand besteht der Niederschlag aus etwa 6o °,10, Bariumstärke finit einem durchschnittlichen Gehalt von 9 °/o Ba0. Die weitere Verarbeitung kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden.Exemplary embodiment I 72 kg of potato flour are made into a paste with up to 150 liters of water and, by adding 1-3 kg of 30% sodium hydroxide solution, are broken down to a clear and completely knot-free starch solution. When this digestion is complete, a further 15 to 20 liters of water are added and then, with constant movement, the mass of 120 kg of a chlorbarium solution is gradually added which contains 20 parts of crystallized chlorobarium (Ba Cl, -; - 2 H @ O ) . The barium strength falls in the form of a white. completely insoluble precipitate. The precipitate quickly settles on the bottom and can be separated from the mother liquor without difficulty. The precipitate is placed on sieves and the water adhering to the surface is allowed to drip off. In this state the precipitate consists of about 60 °, 10 barium thickness finite with an average content of 9% Ba0. Further processing can be carried out in various ways.

a j Die Bariumstärke wird in einer geeigneten Apparatur zerkleinert und so weit getrocknet, d@aß ihr Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 2o bis 25 °J" heruntergebt. In diesem Zustand ist die Bariumstärke von brockiger Beschaffenheit, aber an sich vollkommen unquellbar. Mischt man ihr nun auf i oo Teile io bis 15 Teile wasserfreies Natriumsulfat zu, so wird ein hochkonzentriertes, transportfähiges Produkt erhalten, das auf Zusatz von Wasser ein quellfähiges Material liefert.a j The barium starch is crushed in a suitable apparatus and dried so far that their moisture content dropped to about 20 to 25 degrees centigrade. In this state the barium starch is of a chunky nature, but in itself completely unswellable. If you now mix io to 15 parts anhydrous to 10 parts Sodium sulfate, a highly concentrated, transportable product is obtained, which, when water is added, produces a swellable material.

b) Man trocknet die Bariumstärke so weit, dali vollständig trockene Krusten erhalten werden, die sich leicht mahlen lassen. Setzt man der gemahlenen Bariumstärke 15 bis 20.) j, Natriumsulfat zu, so erhält man ein Pulver, das, in die zehnfache Menge Wasser eingetragen, ein leicht quellbares Produkt liefert. Durch die Umsetzung wird ein Ouellungsprodukt erhalten, das 14 bis 75 0/, Bar iumsulfat in feinster Verteilung enthält. Ausführungsbeispiel H Das Verfahren kann in ganz entsprechender Weise auch dadurch ausgeführt werden, daß man die Bariumstärke durch Calciumstärke ersetzt, indem man die Fällung der alkalischen Stärkelösung statt mit einer #>o °/oigen Lösung von Chlorbarium durch eine 2o °1oige Chlorcalciumlösung bewirkt. Die Weiterverarbeitung des Produktes unterscheidet sich nicht wesentlich von der in dem Beispiel I angeführten Arbeitsweise. Hingegen ist es zweckmäßig, zur Umsetzung der Calciumstärke statt Natriumsulfat Natriumphosphat zu verwenden.b) The barium starch is dried to such an extent that completely dry crusts are obtained which can be easily ground. If 15 to 20% sodium sulfate is added to the ground barium starch, a powder is obtained which, when added to ten times the amount of water, gives an easily swellable product. By reacting a Ouellungsprodukt is obtained, which contains 0 to 75 bar iumsulfat in suspension 14 /. Embodiment H The process can also be carried out in a very similar manner by replacing the barium starch with calcium starch by causing the precipitation of the alkaline starch solution with a 20 ° 10% calcium chloride solution instead of a solution of barium chlorine. The further processing of the product does not differ significantly from the procedure given in Example I. On the other hand, it is advisable to use sodium phosphate instead of sodium sulfate to convert the calcium starch.

Die Vorgänge, die sich bei diesen Umsetzungen vollziehen, lassen sich z. B. folgendermaßen wiedergeben: Alkalistärke Ba C1_ -> Bariumstärke @ -f- Alkalichlorid, Bariumstärke -L Alkalisulfat --> Alkalistärke Ba SO, #. Das Verfahren läßt sich in ganz entsprechender `''eise mit den Salzen anderer Erdalkalien oder Gemischen derselben durchführen. Ausführungsbeispiel III ioo Teilen der gemäß dem AusführungsbeispielI hergestellten trockenen Bariumstärke werden 15 Teile eines Gemisches zugesetzt, das aus 29,5 Teilen Kaliumbichromat und io,5 Teilen Natriumcarbonat besteht. Die Umsetzung, die sich hierbei vollzieht, wird durch folzendes Schema wiederzezeben: Bei Zufügung von Wasser ergeben sich tiefgelb gefärbte Malerleime, die, mit oder ohne Zusatz von Kreide, L itbopone, Zinkweiß u. dgl. verarbeitet, schöne lichtgelbe Töne ergeben.The processes that take place in these conversions can be z. B. reproduce as follows: alkali strength Ba C1_ -> barium strength @ -f- alkali chloride, barium strength -L alkali sulfate -> alkali strength Ba SO, #. The process can be carried out in the same way with the salts of other alkaline earths or mixtures thereof. Embodiment III ioo parts of according to the AusführungsbeispielI prepared dry Bariumstärke 1 5 parts of a mixture are added, the potassium dichromate and io, consists of 29.5 parts of 5 parts of sodium carbonate. The implementation that takes place here is shown by the following scheme: When water is added, the result is a deep yellow colored painter's glue, which, with or without the addition of chalk, litbopone, zinc white and the like, results in beautiful light yellow tones.

Ausführungsbeispiel IV 2 4. kg Stärke werden mit 481 Wasser angeschlämmt und durch Zusatz von 6 kg 30 °joiger Natronlauge aufgeschlossen. Der Aufschluß wird auf ein Endgewicht von i2o kg gebracht.Embodiment IV 2 4. kg of starch are slurried with 48 liters of water and digested by adding 6 kg of 30 ° sodium hydroxide solution. The digestion is brought to a final weight of 120 kg.

a) i2 kg dieser Aufschlußlösung werden durch Zusatz von 780 g kristallisiertem Zinksulfat ausgefällt. Hierbei verfährt man zweckmäßig in der Weise, daß man das Zinksulfat in Form einer 2o °/oigen Lösung zusetzt. Um das Absetzen der entstandenen Fällung, die wahrscheinlich eine Adsorptionsverbindung von Zinkhydroxyd an Stärke darstellt, zu fördern, werden etwa i o °/o Alkohol zugefügt, weil sich hierdurch besser verarbeitbare Fällungen ergeben; die erhaltene Fällung wird abgeschleudert und getrocknet.a) i2 kg of this digestion solution are precipitated by adding 780 g of crystallized zinc sulfate. It is expedient to proceed in such a way that the zinc sulfate is added in the form of a 20% solution. In order to promote the settling of the resulting precipitate, which is probably an adsorption compound of zinc hydroxide on starch, about 10% alcohol is added, because this results in more processable precipitates; the precipitate obtained is spun off and dried.

b) i2 kg der erhaltenen Aufschlußlösung «-erden durch Zusatz von 6oo g kristallisiertem Aluminiumsulfat in Form einer 2ooloigen Lösung ausgefällt und die anfangs gequollene Fällung durch Zusatz von etwa io °/o Alkohol in einen leichtflüssigen und gut zu verarbeitenden Zustand übergeführt. Die Aluminiumfällung wird abfiltriert und getrocknet.b) i2 kg of the digestion solution obtained "earths" by adding 600 g of crystallized aluminum sulfate precipitated in the form of a 2ooloigen solution and the precipitate, which was initially swollen, by adding about 10 per cent alcohol to a slightly liquid one and transferred to good workmanship. The aluminum precipitate is filtered off and dried.

Die gemäß a und b erhaltenen Stärkeverbindungen geben nach Zumischung von Natriumphosphat ein in kaltem Wasser quellbares System.The starch compounds obtained according to a and b give after admixture of sodium phosphate a system that swells in cold water.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of cold swellable starch products from an aqueous alkali starch by adding salts of heavy, earth or alkaline earth metals, characterized in that the precipitation takes place at ordinary temperature, whereupon the separated or optionally dried precipitation product with a water-soluble one Alkali salt is mixed.