FI65277C - Foerfarande och anlaeggning foer framstaellning av modifieradestaerkelser - Google Patents

Description

ΓΒ1 ^kuulutusjulkaisu ,r0nn ÄTa lBJ (11) UTLÄCGNINGSSKRIFT 65Z// C (45) ra le.· ’y 10.4 1:34

Patent meddelat V * (51) ttr.i^Wct. 3 c 13 L 1/08, G 08 B 31/00 SUOMI —FINLAND (21) P«**nttU*»k*inu« — PKantaraBknlng 783530 (22) Hlkamlspiivt — Araeknlnpdag 20.11.78 (23) Allaipilvl—Gilcighecsdig 20.11.78 (41) Tullut lulkhukil — Bllvtt offantllg 22.05.79

Pmtmttl. ja rricitUrihallitu· (44) NWltMWpwonpvm.- ,0’, *βλ

Patent-och reglutentyral—n ' 7 Arnokin uttagd och utijtirtften puMmrad ou.xc.uj (32)(33)(31) Fyydutty «tuoikws—Bagtrd priorttac 21.11.77

Ranska-Frankrike(FR) 773^930 (71) CPC Internetional Inc., International Plaza, Englewood Cliffs,

New Jersey 07632, USA(US) (72) Pierre Hector Ernest Fostier, Lille, Ranska-Frankrike(FR) (7*+) Oy Kolster Ab (5I+) Menetelmä ja laitteisto modifioitujen tärkkelysten valmistamiseksi -Förfarande och anläggning för framställning av modifierade stärkelser

Keksintö koskee menetelmää modifioitujen tärkkelysten valmistamiseksi ja laitteistoa menetelmän toteuttamiseksi.

Tunnetut menetelmät modifioitujen tärkkelysten valmistamiseksi käsittävät vaiheet, joissa tärkkelysmaitoa käsitellään erilaisten kemiallisten reagoivien aineiden kanssa riippuen halutusta modifikaatiosta ja käsitelty suspensio puhdistetaan hydrosykloneis-sa ja kuivataan lingossa ennen kostean tuotteen johtamista pneumaattiseen kuivuriin.

Tämän tyyppisen menetelmän päähaittana on, että se voi aiheuttaa hyvin voimakasta saastumista vesistöissä, joihin jätevedet lasketaan. Tällainen saastuminen johtuu erikoisesti tällaisissa jätevesissä läsnäolevista liukoisista aineista, joihin kuuluvat - lähtöaineena käytettävässä tärkkelysmaidossa olevat liukoiset aineet.

2 65277 - puhdistuksen aikana hydrosykloneissa uuttuneet liukoiset aineet, sekä - liukoiset aineet, jotka kulkevat lingottuun suodokseen.

Liukenevat aineet käsittävät hajonnutta tärkkelystä, reagoivien aineiden inaktiivisia komponentteja, neutraloinnissa syntyviä suoloja jne. Tähän asti kaikki jätevedet on lasketty ympäristöön saastuttaen siten ympäröivät vesistöt. Toisaalta jätevesien käsittely ennen niiden poistamista on erittäin suuria kustannuksia vaativa toimenpide.

Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan saastuneen veden poistaminen prosessin lopussa välttää. Seuraa-vassa viitataan oheiseen kuvioon.

Keksintö koskee menetelmää modifioitujen tärkkelysten valmistamiseksi, jolloin tärkkelysmaidon muodossa olevaa tärkkelystä modifioidaan kemiallisilla reagoivilla aineilla reaktiokammiossa 9 ja modifioitu tärkkelys linkokuivataan lingossa 10. Menetelmälle on tunnusomaista, että tärkkelyksen valmistusvaiheesta modifiointi-vaiheeseen tulevalle tärkkelysmaidolle suoritetaan ensimmäinen linkokuivaus lingossa 2 ja lingosta 2 saatu kakku laimennetaan modifiointia varten, jolloin lingosta 10 saatu suodos kokonaisuudessaan palautetaan käytettäväksi ainakin osana laimennusvedestä.

Tärkkelyksellä tarkoitetaan kaikkia tavallisesti käytettyjä tärkkelyksiä, kuten maissi-, vehnä- tai riisitärkkelystä sekä peruna-, tapioka- tai muita jauheita.

Menetelmässä, jossa lähtöaineena käytetään tärkkelysmaitoa, suoritetaan ensimmäinen kuivausvaihe ennen reaktiokammiota, mitä seuraa lairaennusvaihe, sekä toinen kuivausvaihe reaktiokammion jälkeen ja toisesta kuivausvaiheesta saatua suodosta käytetään prosessivetenä, joka palautetaan ainakin kerran laimennusvaihee-seen.

Saastuneiden vesien poistaminen vältetään täten palauttamalla liukoisilla aineilla kuormitetut jätevedet prosessivesiksi. Tämän seurauksena osa liukenevista aineista sisältyy jälleen kuivattuun lopputuotteeseen toisen osan jäädessä palautuskiertoveteen. Liukoisten jäännösten osuus saadussa modifioidussa tärkkelyksessä pyrkii kohti rajaa, joka käytännössä saavutetaan muutaman syklin jälkeen, kuten yksityiskohtaisemmin jäljempnä selitetään.

Kiertovesien sisältämien aineiden laimennusastetta voidaan 3 65277 vapaasti säätää lisäämällä tuoretta vettä, edullisesti toisesta kuivausvaiheesta saatuun suodokseen. Modifioidun tärkkelyksen valmistamiseksi tarvittavat reagoivat aineet lisätään ennen reaktio-kammiota 9 sekoittaen ja mahdollisesti kuumentaen näitä suodoksen kanssa, joka tulee lingossa 10 suoritetusta kuivausvaiheesta.

Keksintö koskee myös laitteistoa menetelmän toteuttamiseksi. Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista, että se käsittää ensimmäisen linkokuivurin 2, joka on yhdistetty syöttölaitteeseen tärkkelysmaidon syöttämiseksi ja jonka kakunpoistolaite on yhdistetty laimennussäiliöön 5, joka on sijoitettu sarjaan se-koittimen 7 kanssa, jossa on laitteet reagoivien aineiden syöttöä varten, ja mahdollisesti kuumentimen 8 kanssa, joka ulottuu reak-tiokammioon 9, jossa on sopivat syöttöjohdot ja jonka poistolaite on yhdistetty toiseen, modifioidun tärkkelyksen linkokuivuriin 10, jolloin suodoksen poistolaitteet 11, 12 on yhdistetty johtoon 18 laimennusveden syöttämiseksi laimennussäiliöön.

Linkokuivurin 10 suodoksen poistolaite voi olla varustettu suodoksen sisältämien liukenemattomien aineiden väkevöimislait-teella 13, jolloin tällaiset aineet voidaan palauttaa linkokuivuriin 10.

Linkokuivurista 10 saadun suodoksen palautusjohtoon voidaan liittää varmuussuodatin 14 alavirtaan väkevöimislaitteesta 13. Sekoitin on edullisesti staattista tyyppiä ja tuoreen veden syöttölaite voidaan sijoittaa varmuussuodattimen tulopäähän.

Seuraavassa tarkastellaan lähemmin liitteenä olevaa kuviota, laitteistoa ja keksinnön mukaisen menetelmän vaiheita.

Kuviossa on esitetty tärkkelysmaidon sisääntulo 1, joka tärkkelysmaito tulee,kuten on hyvin tunnettua, sellaisenaan tärkkelysmaidon valmistuslaitoksesta A (ei näy kuviossa) ensimmäiseen linkokuivuriin 2. Kuivurista saatu suodos kuljetetaan johdon 3 kautta tärkkelysmaidon valmistuslaitokseen A, joka syöttää tärkkelysmaidon. Kuivattu kakku, joka sisältää n. 35 % kosteutta, kuljetetaan esim. kieräruuvin ja kuljetushihnan 4 avulla, laimennussäiliöön 5, joka on varustettu sopivalla sekoittimella ja jossa se dispergoidaan uudelleen veteen, jota syötetään sisääntulosta 6, tärkkelysmaidon uudelleenmuodostamiseksi.

Kaikki prosessissa käytettävät laitteet on järjestetty sarjaan. Siten ulostulo laimennussäiliöstä 5 on yhdistetty sekoitti- 4 65277 meen 7, joka on esimerkiksi staattista tyyppiä ja joka mahdollisesti on liitetty kuumentimeen 8, joka ulottuu reaktiokammioon eli säiliöön 9, joka puolestaan on yhdistetty toiseen linkokuivuriin 10, jonka suodoksen ulostulo 11 on lähtöpiste johdolle 12, jossa prosessivesi palautetaan mahdollisesti väkevöimislaitteen 13 ja varmuussuodattimen 14 kautta, jolloin tuoreen veden sisääntulo 15 on järjestetty suodattimen sisääntulokohdalle.

Sekoittimessa 7 on tavalliseen tapaan sisääntulo 16 sopivaa reagoivaa ainetta varten, sisääntulo 17 alkaliainetta, katalyyttiä tai muuta ainetta varten ja veden sisääntulo 18. Reaktiosäiliössä 9 on sisääntulo 19 hapanta tai neutraloivaa ainetta varten. Toinen kuivuri 10 käsittää poistolaitteen 20 modifioidun tärkkelyksen muodostavaa kakkua varten ja poistolaite 20 on yhdistetty esimerkiksi sopivaan kuivuriin S. Suodoksen poistolaite 11 voi olla liitetty väkevöimislaitteeseen 13, josta suodos poistoputken 21 kautta palautetaan linkokuivuriin 10 sisääntulon 22 kautta. Lisäksi voidaan käytännöllisistä syistä sijoittaa vaihtosäiliö 23 laimen-nussäiliön 5 ja sekoittimen 7 väliin. Vesi, jota käytetään linko-kuivurista 2 saadun kakun uudelleendispergoimiseen laimennussäiliössä 5, koostuu pääasiallisesti linkokuivurista 10 saadusta suo-doksesta. Tärkkelysmaidon tiheys on vapaasti säädettävissä, mutta edullisesti se on dj^ = 1,184 - 1,188.

Tärkkelysmaidon syöttö kohti reaktiosäiliötä 9 suoritetaan nopeudella, joka riippuu kiertoprosessin kapasiteetista ja reak-tioajasta. Edullisesti nopeus valitaan niin, että se sallii kuivurin S yhtäjaksoisen toiminnan. Reaktiosäiliöön 9 syötettävä tärkkelysmaito kiertää pumppauksen aikana yhden tai useamman staattisen sekoittimen 7 läpi, jolloin sisääntuloaukkojen 16 ja 17 kautta voidaan lisätä tärkkelystä modifioivia aineita, kuten nestey-tysaineita, yhdisteitä, jotka tärkkelyksen kanssa muodostavat substituoituja tuotteita, katalyyttejä, tai tuotteita, jotka parantavat tärkkelysrakeen kestävyyttä paisumisen suhteen erityisesti korkeissa pH-arvoissa ja lämpötiloissa. Tärkkelysmaito virtaa sitten kuumentimen 8 läpi, joka on tavallisesti levytyyppi-nen lämmönvaihdin, jolla on riittävä kapasiteetti kuljettamaan tärkkelysmaitoa suunnitellulla maksimituotantonopeudella, tavallisesti lämpötilassa 40-55°C.

Reaktio alkaa kuumennuslaitteen 8 ulostulokohdalla. Neutra- I; 5 65277 loimisaine, joka sen päättää, ja joka voi olla happo tai emäs, syötetään suoraan reaktiosäiliöön 9 sisääntulon 19 kautta.

Reaktiosäiliö 9 on vetoisuudeltaan yhtä suuri kuin säiliöt 5 ja 23, ja sen tyhjentämiseen vaadittava aika riippuu linkokui-vurin 10 ja tavallisesti pneumaattista tyyppiä olevan kuivurin S kapasiteetista.

Linkokuivurista 10 tuleva suodos on tavallisesti kuormitettu liukenemattomalla tärkkelyksellä. Tämä tärkkelys voidaan erottaa käyttäen hyväksi sen erilaista tiheyttä kuljettamalla se ainakin yhden väkevöimislaitteen 13 läpi, joka voi olla esimerkiksi hydro-syklonityyppiä. Väkevöity liukenematon tärkkelysjae palautetaan sitten putken 21 kautta lingon 10 syöttöön ja putken 24 kautta saatua selkeytettyä jaetta käytetään, kuten edellä kuvattiin tärkkelyksen laimennusvetenä säiliössä 5 sekä kemiallisten reagoivien aineiden ja lisäaineiden laimennusta varten (kohdassa 18). Varmuus-suodatin 14 poistaa kaiken mahdollisesti jäljellä olevan ei-liuen-neen tärkkelyksen.

Käytännössä riittää, että prosesissa käytetään kaksi reak-tiosäiliötä jatkuvan tuotannon varmistamiseksi. Kaikki säiliöt ovat edullisesti vetoisuudeltaan samanlaiset ja ovat varustetut sekoituslaittein.

On havaittu, että keksinnön mukaisessa prosessissa jäljellejääneiden liukoisten aineiden osuus tuotetussa modifioidussa tärkkelyksessä pyrkii, peräkkäisten reaktioiden kuluessa, kohti rajaa, joka käytännössä saavutetaan viiden tai kuuden syklin jälkeen ja joka vastaa liuennetun tärkkelyksen ja lisättyjen tai yhden ainoan reaktiosyklin aikana muodostuneiden kemiallisten yhdisteiden tai reagoivien aineiden summaa.

Seuraavassa tarkastellaan yksinkertaistettua systeemiä, joka määritellään seuraavin painoarvoin: - liukenevia aineita yhteensä, jotka ovat muodostuneet tai jotka on lisätty yhden reaktiosyklin aikana = x, - kuiva lähtöaine = 100, - vesi lingotusta tärkkelyslähtöaineesta = 59, - kiertovesi = V = 91, - vettä yhteensä * Vo = 150, - modifioitu tärkkelys = 100, - modifioitu tärkkelysvesi = 59.

65277

Koska liukenevien aineiden jakautuminen vesipitoisessa faasissa on vakio, on mahdollista laskea lisäykset niiden pitoisuudessa peräkkäisten syklien aikana:

Liukenevien aineiden paino kiertovedessä:

Reaktio 1 X x V_ = "X x V_

Vo Vo

Reaktio 2 (X x V_ + %) V_ =% x V_ (1+ V )

Vo Vo Vo Vo

Reaktio 3 X x V_ (1 + ν_).+·χ V_ = X x V_ 1 + V_ + ,V . 2

Vo Vo J Vo Vo Vo 1Vo'

Reaktio n »XxVl+V.fV.2 v3 L vö w ·*

Kun V_ < 1, joka pätee tässä menetelmässä, ja kun reaktiosyklejä Vo on ääretön lukumäärä, n on kierrossa olevien liukenevien aineiden sarja-arvo X x V_ kerrotuna suhteen V_ geometrisen sarjan sum-Vo Vo maila seuraavasti: kiertävien liukenevien aineiden _ __

Ra jamassa = TL. x V x 1 =Xv

Vo 1 - V Vo - V

Vo _

Liukenevien aineiden osuus kiertovedessä = TC x 100 vettä

Vo - V * josta = 1.69 X %/vettä tässä esimerkissä.

Liukenevien aineiden osuus tärkkelyksessä = X x 100 Vo - V = X %/

Vo - V X 100 kuivaa ainetta.

Siten laskelma antaa loogisen tuloksen, koska tällaisessa eristetyssä systeemissä lisättyjen aineiden määrän täytyy vastata siitä tulevien aineiden määrää.

Reaktioon käytettyjä kemiallisia lisäaineita ei tietyissä tapauksissa löydy nestefaasista, koska ne ovat läsnä, prosessin lopussa, muodossa, joka on liukenematon tai niukkaliukoinen veteen (kuten kalsiumsulfaatti, joka on saatu neutraloimalla rikkihappo kalkilla tai kalsiumkarbonaatilla). Vieraiden aineiden osuus 7 65277 valmiissa tärkkelyksessä saavuttaa silloin rajansa nopeammin, mutta raja pysyy samana ja kiertävät nesteet ovat vähemmän kuormitettuja liukenevilla aineilla.

Tapauksissa, jolloin kiertonesteitä on varastoitava melko pitkän tuotantoseisokin ajan, on suotavaa suojata ne käymisvaaral-ta varastoinnin aikana. Tietyt suoja-aineet, kuten natriumhypokloriitti, ovat osoittautuneet tehokkaiksi tähän tarkoitukseen, kun niitä käytetään pienissä määrissä.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä.

Esimerkki 1

Nesteytetyn tärkkelyksen valmistus happomenetelmällä Tämä prosessi toteutetaan samanlaisella edellä kuvatulla tavalla, jolloin käytetään neljää vetoisuudeltaan samansuuruista säiliötä, nimittäin yhtä säiliötä lingotun tärkkelyksen disper-gointia varten, yhtä vaihtosäiliötä ja kahta reaktiosäiliötä.

Kloorivetyhappoa (d = 1,16) käytetään nestetykseen suhteessa 40 1/tonni tärkkelys-kuiva-ainetta.

Kloorivetyhappoa syötetään jatkuvasti tärkkelysmaitoon reaktiosäiliön täytön ajan, joka kestää kolme tuntia, staattisen sekoittimen kautta. Levytyyppinen kuumennin, joka on sijoitettu välittömästi alavirtaan, nostaa tärkkelyksen lämpötilan 52-53°C:een.

Reaktion lopussa suoritetaan neutralointi natriumkarbonaat-tijauheella ja pH-arvo säädetään 6,Osaan.

Koska prosessin kapasiteetti on sellainen, että reaktiosäiliön täytyy tyhjentyä 11 tunnissa, on aika, joka on käytettävissä nesteytysreaktiota varten (11 h - 3 h) =8h+ puolet säiliön täyttöä jasta, koska tärkkelys alkaa muuttumisensa välittömästi pois-tuttuaan kuumentimesta, nimittäin 1 tunnin ja 30 minuutin kuluttua, eli yhteensä 9 h 30 min. Tämä aika on riittävä halutun viskositeetin alenemisen saavuttamiseksi, jolloin 13 reaktiosyklin aikana jokaisen reaktiosyklin lopputuotteella on Scott-viskositeetti (60 g tärkkelystä - 100 ml:n kaato) 45 - 60.

Jatkuva käyttö kahdella reaktiosäiliöllä on ohjelmoitu seu-raavan taulukon I mukaisesti, jossa lukuarvot on ilmaistu tuntei--na.

8 65277

Taulukko I

Reaktiosäiliöt n:o 1 n:o 2 n:o 1 n:o 2 tärkkelyksen dispergointi alkaa Oh 11 h 22 h 9h tärkkelyksen dispergointi loppuu 4 15 2 13 vaihtosäiliö täynnä 5 16 3 14 reaktiosäiliö täynnä 8 19 6 17 reaktio päättynyt 16 3 14 1 reaktiosäiliö tyhjä 3 14 1 12

Syötössä alavirtaan reaktiosäiliöstä ei tapahdu keskeytyksiä.

Käytännöllisistä syistä ja tietyn viiveen mahdollistamiseksi syötetään tärkkelyksen dispergoimiseksi käytettävän suodatetun veden talteenotossa lisätään 400 1 ylimääräistä vettä tonnia kohti tärkkelys-kuiva-ainetta ensimmäiden dispergointivaiheen aikana.

Ensimmäiset kaksi työvaihetta suoritetaan tärkkelysmaidolla (d^ = 1,184), joka on peräisin suoraan tärkkelyslaitoksesta, linkoamatta .

Kolmannesta vaiheesta eteenpäin sykleistä tulee normaalit. Liukenevien jäännösaineiden kerääntyminen tuotetussa nesteytetyssä tärkkelyksessä on esitetty seuraavassa taulukossa II:

Taulukko II

Liukenevia aineita lopputuotteessa (% kuiva-ainetta)

Epäorgaanisia Orgaanisia Yhteensä 1. sykli 0,95 0,40 1,35 2. sykli 1,50 0,65 2,15 3. sykli 1,85 0,80 2,65 4. sykli 2,10 0,90 3,00 5. sykli 2,20 0,95 3,15 6. sykli 2,30 0,95 3.25 7. svkli 2,35 1,00 3,35 raja 2,40 1,00 3,40

Liukoisten aineiden raja-arvo saavutetaan n. kuudennen syklin kohdalla. Kaikkien liukoisten aineiden kuiva-ainemäärä eri reaktiosykleissä sekoittamisen jälkeen on keskimäärin 2,70 %.

li 65277

Esimerkki 2

Kationisen tärkkelyksen valmistus Tämä prosessi toteutetaan esimerkissä 1 kuvatulla nesteyte-tyllä tärkkelyksen valmistuksessa käytetyllä laitteistolla.

Käytetty reagoiva aine on kvaternäärinen ammoniumyhdiste, joka on epoksireagenssi (2,3-epoksipropyyli-trimetyyliammonium-kloridi). Sitä lisätään tärkkelysmaitoon 20 osaa 1000 osaa kohti tärkkelys-kuiva-ainetta tärkkelyksen pumppauksen aikana ja lisäämiseen käytetään staattista sekoitinta.

Sitten lisätään reaktiokatalyyttiä, joka on natriumhydrok-sidia, suhteessa 12 osaa 1000 osaa kohti kuivaa tärkkelystä. Emäs liuotetaan ensin ja laimennetaan sitten 120 l:ssa vettä, joka on samanlaista kuin vesi, jota käytettiin tärkkelyksen dispergoimi-seen, minkä jälkeen se ruiskutetaan jatkuvasti ja tasaisesti tärkkelysmaitoon toisen staattisen sekoittimen välityksellä. Koska emäksen laimennusveden täytyy olla vapaa liukenemattomasta tärkkelyksestä, käytettiin varmuussuodatinta, joka pidätti 3 mikronia suuremmat hiukkaset täydentämään lingosta tulevien nesteiden väke-vöimistä ja kirkastamista.

Tärkkelysmaito kuumennetaan 49°C:n reaktiolämpötilaan saattamalla se kulkemaan levytyyppisen lämmönvaihtimen läpi.

Reaktiosäiliön täyttäminen vaatii 3 tuntia ja tällä kaksi-säiliöjärjestelmällä reaktiota ja sen päättämistä varten käytettävä aika on sentähden 9 tuntia 30 minuuttia vaadittavan reaktioajan ollessa 8 tuntia. Kun muuntaminen on päättynyt, tärkkelys neutraloidaan kloorivetyhapolla (d = 1,16), jonka pH-arvo on lähellä 5,0.

Kahta ensimmäistä vaihetta ei tarvinnut suorittaa ei-lingo-tulla tärkkelysmaidolla eikä niissä tarvinnut käyttää ylimääräistä vettä lingotun tärkkelyksen ensimmäistä dispergointia varten, koska jäljellejäänyttä suodatettua vettä, jota oli varastoitu esimerkin 1 mukaisen nesteytetyn tärkkelyksen valmistuksen jälkeen, käytettiin tärkkelyslaitoksesta peräisin olevan kosteudeltaan 35-%:sen tärkkelyksen dispergoimiseksi.

14 reaktiosyklin jälkeen lopullisesti tuotetulla modifioidulla tärkkelyksellä on seuraavat tunnusluvut: kosteus: 12 % pH-arvo: 5 substituutioaste: 0,017 10 6 52 77 liukoisia aineita yhteensä: vähemmän kuin 2,5 % epäorgaanista ainesta: vähemmän kuin 1,75 %.

Liukenevien jäännösten kerääntyminen tällä tavalla valmistetussa kationisessa tärkkelyksessä on esitetty seuraavassa taulukossa III (jolloin on huomattava, että yksi sykli vastaa kahta reaktiosykliä).

Taulukko III

Liukoisia aineita lopputuotteessa (% kuiva-ainetta)

Epäorgaanisia Orgaanisia Yhteensä 1. sykli 1,49 0,83 2,32 2. sykli 1,60 0,79 2,39 3. sykli 1,66 0,78 2,44 4. sykli 1,69 0,77 2,46 5. sykli 1,71 0,76 2,47 6. sykli 1,73 0,75 2,48 7. sykli 1,73 0,75 2,48 raja 1,73 0,75 2,50 Tämä esimerkki osoittaa, että on mahdollista käyttää uudelleen nesteet, jotka jäävät jäljelle tietyn modifioidun tärkkelyksen valmistuksen jälkeen, toisentyyppisen modifioidun tärkkelyksen valmistukseen, edellyttäen, että nämä nesteet on varastoitu niin, että ne on suojattu käymiseltä (tässä esimerkissä lisättiin 1 1 hypokloriittia, jonka väkevyys oli 155 g aktiivista klooria/1, jokaiseen kuutiometriin vettä) ja edellyttäen, että valmistusprosessit eri modifioiduille tärkkelyksille ovat siten ohjelmoidut, että vältetään yhteensopimattomuudet.

Nesteytetystä tärkkelyksestä aiheutunut liukenevat yhdisteet, joita on läsnä kiertovedessä, vähenevät syklistä toiseen geometrisessä sarjassa lähestyen lopuksi nollarajaa. Liukoisten aineiden raja, joka lopuksi saavutetaan kationisen tärkkelyksen valmistuksessa, ei siten poikkea rajasta, joka saataisiin käyttämällä puhdasta vettä.

Esimerkki 3

Hapetetun tärkkelyksen valmistus

Prosessi toteutetaan edellä kuvatulla tavalla, jolloin käytetään 4 säiliötä, jotka käsittävät tärkkelyksen dispergointi-, li X1 65277 vaihto- ja reaktiosäiliöt, sekä laitteet reagoivan aineen ruiskuttamista varten pumppauksen aikana reaktiosäiliöihin.

Käytetty reagoiva aine on natriumhypokloriitin liuos, jonka titraus on 150 g C^/l ja joka sisältää 48 g/1 natriumia.

Staattisen sekoittimen avulla reagoivaa ainetta ruiskutetaan tärkkelysmaitoon koko sen ajan, minkä reaktiosäiliÖ. vaatii täyttyäk-seen. Välittömästi alavirtaan sijoitettu levytyyppinen kuumennin nostaa lämpötilan tarvittaessa n. 40°C:een.

Ruiskutetun hypokloriittiliuoksen määrä on sellainen, että lisätyn kloorin suhde kuivaan tärkkelysaineeseen on n. 1,2. Reaktioaika on n. 3 tuntia.

Tuotetulla hapetetaan tärkkelyksellä on seuraavat tunnus- arvot : kosteus: 12 % pH-arvo: 8-9 karboksyyliryhmiä: 0,1 % liukoisia aineita yhteensä 3,8 % epäorgaanisia liukenevia aineita: 2,8 %

Liukoisten jäännösten prosenttiosuus hapetetussa tärkkelyksessä on esitetty seuraavassa taulukossa IV.

Taulukko IV

Liukoisia aineita lopputuotteessa (% kuiva-ainetta) • Epäorgaanisia Orgaanisia Yhteensä 1. sykli 1,07 0,39 1,46 2. sykli 1,72 0,62 2,34 3. sykli 2,12 0,77 2,89 4. sykli 2,37 0,86 3,23 5. sykli 2,50 0,91 3,41 6. sykli 2,60 0,94 3,54 7. sykli 2,65 0,96 3,61 raja 2,70 1 3,70

Esimerkki 4

Asetyloidun tärkkelyksen valmistus

Prosessi toteutetaan esimerkissä 1 kuvatulla tavalla. Käytetään 4 vetoisuudeltaan samanlaista säiliötä, jotka käsittävät: 12 65277 yhden säiliön lingotun tärkkelyksen dispergoimiseksi, yhden vaihtosäiliön ja kaksi reaktiosäiliötä.

Käytetty reagoiva aine on etikkahappoanhydridi ja katalyytti on natriumkarbonaattiliuos, joka on valmistettu etukäteen liuottamalla hiutalemaista natriumkarbonaattia sopivaan määrään kierrosta otettua vettä. Näitä kahta liuosta ruiskutetaan tasaisesti tärkke-lysmaitoon pumpattaessa sitä reaktiosäiliöön, kunnes määrät 3000/1000 ja 19/1000 vastaavasti on saavutettu.

Koska natriumkarbonaatin laimennusveden täytyy olla vapaa liukenemattomasta tärkkelyksestä, käytetään varmuussuodatinta, jonka pidätyskoko on 3 mikronia, kuten esimerkissä 2 edellä.

Tuotetulla asetyloidulla tärkkelyksellä on seuraavat tunnus- arvot: kosteus: 12 % pH-arvo: 5-6 asetyyli-%: l:n alueella liukoisia aineita yhteensä: vähemmän kuin 4,2 % epäorgaanisia liukoisia aineita: vähemmän kuin 3,7 %.

Liukoisten jäännösten prosenttiosuus modifioidussa tärkkelyksessä on esitetty seuraavassa taulukossa V.

Taulukko V

Liukoisia aineita lopputuotteessa (% kuiva-ainetta)

Epäorgaanisia Orgaanisia Yhteensä 1. sykli 1,33 0,20 1,53 2. sykli 2,18 0,30 2,48 3. sykli 2,74 0,35 3,09 4. sykli 3,07 0,40 3,47 5. sykli 3,30 0,45 3,75 6. sykli 3,45 0,45 3,85 7. sykli 3,53 0,48 4,01 raja 3,70 0,50 4,20 13 65277

Prosessi voidaan toteuttaa asetyloidun tärkkelyksen valmistamiseksi, käyttäen vettä, joka on otettu talteen hapetetun tärkkelyksen valmistuksen aikana (ks. aikaisempi esimerkki) tärkkelyksen saattamiseksi uudelleen suspensioon.

Näissä toimintaolosuhteissa saadaan samat tunnusarvot kuin edellä, vaikkakin tulokset, jotka on saatu analysoimalla eri reak-tiosykleistä peräisin olevat tärkkelykset, ovat tasaisempia.

Liukoisten jäännösten prosenttiosuus tärkkelyksessä on esitetty seuraavassa taulukossa VI.

Taulukko VI

Liukoisia aineita lopputuotteessa (% kuiva-ainetta)

Epäorgaanisia Orgaanisia Yhteensä 1. sykli 3,69 1,04 4,73 2. sykli 3,69 0,84 4,53 3. sykli 3,71 0,65 4,36 4. sykli 3,69 0,62 4,31 5. sykli 3,69 0,59 4,28 6. sykli 3,70 0,54 4,24 7. sykli 3,69 0,54 4,23 raja 3,70 0,55 4,25 Tämän keksinnön muunnelman mukaisesti on mahdollista lähteä hienonnetusta tärkkelyksestä, jonka kosteuspitoisuus on n. 12 %, ja panna se suspensiona suoraan laimennussäiliöön, jolloin ensimmäinen linkokuivausvaihe on suoritettu ennen tällaisen tärkkelyksen kuivaamista.

Tämän keksinnön mukainen menetelmä on käyttökelpoinen mille tahansa tärkkelysmodifikaatiolle, joka ei johda raetilan hajoamiseen. Lopputuotteen sisältävät liukoiset aineet voivat mahdollisesti sisältää pienen määrän hajonnutta tärkkelystä, reagoivien aineiden reagoimattomia komponentteja ja neutraloinnista tai muista kemiallisista lisäaineista peräisin olevia suoloja. Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä saatuja modifioituja tärkkelyksiä ovat erityisesti : - happamassa tai hapettavassa väliaineessa nesteytetyt tärkkelykset, - tärkkelykset, jotka on silloitettu multifunktionaalisilla ryhmillä, 14 65277 - kationiset tärkkelykset, - asetyloidut tärkkelykset, - karboksimetyylitärkkelykset, - hydroksialkyylitärkkelykset, - tärkkelykset, joita on käsitelty alkalisessa väliaineessa, - fosfatoidut tärkkelykset.

Keksinnön mukaisesti saatuja modifioituja tärkkelyksiä voidaan käyttää erityisesti tärkkelystahnojen valmistukseen.

Claims (10)

15 65277

1. Menetelmä modifioitujen tärkkelysten valmistamiseksi, jolloin tärkkelysmaidon muodossa olevaa tärkkelystä modifioidaan kemiallisilla reagoivilla aineilla reaktiokammiossa (9) ja modifioitu tärkkelys linkokuivataan lingossa (10), tunnettu siitä, että tärkkelyksen valmistusvaiheesta modifiointivaiheeseen tulevalle tärk-kelysmaidolle suoritetaan ensimmäinen linkokuivaus lingossa (2) ja lingosta (2) saatu kakku laimennetaan modifiointia varten, jolloin lingosta (10) saatu suodos kokonaisuudessaan palautetaan käytettäväksi ainakin osana laimennusvedestä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiertovesien sisältämien aineiden laimennusaste säädetään vapaasti lisäämällä tuoretta vettä, edullisesti lingossa (10) suoritetusta, toisesta linkokuivausvaiheesta saatuun suodokseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että toisesta linkokuivausvaiheesta saatu linkokuivattu, modifioidun tärkkelyksen muodostava kakku kuivataan.

4. Laitteisto jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää ensimmäisen linkokuivurin (2), joka on yhdistetty syöttölaitteeseen tärkkelysmaidon syöttämiseksi ja jonka kakunpoistolaite on yhdistetty laimennussäiliöön (5), joka on sijoitettu sarjaan sekoit-timen (7) kanssa, jossa on laitteet reagoivien aineiden syöttöä varten, ja mahdollisesti kuumentimen (8) kanssa, joka ulottuu reaktio-kammioon (9), jossa on sopivat syöttöjohdot ja jonka poistolaite on yhdistetty toiseen, modifioidun tärkkelyksen linkokuivuriin (10), jolloin suodoksen poistolaitteet (11, 12) on yhdistetty johtoon (18) laimennusveden syöttämiseksi laimennussäiliöön.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laite suodoksen poistamiseksi toisesta linkokuivurista (10) käsittää suodoksen sisältämien liukenemattomien aineiden väke-vöimislaitteen (13), joka on sovitettu palauttamaan nämä aineet toiseen linkokuivuriin (10).

6. Patenttivaatimuksien 4 tai 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että johtoon, jossa suodos palautetaan toisesta linkokuivurista (10), on liitetty varmuussuodatin (14) väkevöimislait-teesta (13) alavirtaan. 16 65277

7. Jonkin patenttivaatimuksista 4-6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tuoreen veden syöttölaite (15) on sijoitettu varmuusuodattimen sisääntulokohdalle.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 4-7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toisella linkokuivurilla linkokuivatun kakun poistolaite on yhdistetty kuivuriin, jolla saatu modifioitu tärkkelys kuivataan.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukaisella menetelmällä saatuja kuivattuja modifioituja tärkkelyksiä, tunnetut siitä, että ne varsinaisen modifioidun tärkkelyksen lisäksi sisältävät pienen määrän hajonnutta tärkkelystä ja reagoimattomia komponetteja sekä niiden neutralointituotteita.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukaisia modifioituja tärkkelyksiä, tunnetut siitä, että ne ovat erityisesti happamassa tai hapettavassa väliaineessa nesteytettyjä tärkkelyksiä, multifunktionaa-lisilla ryhmillä silloitettuja tärkkelyksiä, kationisia tärkkelyksiä, asetyloituja tärkkelyksiä, karboksimetyylitärkkelyksiä, hydroksial-kyylitärkkelyksiä, alkalisessa väliaineessa käsiteltyjä tärkkelyksiä tai fosfatoituja tärkkelyksiä. 65277 17