FI104555B - Menetelmä tärkkelyksen suulakepuristamiseksi vähän kosteutta sisältävissä olosuhteissa käyttäen tärkkelyssyöttöä, jonka hiukkaskoko on karkea - Google Patents

Description

104555

Menetelmä tärkkelyksen suulakepuristamiseksi vähän kosteutta sisältävissä olosuhteissa käyttäen tärkkelyssyöttöä, jonka hiukkaskoko on karkea Förfarande för extrusion av stärkelse vid läg fukthalt och matning av stärkelse med grov partikelstorlek

Oheisen keksinnön kohteena on parannettu menetelmä tärkkelyksen, jonka kokonaiskosteuspitoisuus on pieni, suulakepuristamiseksi siten, että sisäänmenevä syöttö käsittää tärkkelystä, jolla on valittu karkea hiukkaskokojakauma. Tällä parannetulla suulakepuristusmenetelmällä päästään parantuneisiin tuotanto-nopeuksiin ja prosessin parempaan stabiilisuuteen, ja se johtaa tasaisempaan ja laadultaan parempaan valmistettuun tuotteeseen.

Tärkkelysmateriaaleja on käytetty suulakepuristusprosesseissa erilaisten kalvo-, vaahto-, elintarvike- ja muiden tuotteiden muodostamiseksi. Eri suulakepuristustoimenpiteissä käytetyt olosuhteet voivat vaihdella huomattavasti riippuen kulloinkin valmistettavasta tuotteesta. Jokin aika sitten, 30. heinäkuuta 1991 myönnetyssä US-patenttijulkaisussa 5 035 930 on kuvattu muotoillut tärkkelystuotteet, jotka on valmistettu suulakepu-ristamalla tärkkelystä niukasti kosteutta sisältävissä olosuh-teissä.

Eräisiin käsittelyvaikeuksiin on törmätty suulakepuristettaes-sa märkäjauhettua tärkkelystä sen luontaisesti pienestä hiuk-kaskoosta johtuen. Vaikeutena on ollut esimerkiksi huono homogenoituminen suulakepuristimeen pumpattuun veteen, tärkkelyksen nesteytyminen syöttövyöhykkeessä (eli tukkeutuminen), pienet tuotantonopeudet sekä suulakepuristeen epätasaisuus suulakepuristimen sylinterin sisällä esiintyvistä "kuolleista vyöhykkeistä" (eli suulakepuristimen epätasaisesta täyttymisestä) johtuen. Nämä vaikeudet korostuvat, kun erityiseen sovellutukseen tarvittava kokonaiskosteuspitoisuus alennetaan pienemmäksi kuin noin 25 paino-% tärkkelyksen painosta laskien.

2 104555

Suulakepuristusalalla tunnetun esikäsittely-laitteen käyttö kosteuden sekoittamiseksi tärkkelykseen tuottaa suurempaan hiukkaskokoon agglomeroitunutta materiaalia, mutta sitä ei * voidan kuitenkaan käyttää pienten kosteuspitoisuuksien tapauksessa, koska hiukkaskoko kasvaa vasta sitten, kun kosteuspitoisuus on vähintään 25 %. Alalla tunnetaan monia muita tek niikoita hiukkaskoon lisäämiseksi, mutta ne eivät ole yleensä käyttökelpoisia pientä kosteuspitoisuutta edellyttävässä suula-kepuristuksessa, koska niitä käyttäen saadaan jauheita, jotka sisältävät paljon kosteutta ja joiden hiukkaset ovat heikkoja.

Eräät menetelmät kuten rumpukuivaus ("drum-drying") ja sint-raus aiheuttavat tärkkelyksen liisteröityrnistä tai kypsenemis-tä, kun taas toisen kuumennustekniikat kuten hiutalekuivaus tai rumpukuivaus ("rotary drying") eivät ole käyttökelpoisia, koska hiukkaskokoa ei voida säätää ja tuloksena saadaan hienona jauheena oleva tuote.

Näin ollen alalla esiintyy tarvetta saada aikaan parannettu menetelmä tärkkelyksen, jonka kokonaiskosteuspitoisuus on pieni, suulakepuristamiseksi siten, että sisäänmenevä syöttö käsittää tärkkelystä, jolla on valittu karkea hiukkaskokoja-kauma.

Keksinnön mukaisesti aikaan on saatu parannettu menetelmä tärkkelyksen, jonka kokonaiskosteuspitoisuus on pieni eli noin 25 paino-% tai vähemmän, suulakepuristamiseksi siten, että sisäänmenevä syöttö käsittää tärkkelystä, jonka hiukkaskokoja-kauma on sellainen, että hiukkaskoko on vähintään 180 mikronia vähintään 30 paino-%: ssa tätä tärkkelystä.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa suulakepuristimeen syötet- « tävä tärkkelys on kuivattu jatkuvatoimisella hihnakuivurilla noin 25 paino-% tai sen alla olevaan pieneen kosteuspitoisuuteen ja sen hiukkaskokojakauma on sellainen, että hiukkaskoko on vähintään 180 mikronia vähintään 30 paino-%:ssa, edullisesti vähintään 50 paino-%: ssa tätä tärkkelystä.

3 104555

Oheisen keksinnön pääasiallisena tavoitteena on mahdollisuus suulakepuristaa tärkkelystä olosuhteissa, joissa kokonaiskos-* teuspitoisuus on pieni. Ohessa käytetyllä käsitteellä koko- naiskosteus- (tai vesi-)pitoisuus tai -olosuhteet viitataan sisään syötettävässä tärkkelyksessä läsnäolevan kosteusmäärän ja tärkkelykseen suulakepuristimessa tapahtuvan käsittelyn aikana lisätyn vesimäärän summaan. Tässä keksinnössä käytetty pieni kokonaiskosteuspitoisuus on noin 25 paino-% tai vähemmän, tärkkelyksen painosta laskien. Erityisemmin, suulakepuristimessa läsnäoleva kokonaiskosteusmäärä on noin 5-25 paino-%, edullisesti noin 8-21 paino-% ja edullisemmin noin 13-19 paino-%. Keksinnön mukaisessa suulakepuristusmenetelmässä sisään syötettävä tärkkelys sisältää kosteutta 25 paino-% tai vähemmän, erityisesti 15 paino-% tai vähemmän ja edullisesti vähemmän kuin noin 12 paino-%, tämän tärkkelyksen sisältäessä kosteutta edullisemmin 10 paino-% tai vähemmän tärkkelyksen painosta laskien. Edullisessa tapauksessa sisään syötettävän tärkkelyksen kosteuspitoisuus on noin alueella 5-12 paino-% tärkkelyksen painosta laskien. Suulakepuristimeen lisätään riittävästi vettä kokonaiskosteuspitoisuuden nostamiseksi toivotulle tasolle.

Keksinnön mukaisessa suulakepuristusmenetelmässä käyttökelpoisen syötettävän tärkkelysmateriaalin, jolla on tarvittava hiukkaskokoj akauma, saamiseksi keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti valittu tärkkelysmateriaali kuivataan käyttäen jatkuvatoimista hihnakuivuria. Tässä menetelmässä tärkkelysmateriaali dispergoidaan vesilietteeksi, joka sisältää esim. 30-50 % kiintoainetta, minkä jälkeen liete pumpataan pyörivään va-kuumisuodattimeen kostean kakun (jonka kosteuspitoisuus on esim. 40-50 %) saamiseksi. Tämä kakku murennetaan tärkkelys-möykyiksi, jotka poistuvat rummusta (jotka putoavat pois painovoiman vaikutuksesta) liikkuvaan kuljettimeen, joka kulkee kuivurin tai uunin läpi siten, että tärkkelys kuivuu toivottuun kosteuspitoisuuteen. Kuivaamisen jälkeen tärkkelys poistuu kuivurista ja se putoaa painovoiman vaikutuksesta syöttö-ruuviin, joka kuljettaa sitä edelleen, puhaltaen sen lopulta varastosäiliöön. Tämän tuotteen, jolla on tarvittava karkea 4 104555 hiukkaskokojakauma sekä sopiva kosteuspitoisuus niin, että sitä voidaan syöttää suoraan suulakepuristimeen, valmistukseen ei tarvita hiertämistä, jauhamista eikä muita hajotus- tai hi e nonnus vaiheita.

Pyörivässä vakuumisuodattimessa muodostuva tärkkelyskakku voidaan poistaa eri tavoin, jotka ovat tunnettuja alalla. Eräässä tällaisessa tekniikassa käytetään lankapoistoa, jossa yhdensuuntaisia lankoja on sidottu täydellisesti suodattimen ympäri niin, että nämä langat kulkevat poistotelan ja palautus-telan yli. Suodattimen pyöriessä muodostuu kakku, joka peittää langat. Ulostulopisteessä langat poistuvat rummusta tangentti-tasossa nostaen kakun irti kankaasta. Lankojen kulkiessa poistotelan yli äkillinen suunnanmuutos saa kakun erottumaan langoista ja se putoaa painovoiman vaikutuksesta. Tämän jälkeen langat kulkevat oikaisukampojen yli ja palautustela ohjaa ne takaisin rumpuun.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa käytetty kuivuri tärkkelys-kakun kosteuspitoisuuden pienentämiseksi on jatkuvatoiminen hihna- tai kuljetushihnakuivuri, jossa materiaali kulkee hihnalla pitkän kuivurin, kuumennuslaitteen tai uunin läpi. Kyseessä on suoraan kuumentava kuivuri, jossa lämpö siirtyy johtumalla esimerkiksi kuumasta kaasusta, jota voidaan kuumentaa lämmityskierukoilla. Tässä kuivaus uunissa materiaali lämmitetään aluksi alhaiseen lämpötilaan, esimerkiksi noin 73 ' C: een, minkä jälkeen se johdetaan sellaiseen vyöhykkeeseen, jossa vallitsee korkeampi, noin alueella 93-127 ‘C oleva lämpötila, ja sitten edelleen jäähdytysvyöhykkeeseen, jossa vallitsee noin 49 *C:n lämpötila. Tässä hajottamattomassa tekniikassa tärkkelyksen kulku- tai kuljetusnopeutta uunin läpi voidaan käyttää tärkkelyksen kuivaamisen säätämiseksi, tämän nopeuden ollessa tavallisesti noin 0,5-2 jalkaa/min (noin 15,2- 61,0 * cm/min. ), tai tyypillisessä teollisessa tuotantoprosessissa noin 2000-4000 lbs/tunti (noin 907-1814 kg/h) tärkkelysmateri-aalia.

4 5 104555

Syötettävän tärkkelysmateriaalin karkea hiukkaskokojakauma, joka on todettu toivottavaksi suulakepuristusprosessin kannalta, on sellainen, että hiukkaskoko on suurempi kuin 180 mikronia vähintään noin 30 paino-%: ssa tätä tärkkelystä, eli tällainen osuus ei läpäise 80 mesh: in standardiseulaa (US-seulasar-ja). Edullisesti hiukkaskoko on enemmän kuin 180 mikronia vähintään noin 50 paino-%: ssa tätä tärkkelystä. Yleensä tämä tarkoittaa sitä, että tärkkelyksellä tai vähintään tällaisella-valitulla osalla tästä tärkkelyksestä voi olla mikä tahansa enemmän kuin 180 mikronia oleva koko, kunhan vain tämä koko sallii tärkkelyksen syöttämisen suulakepuristimeen esimerkiksi kuljetusruuvin käsittävän syöttölaitteen avulla. Tärkkelyksen hiukkaskoko voi tyyillisesti olla niinkin suuri kuin noin 840-2000 mikronia (10-20 mesh).

Tässä keksinnössä lähtöaineena käyttökelpoinen tärkkelysmate-riaali on voitu mistä tahansa erilaisista luonnollisista tai käsitellyistä tärkkelyksistä. Nämä tärkkelykset on esimerkiksi voitu saada mistä tahansa kasvilähteestä kuten maissista, perunasta, vehnästä, riisistä, saagosta, tapiokasta, vahamais-sista, durrasta ja runsaasti amyloosia sisältävästä maissista. Tärkkelyslähteenä voidaan myös käyttää tärkkelysjauhoja. Käyttökelpoisia ovat myös mistä tahansa edellä mainitusta perus-tärkkelyksestä saadut konversiotuotteet kuten dekstriinit, jotka on valmistettu käyttäen hyväksi hapon ja/tai lämmön hyd-rolyyttistä vaikutusta; hapettuneet tärkkelykset, jotka on valmistettu käsittelemällä hapettavilla aineilla kuten natriumhypokloriitilla; juoksevat tai ohuena kiehuvat tärkkelykset, jotka on valmistettu entsyymien avulla muokkaamalla tai heikolla happohydrolyysillä; sekä tärkkelysjohdannaiset ja sil-loittuneet tärkkelykset.

Oheisessa keksinnössä käyttökelpoiset tärkkelykset, runsaasti amyloosia sisältävä tärkkelys mukaan lukien, voivat olla modi-fioimattomia tai modifioituja ja ohessa käytetyllä käsittteel-lä tärkkelys tarkoitetaan kumpaakin tärkkelystyyppiä. Modifi-.. ’ oinnilla tarkoitetaan sitä, että tärkkelyksestä on voitu muodostaa johdannainen tai että sitä on muokattu tyypillisillä 6 104555 alalla tunnetuilla menetelmillä, joista voidaan mainita este-röinti, eetteröinti, hapetus, hapan hydrolyysi, silloittaminen ja entsymaattinen muokkaaminen. Modifioidut tärkkelykset ovat tyypillisesti estereitä kuten asetaatteja sekä dikarboksyyli-happojen, erityisesti alkenyylimeripihkahappojen puoliesterei-tä; eettereitä, joista voidaan mainita hydroksietyyli - ja hydroksipropyylitärkkelykset sekä hydrofobisten kationisten epoksidien kanssa reagoineet tärkkelykset; hypokloriitilla hapetetut tärkkelykset; silloittavien aineiden kuten fosfori-oksikloridin tai epikloorihydriinin kanssa reagoineet tärkkelykset sekä fosfaattijohdannaiset, jotka on saatu saattamalla tärkkelys reagoimaan natrium- tai kaliumortofosfaatin tai tripolyfosfaatin kanssa, tai tällaisten tärkkelysten yhdistelmiä. Nämä ja muita tavanomaisia menetelmiä tärkkelyksen modi-fioimiseksi on kuvattu esimerkiksi sellaisissa julkaisuissa kuten "Starch: Chemistry and Technology", toinen painos, toi mittaneet Roy L. Whistler, et ai. , Kappale X; Starch Derivations: Production and Uses, M. W. Rutenberg, et ai. , Academic

Press, Inc. , 1984.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa tärkkelysmateriaali on runsaasti amyloosia sisältävää tärkkelystä, joka sisältää siis amyloosia vähintään 40 paino-%, ja joka sisältää amyloosia edullisemmin vähintään 65 paino-%.

• Tässä keksinnössä käytettävien, runsaasti amyloosia sisältävien tärkkelysten eräs erityisen edullinen modifikaatio on niiden eetteröinti aikeenioksideilla, erityisesti 2-6, edullisesti 2-4 hiiliatomia käsittävillä alkeenioksideilla. Eteeni-oksidi, propeenioksidi ja buteenioksidi ovat esimerkkejä yhdisteistä, joita voidaan käyttää lähtöaineina toimivien tärk-kelysmateriaalien eetteröimiseksi, propeenioksidin ollessa erityisen edullinen. Tällaisen yhdisteen erilaisia määriä voidaan käyttää riippuen toivotuista ominaisuuksista ja taloudellisista seikoista. Yhdistettä käytetään yleensä jopa 15 paino-% tai enemmän, edullisesti korkeintaan noin 10 paino-% tärkkelyksen painosta laskien. Tällä tavalla modifioitujen ja i ΐ 7 104555 suulakepuristettujen tärkkelysten tapauksessa paisuminen, yhdenmukaisuus ja kimmoisuus ovat parantuneet.

Lähtöaineena toimivaan tärkkelysmateriaaliin voidaan myös sisällyttää tai sekoittaa lisäaineita tuotteen ominaisuuksien kuten lujuuden, taipuisuuden, vedensietokyvyn, kimmoisuuden, tulenkeston, tiheyden, värin ja muiden vastaavien parantamiseksi tai saamaan aikaan hyönteisiä ja jyrsijöitä loitolla pitäviä ominaisuuksia, mikäli tämä on toivottavaa tai välttämätöntä. Tyypillisiä käyttökelpoisia lisäaineita ovat esimerkiksi sellaiset yhdisteet kuten polyvinyylialkoholi, monoglyseridit ja poly(eteeni-vinyyliasetaatti). Mitä tulee tulenkestoa parantaviin aineisiin, alalla tunnetaan useita tällaisia käyttökelpoisia yhdisteitä ja yhdisteluokkia, joista voidaan mainita fosforia sisältävät yhdisteet kuten natriumfosfaatti, natrium-trifosfaatti ja ammoniumfosfaatti, sekä rikkipitoiset yhdisteet kuten ammoniumsulfaatti ja ammoniumsulfamaatti. Myös vedensietokykyä voidaan parantaa lisäaineilla, joista styreeni-akrylaattihartsit ovat eräs erityisen tehokkaaksi todettu yhdsitetyyppi. Tiheyttä sekä kimmoisuutta ja taipuisuutta voidaan parantaa sisällyttämällä synteettisiä aineita kuten polyvinyylialkoholia, polyvinyyliasetaattia, polyuretaania, polystyreeniä, poly(eteeni-vinyyliasetaattia) sekä polyvinyy-lipyrrolidonia. Näitä lisäaineita voidaan käyttää minä tahansa sellaisena määränä, jolla päästään tehokkaasti toivottuun ominaisuuteen, edellyttäen kuitenkin, että tärkkelyksen suula-kepuristaminen ja paisuneen tuotteen kokonaisominaisuudet pysyvät sopivina. Näitä lisäaineita voidaan käyttää tyypillisesti korkeintaan noin 50 paino-%, edullisesti korkeintaan noin 10 paino-%. Lisäaineita voidaan lisätä joko ennen tärkkelyksen kuivaamista tai sen jälkeen riippuen kulloinkin käyte-tyistä materiaaleista ja olosuhteista.

Eräs toinen lisäaine, jota voidaan lisätä tärkkelyssyöttöön ennen sen kuivaamista on pieni määrä etukäteen liisteröityä tärkkelystä. Tämä lisätty aine toimii sideaineena kuivauksen . aikana ja se auttaa tärkkelyksen hiukkaskoon säilymistä estäen 104555 sen hajoamisen tai murenemisen. Tätä etukäteen liisteröityä tärkkelystä voidaan käyttää valinnaisesti ja toivottaessa määränä, joka on korkeintaan noin 5 paino-%, erityisemmin noin 2-3 paino-%.

Ohessa kuvatun keksinnön mukaisella menetelmällä aikaansaatuja tärkkelysmateriaaleja, joilla on karkea hiukkaskoko, voidaan käyttää erilaisissa suulakepuristusprosesseissa. Suulakepuris-taminen on tavanomainen ja hyvin tunnettu tekniikka, jota käytetään monissa sovellutuksissa muovien ja tärkkelysmateri-aalin käsittelemiseksi. Tärkkelyksen suulakepuristusta on käytetty valmistettaessa esimerkiksi sellaisia tuotteita kuten kalvoja, vaahdotettuja tuotteita, elintarvikkeita ja kondito-riatuotteita, liisteröityjä tärkkelyksiä ja viimeaikoina myös biologisesti hajoavia muotoiltuja tuotteita, joita on kuvattu 30. heinäkuuta 1991 myönnetyssä US-patenttijulkaisussa 5 035 930 sekä 27. elokuuta 1991 myönnetyssä US-patenttijui-kaisussa 5 043 196.

Keksinnön mukaisesti toteutetussa suulakepuristuksessa käytetään valittuja, kooltaan karkeita tärkkelysmateriaaleja, joiden kokonaiskosteuspitoisuus on 25 paino-% tai vähemmän tärkkelyksen painosta laskien. Suulakepuristimessa vallitsevat lämpötilat vaihtelevat riippuen kulloinkin kyseessä olevasta , materiaalista ja sovellutuksesta, ja nämä lämpötilat voivat olla esimerkiksi noin alueella 50-300 *C. Edullisessa suoritusmuodossa saadaan aikaan paisunut, biologisesti hajoava tärkkelys tuote, jolla on yhdenmukainen umpisolukkorakenne, jonka tiheys on pieni ja jolla on hyvät kimmoisuus- ja kokoonpuristu-vuusominaisuudet, suulakepuristamalla runsaasti amyloosia sisältävää tärkkelystä, eli sellaista tärkkelystä, joka sisältää vähintään 40 paino-% ja edullisesti vähintään 65 paino-% amyloosia, kokonaiskosteuspitoisuuden ollessa 21 paino-% tai * vähemmän, ja lämpötilan ollessa noin alueella 150-250 ' C.

Suulakepuristusmenetelmän toteuttamiseen käytetty laite voi ~ . * olla mikä tahansa ruuvityyppinen suulakepuristin. Vaikka tähän tarkoitukseen voidaankin käyttää yhden tai kaksi ruuvia käsit- 9 104555 tävää suulakepuristinta, niin kuitenkin kaksi ruuvia käsittävän suulakepuristimen käyttö on edullista. Tällaiset suulakepuristimet käsittävät tyypillisesti pyöriviä ruuveja vaakasuoran sylinterimäisen kuoriosan sisällä, ja niiden yhteen päähän on asennettu sisäänmenoportti ja niiden ulostulopäähän on sijoitettu muotoileva suutin. Kaksoisruuvia käytettäessä ne voivat pyöriä yhdessä ja mennä limittäin tai ne voivat olla menemättä limittäin. Kumpikin ruuvi käsittää kierteisen nousun tai kierteillä varustetun osan, ja niissä on tyypillisesti suhteellisen syvä syöttöosa, jota seuraa madaltuva siirtymis-osa ja verrattain matala annosteluosa, jossa syvyys on vakio. Nämä moottorikäyttöiset ruuvit sopivat yleensä täsmälleen sylinterin tai kuoriosan sisään ja ne tekevät mahdolliseksi materiaalin sekoittamisen ja kuumentamisen sekä leikkausvoi-mien kohdistamisen materiaaliin sen kulkiessa suulakepuristimen läpi.

Lämpötilan säätäminen suulakepuristimen sylinteriä pitkin on tärkeätä ja lämpötilaa säädetään ruuvin pituutta pitkin sijaitsevissa vyöhykkeissä. Usein käytetään lämmönvaihtovälinet-tä, tyypillisesti sylinterin seinämään tehtyä kulkutietä kuten kanavaa, kammiota tai reikää kuumennetun väliaineen kuten öljyn kierrättämiseksi, tai sähköllä toimivaa lämmityslaitetta kuten "calrod"- tai kierukan tyyppisiä lämmityslaitteita.

,> Lisäksi lämmönvaihtoväline voidaan myös sijoittaa ruuvilait- teen akselille tai sitä pitkin.

Mihin tahansa suulakepuristimen käsittämään osaan voidaan tehdä toivottaessa muutoksia alalla vallitsevan tavanomaisen suunnittelukäytännön mukaisesti. Suulakepuristimia ja erilaisia tyypillisiä rakennevaihtoehtoja on kuvattu edelleen teoksessa "Encyclopedia of Polymer Science and Engineering", voi. 6, 1986, sivuilla 571-631.

Keksintöä havainnollistetaan edelleen seuraavilla esimerkeillä, joissa kaikki osuudet ja prosentuaaliset osuudet on las-’ kettu painosta ja joissa kaikki lämpötilat on ilmoitettu Celsius-asteina, mikäli toisin ei ole mainittu.

ίο 104555

Esimerkki 1 Tärkkelyksen vesilietteeseen (kiintoainepitoisuus 35 %), joka sisälsi runsaasti eli 70 % amyloosia sisältävää tärkkelystä, joka oli modifioitu hydroksipropyloimalla se propeenioksidillä (5 %), lisättiin 2,0-2,5 % etukäteen liisteröityä maissitärk- kelystä, ja lietettä sekoitettiin kunnes maissitärkkelys oli dispergoitunut. Sitten liete pumpattiin pyörivään vakuumisuo-datuspetiin (valmistaja Komline-Sanderson), jolloin rumpuun : muodostui 0,5 tuuman (noin 12,7 mm) suodatus kakku, jonka rum puun kiinnitetyt ja siitä poispäin vedetyt langat poistivat rummusta. Rumpu pyöri noin 0,75 kierrosta ennen tärkkelyksen poistumista tärkkelysmöykkyinä (kosteuspitoisuus noin 40 %), jotka putosivat liikkuvalle kuljettimelle ja kulkivat hihnakui-vurin (Proctor & Schwartz SCF Single Conveyor Dryer) läpi. Tärkkelys eteni nopeudella 0,5-2 jalkaa/min. (noin 15,2-61,0 cm/min.) (2000-4000 lbs/tunti; noin 907-1814 kg/tunti) ja se kuumennettiin kuivurissa 165-260 ’F (n. 73-127 *C) lämpötilaan kiertävän ilman ja höyrykierukoiden avulla. Kuivurin jälkeen tärkkelys eteni j äähdytys os aan, jossa se jäähtyi noin 120 ' F: n (49 *C) lämpötilaan. Tärkkelys möykyt kuivattiin noin 8 %: n kosteuspitoisuuteen ja tärkkelyksen poistuttua kuivurista se eteni lankojen kokoojan läpi ja sitten se puhallettiin edelleen varastosäiliöön. Tätä kuivaa tärkkelystä voitiin nyt käsitellä edelleen suulakepuristimessa ja sillä oli seuraava hiukkaskoko-jakauma:

Seulan Seula, Kuivasta näytteestä

Mesh-koko_mikronia_pidättynyt osa, % 40 425 22, 73 60 250 39, 19 80 180 11, 37 120 125 6, 15 j 200 75 3,67 j Alusta_-_16, 88_ -:J · 80 Mesh: in seulalle tai sen 73, 29 % yläpuolelle pidättynyt osuus, % n 104555 w

Esimerkki 2

Vertailun vuoksi samankaltaiset tärkkelysnäytteet hiutalekui-vattiin ja rumpukuivattiin noin alueella 6-8 % olevaan kos teuspitoisuuteen, ja näillä näytteillä todettiin olevan seuraa-va hiukkaskokoj akauma:

Hiutalekuivattu Rumpukuivattu

Seulan Seulakoko, näyte, pidätty- näyte, pidätty-

Mesh-koko mikronia nyt osuus, %_nyt osuus, %_ 40 425 0, 22 0, 62 60 250 0,44 1, 52 80 180 0, 59 1,42 120 125 0,76 2,02 200 75 1, 64 5, 32

Alusta_3_96, 42_89,11_ 80 Mesh: in seulalle tai 1,25 3, 56 sen yläpuolelle pidättynyt osuus, %

Esimerkki 3

Edelleen vertailun vuoksi, suulakepuristuksessa keksinnön mukaisesti saatujen tärkkelysten käytöllä saatutettavien etujen osoittamiseksi esimerkissä 1 kuvatulla tavalla, erilaisia tärkkelysmääriä käyttäen saatuja tärkkelysnäytteitä, joissa hiukkaskoko oli >80 mesh, sekä esimerkin 2 mukaisesti hiutale-kuivurilla ja rumpukuivuri11a saatuja tärkkelysnäytteitä, joiden kaikkien näytteiden kosteuspitoisuus oli noin 6-8 %, käsiteltiin edelleen suulakepuristimella seuraavissa olosuhteissa.

Tärkkelysnäytteiden käsittelyyn käytettiin APV-Baker MPV 50 mm: n kaksoisruuvin käsittävää suulakepuristinta, jossa pituus-/halkaisija-suhde oli 15, ruuvin nopeus 400 kierr. /min, suutti--* men aukko 2x4 mm ja jonka suulakepuristimen sylinterissä eri 12 104555 vyöhykkeiden lämpötilat olivat 150/200/350/350/350 'F (noin 65, 5/93,3/176,7/176, 7/176,7 ’C), olosuhteiden ja tulosten ollessa seuraavat:

Suutti-

Hiukkas- Suurin men Tärk- Koko- koko yli nopeus paine Vääntö- kelys- nais- 80 mesh, lbs/h psi moment- Havain- näyte kost. , % osuus, % (kcr/h) (bar)_ti, %_not_ IA A> 17 35 200 300-335 60-65 stabiili (90, 7) (20,7-23, 1) IB A> 17 62 300 450-475 85-90 stabiili (136) (31, 0-32, 8) 1C A> 17 71,5 300 450-460 85-90 stabiili (136) (31,0-31,7) 2A B> 17 1,25 75 150-900 40-70 epä- (34) ( 10, 3-62,1) stabiili 2B c> 17 3,56 90 200-700 50-85 epä- _(40,8) (13,8-48,3)_stabiili A) hihnakuivattu hiutalekuivattu C) rumpukuivattu Nämä esimerkit osoittavat suulakepuristusprosessin kannalta ·. edulliset olosuhteet, kun suulakepuris tus tapahtuu pienessä kokonaiskosteudessa käyttäen tärkkelystä, joka on hiukkaskool-taan karkeata (IA, IB, ja 1C) verrattuna tärkkelykseen, jonka hiukkaskoko on pienempi (2A, 2B). Tämä todetaan suuremmista, alueella 200-300 lbs/h (noin 90, 7-136 kg/h) olevista tuotanto-nopeuksista verrattuna alueella 75-90 lbs/h (noin 34-40,8 kg/h) oleviin nopeuksiin sekä yhdenmukaisempana pysyvästä -s (vähemmän vaihtelevasta) suuttimen paineesta (joka osoittaa täyttymiskyvyn) ja vääntömomentista.

Claims (10)

13 104555 ” 1. Menetelmä tärkkelyksen, jonka kokonaiskosteuspitoisuus on 25 paino-% tai vähemmän tärkkelyksen painosta laskien, suulake-puristamiseksi siten, että saadaan paisunut tuote, tunnettu siitä, että suulakepuristimeen syötettävän modifioi-mattoman tai modifioidun tärkkelyksen hiukkaskokojakauma on sellainen, että hiukkaskoko on vähintään 180 mikronia vähintään 30 paino-%:ssa tätä tärkkelystä.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att partikelstorleken är minst 180 mikron vid minst 50 vikt-% av denna stärkelse.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiukkaskoko on vähintään 180 mikronia vähintään 50 paino-%:ssa tätä tärkkelystä.

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att fukthalten för den stärkelse som mätäs tili extrudern är ca. 15 vikt-% eller lägre.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suulakepuristimeen syötettävän tärkkelyksen kosteuspitoisuus on noin 15 paino-% tai vähemmän.

4. Förfarande enligt patentkravet 3, kännetecknat därav, att stärkelsen omfattar stärkelse som innehäller minst 40 vikt-% amylos.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelys käsittää tärkkelystä, joka sisältää amyloosia vähintään 40 paino-%.

5. Förfarande enligt patentkravet 4, kännetecknat därav, att stärkelsens totalfukthalt i extrudern är 21 vikt-% : eller lägre.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelyksen kokonaiskosteuspitoisuus suulakepu- : ristimessa on 21 paino-% tai vähemmän. 1 2 Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suulakepuristimeen syötettävä tärkkelys on tärkkelyksen vesiliete, joka on kuivattu jatkuvatoimisella hihnakui-vurilla. m · « 2 Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu ' siitä, että hiukkaskoko on vähintään 180 mikronia vähintään 50 paino-%:ssa tätä tärkkelystä. 104555

6. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att den stärkelse som mätäs tili extrudern är ett stärkelse-vattenslam som torkats medelst en kontinuerligt arbetande remtork. * l

'7. Förfarande enligt patentkravet 6, kännetecknat därav, att partikelstorleken är minst 180 mikron vid minst 50 vikt-% av denna stärkelse. 16 104555

8. Förfarande enligt patentkravet 6 eller 7, kanne- t e c k n a t därav, att fukthalten hos den stärkelse som matas till extrudern är ca 15 vikt-% eller lägre och att den ; innehäller minst 40 vikt-% amylos. '

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suulakepuristimeen syötettävän tärkkelyksen kosteuspitoisuus on noin 15 paino-% tai vähemmän ja että se sisältää amyloosia vähintään 40 paino-%.

9. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att stärkelsens totalfukthalt i extrudern är ca. 5...25 vikt-% och att fukthalten hos den stärkelse som matas till extrudern är ca 5...12 vikt-%.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelyksen kokonaiskosteuspitoisuus suulakepuristimessa on noin 5...25 paino-% ja että suulakepuristimeen syötettävän tärkkelyksen kosteuspitoisuus on noin 5...12 paino-%.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu 1 siitä, että suulakepuristimeen syötettävä tärkkelys on tärkke lyksen vesiliete, joka on kuivattu jatkuvatoimisella hihnakui-vurilla. • ^ % Ί 104555 ’ 1. Förfarande för extrusion av stärkelse vars totalfukthalt är 25 vikt-% eller mindre, räknat pä stärkelsens vikt, sälunda att man erhäller en expanderad produkt, känneteck-n a t därav, att partikelstorleksfördelningen hos den icke modifierade eller modifierade stärkelse som mätäs tili extrudern är sädan att partikelstorleken vid minst 30 vikt-% av denna stärkelse är minst 180 mikron.

10. Förfarande enligt patentkravet 9, kännetecknat därav, att den stärkelse som matas till extrudern är ett stär-kelse-vattenslam som torkats medelst en kontinuerligt ar-betande remtork. • * « i