JP2007511626A - デンプンまたはデンプン誘導体の変性方法 - Google Patents

Abstract

デンプン基質の連続的な流れ、ガス、場合によっては及び一種もしくは二種以上の反応剤を反応器に導入することを含み、この際、上記デンプン基質は０〜４５重量％の含水率を有し、反応器中の滞留時間は１〜６０分間であり、そして５０〜２２０℃に加熱される、デンプンもしくはデンプン誘導体の変性方法であって、上記デンプン基質及びガスが反対の方向で反応器に導入されること、及び反応器が、一つもしくは複数のブレードが配置された回転軸を含む管状ボディを有することを特徴とする、上記方法。

Description

本発明は、連続的方法においてデンプン及びデンプン誘導体を変性する方法に関する。本発明は更に、このような方法における反応器の使用に関する。

デンプンは、高等植物の主な炭水化物成分であり、そして多くの工業的な用途を有する。例えば、食品工業では、デンプンは、特にテクスチャ付与剤、ゲル化剤、増粘剤及び安定化剤として使用されている。製紙工業では、デンプンは、印刷性、表面強度及び耐溶剤性を向上するためにサイジング剤として使用されている。またデンプンは、発酵及び繊維工業や、並びに接着剤、洗剤、化粧料、医薬品、乳化もしくは分散剤、インキ及び染料、プラスチック、コーティング及び他の多くの一般に使用される製品の製造にも使用されている。

しかし、これらの役割を満たすためには、有る特定の性質（例えば流動性、剪断強度、安定性、様々な温度での粘度、ゲル化及び溶解性など）が必要とされ得る。天然のデンプンにはこれらの性質はしばしば備わっていない。それ故、デンプンを変性するための様々な方法が開発されている。

このような方法には、水熱処理、加水分解、分解（デキストリン化、アシッドシニング(acid-thinning）、酸化）、エステル化、エーテル化、安定化（例えば交差結合(cross-bonding)による安定化）などが挙げられる。

従来、工業的規模で最も成功したデンプン変性方法は水溶液中でのバッチ式プロセスに基づくものである。しかし、このような方法は幾つかの固有の欠点を有する。このような欠点としては、膨大な量の水性廃水が生ずることや、これらの方法は断続的に（バッチ式に）行わなければならないことなどが挙げられる。上記の廃水の処理は、生産及び運転コストにかなりの負担となり、そしてバッチ式プロセスは、それらの制御及び全体的なコストの双方にとって不利である。

これらの欠点を克服するデンプンの変性のための代替法を開発するために幾つかの試みが為されてきた。例えば、欧州特許出願公開第710670号は、デンプン粉と反応剤(reagent)とを同時に反応器に導入する、連続的な化学的変性方法を開示している。反応器の回転スクリューが、デンプンと反応剤との相互作用を可能にする、微細でダイナミックな液層を短時間で形成させる。しかしこの方法も幾つかの欠点を有する。先ず、デンプンが反応器を通過する速度の故に、反応に許される時間が短い（すなわち、デンプンと反応剤との接触時間が不十分である）。加えて、回転スクリューによって発生する遠心力の下に、デンプンが反応器の壁に堆積する傾向がある。許容可能な接触時間を確保しそして実行可能性の問題に取り組むために十分な程度に回転速度を低下させると、デンプンと反応剤はもはや適切に混合されず、それによって再び、反応レベル及び最終製品の品質に悪影響が生ずる。

他の例は、国際公開第97/13788号である。これは、ほぼ７７℃に等しい温度及び６時間までの反応時間において標準的な栓流条件下に行われるデンプンの化学的液体化の方法を開示している。この方法も幾つかの欠点を有する。先ず、栓流反応器の性質上、材料は僅かにしか混合されない。上述の通り、これは反応レベルに負の影響を与える。加えて、温度が７７℃未満であることと、反応器を通る際のデンプン粒子の静的な動きのために、滞留時間を長くしても材料は適切に乾燥されない。最後に、栓流反応器は基本的にはバッチ式プロセス条件を模擬するため、バッチ式プロセスに伴う欠点は解消されない。

更に別の例は、米国特許第4,021,927号である。この特許は、粒子が、一連の加熱された管状反応器に導入される前に、攪拌域を通過する液体化反応器を開示している。残念ながら、この反応器は、反応全体に渡っては液体化を維持することができない。これは基質が不均一に反応する恐れがあることを意味する。特に、攪拌反応域が分離しているため、液体化は加熱中は維持されない。その結果、一部の基質粒子のみが管状反応器の加熱された壁と接触し、重い粒子が、軽い粒子よりも速く加熱域を通過し（この反応器では、入口から出口への基質の輸送は重量に依存するため）、そして粒子が反応器に壁に粘着し得、それによって実行可能性が影響を受ける。全体としては、これは不効率で非均一な反応をまねく。

それゆえ、当技術分野においては、デンプンを変性するための改善されたより経済的な方法に対する要望がなお存在している。本発明はこのような方法を提供するものである。

本発明の概要

本発明の第一の側面では、デンプン基質の連続的な流れ、ガス及び場合によっては一種もしくはそれ以上の反応剤を反応器に導入することを含む、デンプンもしくはデンプン誘導体の変性する方法において、前記デンプン基質が、
− ０〜４５重量％、好ましくは１〜３０重量％の含水率を有し、
− 反応器内の滞留時間が１〜６０分、好ましくは２〜４５分であり、
− ５０〜２２０℃、好ましくは８０〜２２０℃に加熱される、
方法であって、
− 上記デンプン基質及びガスが、反対の方向で反応器に導入され、そして
− 反応器が、一つまたは複数のブレードが配置される回転軸を含む管状ボディを有する、
ことを特徴とする上記方法が提供される。

他の態様では、上記一つまたは複数のブレードは、２〜３０ｍ／ｓの先端速度を有する。

上記デンプン基質は、一種または二種以上の未加工デンプン、デンプン誘導体、デンプン質材料、例えば小麦粉、またはこれらの二種またはそれ以上のものの混合物から選択することができる。好ましくは、デンプン基質は粉末の形で反応器に導入される。

反応剤は、例えば、加水分解剤、酸化剤、酸、デキストリン化剤、アルキル化剤、エステル化剤、エーテル化剤、交差結合剤、及びこれらの一種もしくは二種以上のものの混合物から選択される化学剤もしくは酵素剤であることができる。好ましくは、反応剤は、ＨＣｌ、Ｈ₂ＳＯ₄もしくはＨ₂ＰＯ₄などの鉱酸、クエン酸などの有機酸、過酸化水素などの過酸化物（銅などの触媒を共に使用してもよい）、過硫酸塩などの酸化剤、及びこれらの一種またはそれ以上のものの混合物から選択される。

好ましい態様の一つでは、反応剤は、反応器に導入する前にデンプン基質に加えられる。

本発明の第二の態様では、デンプン基質の連続的な流れ、ガス、及び鉱酸、過酸化物及び酸化剤から選択される一種もしくは二種以上の反応剤を反応器に導入することを含む高可溶性デンプンを製造する方法において、前記デンプン基質が１〜３０重量％の含水率を有し、反応器中での滞留時間が２〜４５分であり、そして８０〜２２０℃に維持される方法であって、上記デンプン基質及びガスを反対方向で反応器に導入し、そして反応器が、一つもしくは複数のブレードが配置される回転軸を含む管状ボディを有することを特徴とする、上記方法が提供される。

好ましくは、本方法に従い製造されるデンプンは、冷水中に７０〜１００％、特に７５〜１００％可溶である。

本発明の第三の態様では、デンプンもしくはデンプン誘導体の変性のための反応器の使用であって、管状ボディを有する前記反応器が
− 一つまたは複数のブレードが配置された回転軸、及び
− 少なくとも二つの入口（この際、その一つは、デンプン基質及び場合によっては一種もしくは二種以上の反応剤の導入のためであり、一つはガスの導入のためである）、
を含む使用であって、
上記入口が、デンプンとガスが反対方向に反応器中に導入されるように配置されることを特徴とする上記使用が提供される。

本発明の詳細な説明

本発明は、デンプンもしくはデンプン誘導体を変性する方法を提供する。“デンプン誘導体”という用語は、未加工デンプンを一つの変性もしくは一連の変性（物理的、化学的及び／または遺伝子的変性）に付すことによって形成される任意の分子を指す。それゆえ、デンプン誘導体としては、次のものに限定されないが、酵素もしくは酸加水分解デンプン（例えばマルトデキストリン、グルコースシロップ及び加水分解物）； 分解デンプン（例えば熱、酸化、触媒もしくは酸性化によって分解されたデンプン、例えばローストデキストリン及びシン−ボイリングデンプン(thin-boiling starch)）； 予備ゲル化デンプン； デンプンエステル（例えばデンプンｎ−オクテニルスクシネート）； デンプンエーテル； 交差結合デンプン； 老化デンプン； 漂白デンプン； カチオン化もしくはアニオン化デンプン、両性デンプン、デンプンホスフェート類、ヒドロキシアルキル化デンプン、及びアルカリ処理デンプンなどが挙げられる。簡略のために、本明細書においてデンプンという場合には、これは未加工デンプン及びデンプン誘導体のどちらも含むものと理解されたい。

これに対して、“デンプン基質”という用語は、本方法の第一段階において反応器に導入される実際の材料のことを指す。基質は、一種もしくは二種以上の未加工デンプン、一種もしくは二種以上のデンプン誘導体、またはこれらの混合物を含むことができる。好ましくは、基質は、デンプン及び／または一種もしくは二種以上のデンプン誘導体からなる。デンプン自体は、どのような由来のものでもよく（ポテト、コムギ、コーン、米、タピオカ、エンドウ、大麦など）、そしてモチ種でもよいしまたはそうでなくともよい。基質は、管状反応器に使用するのに適した他のデンプン質材料を含むこともできるし、またはこのような材料から排他的になることもできる。このような材料の一例はフラワー（例えばポテト粉、大豆粉、または穀物粉、例えば小麦粉）である。

基質は、一種もしくは二種以上の天然もしくは合成ポリマー（例えばセルロースもしくはハイドロコロイド）及び／または一種もしくは二種以上の有機もしくは無機化合物と組み合わせて使用することができる。また、緩衝剤（例えばＮａＯＨ）と混合してもよい。

基質は、粉末もしくはケーキの形であることができ、そして反応器中に進入する時点で０〜４５重量％、好ましくは１〜３０重量％、更により好ましくは３〜２５重量％の含水率を有する。基質が４５％を超える含水率を有する場合には、これは、反応器への導入前に少なくとも部分的に乾燥するのがよい。含水レベルは、必要ならば反応器内で制御することができる（例えば、ガスと共に水もしくは水蒸気を加えるか、反応温度を制御するか及び／または例えば換気装置(extractor fan)を用いて水分を換気することによって制御することができる）。好ましくは、０〜１５重量％の含水レベルを反応器の出口において得る。

本明細書において定義される反応器は、管状、好ましくは筒状のボディを有する反応器であり、このボディ内に回転軸が配置される。この軸には、一つまたは複数のブレードが備えられる。“一つもしくは複数のブレード”という表現は、反応器を特定の構造に限定することを意図したものではない。事実、一つもしくは複数のブレードは、複数の個別のパドルの形を取り得ることはもちろんのこと、ねじ山のようにシャフトの周りに配置された単一の螺旋状のブレードの形であることもできる。上記一つもしくは複数のブレードは好ましくは先端速度が２〜３０ｍ／ｓ、より好ましくは３〜２５ｍ／ｓ、更により好ましくは４〜２０ｍ／ｓである。実施では、回転速度及びブレードの角度は、反応器内での基質の所望の滞留時間に依存して調節される。

滞留時間は１〜６０分間、好ましくは２〜４５分間、更により好ましくは１０〜３０分間である。もちろん、正確な滞留時間は、様々な可変のファクター（例えば基質の性質、反応器の温度、反応剤の量と性質、回転速度など）及び行うべき変性の種類と程度を考慮して各々の反応について定められる。例えば、或る反応では好ましい滞留時間が４分間だとしても、他の反応では３０分間かもしれない。

使用の際は、上記一つもしくは複数のブレードは、デンプン基質を、反応器の一方の末端にある入口から他方の末端の出口へと連続的な栓流として運ぶ。当業者に認識されるように、ここで使用する“連続的な”という表現は、バッチ式プロセスから本発明方法を区別することを意図したものである。

反応器の一方の端部にある入口から他方の端部にある出口へと運ばれるうちに、デンプンは５０〜２２０℃の温度に加熱される。実施では、この温度は、反応器出口における生成物の温度として測定される。この温度は、好ましくは８０〜２２０℃、より好ましくは１００〜１８０℃、更により好ましくは１００〜１６０℃である。

他の反応パラメータ、例えば水分、ｐＨ及び圧力も制御することができる。これらのパラメータを制御するための適当な手段は当業者には既知である。しかし、例えば、水分は、反応器に導入される液体の量及び／または反応器から排出される液体の量を調節することによって制御することができる。水分の排出は、例えば簡単な水分出口を介して、または例えば水分換気装置を用いて行うことができる。ｐＨは、緩衝剤を用いて制御することができる。デンプン基質、反応剤もしくはガスのうちの任意の一つまたはそれ以上と一緒に緩衝剤を反応器に導入することができる。これらは別々に導入することもできる。態様の一つでは、緩衝剤は、反応がアルカリ性条件下に行われるように使用される。圧力は、例えば、圧力が或る一定の大きさになるまでガス（すなわち空気、蒸気など）の放出を防ぐ反応器出口（例えば生成物出口、並びにガス及び／または水分出口）のところのエアロックを用いて制御することができる。

上述の通り、該反応器はデンプン基質のための入口を含む。また該反応器は、デンプン基質及びガスが反対の方向で反応器に導入されるように配置されたガス入口も含む。当然ながら、基質及びガスの入口は、これらが十分に離れておりそして使用時には、基質の流れとガスの流れが互いに向流するように角度が付けられていることを条件に、必ずしも、反応器の幾何学的に反対の側にある必要はない。

ガスの入口は、例えばガスを反応器にポンプ輸送することを可能にするかまたは反応器中に吸入することを可能にするものであれば、任意のタイプのものであることができる。事実、態様の一つでは、反応は減圧下に行うことができる。この態様では、反応器は、ガス及び／または水分出口を含み、この出口は、ガス入口と実質的に反対側に配置され、そして好ましくはガス及び／または水分の排出のための一つもしくは二つ以上の手段、例えば換気装置を含む。またこの態様では、ガス入口は、例えば開口もしくは一方弁に過ぎない。それゆえ、ガスは反応器の一つの端部から排出されるので、これは他方の端部において吸入され、それによって反応器中にガスとデンプン基質との向流が形成される。

向流は、デンプン基質と選択された任意の反応剤とのより良好な混合を導き、そして滞留時間のより良好な制御をもたらす（なぜならば、基質が反応器を早々に通過してしまうことが防がれるため）。また、生ずる乱流のために、各々の基質粒子が、加熱された反応器壁とより頻繁に接触して、より均一な反応を導く。その上、粒子温度がより迅速に上昇して、反応速度を加速し、それゆえ反応時間を短縮する。また向流は、基質粒子を流動化した状態に維持しながら（それ故、これらの粒子が反応器の壁に堆積／粘着することを防ぎながら）、反応器中の反応体輸送の効率的な方法も供する。それにより反応効率が高まり、その結果、コストの削減となる。加えて、向流は、従来技術のバッチ式反応器及び連続式反応器の使用に伴う通常の欠点（例えば実行可能性）を回避する。

向流を生じさせるために使用されるガスは任意のガスでよいが、好ましくは空気、蒸気、窒素、二酸化炭素、不活性ガス、制御された酸素、またはこれらの二種またはそれ以上のものの混合物である。またこのガスとしては、酸化剤（例えばオゾン）、アミン、中和剤、または反応条件を改変するかもしくは制御することが可能な添加剤などの反応剤も挙げられ得る。前記の添加剤としては、例えば、ＮＨ₃もしくはＳＯ₂などの緩衝剤などを挙げることができる。また上記ガスは、反応器に導入する前に加熱することもできる。好ましくは、ガスは反応器中で０．２〜１０ｍ／ｓ、より好ましくは０．２〜２ｍ／ｓ、更により好ましくは０．２〜１ｍ／ｓの流速を有する。

反応器は、必要ならば一種または二種以上の反応剤（酵素、触媒など）の導入のための一つまたは二つ以上の追加の入口を有していてもよい。変性は単に物理的な変性（例えば加熱による変性）からなることもできるので、反応剤の使用は必ずしも必要ではない。しかし、反応剤を使用する場合には、これは、例えば、次に挙げるものの任意の一種または二種以上、すなわち、加水分解剤（例えばα−アミラーゼ、β−アミラーゼ、グルコアミラーゼまたはプルラナーゼ）、酸化剤（例えば次亜塩素酸ナトリウムもしくは過硫酸ナトリウム）、酸、例えばアシッドシニング剤（例えばＨ₂ＳＯ₄もしくはＨ₃ＰＯ₄）、またはデキストリン化剤（例えばＨＣｌ）、アルキル化剤、エステル化剤（例えば無水酢酸、酢酸ビニル、もしくはｎ−オクテニルスクシネート無水物）、エーテル化剤（例えばプロピレンオキシド）、交差結合剤（例えばオキシ塩化リン、トリメタリン酸ナトリウム、もしくは酢酸とアジピン酸との混合無水物）、または他の反応性化合物、例えば尿素、タンパク質もしくはホスフェート化合物、例えばポリホスフェートから選択することができる。反応剤の選択は達成するべき変性のタイプに依存するので、当然ながら上記の例は完全なリストではない。当業者ならば、行うべき反応のタイプに応じてどの反応剤もしくは複数の反応剤を使用すべきかは選択することができる。

例えば、デンプンの溶解性を高めたい場合には、反応剤は、鉱酸（例えばＨ₂ＳＯ₄もしくはＨ₃ＰＯ₄）、有機酸（例えばクエン酸）、過酸化物（例えば過酸化水素）及び／または酸化剤（例えば次亜塩素酸ナトリウムもしくは過硫酸ナトリウム）となろう。事実、本発明の方法を用いることによって、高可溶性のデンプンを工業的規模において経済的に製造することができる。特に、本発明の方法は、低温の水中に７０〜１００％、好ましくは７５〜１００％可溶性（すなわち、せいぜい５０℃の温度の水中への可溶性）を有するデンプンもしくはデンプン誘導体の製造に使用することができる。

反応剤は、使用する場合には、溶液、粉末もしくはガスの形で、０．００１〜２０重量％（デンプンの全乾燥重量を基準した量）で加えることができる。好ましくは、これらは、０．００１〜１０重量％、更により好ましくは０．０１〜３重量％の量で加えられる。これに関してもまた、当業者ならば、例えば変性するべき基質の量、望む変性の程度、使用する反応剤の性質や濃度などに基づいて反応剤の必要な濃度を適宜決定することができる。

上述の通り、選択された一種もしくは二種以上の反応剤は、デンプン基質に使用される入口とは別の一つもしくは二つ以上の入口を介して反応器に導入することができる。例えば、反応剤をガスの形で使用する場合は、これは好ましくはガス入口を介して反応器に導入される。また別法として、反応剤及びデンプンを同じ入口から導入することも可能である。それ故、反応剤及びデンプンは反応器内で混合するか、または好ましい態様の一つでは、これらを反応器に導入する前に混合することができる。これに応じて、本発明の方法は、反応剤とデンプン基質とを組み合わせることによってプレミックスを形成させることを含む初期段階を含むことができる。次いでこのプレミックスは、デンプン基質として、一つの入口を介して反応器に導入することができる。

反応器に導入する前に反応剤をデンプン基質に加えるべき場合には、その混合段階は、反応器に接続される混合室内で行うことができる。それ故、これまで説明した反応器は、上流及び下流に更に別の構成要素を含むより大きな装置（“反応器装置”）の一部であることができる。上流の構成要素としては、例えば、上記の混合室や、または予備変性室（例えば、反応器に導入する前にデンプン基質を、例えば熱処理もしくは水熱処理によって初期変性に付す必要がある場合）が挙げられ、他方、下流の構成要素としては、例えば、乾燥室、断熱保持タンク（生成物の温度が維持され、それによって効果的に反応時間を延長することができる）、再循環要素、または一つまたは二つ以上の更に別の反応器を挙げることができる。一つの態様では、反応器装置は、全体として、二つ以上の本発明の反応器を含むことができる（例えば、複数の別種の変性が必要な場合や、より長い滞留時間が望ましい場合）。それ故、一つの反応器から排出される生成物を、一つまたは二つ以上の更に別の反応器に（直接もしくは間接的に）導入することができる。本発明による反応器が二つ以上ある場合には、これらは好ましくは直列に配置される。

本発明において可能な反応器装置の一つを図１に示す。図１において、（１）は向流式反応器を示し、（２）は仕上げ用の反応器を示し、（３）は軸を回転させるモーターを示し、（４）はダスト分離器を表し、（５）は冷却器であり、そして（６）は熱交換器を示す。デンプン基質は入口（ａ）を介して反応器に導入される。ガス（（ｆ）で加えられる反応体及び／または水を含むか、または含まない）は入口（ｃ）を介して導入され、そして出口（ｄ）を介して反応器から排出される。これは次いで排気部（ｋ）を介して反応器装置から排気されるか、または入口（ｊ）を介して熱交換器に再循環することができる。変性されたデンプン生成物は、出口（ｂ）を介して反応器から排出される。任意の更に別の処理に付された後、生成物は出口（ｅ）を介して反応器（２）を出る。凝縮液は出口（ｇ）を介して冷却器から放出される。また、（４）に集められたダストを入口（ｈ）及び／または（ｉ）において反応器に再循環することができる。

本発明は、デンプンもしくはデンプン誘導体の変性（加水分解、分解、エステル化、エーテル化、熱水処理（heat moisture treatment）など）のための、上記の反応器または反応器装置の使用も提供する。

次に、本発明を以下の非限定的な例によって説明する。

例１：−低粘性低可溶性デンプンの製造法
含水率１１．５％のコーンスターチ１５０ｋｇ（セレスター社のＣ☆Ｇｅｌ０３４０２）、１１．７ＮのＨＣｌ ４７９．７ｍｌ（シグマ−アルドリッヒ社）、及び水１５．５Ｌを、レーディゲミキサー中で、室温下に約１０分間混合した。次いで、この混合物を、１５０ｋｇ／ｈの連続的な流れとして、複数のブレード（先端速度は９．３ｍ／ｓであり、そして先端は反応器の壁から２ｃｍ離れたところにある）を有するパイロットプラントのターボ反応器中に導入した。同時に、１５０℃に加熱された空気の向流を、０．５ｍ／ｓの速度で導入した。上記基質を、栓流として上記反応器中を移動させた。反応器中の滞留時間は約４分間である。反応器のジャケット温度は、約１８５℃に維持して、デンプン生成物が１１７℃（反応器の出口で測定した温度）になるようにした。反応器の出口で得られた生成物のブルックフィールド粘度及び溶解度を、以下に記載の方法を用いて測定した、以下の結果が得られた。

上記の結果から示されるように、得られたデンプン生成物は、比較的高い乾質分にも拘わらず、未処理のデンプンと比べるとかなり低いペースト粘度、及び低い溶解度を有していた。

乾質分
乾燥物質の割合は、５ｇのサンプルを減圧下に１２０℃で４時間乾燥することによって測定した。乾質（％）＝１００−［（重量損失分，ｇ×１００）／（サンプル重量，ｇ）］
可溶分
２０００ｇのサンプルを秤量し、そして乾燥した２００ｍｌ容積のコールラウシュフラスコに移した。このフラスコを２５℃の水で部分的に満たし、そしてサンプルが完全に懸濁状態になるまで激しく振盪した。次いで、得られた懸濁液をフラスコの目盛り一杯まで希釈した。このフラスコに栓をし、そして２５℃の水浴中に入れながら合計で１時間穏やかに振盪した。

振盪後、懸濁液をホワットマンＮｏ．２Ｖ紙に通して濾過した。５０．０ｍｌの濾液を計り取り、そして秤量した蒸発皿中に移した。次いでこの濾液を、スチームバス中で乾燥するまで蒸発させ、そして減圧炉中１００℃で１時間乾燥した。残渣をデシケータ中で冷却し、そしてグラム単位で秤量した。

可溶分の割合は次の式に従い求めた。可溶分（％）ｄ．ｂ．＝（残渣重量，ｇ×１００）／［（５０ｍｌ／２００ｍｌ）×（サンプル重量，ｇ）×（乾質分，％／１００）］
ブルックフィールド粘度
３０％乾質分のサンプル１８０ｇを、ステンレススチール製の１Ｌ容積調製用ビーカーに秤量した。サンプルの総重量が６００ｇになるまでこのビーカーに水を加えた。次いで、均一なスラリーが得られるまで、水とサンプルをプラスチック製の棒で混合した。次いで、沸騰水浴上で、パドルをビーカーの中に入れ、ビーカーに覆いを付けそしてパドルを攪拌機に接続した。その後直ぐに２５０ｒｐｍの攪拌を開始した。正確に３０分後、ビーカーを沸騰水浴から取り出し、そして内容物を直ぐに６００ｍｌ容積のガラスビーカーに移した。

上記ガラスビーカーを冷却浴（水を１５〜２０℃に維持したもの）中に入れた。中のスラリーを、温度計で温度が４０℃になるまでプラスチック製の攪拌棒を用いて攪拌した。次いで、粘度（ｍＰａｓ）を、Ｎｏ．２のスピンドルを備えたブルックフィールドＲＶＴシリーズ粘度計で測定した。測定は４０℃及び１００ｒｐｍで行った。

例２−低粘性高可溶性デンプンの製造方法
含水率１１．５％のコーンスターチ１５０ｋｇ（セレスター社のＣ☆Ｇｅｌ０３４０２）、１１．７ＮのＨＣｌ ３１２．４ｍｌ（シグマ−アルドリッヒ社製）、及び水１５．６Ｌを、レーディゲミキサー中で、室温下に約１０分間混合した。次いで、この混合物を、１５０ｋｇ／ｈの連続的な流れとして、複数のブレード（先端速度は５．０ｍ／ｓであり、そして先端は反応器の壁から２ｃｍ離れたところにある）を有するパイロットプラントのターボ反応器に導入した。これと同時に、１５０℃に加熱された空気の向流を０．５ｍ／ｓで導入した。上記基質は、栓流として反応器中を移動し、そして反応器中の滞留時間は約３０分間であった。反応器のジャケット温度は約１８５℃に維持して、デンプン生成物が１２５℃（反応器出口で測定した温度）となるようした。反応器の出口で得られた生成物のブルックフィールド粘度及び溶解度を、上記と同じ方法を用いて測定した（但し、乾質分４５％のサンプル２７０ｇを粘度測定に使用した）。以下の結果が得られた。

これらの結果から示されるように、得られたデンプン生成物は、未処理のデンプンと比べると、高い乾質分にも拘わらずかなり低いペースト粘度を有していた。また生成物は、かなりより高い溶解度も有している。

図１は、本発明の可能な態様の一つによる反応基ユニットの図示である。

Claims (19)

1. デンプン基質の連続的な流れ、ガス、場合によっては及び一種もしくは二種以上の反応剤を反応器に導入することを含み、この際、デンプン基質が０〜４５重量％の含水率を有し、反応器中での滞留時間が１〜６０分間であり、そして５０〜２２０℃の温度に加熱される、デンプンまたはデンプン誘導体の変性方法であって、上記デンプン基質及びガスが反対の方向で反応器中に導入されること、及び反応器が、一つもしくは複数のブレードが配置される回転軸を含む管状ボディを有することを特徴とする、上記方法。
2. 上記ブレードが、２〜３０ｍ／ｓ、好ましくは３〜２５ｍ／ｓの先端速度を有する、請求項１の方法。
3. デンプン基質が、１〜３０重量％の含水率を有する、請求項１または２の方法。
4. デンプン基質が、未加工デンプン、デンプン誘導体、デンプン質材料、及びこれらの二種もしくはそれ以上のものの混合物から選択される、請求項１〜３のいずれか一つの方法。
5. デンプン基質が粉末の形で反応器に導入される、請求項１〜４のいずれか一つの方法。
6. 反応剤が、加水分解剤、酸化剤、酸、デキストリン化剤、アルキル化剤、エステル化剤、エーテル化剤、交差結合剤、及びこれらの二種もしくはそれ以上のものの混合物から選択される、請求項１〜５のいずれか一つの方法。
7. 反応剤が、鉱酸、過酸化物、酸化剤、及びこれらの二種もしくはそれ以上のものの混合物から選択される、請求項１〜６のいずれか一つの方法。
8. 上記一種もしくは二種以上の反応剤が、０．００１〜２０重量％の量で加えられる、請求項１〜７のいずれか一つの方法。
9. 上記一種もしくは二種以上の反応剤が、液体、粉末もしくはガスの形で反応器に導入される、請求項１〜８のいずれか一つの方法。
10. 上記一種もしくは二種以上の反応剤の少なくとも一つが、反応器に導入する前に、デンプン基質に加えられる、請求項１〜９のいずれか一つの方法。
11. 反応器中でのデンプンの滞留時間が２〜４５分間である、請求項１〜１０のいずれか一つの方法。
12. 反応が８０〜２２０℃の温度に維持される、請求項１〜１１のいずれか一つの方法。
13. 反応器に導入されるガスが、空気、水蒸気、窒素、二酸化炭素、及びこれらの一種もしくは二種以上のものの混合物から選択される、請求項１〜１２のいずれか一つの方法。
14. デンプン基質の連続的な流れ、ガス、及び鉱酸、過酸化物及び酸化剤から選択される一種もしくは二種以上の反応剤を反応器に導入することを含み、この際、上記デンプン基質は１〜３０重量％の含水率を有し、反応器中の滞留時間は２〜４５分間であり、そして８０〜２２０℃に加熱される、高可溶性デンプンの製造方法であって、上記デンプン基質及びガスを反対の方向に反応器に導入すること、及び反応器が、一つもしくは複数のブレードが配置された回転軸を含む管状ボディを有することを特徴とする、上記方法。
15. 反応がアルカリ性条件下に行われる、請求項１４の方法。
16. 高可溶性デンプンが、僅か５０℃の温度の水中に７０〜１００％可溶性である、請求項１４または１５の方法。
17. − 一つもしくは複数のブレードが配置される回転軸； 及び
    − 少なくとも二つの入口（一つはデンプン基質、場合によっては及び一種もしくは二種以上の反応剤の導入のためであり、そして一つはガスの導入のためである）、
    を含む管状ボディを有する反応器のデンプンもしくはデンプン誘導体を変性するための使用であって、上記入口が、デンプン及びガスが反対方向に反応器に導入されるように配置されることを特徴とする上記使用。
18. 一つもしくは複数のブレードが、２〜３０ｍ／ｓ、好ましくは３〜２５ｍ／ｓの先端速度を有する、請求項１７の使用。
19. デンプン及び／またはデンプン誘導体の加水分解、分解、酸化、酸分解、デキストリン化、漂白、エーテル化、エステル化、交差結合、アルキル化またはアセチル化のためである、請求項１７または１８の使用。

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