KR950013773B1 - 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염의 제조방법 - Google Patents
고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염의 제조방법에 관한 것이다.
오늘날, 전분 공업의 부산물로서 얻어지는 전분박은 주성분인 전분 및 섬유소 이외에 비정제 단백질, 희분등의 다량의 협잡물을 포함한다. (전분박의 조성 : 전분 54.4%, 조섬유 18.6%, 회분 8.7%, 비정제 단백질 1.8%등(니꾸니지로 감수「전분 과학 핸드북」아사꾸라 서점발행(1977년)참조) 따라서, 이것을 그대로 공업적으로 카르복시메틸에테르를 염화하는 방법은 지금까지 알려져 있지 않아서 현재로서는 전분박이 값싼 사료로서의 용도가 있을뿐이다.
그런데, 전분박의 주성분인 전분과 셀룰로오스를 각각 카르복시메틸화하는 방법은 널리 알려져 있다.
가령, 물단독 또는 물과 2-프로판올 등의 친수성 유기용매와의 혼합 용매 또는 에탄올, 벤젠, 물등의 혼합 용매를 사용하여 알칼리의 존재하에 염화초산 또는 그 염 또는 에스테르등의 염화 초산 유도체를 반응시키는 방법이 공지되어 있다.
그러나, 고구마 전분박에 대하여 종래부터 전분에 대하여 적용되고 있는 카르복시메틸화 방법을 응용하면 주성분인섬유소가 반응하기 어려우므로, 그 수용액은 불균일해진다.
한편, 셀룰로오스에 대하여 적용되고 있는 공지의 카르복시메틸화 방법을 응용하면 주성분인 전분이 반응도중에 젤라틴화 되므로 이것 또한 바람직한 결과를 얻을 수 없다.
덧붙여, 종래의 유기 용매계를 이용하는 방법(소위, 유기용매법)에서는, 반응용매와 정제용매가 다르므로, 각각의 용매의 재사용시에 많은 제약을 받는다.
가령, 반응용매로서 2-프로판올을 사용한 경우, 반응 종료후에 반응 용매의 회수를 실행하려고 하면 시스템내에서 젤라틴화가 발생하여 회수할 수 없게 된다.
그렇다고 해서 회수를 실행하지 않으면, 정제용 용매(메탄올 수용액)속으로 2프로판올이 이행되어 양용매의 분리회수를 위해서는 정류가 필요해진다.
또한, 물을 사용하는 소위 수매법에서는, 반응 온도를 높게 했을때 발생하는 젤라틴화를 방지하기 위해서, 저온하에서 장시간 반응시킬 필요가 있어서 필연적으로 생산성이 저하된다.
또한, 용매로서 메탄올을 사용하는 방법(일본 특공소 27-5295호)도 알려져 있는데, 이 방법에서는 전분박을 카르복시메틸화 할 수 없으며, 따라서 물에 가용성인 반응물을 얻을 수 없다.
이상의 제반 방법 이외에, 전분을 약간 적신 상태로 카르복시메틸화하는 방법도 제안되어 있는데, (일본 특공소 59-41642호 공보 참조), 제품의 치환도는 0.3부근이다.
또한, 이 방법을 고구마 전분박에 응용하더라고 균질한 용액은 제조할 수 없다.
본 발명의 목적은 고구마 전분박을 균일하고도 용이하게 카르복시메틸화 할 수 있는 공업적으로 유용한 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 방법은, 고구마 전분박을 카르복시 메틸화제 수용화액의 존재하에서 알칼리와 반응시켜서 평균치환도 0.2 이상의 고구마 전분박 카르복시 메틸에테르염을 제조하는 방법으로서, 반응매체로서 물만을 고구마전분박 1몰(셀룰로오스 중의 고리화된 글루코오스의 분자량을 162로 하여 계산, 이하 동일)에 대하여 7몰 이상 사용한다.
이하, 본 발명의 구성에 관한 중요한 요소 사항등에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
(1) 고구마 전분박
본 발명의 원료가 되는 고구마전분박은 통상법에 따라서, 고구마를 물과 함께 갈아서 얻어지는 슬러리를 나일론 등의 망으로 짰을때 잔류하는 불통과물을 건조시키므로서 얻어진다.
(2) 알칼리
알칼리로서는 수산화 나트륨, 수산화칼륨등의 가성 알칼리가 가장 적당한데, 특히 수산화나트륨이 실용적이다.
이들 알칼리는 수용액 형태로 사용된다.
(3) 카르복시 메틸화제
카르복시 메틸화제로서는 모노클로로초산, 모노클로로초산 나트륨등의 모노할로겐 초산 또는 그 염 또는 그들의 혼합물이 바람직하다. 이들 카르복시메틸화제는 수용액형태로 사용된다.
(4) 반응매체
본 발명에서의 반응매체는 물로서 고구마 전분박 1몰에 대하여 7몰 이상 사용된다.
물이 7몰 미만이라면 균질한 카르복시메틸에테르염 수용액은 얻을 수 없다.
사용하는 물의 양에는 발명의 효과상 특별히 상한은 없지만, 얻어지는 카르복시메틸에테르염 수용액의 취급편의상 고구마 전분막 1몰에 대하여 물이 13몰 이하가 바람직하다.
(5) 반응 및 정제
반응은 고구마 전분박에 대하여 카르복시메틸화제를 수용액형태로 가하고 온도 10-30℃로 혼합된뒤 혼합물에 대하여 알칼리를 수용액 형태로 가하고 온도 20-40℃로 혼합하고, 이어서 온도 65-95℃로 카르복시메틸화 반응을 실행시키므로서 실행된다.
또한, 고구마 전분박에 사전에 적당량의 물을 첨가해도 좋다. 얻어진 조제의 반응물은 필요에 따라 65-80% 메탄올 수용액으로 세정한 뒤, 건조 분쇄하여 제품으로 한다.
본 발명에 따르면, 고구마 전분박을 카르복시메틸화제 수용액의 존재하에서 알칼리와 반응시키고, 그때에 반응매체로서의 물의 양을 적당히 선정하므로서 종래에 곤란했던 고구마 전분박의 카르복시메틸화를 균일하고도 원활하게 실행시킬 수 있다.
이에 따라 고구마 기원의 싼값인 섬유질 함유 전분박을 원료로서 날염용호제, 굴삭용 니수혼화제, 콘크리트 분산제, 접착제, 사료 또는 먹이용 점결제, 분화방지제등으로 광범위한 용도를 가진 카르복시메틸화 전분을 싼값으로 공업생산할 수 있다.
따라서, 본 발명은 산업계 및 수요자에게 많은 공헌을 할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의거하여 본 발명을 더 상세히 설명하는데, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
만능 혼합교반제(시나가와 공업제작소 제품)에 건조 고구마 전분박(다당류 함유량 81%) 150중량부를 넣고, 이것에 모노클로로초산 43.6 중량부를 물 69.2중량부에 녹여서 농도가 38.65%인 용액을 1분간저어서 적하시키고, 또한, 25℃로 10분간 교반혼합하였다.
이 혼합물에 수산화나트륨 39.9중량부를 물 69.2중량부에 녹여서 농도가 36.57중량%인 용액을 1분간 저어서 적하하고, 35℃에서 10분간 교반혼합한 뒤 혼합물을 두께 10mm의 시이트상으로 늘어나게 하여 형성하였다.
이어서, 이성형제를 항온기에 넣어서 90℃로 70분간 카르복시메틸화 반응시킨뒤 성형체를 믹서로 거칠게 분쇄한뒤 건조하여 미쇄하게 분쇄하였다.
이 분쇄물을 믹서로 재차 분쇄한뒤 분쇄물에 70% 메탄올을 가하여 초산으로 중화시킨뒤 고체부를 원심분리하여 건조하고, 재차분쇄 하므로서 목적물인 고구마 전분박의 카르복시 메틸에테르의 나트륨염을 얻었다.
본 실시예에서 고구마 전분박 1몰에 대하여 사용한 물의 몰수는 10몰이었다.
[실시예 2-4]
고구마 전분박, 모노클로로 초산(MCA) 및 수산화나트륨(NaOH)의 양을 실시예 1과 동일하게 하고, 물의 양만을 아래 표-1과 같이 각종 변화를 시켜서 동일한 실험을 하였다.
[표-1]
[비교예 1, 2]
실시예 1에서의 물(반응매체)의 일부를, 아래의 표-2와 같이 메탄올(MeOH) 또는 메탄올과 이소프로판올(IPA)로 치환하여 동일한 실험을 하였다.
[표-2]
실시예 1-4 및 비교예 1, 2로 얻어진 고구마 전분박의 카르복시메틸 에테르의 나트륨염에 관하여 치환도, 점도, 성상 및 카르복시메틸화제의 유기 이용율을 표-3에 나타내었다.
이 표에서도 명백한 것처럼 본 발명의 방법은, 카르복시메틸화제의 유효이용률이 매우 높아서 매우 효율적인 방법이다.
[표-3]
* 1 : 시료를 회화한뒤 이것에 물과 N/10 유황을 가하여 끓이고, 이것을 냉각시킨 뒤에 과잉의산을 N/10 수산화 칼륨을 역적정하고, 다음식으로 치환도를 산출하였다.
A : 시료 1g속의 결합 알칼리에 소비된 N/10 유황의 ml
162 : 글루코스의 MW
80 : CH2COONa-H의 MW
* 2 : 사용한 카르복시메틸화제 1몰당의 치환도
* 3 : 로타 제 3 호를 부착한 B형 점도계를 사용하여 로타의 회전수 30rpm으로 측정하였다.
* 4 : 2% 용액 10g을 물90g으로 희석시킨뒤, 50ml의 메스실린더에 전체용량이 50ml가 되도록 가하고, 이것을 1주일간 방치한뒤에 메스실린더의 하부에 나타난 겔상물질의 용량을 측정하였다.
Claims (7)
- 고구마 전분박, 카르복시메틸화제 수용액, 알칼리의 존재하에서 상기 고구마 전분박 1몰에 대하여 7몰 이상의 물만을 반응매체로 사용하여 평균치환도 0.2 이상의 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염을 제조하는 방법에 있어서, 상기 고구마 전분박, 카르복시메틸화제 수용액 및 알칼리의 혼합물을 시이트상으로 성형한 후, 65℃ 이상의 온도에서 카르복시메틸화 반응을 수행하는 것을 특징으로 하는 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염을 제조하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반응 매체인 물을 고구마 전분박 1몰에 대하여 7-13몰 사용하는 것을 특징으로 하는 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염을 제조하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 카르복시 메틸화제가 모노할로겐 초산 또는 모노할로겐 초산의 염인 것을 특징으로 하는 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염을 제조하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 카르복시메틸화제가 모노클로로 초산 또는 모노클로로초산나트륨인 것을 특징으로 하는 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염을 제조하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 알칼리가 가성 알칼리인 것을 특징으로 하는 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염을 제조하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 알칼리가 수산화나트륨 또는 수산화칼륨인 것을 특징으로 하는 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염을 제조하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고구마 전분박에 대하여 카르복시메틸화제를 수용액 형태로 가하여 혼합한 뒤, 그 혼합물에 대하여 알칼리를 수용액 형태로 가하여 혼합하고, 카르복시메틸화반응을 시키는 것을 특징으로 하는 고구마 전분박의 카르복시메틸에테르염을 제조하는 방법.
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