KR840001784B1 - 녹말변성법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

녹말변성법

제1도는 반건식법용 장치의 개략도.

제2도는 습식법으로 본 발명을 실시할 수 있는 장치의 개략도.

본 발명은 극초단파(UHF : Ultra high frequency) 방사(放射)처리를 포함한 녹말변성법에 관한 것이다.

녹말을 극초단파 방사처리하여 가열과 건조를 하는 것은 공지의 사실이다. 본 발명은 녹말과 다른 시약과의 혼합물을 녹말의 화학적인 변성을 일으킬 수 있는 조건하에서 처리하는 것이 포함한다.

영국특허 제1,425,624호에는 녹말과 변성제의 혼합물을 마이크로파로 처리하여 처리도중 수분함량을 녹말 중량에 대하여 10%이하로 줄이므로서 녹말을 화학적으로 변성시키는 방법에 대해 상술되어 있다. 만일 수분함량이 10%이상인 녹말을 마이크론 에너지로 처리하면 수분 증발이 없이 전환이 일어나지 않고 불안정하거나 착색이 심한 제품을 얻게된다고 하고 있다. 이 특허에 나온 방법중에는 110℃이상에서 유동층 조건을 이용하고 있다.

본 발명인들이 확인한 바로는 이 방법은 몇가지 결점이 있다는 것이다. 100℃이

본 발명의 목적은 이러한 결점을 감소시키거나 피하는데 있다. 본 발명은 앞에 나온 영국특허의 내용과는 달리 수분함량 10wt, %이상에서 극초단파 방사처리를 하여 녹말을 화학적으로 변성시키는 것이다.

본 발명은 녹말 및 녹말과 화학작용을 하고 최소한 한가지 시약으로 된 혼합물을 만들어 이것을 UHF방사 처리하여 녹말을 화학적으로 변성시키며 처리전후의 혼합물의 수분함량을 10wt, %이상이 되게하는 녹말의 화학적인 변성방법인 것이다.

본 발명에 의한 방법을 녹말중의 초기수분 함량에 따라 두가지로 구분할 수 있다.

가) 반건식법 : 이 방법에 있어서 출발혼합물질중의 수분함량(wt, %)은 10-35%이고 대개 15-25%이며, 특히 옥수수 녹말의 경우는 17-19%이다. 녹말은 처리시작시에 젤라틴화 하지 않는 과립상의 것이라야 하고, 젤라틴화를 하지 않은 UHF 방사 처리조건을 이용한다. 이러한 목적으로 혼합물의 온도를 100℃이하로 유지하는데 80℃이하로 유지하는 것이 좋다. 주어진 처리시간동안 수분함량이 큰 혼합물은 저온에

혼합물중의 회복성 수분함량은 낮아지는데 이것은 처리도중 증발로 인해 일부 생기는 경우가 있고 일부는 녹말의 분해 또는 화학적인 변성에 다소의 수분이 개입되는 데 기인하는데, 12wt, %이하로 내려가지 않는 것이 좋다. 초기 수분함량이 17-19%인 혼합물에 대해서 처리후의 수분함량은 13-16%인 것이 대표적이다.

나) 습식법 : 이 방법에 있어서 출발 혼합물중의 수분함량은 35%이상인데 보통 액상 슬러리형태로 존재한다. 과립상 녹말을 사용할 때는 녹말을 젤라틴화하지 않도록 할 필요가 있는데, 이 경우에 있어서 처리온도를 60℃이하로 유지해야 하며 보통 50℃이하로 하는 것이 좋다.

미리 젤라틴화된 녹말을 사용할때는 온도제한을 하지 않으며 슬러리의 최고온도를 50-100℃범위로 하므로서 필요로 하는 화학적인 변성이 신속하고도 효과적으로 되게 하는 것이 좋다.

사용되는 녹말의 특성은 중요한 것이 아니다.

적당한 녹말로서는 옥수수녹말, 감자녹말, 밀녹말, 타피오카녹말, 쌀녹말, 소금녹말, 옥스질의 옥수수녹말 및 왁스질의 소금녹말이 있다. 녹말을 기타 물질과의 혼합물로 하여 가루형태로 만들어도 된다. 최초의 녹말을 임의로 화학적 또는 물리적으로 변성시키던지 분해시킨다.

본 발명에 따라 녹말을 화학적으로 변성시키는데 적합한 시약은 공지의 것이다. 예를들자면 에테르화, 에스테르화, 가수분해, 교차결합, 산화 및 덱스트린화 등을 일으키는 시약인데, 이것에 대해서는 라들리(Radley)의 저서("starch and its """

시약의 사용량은 필요로 하는 치환정도에 따라 달라지는데, 여기서 유의해야 할 것은 반응이 100% 효과적일 수는 없으며 50% 정도의 효과가 있다는 점이다. 반건식법을 사용하여 시약의 비율과 방사조건을 적절히 선택하므로서 소요의 치환정도를 나타나게 할 수 있다. 습식법은 녹말을 젤라틴화할 위험이 없이 1몰당 약 0.05몰 정도까지의 낮은 치환정도를 나타내는데 적당하다. 방사처리하기 전에 녹말이 젤라틴화하면 치환 정도가 크게 된다.

UHF는 300∼300,000MHz범위에 있는 주파수이다. 이 범위내에서 불과 약간 특징적인 밴드만이 각국에서 공업용으로 인정되고 있고 이들 중에는 915, 2450, 5800 및 22155MHz가 있다. 약 2450MHz의 주파수를 사용하는 것이 좋은데, 이 주파수는 녹말 사슬의 H-OH 쌍극자의 활성화에 해당된다. 이러한 활성화는 교대방사선장(場)에서 쌍극자가 배향되므로 해서 생기며 결과로서 생기는 진동으로 인해 존재하는 불안정한 결합을 파괴하는데, 이 결합이 있으면 녹말입자의 결정질 부분을 공격하기 어렵게 만든다.

혼합물을 UHF 방사 처리하여 소요의 화학적인 변성정도를 나타내는데 필요한 시간을 얻을 수 있는 출력과 혼합물을 가열할 수 있는 온도에 따라 좌우된다. 전형적으

본 발명을 첨부된 도면을 따라 상술한다.

제1도에 예시된 것은 본 발명에 의한 장치인데, 여기에는 처리될 제품을 순환시키는 장치인 콘베이어 밸트(1)가 있다. 이 콘베이어 밸트는 가요성이 있고 고온 안정성이 있는 폴리테트라플루오로에틸렌 같은 재질로 만드는 것이 좋다. 이 밸트는 공급장소(2)를 통과하여 공급장소는 블렌더 콜렉터(blender collector)(3)에 연결되며 다른쪽은 UHF 방사선용 도파관으로 사용되는 공동을 형성하는 터널(4)내부를 통과한다.

반건식법으로 처리할 경우에 있어서 기계적 또는 기압식 블렌더(3)는 각 용기에 있는 반응물을 공급한다. 녹말은 도관(5)을 통해 직접 블렌더로(3)로 도입되고 1차 탱크(6)에는 모노콜로로아세트산나트륨, 염화에폭시프로필트리메틸암모늄, 아세트산무

덩어리가 되지 않도록 종래의 첨가제를 도입하기로 한다.

물론 콘베이어 밸트(1)에는 이송되는 물질을 균일하게 분산시킬 수 있는 장치를 설치한다.

터널(1)의 아래쪽에는 위에 나온 장치에 중화기(12), 처리된 제품을 이동시키는 장치를 기압식 이송장치(13)의 형태로 구성하고 필요에 따라 냉각장치(14)와 연결시키고 또한 저장 사일로로 사용하도록 홈퍼(16)를 통해 공급되는 포장장치(15)를 구성한다.

위에 나온 장치를 실용적인 면을 고려하여 여러가지 방법으로 변경한다. 예를들자면 포장기의 위치를 블렌더(3) 바로 출구쪽에 두고 포대에 직접 방사선이 작용토록 하며 이 장치를 하지 않으면 녹말의 품질에 영향을 준다. 습식 처리의 경우 제2도에서 도관(17)으로 터널(4)을 가로 질러 형성하여 처리되는 제품 순환이 되게 하고 녹말이 적절히 현탁되어 이동되게 한다. 도관(17)을 터널(4)내에서 셀(cell)(18)에 연결하여

터널(4) 위쪽으로 있는 공급장치에는 일련의 탱크가 있는데 녹말 현탁물(20)제조와 저장(21)의 경우에는 위에 나온 양이온성 시약(20)과 가성소오다(21)와 같은 촉매를 공급한다. 터널(4)아래쪽에 있는 장치는 pH조절용 장치(24)인데, 여기에는 중화탱크(26)와 pH측정탱크(27) 및 산저장 탱크(25)로 되어 있다.

탱크(26)출구에서 도관(28)속을 통과하는 최종 현탁물은 원심분리기(29)로 들어가서 변성된 녹말이 수분이 35-38%인 케이크 형태로 전환되고 장치(30)를 거쳐 고체 성분을 건조기(예 : 순간건조기)로 보내며 원심분리기(29)에서 나와 유출도관(31)을 통과하는 액체성분은 농축기(32)로 들어간다. 농축기(32)에서 나오는 농축물을 도관(33)을 거쳐 중화용기(26)로 순환시키는 한편 비농축물을 도관(34)과 삼방향밸브(35)를 통해 이동되어 도관(36)을 폐수처리장소로 보내거나 저장 용기(37)를 통과시키고 도관(38)을 통해 탱크(20)로 공급하여 녹말현탁물을 제조한 후 촉매용액이 있는 용기(23)로 보내는 일련의 환상 공정으로 순환시킨다.

위에 나온 장치에 있어서 모든 도관에는 적당한 순환 펌프(39)가 있다. 본 발명을 실시예에 따라 상술한다.

[실시예 1]

양이온성 녹말 제조

콜로이드 실리카 3kg, 인산삼칼슘 3kg, 소석회 28.9kg, 탄산나트륨 33.12kg,

UHF 방사선으로 처리한 녹말은 88℃에서 장치로부터 배출하고 이때 수분함량을 12wt, %되게 했다. 양이온성 치환정도는 0.15몰/몰 이었는데 이것은 치환 수득율이 90%이었다. 중화한 후의 스코트점성도 6g(수분함량 12%에서)는 45초였다.

[실시예 2]

카르복시메틸 녹말제조

수분함량이 13%인 건조옥수수 녹말 1000kg, 모노클로로아세트산나트륨 375kg, 소석회 217kg, 탄산나트륨 250kg, 콜로이드실리카 5kg으로 1차 혼합물을 만들었다. 이 혼합물의 수분함량은 문분무법을 이용해서 15%로 상승시켰다. 이렇게 제조한 것을 앞의 실시예와 같은 조건하에서 UHF 방사처리했다. 변성된 녹말의 배출구에서의 온도는 85℃였고, 이때 수분함량은 12wt, %였으며 치환정도는 0.43몰/몰였다.

[실시예 3]

양이온성 인산염 녹말제조

수분함량이 12%인 건조옥수수녹말 1000kg, 활성물질 70%를 함유한 용액형태의 염화트리메틸글리시딜암모늄(활성형) 41kg, 소석회 23kg 및 탄산나트륨 26.5kg로 1차 혼합물을 만든 후 실시예 1의 조건하에서 UHF 방사처리했다. 처리도중 수분함량

[실시예 4]

치환정도가 낮은 양이온성 녹말제조

460g/ℓ의 옥수수 녹말 슬러리에 건조물질 기준으로 활성물질 70%를 함유하는 용액형태의 염화에폭시프로필트리메틸암모늄을 건조옥수수 녹말 1000kg당 활성성분 15kg의 양으로 가하고 10% 용액형태의 가성소오다를 건조 옥수수 녹말 1000kg당 가성소오다 12kg의 양으로 첨가했다. 이 반응혼합물을 공급속도 18ℓ/hr(이것은 건조옥수수 8.3kg/hr 에 상당함)에서 600 왓트조건에서 UHF 방사처리했다. 방사처리 조건하에서의 통과 소요시간은 20초였다. 중화후 세척 및 건조한 녹말에 대해 측정한 양이온성 치환정도는 0.016몰/몰이었고, 이것의 수득율은 90%였다. 장치의 출구에서의 녹말 현탁물의 온도는 49℃였는데, 이 온도에서 액상 현탁물로부터 직접 녹말을 과립상으로 추출할 수 있었다.

Claims (1)

1. 녹말 및 이 녹말과 화합반응을 하는 최소한 한가지 시약과의 혼합물을 만들어 100℃ 이하의 온도에서 300-300,000MHz 범위의 주파수로 UHF 방사처리 하므로서 녹말을 화학적으로 변성시키며, 처리전후의 혼합물의 수분함량을 10wt. % 이상이 되게 함을 특징으로 하는 녹말의 화학적인 변성방법.

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