ES2244394T3 - Granulado de almidon. - Google Patents
Granulado de almidon.Info
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Abstract
Uso de una partícula aglomerada sustancialmente esférica como vehículo, caracterizado porque la partícula comprende 100% de almidón (peso/peso), consiste en capas sucesivas que comprenden gránulos de almidón y almidón pregelatinizado y porque tiene un diámetro de entre 50 µm y 3 mm.
Description
Granulado de almidón.
La presente invención se refiere a partículas de
almidón aglomeradas y sustancialmente esféricas fabricadas
completamente a base de almidón y a un procedimiento para producir
estas partículas. El procedimiento comprende el uso de almidón
completamente gelatinizado como aglutinante para gránulos de
almidón. Las partículas así obtenidas son útiles para
inmovilización de productos deseados, que incluyen productos tan
diversos como enzimas, productos farmacéuticos, colorantes,
saboreadores, carotenos, vitaminas, antiespumas.
Existe un creciente interés en la adición de
ingredientes o aditivos específicos a alimentos, piensos,
detergentes, cosméticos, productos químicos, etc. La forma en la
que se añaden estos ingredientes o aditivos dependerá de las
características físicas y químicas. Algunos componentes son tan
activos que se han de añadir en formas diluidas, otros son
proclives a la oxidación o son muy higroscópicos, de manera que se
han de envasar de una forma u otra.
Una forma de envasar los ingredientes o aditivos
es metiéndolos en cápsulas, otras posibilidades incluyen
englobarlos o atraparlos en un gel o agentes de gelificación o la
unión a un vehículo.
Se conocen diferentes tipos de materiales para
vehículos, y un vehículo se elige según el componente específico y
la aplicación deseada. Para algunas aplicaciones o componentes, aún
no están disponibles vehículos apropiados. Vehículos a base de
almidón se han investigado durante algún tiempo. En general, cuando
se usa almidón como vehículo, las partículas cargadas finales no
son suficientemente fuertes o duras. Alternativamente, no se
degradan con suficiente rapidez.
La Solicitud de Patente Británica GB 2.311.534 A
describe partículas de almidón que comprenden 95% de almidón y/o
harina con bajo contenido de proteína; 0,1-50% de
dióxido de silicio; y 5-15% de agua. Tal como se
sugiere en el sumario de la invención, páginas puente 1 y 2, el
dióxido de silicio se añade para mejorar la facilidad de
resbalamiento de los gránulos de almidón.
La Solicitud de Patente Europea EP 402186A
describe un procedimiento para preparar almidón directamente
compresible. En este procedimiento, una parte del almidón se
calienta durante un cierto tiempo a aproximadamente 80ºC. Esta
temperatura, sin embargo, no es suficiente para pregelatinizar
completamente el almidón.
La Solicitud de Patente Japonesa (Kokai)
57-144952 describe un método para la fabricación de
almidón granulado de patata blanca común.
La Solicitud de Patente Japonesa JP 56028606 se
refiere a la preparación de almidón granular de patata. Describe un
procedimiento en el que almidón de patata se carga en una
granuladora de fluidificación y un almidón de patata gelatinizado
se pulveriza como aglutinante. El almidón de patata fluidificado se
aglomera y se desarrolla alrededor del núcleo de aglutinante para
obtener almidón de patata de grano fino.
La Solicitud de PCT WO 95/19376 se refiere a un
agregado poroso de partículas y a métodos para su preparación. Se
refiere a agregados porosos esféricos de gránulos de almidón unidos
entre sí con un aglutinante al menos en sus puntos de contacto y a
dichos agregados de gránulos de almidón que tienen un diámetro medio
de aproximadamente 5 a aproximadamente 250 \mum. El agregado de
partículas porosas se prepara mediante secado por
pulverización.
Existe la necesidad de un material de vehículo
que consiste en partículas sustancialmente esféricas con una mejor
dureza y compuestas con almidón exclusivamente. Por tanto, tal
producto se puede aplicar fácilmente en alimentos, piensos y
aplicaciones farmacéuticas.
La presente invención describe el uso de una
partícula aglomerada y sustancialmente esférica como vehículo,
caracterizado porque la partícula comprende 100% de almidón
(peso/peso), consiste en capas sucesivas que comprenden gránulos de
almidón y almidón pregelatinizado y porque tiene un diámetro de
entre 50 \mum y 3 mm, preferiblemente entre 100 \mum y 2 mm, y
más preferiblemente entre 300 \mum y 800 \mum.
El almidón usado para fabricar las partículas
puede ser cualquier tipo de almidón, por ejemplo el almidón se
elige en el grupo de almidón de arroz, trigo, maíz, patata, sagú,
judías y tapioca y sus mezclas. Es posible usar mezclas de
diferentes tipos de almidón. Es posible, también, usar almidones
modificados física o químicamente o materiales de almidón
hidrolizado.
La presente invención describe, también,
partículas aglomeradas que contienen, además de almidón, enzimas,
productos farmacéuticos, colorantes, saboreadores, carotenos y/o
vitaminas.
También se describe un procedimiento para
producir las partículas de almidón aglomeradas sustancialmente
esféricas de la presente invención y comprende las siguientes
etapas:
- -
- gérmenes de almidón se pulverizan con una suspensión de gránulos de almidón y almidón pregelatinizado, y
- -
- los gérmenes se estratifican con la suspensión, la pulverización y subsiguiente estratificación se repiten hasta que las partículas han alcanzado el diámetro final de entre 50 \mum y 3 mm.
La presente invención se refiere, además, a un
procedimiento en el que enzimas, productos farmacéuticos,
colorantes, saboreadores, carotenos, vitaminas y/o antiespumas se
añaden a la suspensión de gránulos de almidón y almidón
pregelatinizado, o a la última capa cuando las partículas han
alcanzado el diámetro final.
La presente invención se refiere, además, a un
procedimiento que comprende las siguientes etapas:
- a)
- preparar partículas de almidón aglomeradas sustancialmente esféricas de acuerdo con el procedimiento anteriormente mencionado, y
- b)
- cubrir las partículas de almidón aglomeradas sustancialmente esféricas con enzimas, productos farmacéuticos, colorantes, saboreadores, carotenos, vitaminas y/o antiespumantes.
El procedimiento se lleva a cabo en un reactor de
lecho fluido o una mezcladora.
La presente invención describe el uso de una
partícula aglomerada, sustancialmente esférica como vehículo,
caracterizado porque la partícula comprende 100% de almidón
(peso/peso), consiste en capas sucesivas que comprenden gránulos de
almidón y almidón pregelatinizado y porque tiene un diámetro de
entre 50 \mum y 3 mm, preferiblemente entre 100 \mum y 2 mm, y
más preferiblemente entre 300 \mum y 800 \mum.
Tales partículas se fabrican completamente a
partir de almidón y se usan como vehículo, lo cual las hace
apropiadas para toda una serie de aplicaciones, que incluyen la
adición a alimentos o piensos.
Se admite que el diámetro deseado de las
partículas dependerá de la aplicación propuesta. Mediante los
procesos de
las partículas de la presente invención, en los que se forman capas sucesivas, se consiguen diámetros de hasta 3 mm.
las partículas de la presente invención, en los que se forman capas sucesivas, se consiguen diámetros de hasta 3 mm.
La aplicación deseada y el diámetro tendrán,
también efecto sobre el tipo preferido de almidón. Los propios
gránulos de almidón tienen un cierto diámetro, de manera que se
hace difícil producir partículas de, por ejemplo, menos de 100
\mum a partir de almidón de patata, sabiendo que los diámetros de
los gránulos de almidón de patata están en el intervalo entre 10
\mum y 100 \mum. Como medida aproximada se debe tener en cuenta
que el diámetro de algunos de los gránulos de almidón útiles son
como sigue: almidón de arroz, 1 \mum 5 \mum; almidón de trigo,
3 \mum a 50 \mum; almidón de maíz, 10 \mum a 30 \mum y
almidón de patata, 10 \mum a 100 \mum.
Los procedimientos de la presente invención son
aplicables, igualmente, a todos los tipos de almidón tales como
almidón de arroz, trigo, maíz, patata, sagú, judías y tapioca o sus
mezclas. Aunque puede ser más práctico usar el mismo tipo de
almidón que proporciona los gránulos de almidón y almidón
pregelatinizado, es posible, desde luego, combinar diferentes tipos
de almidones. El almidón pregelatinizado y los gránulos de almidón
pueden ser, por tanto, diferentes. También es posible usar
diferentes tipos de gránulos de almidón o usar almidones mixtos
para pregelatinización. En tales casos, puede ser útil tamizar los
gránulos de almidón para obtener más o menos el mismo diámetro de
los gránulos.
Además de los almidones naturales es también
posible llevar a cabo el proceso de ranulación sobre almidones
modificados física o químicamente o sobre productos a base de
almidón hidrolizado (por ejemplo, maltodextrinas, dextrosa).
Las partículas de almidón son esencialmente
aglomerados de tipo cebolla, en los que gérmenes de almidón se
estratifican o revisten con una suspensión de gránulos de almidón y
almidón pregelatinizado. Estas partículas se pueden obtener mediante
diferentes tipos de procesos de aglomeración o granulación, que
permiten estratificación o revestimiento para obtener una partícula
sustancialmente esférica con un gran diámetro. La esencia del
procedimiento para obtener los aglomerados de los gránulos de
almidón es que gérmenes de almidón se pulverizan con una suspensión
de gránulos de almidón y almidón pregelatinizado y los gérmenes se
estratifican con la suspensión y la pulverización y estratificación
se continúan hasta que se alcanza un diámetro final de entre 50
\mum y 3 mm. Es obvio que, con el fin de obtener una partícula
esférica, los gérmenes de almidón han de estar en movimiento
constante, más o menos libre, de otro modo se forman grumos. La
suspensión de gránulos de almidón y almidón pregelatinizado tiene
un contenido de sustancia seca de, al menos 20% (peso/peso).
Un ejemplo de un procedimiento apropiado para
fabricar las partículas aglomeradas es lecho fluido, otro es el uso
de un tambor giratorio, o una mezcladora de cualquier tipo.
En uno de los modos de aplicar el procedimiento
de la presente invención, gérmenes de almidón se llevan a un lecho
fluido y, luego, se pulverizan con una suspensión de gránulos de
almidón y almidón pregelatinizado, desde arriba o desde los lados o
por debajo. Eligiendo un flujo adecuado de gérmenes de almidón y de
la suspensión de gránulos de almidón y almidón pregelatinizado, los
gérmenes se revisten y el diámetro está creciendo. La adición de la
suspensión de gránulos de almidón y almidón pregelatinizado es
continua o se repite varias veces. El revestimiento se continúa
hasta que las partículas han alcanzado el diámetro deseado. Cuando
las partículas han alcanzado el peso deseado, las partículas caerán
al fondo y se pueden separar y clasificar.
Otra tecnología para producir los gránulos de
almidón aglomerados a partir de la presente invención es un Fluid
Drum Granulator [disponible de Kaltenbach-Thüring,
y descrito en Nitrogen vol. 196 3-6
(March-April 1992)]. Tal granuladora contiene un
tambor de granulación cilíndrico orientado horizontalmente, que gira
alrededor de su eje. Este tipo de granuladora difiere de las
granuladoras convencionales por tener un lecho fluidizado interno.
El producto (gérmenes de almidón) fluye hacia debajo de la base
inclinada del lecho y cae en la parte baja del tambor. Allí se
pulveriza con la suspensión de gránulos de almidón y almidón
pregelatinizado y el germen de almidón revestido se eleva de nuevo
al lecho fluidizado, donde solidifica la nueva capa. El mismo ciclo
se repite, luego, tantas veces como sean necesarias.
Se pueden usar otros tipos de procedimientos.
Siempre y cuando sea un procedimiento para producir una partícula de
almidón aglomerada sustancialmente esférica caracterizada porque
gérmenes de almidón se pulverizan con una suspensión de gránulos de
almidón y almidón pregelatinizado y los gérmenes se estratifican con
la suspensión y la pulverización y subsiguiente estratificación se
repite hasta que las partículas han alcanzado un diámetro deseado.
El procedimiento se puede llevar a cabo por lotes o continuamente,
y preferiblemente es un proceso continuo.
Con el fin de obtener una aglomeración razonable,
generalmente es suficiente usar de aproximadamente 1 a 20%
(peso/peso) del almidón en forma pregelatinizada, preferiblemente 2
a 10% del almidón está en forma pregelatinizada, y más
preferiblemente de 4 a 8%.
Puesto que inicialmente solamente se usa una
cantidad secundaria de gérmenes de almidón, el porcentaje
anteriormente mencionado es también el contenido de almidón
pregelatinizado en la disolución, aunque la cantidad residual de
almidón en la disolución está presente en forma de gránulos de
almidón.
Las partículas de almidón aglomeradas de acuerdo
con la invención se usan en una serie de aplicaciones y se pueden
cargar con enzimas, productos farmacéuticos, colorantes,
saboreadores, carotenos, vitaminas y/antiespumas.
Las partículas de almidón aglomeradas cargadas
con enzimas, productos farmacéuticos, colorantes, saboreadores,
carotenos, vitaminas y/o antiespumas se pueden preparar añadiendo
enzimas, productos farmacéuticos, colorantes, saboreadores,
carotenos, vitaminas y/o antiespumas a la suspensión de gránulos de
almidón y almidón pregelatinizado o a la última capa cuando las
partículas están alcanzando su diámetro final en el proceso.
Además, estas partículas de almidón aglomeradas
cargadas se puede obtener usando las partículas de almidón
aglomeradas sustancialmente esféricas que tengan su diámetro
apropiado y preparadas de acuerdo con el procedimiento de la
invención actual y cubrir o revestir estas partículas con encimas,
productos farmacéuticos, colorantes, saboreadores, carotenos,
vitaminas, y/o antiespumas.
Tal como se sugiere más arriba, las partículas de
almidón de la presente invención se preparan con un diámetro
deseado, que abarca un amplio intervalo de diámetros posibles. Por
otra parte, el diámetro se puede regular a un buen grado, cambiando
el flujo de la suspensión de gránulos de almidón y almidón
pregelatinizado y el aire u otro flujo gaseoso, que conserva el
lecho fluido en movimiento y seca el producto. Además, mediante el
uso de un clasificador apropiado o por tamización, el diámetro del
tamaño de partículas se puede mantener, también, dentro de un
intervalo estrecho. Aparte de la cuestión del diámetro, las
partículas presentan algunas ventajas más. Si se compara con el
polvo de almidón, la facilidad de resbalamiento se mejora
considerablemente. Además, las partículas no producen polvo, lo
cual disminuye el peligro de explosión cuando se usan grandes
cantidades. El área superficial específica es alta, de manera que se
absorben grandes cantidades de productos. Es posible incorporar los
productos a incluir en las partículas en el proceso en la etapa
deseada, de manera que los productos pueden estar en las partículas
o en la superficie del vehículo. El procedimiento da lugar a una
mayor facilidad de resbalamiento de las partículas, en comparación
con polvos o harinas de almidón. Tal como se sugiere más arriba, es
posible el uso de mezclas de almidones.
En comparación con partículas minerales, las
partículas de almidón presentan una menor capacidad de abrasión.
Además, almidón se puede incorporar en alimentos o piensos.
Las partículas aglomeradas sustancialmente
esféricas se pueden caracterizar por su dureza medida con un
analizador de textura (Stable Micro Systems TA-XT2).
Una sonda cilíndrica se aplica sobre las partículas esféricas y se
mide la fuerza de compresión.
0,77 kg de almidón pregelatinizado (Cerestar *Gel
Instant 12018) se disolvieron en 25 kg de agua. 14,9 kg de almidón
de maíz (Cerestar RG 03408) se añadieron con agitación suave. La
concentración de la suspensión era 38,5% c.b. 3 kg de gérmenes se
añadieron a un lecho fluidizado para comenzar el proceso y se
calentó a 45ºC. La suspensión se pulverizó, luego, sobre el polvo y
después de un cierto tiempo se descargaron los gránulos
procesados.
La secadora era una secadora de lecho fluidizado
tipo 28 (APV-DK Soborg, Denmark), con calentamiento
eléctrico y un área de hoja perforada de 0,05 m^{2}. La
pulverización se continuó y las partículas se recogieron después de
diferentes períodos de tiempo.
Se obtuvieron los siguientes gránulos.
| Muestra No. | 1a | 1b | 1c | 2a | 3a | 3b | |
| Tiempo | min | 60 | 120 | 180 | 240 | 170 | 315 |
| Flujo liq. de granulación | kg/h | 5,65 | 5,65 | 5,65 | 5,88 | 8,14 | 8,14 |
| Tª aire de entrada | ºC | 110 | 115 | 110 | 110 | 112 | 112 |
| Tª capa polvo | ºC | 45 | 45 | 46 | 46 | 37 | 37 |
| DATOS DEL POLVO | |||||||
| Humedad residual | % | 8,4 | 9,3 | 8,8 | 8,8 | 13,1 | 13,4 |
| Densidad aparente (suelto) | kg/L | 0,48 | 0,49 | 0,49 | 0,47 | 0,46 | 0,46 |
| Densidad aparente (comprimido) | kg/L | 0,57 | 0,55 | 0,56 | 0,54 | 0,52 | 0,52 |
| Tamaño medio de partícula | \mum | 350 | 400 | 450 | 560 | 630 | 690 |
El tamaño de partícula depende del tiempo que se
continúa la pulverización.
La compresibilidad de las partículas esféricas
aglomeradas se midió aplicando un analizador de textura (Stable
Micro Systems TA-XT2) en forma de "fuerza en
compresión" con una sonda cilíndrica de 25 mm, usando alta
resolución y una célula de carga de 250 kg.
Tiras de cinta adhesiva de 50 mm se cortaron con
una longitud de aproximadamente 150 mm y las partículas se vertieron
suavemente sobre la cinta y se aseguró una cubierta uniforme de la
superficie de la cinta. La cinta se colocó sobre la placa de base y
el ensayo de compresión se comenzó moviendo la sonda cilíndrica con
una velocidad de 0,1 mm/s y una distancia de 2,5 mm de la placa de
fase hacia debajo de las partículas. Por contacto con las
partículas (fracción de 500-710 \mum) se comprobó
una subida de la fuerza cuando la sonda continuaba comprimiendo la
muestra. Esta subida de fuerza continuó hasta que la sonda se había
movido 2,1 mm hacia abajo y la fuerza máxima se tomó como dureza
del producto.
Se determinó la dureza de algunos de los
productos:
1b: 8,2 kg; 1c: 10,4 kg; y 2a: 15
kg.
La dureza aumentó también con el tiempo. Los
productos eran suficientemente duros para la mayor parte de las
aplicaciones normales.
Cuando se repitió el procedimiento con una enzima
también dio un producto apropiado.
El producto de base era solamente gránulos de
almidón (muestra 2) o una mezcla de gránulos de almidón y almidón
pregelatinizado (muestra 1). Una suspensión que contenía gránulos de
almidón y almidón pregelatinizado se pulverizó sobre el producto de
base en una mezcladora en V de laboratorio (NIRO).
Los resultados fueron como sigue.
| Muestra No. | 1 | 2 |
| Producto de base | 96% 03408 | 100% 03408 |
| 4% 12018 | ||
| Suspensión | 36,1% 03408 | 36,1% 03408 |
| 1,9% 12018 | 1.9% 12018 | |
| Humedad de la mezcla | 43,2% | 42,9% |
| Cantidad de almidón pregelatinizado | 4,7% | 0-2,1% |
| Tª secado de entrada | 90ºC | 107ºC |
| Tiempo de secado | 38 min | 38 min |
| DATOS DEL POLVO | ||
| Humedad residual | 10,3% | 13% |
| TAMAÑO DE PARTÍCULAS | ||
| < 355 \mum | 26% | 42% |
| 355-710 \mum | 31% | 40% |
| > 710 \mum | 43% | 18% |
De los resultados se puede deducir que las
partículas son más grandes cuando se añade más almidón
pregelatinizado inicial.
Además, la dureza se midió de acuerdo con el
método descrito previamente. La dureza de la Muestra 1 fue 17,5 kg y
la de la Muestra 2 fue 14,1 kg.
Claims (8)
1. Uso de una partícula aglomerada
sustancialmente esférica como vehículo, caracterizado porque
la partícula comprende 100% de almidón (peso/peso), consiste en
capas sucesivas que comprenden gránulos de almidón y almidón
pregelatinizado y porque tiene un diámetro de entre 50 \mum y 3
mm.
2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la partícula tiene un diámetro de entre
100 \mum y 2 mm, y preferiblemente entre 300 \mum y 800
\mum.
3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el almidón se elige en el grupo que
consiste en almidón de arroz, trigo, maíz, patata, sagú, judías y
tapioca y sus mezclas.
4. Uso de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes como vehículo para enzimas, productos
farmacéuticos, colorantes, saboreadores, carotenos, vitaminas y/o
antiespumas.
5. Un procedimiento para producir una partícula
de almidón aglomerada, sustancialmente esférica,
caracterizado porque gérmenes de almidón se pulverizan con
una suspensión de gránulos de almidón y almidón pregelatinizado y
los gérmenes se estratifican con la suspensión, y la pulverización
y subsiguiente estratificación se repite hasta que las partículas
han alcanzado un diámetro final de entre 50 \mum y 3 mm.
6. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque enzimas, productos
farmacéuticos, colorantes, saboreadores, carotenos, vitaminas y/o
antiespumas se añaden a la suspensión de gránulos de almidón y
almidón pregelatinizado, o a la última capa cuando las partículas
han alcanzado su diámetro final.
7. Un procedimiento que comprende las siguientes
etapas:
- a)
- Preparar partículas de almidón aglomeradas y sustancialmente esféricas, de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 5, y
- b)
- Cubrir las partículas de almidón aglomeradas y sustancialmente esféricas con enzimas, productos farmacéuticos, colorantes, saboreadores, carotenos, vitaminas y/o antiespumas.
8. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque se lleva
a cabo en un reactor de lecho fluidizado, granuladora o mezcladora
en lecho fluidificado.
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