DE920780C

DE920780C - Verfahren zur Herstellung von wasserloeslichen Staerke-Derivaten

Info

Publication number: DE920780C
Application number: DES5938D
Authority: DE
Original assignee: Sichel Werke AG
Current assignee: Sichel Werke AG
Priority date: 1943-09-25
Filing date: 1943-09-25
Publication date: 1954-11-29

Description

Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen Stärke-Derivaten Durch Behandlung von Stärke oder stärkehaltigen Stoffen in Gegenwart von Alkali mit Halogenfettsäuren bzw. deren Alkali salzen, vorzugsweise Monochloressigsäure, erhält man bekanntlich Stärkeäthersäuren, deren Alkalisalze in heißem wie auch kaltem Wasser löslich sind und Lösungen von hoher Viskosität bilden. Sie eignen sich daher besonders als hochwertige Quell stoffe und Verdickungsmittel, als Klebstoffe und Bindemittel, zum Imprägnieren von Faserstoffen usw.
Die Herstellung dieser Stärkeverbindungen erfolgt bisher in der Weise, daß man Stärke mit einer solchen Menge konzentrierter Natronlauge versetzt, daß eine flüssige Lösung erzielt wird. Man benötigt etwa die 8- bis Iofache Menge der angewandten Stärke. In diese Lösung wird Monochloressigsäure bzw. monochloressigsaures Natrium, gegebenenfalls nach vorheriger Auflösung in Wasser, eingerührt.
Nachdem die Reaktion eingetreten ist, was in der Regel 24 Stunden bis mehrere Tage dauert, wird neutralisiert, der gebildete Stärkeäther mit Alkohol ausgefällt und filtriert, gereinigt und getrocknet.
Dieses Verfahren hat jedoch beträchtliche Nachteile. Es werden außerordentlich große Mengen an wäßriger Lauge verbraucht, die zurückneutralisiert werden müssen, wodurch ein hoher Salzgehalt entsteht. Dies bedingt wiederum einen hohen Verbrauch an Alkohol beim Ausfällen und Reinigen des gebildeten Reaktionsproduktes. Es wurde gefunden, daß man diese Nachteile vermeiden kann und darüber hinaus zu Produkten mit neuen wert- vollen Eigenschaften gelangt, wenn man die Stärke nur mit geringen Mengen Alkalilauge versetzt und die entstehende zähe Gallerte ohne chemischen Abbau in eine flüssige Lösung überführt. Vermischt man nämlich die Stärke mit etwa nur der 2- bis 3fachen Menge wäßriger Lauge, so verkleistert die Stärke augenblicklich und bildet eine zähe Gallerte, die sich nicht ohne weiteres mit Monochloressigsäure verrühren und weiterverarbeiten läßt. Man kann aber diese zähe Gallerte verflüssigen, wenn man sie einer intensiven mechanischen Bearbeitung unterwirft.
Man erreicht diese Verflüssigung dadurch, daß man die Gallerte z. B. in kräftig gebauten Rührwerken eine Zeitlang intensiv durchschlägt. Die Gallerte geht dann in eine flüssige Lösung über, ohne daß dadurch die Stärke chemisch abgebaut wird. Die so gewonnene Lösung läßt sich dann bequem mit Monochloressigsäure oder deren Natriumsalz vermischen und in bekannter Weise aufarbeiten. Man kann die Verflüssigung auch in der Weise durchführen, daß man die Gallerte durch enge Öffnungen, wie Spalten oder Kanäle, hindurchpreßt. Zweckmäßigerweise verwendet man hierzu Kolloidmühlen, Emulgiermaschinen, Schnekkenpressen und ähnliche Vorrichtungen, bei denen die Gallerte mittels hohen Druckes oder infolge auftretender Zentrifugalkräfte durch schmale Spalten oder Kanäle hindurchgefördert wird. Infolge dieser intensiven mechanischen Beanspruchung verflüssigt sich die Gallerte.
Das durch Einwirkung von monodloressigsaurem Natrium entstehende Reaktionsprodukt fällt auf diese Weise in so hoher Konzentration an, daß beim Ausfällen ganz beträchtliche Mengen an Alkohol eingespart werden und die weitere Aufarbeitung und Trocknung wesentlich erleichtert wird. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß dabei auch die Umsetzung mit Monochloressigsäure erheblich begünstigt wird; schon bei Anwendung von weniger als 1 Mol Monochloressigsäure erhält man gut lösliche Produkte, während nach dem bisherigen Verfahren mindestens I bis 2 Mol verbraucht wurden. Dieser Vorteil! ermöglicht seinerseits, die zur Reaktion notwendige Natronlauge weitgehend zu verringern. Infolge des außerordentlich niedrigen Alkali- bzw. Salzgehaltes ist es sogar möglich, das flüssige wasserhaltige Reaktionsprodukt also solches ohne vorhergehende Reinigung für die verschiedensten Zwecke zu verwenden. Dies ist von größter wirtschaftlicher Bedeutung.
Es wurde nun weiter gefunden, daß sich diese in hochkonzentrierter Form anfallenden Reaktionsprodukte, evtl. nach völliger oder teilweiser Neutralisation mit Säure, auch ohne Reinigung mit Alkohol durch unmittelbares Trocknen in technisch brauchbare Produkte überführen lassen, da sie nur einen Bruchteil der Salze als Verunreinigungen enthalten, die sich bei dem bisherigen Verfahren ergaben.
Besonders vorteilhaft und wirtschaftlich erwies sich in diesem Fall die Trocknung der Reaktionsmasse auf erhitzten Walzen, da hierbei das Trockenprodukt in solcher Beschaffenheit anfällt, daß es sich leicht zu einem handelsfähigen Pulver zerkleinern läßt. Die neuen Produkte zeichnen sich beim Eintragen in Wasser durch eine hohe Quellfähigkeit aus und sind lagerbeständig, während die nach dem bisherigen Verfahren hergestellten ungereinigten Produkte infolge ihres hohen Kochsalzgehaltes nur wenig ergiebig und so hygroskopisch sind; daß sie schon nach kurzer Lagerung zusammenbacken und daher kein handelsfähiges Erzeugnis darstellen.
Als Stärke kommt für das vorliegende Verfahren in erster Linie Kartoffelstärke in Frage; es können aber auch andere Stärkearten, wie Mais- oder Weizenstärke oder schwach albgebaute Stärkeprodukte, wie sie durch Behandlung mit Säuren oder Oxydationsmitteln erhalten werden, die sogenannten löslichen Stärken Verwendung finden.
Auch stärkehaltige Produkte können als Ausgangsmaterial angewandt werden.
Ausführungsbeispiele I. Ion kg Kartoffelstärke werden mit 150 kg Wasser in einem stabilen, mit kräftigen Rührarmen ausgestatteten Rührwerk angeschlämmt. Darauf werden 50 kg 30°/oiger Natronlauge eingerührt und die entstehende Gallerte so lange kräftig durchgeschlagen, bis sie flüssig und fiadenziehend geworden ist, was nach etwa I bis 2 Stunden Laufzeit der Fall ist. Dann werden 43 kg monochloressigsaures Natrium (- o,6 Mol Monochloressigsäure) eingerührt. Nach erfolgter Auflösung läßt man die Reaktionsmasse mehrere Tage reifen. Die weitere Aufarbeitung und Reinigung erfolgt darauf in bekannter Weise, z. B. Abneutralisation des überschüssigen Alkalis mit Salzsäure, Ausfällung mit Alkohol und Trocknung des abfiltrierten Niederschlages.
Man erhält ein weißes Pulver, das mit kaltem Wasser eine viskose, klare Lösung bildet.
2. Die nach Beispiel I nach der Reifung erhaltene Reaktionsmasse wird auf erhitzte Walzen aufgetragen und das Trockenprodukt zerkleinert.
Es entsteht ein Pullver, das lagerbeständig ist und beim Eintragen in kaltes Wasser so hohe Quellfähigkeit besitzt, daß es etwa die 25fache Menge Wasser aufnimmt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Wasser löslichen Stärke-Derivaten durch Einwirken von Halogenfettsäure auf Stärke oder stärkehaltige Stoffe bei Gegenwart von Alkali, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stärke vor der Zugabe von Halogenfettsäure mit so geringen Mengen Alkalilauge versetzt, daß zähe Gallerten entstehen, worauf man diese auf mechanischem Wege verflüssigt.
2. Verfahren gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verflüssigung der Alkali-Stärke-Gallerte durch längeres Schlagen in Rührwerken erfolgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkali-Stärke-Gallerte in der Weise verflüssigt wird, daß man sie durch enge Offnungen hindurchpreßt.
4. Verfahren gemäß Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionsprodukte ohne vorherige Reinigung trocknet.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 36065i; Biochemische Zeitschrift, Bd. I48, S. 90, 91.