NO138497B - Fremgangsmaate til bestemmelse av amylasekonsentrasjonen i en vaeskeformig proeve og temperaturuavhengig fellemiddelopploesning til bruk ved fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av en pakkbar blanding av mekanisk oppdelte cellulosekrystallittaggregater.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte ved fremstilling av en pakkbar blanding av mekanisk oppdelte cellulosekrystallittaggregater med en utjevnet polymerisasjonsgrad (D.P.) og vann. Disse blandinger utmerker seg ved at de kan fortynnes ved omrøring under dannel-se av stabile dispersjoner og geler i vandige medier.

Disse dispersjoner og geler er av stor verdi på en rekke anvendelsesområder,

f.eks. ved fremstilling av beskyttende, de-korative, smørende, isolerende, slitesterke belegg på en rekke forskjellige overflater, særlig glass, og som ikke-nærende tilset-ningsmidler til matvarer for å gi diet-fyll-materialer eller for å forbedre matvarers konsistens.

Cellulosekrystallittaggregater er syre-uoppløselige produkter som fremstilles ved en regulert syrehydrolyse av cellulose, og som følge av sin utjevnede D.P. gjenspeiler de en delvis ødeleggelse av den opprinne-lige fibrøse struktur av cellulose-utgangs-materialet. Uttrykket «utjevnet D.P.» re-fererer seg til den utjevnede midlere polymerisasjonsgrad, målt som nærmere omtalt i en artikkel av O. A. Battista «Hydrolysis and Crystallization of Cellulose» i INDU-STRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY, Vol. 42 (1950), sider 502—7. En fremgangsmåte ved fremstilling av cellulosekrystallittaggregater med utjevnet D.P. og en fremgangsmåte til oppdeling av en aggre-gatmasse til kolloiddannende størrelse, er beskrevet i fransk patent 1 194 486.

Som beskrevet i nevnte franske patent utsettes et cellulosemateriale for en kon-trollert syrehydrolyse for oppløsning av amorfe former for cellulose, slik at der blir tilbake cellulosekrystallittaggregater. Cellulosen utsettes for hydrolysebehandling i tilstrekkelig tid og ved tilstrekkelig temperatur til å nedbryte kontinuiteten av den fine struktur. En slik fremgangsmåte omfatter behandling av cellulosen med en 2,5 N saltsyreoppløsning i 15 minutter ved oppløsningens koketemperatur. En annen egnet fremgangsmåte består i at cellulosen behandles med en 0,14 N (0,5 %) saltsyre-oppløsning ved 121° C under trykk i en time. Ifølge den i det nevnte franske patent beskrevne fremgangsmåte vaskes den uoppløselige rest fortrinsvis fri for syre.

De cellulosekrystallittaggregater som er tilbake efter hydrolysen har en partik-kelstørrelse på fra 1 eller 2 til omtrent 300 il., hvilket kan påvises ved en mikro-skopisk undersøkelse, og kan betegnes som «cellulosekrystallittaggregater i dannet tilstand». Ved at massen av krystallittaggregater, som beskrevet i det nevnte franske patent, utsettes for mekanisk oppdeling, slik at der dannes en masse av oppdelte aggregater, hvorav i det minste ca. 1 vekt% har en partikkelstørrelse på under ca: 1 y., kan den oppdelte masse suspenderes kolloi-dalt i vandige medier, dvs. massen utmerker seg ved at den danner en stabil suspen-sjon i vandige medier, og massen utmerker seg dessuten ved at den danner en selvklebende film når en vandig suspen-sjon av massen påføres på glass og suspen-sjonen derefter tillates å tørke.

Enten før eller fortrinsvis efter den mekaniske oppdeling kan aggregatene tør-kes. Tørkingen kan ifølge en utførelses-form av oppfinnelsen skje ved at vannet i de fuktige aggregater fortrenges, fortrinsvis ved hjelp av en lavtkokende, vannbland-bar organisk forbindelse, som f.eks. en la-vere alifatisk alkohol som methanol og ethanol, propanol eller isopropanol, hvor-etter forbindelsen fordampes. De erholdte tørkede aggregater har en tendens til å være mere reaktive og til lettere å danne stabile dispersjoner og geler enn ovntør-kede aggregater. Forstøvningstørking enten i luft eller i vakuum er også tilfredsstil-lende. Forstøvningstørking, og også fryse-tørking, er særlig effektivt til tørking av geler som dannes efter oppdellngsproses-sen. Frysetørking begunstiger særlig dan-nelsen av et meget porøst materiale som utmerker seg ved at aggregatene inneholder en mengde porer eller hulrom av ytterst liten størrelse og ved at de lett danner stabile dispersjoner og geler.

Mekanisk oppdeling av aggregatene, som omtalt ovenfor, kan utføres på flere måter, som f.eks. ved at de utsettes for samtidig trykk og skjærevirkning.

Det er fordelaktig å male vandige blandinger som har en pH-verdi på den sure side, da oppdelingen da har tendens til å bli mer effektiv og gi større mengder av aggregater med mindre partikkelstør-relser. Efter maling av en sur blanding bør den erholdte, oppdelte blandings pH-verdi innstilles på nøytralt, f.eks. pH 6—8, for å få dannet stabile dispersjoner eller geler. Ved at blandingen gjøres nøytral eller svakt alkalisk, vil de fremkomne dispersjoner eller geler være frie for hydrogenioner, og sluttproduktet vil således være stabilt i ubegrenset tid. Eventuelt kan blandingens pH-verdi heves til 9 eller 10, men i tilfelle de dannede geler skal brukes i matvarer, må forsiktighet iakttaes for å unngå den bitre, alkaliske smak av et materiale med høy pH-verdi. En så høy pH-verdi at den ødelegger egenskapene av krystallittaggregater med utjevnet D.P. må naturligvis unngåes. En pH-verdi i det nøytrale område 6—8 er å fortrekke.

Det er også mulig å holde pH-verdien på den sure side efter oppdeling av en sur blanding, men i så fall vil den erholdte dis-persjon eller gel ikke være ubegrenset stabil, skjønt den vil ha en viss grad av sta-bilitet og i en viss grad være nyttig. Stabiliteten kan forbedres ved hevning av pH-verdien, selvom den holdes på den sure side, f.eks. pH 2—5, men stabiliteten er fremdeles mindre enn hos en gel som er fremstillet av et materiale med en nøytral eller svakt alkalisk pH-verdi.

Under den mekaniske oppdeling av aggregatene skjer der en progressiv økning i blandingens konsistens eller viskositet. Når de øvrige betingelser holdes konstante, kan man med andre ord si at viskositeten av blandingen som males, øker med male-tiden, skjønt økningen vil avta.

Ifølge oppfinnelsen males aggregatene i vann ved et tørrstoffinnhold på 32—90 vekt%, beregnet på blandingen av cellulosekrystallittaggregater og vann. Aggregatene er fortrinsvis før malingen i aldri tørret tilstand, eller slik som de dannes. Hvis de opprinnelig er i en aldri tørret tilstand, dvs. slik de fåes efter vaskning med vann, har de en fuktighet på minst 40 vekt%, og det er da mulig å male dem uten ytterligere vann tilsetning, skjønt vann kan tilsettes hvis det er ønskelig. I alle fall skal vanninnholdet i blandingen som undergår oppdeling være minst 10 vekt%. Blandinger som inneholder minst 32 vekt% aggregater egner seg godt til maling og er hensikts-messige å håndtere både under og efter malingen. Ved konsentrasjoner over 32 %, f.eks. fra 32 til 70 %, fåes ved maling et materiale som i det nedre område ligner potetstappe med relativt mykt eller purre-aktig utseende, og eftersom konsentra-sjonen øker, får materialet et gradvis fas-tere og tørrere utseende og konsistens. Over 50 % har materialet en tilbøyelighet til å smuldre. Ved omtrent 80 % konsentrasjon fører maling til et fuktig, men frittflytende materiale som består av adskilte korn eller granuler og kornklumper. Fuk-tighetsinnholdet kan bedre føles enn sees, og materialet danner en gel når det manuelt utrøres i eller males i vann. Ved 80 til 90 % konsentrasjon er det malte pro-dukt et oppsmulet, frittflytende, kornet, tørt-utseende materiale som ikke virker fuktig ved berøring og som krever kraftig utrøring i vann for å danne en gel.

Med hensyn til de ovenfor omtalte ma-terialer med 32 til 90 % konsentrasjon, er det verd å merke seg at de efter maling, men før geldannelsen, er i en lett hånd-terbar tilstand.

Produktene -som fåes ved foreliggende fremgangsmåte, er sådanne - som er dannet ved maling av en blanding av cellulosekrystallittaggregater og et vandig medium, idet aggregatene utgjør minst 32 vekt% av blandingen. Malingen utføres for å danne minst ca. 1 % oppdelte aggregater med en partikkelstørrelse på under ca. 1 (x. Dispersjoner eller geler som dannes ved fortynning av den malte blanding, danner av seg selv selvvedheftende filmer når de påføres glass og tillates å tørre. Selvom de malte produkter som inneholder minst 32 % faste stoffer ikke kan betegnes som ut-strykbare geler, vil de danne en slik gel ved manuell omrøring i vann. Dispersjoner og geler som dannes ved fortynning av de malte produkter, er ensartede og homo-gene og vil forbli stabile i ubegrenset tid, særlig når det vandige madiums pH er fra i det vesentlige nøytral og opptil pH 11. Disse dispersjoner og geler utmerker seg videre ved at de gir en meget jevn, smør-lignende følelse i munnen. Produktene er derfor en pakkbar blanding som lett kan transporteres til en forbruker, som uten vanskelighet kan danne en del eller disper-sjon ved fortynning av blandingen og må-telig omrøring av den fortynnede masse.

De følgende eksempler tjener til å illu-strere fremstillingen av en del geler og dispersjoner med varierende gjennomsnittlig utjevnet D.P. av forskjellige råstoffer. Fremgangsmåter ved tørringen belyses og-så, såvel som bruken av andre flytende malingsmedia, fremstillingen av malte blandinger med høyt innhold av faststoff og endel anvendelsesområder for disper-sjonene og gelene.

Eksempel 1

200 g av ikke tidligere tørrede aggregater av cellulosekrystallitter fremstillet ved hydrolysering av tremasse med 0,75 %'s HCl-oppløsning ved 121° C i 1 time, og med en gjennomsnittlig utjevnet D.P. på 225 og et fuktighetsinnhold på 55 %, blev malt i 5 minutter i en Hobart-blander, modell N-50, med regulerbar hastighet. Dette ap-parat var utstyrt med en 4,7 liters stasjo-nær metallbolle, i hvilken der roterte en i det vesentlige flat, padleåre-lignende gjen-stand bestående av en stamme med flere med mellomrom anbragte armer stikkende ut i vinkel nedover fra motsatte sider. Et i det vesentlige V-formet ledd forbandt de ytre ender av armene, slik at «padleåren» lignet et tre som var stillet på hodet. Blan-deren blev drevet av en motor på 1/6 HK og arbeidet med en hastighet på 61 omdr./ min. Produktet av malingen var en tykk, deigaktig masse som hadde en tendens til å anta form av baller. Denne masse blev så tilsatt 250 ml vann som inneholdt 0,18 g

CMC (carboxymethylcellulose), og den erholdte blanding blev for hånden rørt og/ eller slått med en liten treskje i ca. 3 minutter og gikk da over til en tykk, strykbar gel. Gelen inneholdt ca. 20 vekt% faststoff og 80 % vann. CMC virket som et dispergeringsmiddel; man kunne i stedet ha brukt et hvilket som helst annet kon-vensjonelt stoff passende for formålet.

Eksempel 2

Ikke tidligere tørrede aggregater av cellulosekrystallitter fremstillet ved hydrolysering av tremasse med 0,525 %'s HCl-oppløsning ved 121° C i 1 time og med en gjennomsnittlig utjevnet D.P. på 220 og et fuktighetsinnhold på 64 %, blev fortynnet med vann til et innhold av faststoff på 32 % og malt i et blandeapparat av rust-fritt stål med sigma-formet blad. Appara-tet bestod av en rektangulær, oventil åpen beholder som i bunnen var forsynt med to konkave, ved siden av hinannen liggende deler adskilt ved en oppstående rygg. Et sigmaformet blad var anordnet for å ro-tere i hver konkav del, idet den ene ende av hvert blad blev montert på én side av det rektangulært formede rom, mens den annen ende ikke blev festet, men anordnet tett inntil den motsatte side av rommet. Klaringen mellom bladene og beholderens sidevegger samt bunnens konkave deler var meget liten, av størrelsesorden noen hund-redels til noen tiendedels mm, f.eks. 0,2 mm. Bladene var kraftdrevet og kunne roteres fullstendig mens den rektangulære beholder stod stille. Apparatets malevirkning på aggregatene hadde karakteren av gnidning eller smøring, idet aggregatene avsattes i de små mellomrom nevnt ovenfor og føres rundt i rommet på en roterende måte under bladenes bevegelser. Aggregatene blev malt i 2 timer, hvorved der blev dannet en gel i form av en fast, sammenhengende deig. Til ca. 200 g av dette materiale blev der tilsatt 260 ml destillert vann, og den erholdte blanding blev omrørt manuelt med en liten treskje i ca. 4 min., hvorved der blev dannet en tykk, strykbar gel med la-vere innhold av faststoff, nemlig ca. 13,9 g vekt% tørrstoff og resten vann.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av en pakkbar blanding av mekanisk oppdelte cellulosekrystallittaggregater, som har en utjevnet polymerisasjonsgrad (D.P.) og består av den syreuoppløselige, krystallinske rest fra syrehydrolyse av . cellulose, med

vann, ved hvilken cellulosen underkastes syrens virkning i tilstrekkelig tid og ved tilstrekkelig temperatur til å danne aggregatene, og ved hvilken den sypeuoppløse-lige rest males i vann i tilstrekkelig tid til å oppdele i det minste en del av aggregatene til en partikkelstørrelse på under 1 (x, idet den syreuoppløselige rest eventuelt vaskes med vann for å fjerne all syre før malingen, karakterisert ved at de målbare krystallittaggregater males i vann ved et tørrstof f innhold på 32—90 vekt%, beregnet på blandingen av cellulosekrystallittaggregater og vann.

2. Fremgangsmåte i henhold til på-stand 1, karakterisert ved at de våte aggregater tørkes ved fortrengning av vannet deri med en lavtkokende, vann-blandbar organisk forbindelse, som derpå fordampes.

3. Fremgangsmåte i henhold til på-stand 1, karakterisert ved at de våte aggregater frysetørres.