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On sait que l'amidon peut être amené à gonfler à froid, par des traitements mécaniques à l'aide de dispositifs de broyage comme des broyeurs à boulets, à cylindres, etc. Le brevet allemand n 837.980, par exemple décrit la préparation à l'aide de broyeurs de différents types d'amidon susceptible de gonfler à froid les grains d'amidon étant moulus plusieurs fois entre des cylin- dres très serrés ou de façon équivalente, de sorte que ces grains sont réduits et peuvent gonfler partiellement dans l'eau froide.
De ces publications et d'autres, il ressort toujours que le but visé est de réduire les grains d'amidon par voie mécanique, de façon que les fragments de ces grains soient gonflables dans l'eau froide.
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On sait par le brevet allemand n 665.742 que de l'ami- don sec peut être transformé en amidon gonflable, par traitement sous très haute pression et forte température.
Suivant le procédé qui fait l'objet de la présente invention, on prépare des produits d'amidon gonflables à froid, en traitant des grains d'amidon par friction sous pression modé- réep de manière à les agglomérer en plus grosses particules, gonflables dans l'eau froide.
Le procédé suivant l'invention se différencie donc @ des procédés décrits dans les brevets allemands n s 837.980 et 665.742, en ce que dans le présent cas, on ne vise pas à réduire les grains d'amidon en petits fragments par broyage, mais bien à les soumettre à une friction sous une pression modérée, avec ou sans une élévation modérée de la température, afin de les agglomérer en particules plus grosses, susceptibles de gonfler dans l'eau froide.
L'appareil utilisé à cet effet ne sert donc plus principalement à faire éclater les grains, mais l'amidon doit, pendant qu'il y est traité, s'épaissir et/ou gonfler dans l'eau contenue dans les grains. Dans l'appareil utilisé dans le procéda suivant l'invention, par exemple un broyeur à meules ou un broyeur travaillant de façon équivalente, dont les meules sont soumises à une pression convenable, les grains d'amidon non seulement s'épais- sissent, mais sont agglomérés en plus grands agrégats. L'examen @ microscopiques des produits ainsi obtenus montre que dans les particules présentes, les grains d'amidon initiaux ne sont plus décelables; la structure organisée des grains à fait place à l'image non organisée d'amidon épaissi, ainsi que le montre la croix de polarisation lorsqu'on utilise la lumière polarisée.
Cela apparait clairement sur les microphotographies annexées, dont celles portant les n s 1, 2 et 3 sont des coupes de flocons, pro- venant du broyeur à meules qui présentent chaque fois une structure plus réduite, ce qui ressort des figs. la, 2a et 3a qui montrent
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les mêmes parties que les préparations 1, 2 et 3, mais sous une lumière polarisée entre les nicols croisés. La fige 4 est une coupe dans l'eau, et il ressort de la figure 4a que., pratiquement, toute structure a disparu. L'agrandissement est de l'ordre de 400 fois.
Il est surprenant de constater que dans les conditions de température et d'humidité précitées, les appareils dont l'ef- fet se rapproche de celui obtenu à l'aide d'un mortier, çonvien- nent particulièrement pour réaliser l'effet désiré. Un broyeur à meules, soit à plateaux tournants, soit à plateaux fixes, peut tout en ayant une grande capacité et en ne nécessitant qu'une force particulièrement faible, convenir très bien pour atteindre le but visé.
Bien qu'il soit connu depuis longtemps d'utiliser un broyeur à boulets pour obtenir un amidon susceptible de gonfler dans l'eau froide, ce procédé peut être utilisé pour la présente invention, en réglant d'avance la vitesse de ce broyeur, de façon à ce qu'il n'agisse plus comme dispositif de mouture, mais provoque l'accroissement des particules d'amidon, suivant la teneur en eau et la température de cet amidon, étant donné qu'il agit alors-plutôt comme un mortier, les boulets agissant surtout sur la paroi comme un pilon de mortier. Il est étonnant de constater que la vitesse de déliquescence peut être réglée par l'état d'humidité de l'amidon et de la température existant ou réalisée pendant la. mouture.
Ce procédé de déliquescence supporte très peu d'humi- dite., et même une augmentation proportionnelle de la température ne peut compenser complètement ce manque d'humidité.
On a constatée que, pendant le traitement, la tempé- rature pouvait s'élever jusqu'au dessus du point d'épaississement.
Même un début d'épaississement préalable à chaud, n'est pas tout à fait préjudiciable pour atteindre le but visé, c'est-à-dire faire dissoudre mécaniquement les grains d'amidon dans le moins d'humidité possible, avec augmentation ou non de la température.
.Après le traitement, les particules sont de grosseur irrégulière; le traitement terminé, il est avantageux de tamiser les plus grosses
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particules obtenues, et de soumettre à un nouveau traitement . l'amidon qui n'est pas ou peu modifié.
Un grand avantage de ce procédé réside précisément dans l'augmentation de grosseur des particules ; peut, en tamisant à une grosseur déterminée limiter étroitement la vitesse de dissolu- tion. Les parties trop grosses peuvent alors être moulues dans des dispositifs de mouture connus ; parties trop fines peuvent être utilisées séparément, ou être soumises à nouveau au traitement afin d'être agglomérées en particules plus grosses. L'addition de certaines matières, qui peuvent agir de façon déterminante, comme par exemple du borax, de la soude, de la soude caustique ou des nitrates alcalins avant ou pendant le traitement, peut amélio- rer la capacité de gonflage du produit dans l'eau froide.
Une propriété très étonnante est que de l'amidon rendu soluble et/ou gonflable dans l'eau froide, peut être décomposé par des enzymes, en étant soumis à un procédé suivant l'invention.
Il est connu que les enzymes ne décomposent pas, ou @ très difficilement les crains bruts d'amidon. Les amidons épaissis par cuisson se laissent seuls décomposer avec une rapidité rela.tive,, pour donner ainsi des solutions moins visqueuses que le produit initial.
Il est surprenant de constater que l'amidon obtenu suivant l'invention, peut sans avoir été soumis préalablement à un épaississement, être décomposé par des enzymes et transformé en pâtes peu visqueuses, et ce à d es températures inférieures aux températures d'épaississement d e l'amidon et optima pour l'action des enzymes.
Comme il est souvent souhaitable dans l'industrie d'ob- tenir des pâtes d'amidon à forte teneur en matière sèche on rencon- tre avec les procédés connus de grandes difficultés pour épaissir l'amidon en l'agitant puis on le liquéfiant par des enzym.es, et à cause de la viscosité élevée qui se produit dans les solutions
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bouillies d'amidon.concentrées, on est tenu par une teneur ' maximum en matière sèche.
L'amidon traité préalablement peut, dès que la visco- sité de la solution initiale est atteinte, être de nouveau ajouté aussitôt que l'enzyme a réduit suffisamment la viscosité, sans 'qu'entre temps il soit nécessaire de bouiliir en tuant ainsi l'enzyme.
L'invention sera décrite plus en détail à l'aide des exemples suivants: EXEMPLE 1.-
On traite en continu de la fécule de pommes de terre, d'une teneur en humidité de 15,0%, dans un broyeur métaique à meules dont les meules exercent une pression de 200 kg/cm2, et à la température ambiante. Le produit obtenu se présente sous la forme de fragments grossi.ers de 1-5 mm et gonfle dans l'eau froide.
EXEMPLE 2. -
On traite dans un broyeur colloïdal 50 g de fécule de pommes de terre d'une teneur en humidité de 14,6%. Le vase en porcelaine du broyeur a une contenance de 0,3 3 1;; il y a 22 boulets d'acier d'un diamètre de 16 mm. La vitesse est de 200 t/m, le traitement dure 45 minutes. La suspension de fécule de pommes de terre initiale non traitée, a une viscosité de 1,9 cp pour une concentration de 5% de matière sèche à 25 C. Dans les mêmes condi- tions le produit final se présente sous la forme d'une disper- sion claire, dune viscosité de 95 cp, tandis que 31% seulement peuvent passer par un tamis de 0,09 mm d'ouverture de mailles contre 69% de la fécule de pomme;de terre initiale non traitée.
EXEMPLE 3.-
On mélange 50 g de fécule de pommes de terre à 9,8 % d'humidité, avec 5,0 g de borax, et on traite comme dans l'exemple 1. La viscosité de la dispersion claire dans l'eau à 25 C, pour une concentration de 5% de matière sèche, est de 97; un produit
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obtenu de la même manière mais sans addition de borax, a une viscosité de 77 cp.
REVENDICATIONS 1.- Procédé de préparation de produits d'amidon gonflables à froid, dans lequel l'amidon est transformé par voie mécanique en amidon gonflable à froid, caractérisé en ce que par friction sous pression modérée, les grains d'amidon sont agglomérés en plus grosses particules, gonflables dans l'eau froide.
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It is known that starch can be made to swell cold, by mechanical treatments using grinding devices such as ball mills, roll mills, etc. German Patent No. 837,980, for example, describes the preparation with the aid of grinders of different types of starch capable of cold swelling, the starch grains being ground several times between very tight rollers or the like, of so that these grains are reduced and can partially swell in cold water.
From these publications and others, it always emerges that the aim is to reduce the starch grains mechanically, so that the fragments of these grains are swellable in cold water.
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It is known from German Patent No. 665,742 that dry starch can be converted into swellable starch by treatment under very high pressure and high temperature.
According to the process which is the object of the present invention, cold swellable starch products are prepared by treating starch grains by friction under moderate pressure so as to agglomerate them into larger particles, swellable in the cold. cold water.
The process according to the invention therefore differs from the processes described in German Patents Nos. 837,980 and 665,742, in that in the present case, the aim is not to reduce the starch grains into small fragments by grinding, but to subjecting them to friction under moderate pressure, with or without a moderate rise in temperature, in order to agglomerate them into larger particles, liable to swell in cold water.
The apparatus used for this purpose therefore no longer serves primarily to burst the grains, but the starch must, while it is being treated therein, thicken and / or swell in the water contained in the grains. In the apparatus used in the process according to the invention, for example a wheel mill or a mill working in an equivalent manner, the wheels of which are subjected to a suitable pressure, the starch grains not only thicken, but are agglomerated into larger aggregates. The microscopic examination of the products thus obtained shows that in the particles present, the initial starch grains are no longer detectable; the organized grain structure gave way to the unorganized image of thickened starch, as shown by the polarization cross when using polarized light.
This appears clearly on the attached photomicrographs, of which those bearing the numbers 1, 2 and 3 are sections of flakes, coming from the grinder mill which each time have a smaller structure, which emerges from figs. la, 2a and 3a which show
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the same parts as Preparations 1, 2 and 3, but under polarized light between crossed nicols. Fig 4 is a section in water, and it emerges from Figure 4a that practically all structure has disappeared. The magnification is of the order of 400 times.
It is surprising to note that under the above temperature and humidity conditions, the devices the effect of which is similar to that obtained with the aid of a mortar, are particularly successful in achieving the desired effect. A grinder mill, either with rotating plates or with fixed plates, may while having a large capacity and requiring only a particularly low force, be very suitable to achieve the intended goal.
Although it has been known for a long time to use a ball mill to obtain a starch capable of swelling in cold water, this process can be used for the present invention, by adjusting the speed of this mill in advance, to so that it no longer acts as a grinding device, but causes an increase in the starch particles, depending on the water content and the temperature of this starch, since it then acts - rather like a mortar , the balls acting mainly on the wall like a mortar pestle. Surprisingly, the rate of deliquescence can be regulated by the moisture state of the starch and the temperature existing or achieved during the. grind.
This deliquescence process tolerates very little humidity, and even a proportional increase in temperature cannot completely compensate for this lack of humidity.
It was found that during the treatment the temperature could rise to above the thickening point.
Even a start of prior hot thickening is not entirely detrimental to achieving the intended goal, that is to say to mechanically dissolve the starch grains in as little moisture as possible, with increase or not the temperature.
.After processing, the particles are irregular in size; after processing, it is advantageous to sift the larger ones
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particles obtained, and subject to a new treatment. starch which is not or only slightly modified.
A great advantage of this process lies precisely in the increase in particle size; can, by sifting to a certain size, narrowly limit the rate of dissolution. The excessively large parts can then be ground in known grinding devices; too fine parts can be used separately, or be subjected to the treatment again in order to be agglomerated into larger particles. The addition of certain materials, which can have a decisive effect, such as, for example, borax, soda, caustic soda or alkali nitrates before or during processing, can improve the swelling capacity of the product in the water. 'Cold water.
A very surprising property is that starch made soluble and / or swellable in cold water can be decomposed by enzymes, being subjected to a process according to the invention.
It is known that enzymes do not, or with great difficulty, break down crude starch chips. The starches thickened by cooking alone allow themselves to decompose with a rela.tive rapidity, to thus give solutions less viscous than the initial product.
It is surprising to note that the starch obtained according to the invention can, without having been subjected to a thickening beforehand, be decomposed by enzymes and transformed into not very viscous pastes, and this at temperatures below the thickening temperatures of starch and optima for the action of enzymes.
As it is often desirable in industry to obtain starch pastes with a high dry matter content, with the known methods, great difficulties are encountered in thickening the starch by stirring it and then liquefying it by enzym.es, and because of the high viscosity that occurs in solutions
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starch slurries. Concentrated, one is required by a maximum content of dry matter.
The pretreated starch can, as soon as the viscosity of the initial solution is reached, be added again as soon as the enzyme has sufficiently reduced the viscosity, without in the meantime it being necessary to boil, thereby killing the 'enzyme.
The invention will be described in more detail with the aid of the following examples: EXAMPLE 1.-
Potato starch, with a moisture content of 15.0%, is continuously processed in a metal grinder whose grinders exert a pressure of 200 kg / cm2, and at room temperature. The product obtained is in the form of fragments of 1-5 mm size and swells in cold water.
EXAMPLE 2. -
50 g of potato starch with a moisture content of 14.6% are processed in a colloid mill. The porcelain vase of the crusher has a capacity of 0.3 3 1 ;; there are 22 steel balls with a diameter of 16 mm. The speed is 200 rpm, the treatment lasts 45 minutes. The initial untreated potato starch suspension has a viscosity of 1.9 cp for a concentration of 5% dry matter at 25 C. Under the same conditions, the final product is in the form of a clear dispersion, with a viscosity of 95 cp, while only 31% can pass through a sieve of 0.09 mm mesh size against 69% of the initial untreated potato starch.
EXAMPLE 3.-
50 g of potato starch at 9.8% moisture are mixed with 5.0 g of borax and treated as in Example 1. The viscosity of the clear dispersion in water at 25 ° C. , for a concentration of 5% of dry matter, is 97; a product
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obtained in the same way but without the addition of borax, has a viscosity of 77 cp.
CLAIMS 1.- Process for the preparation of cold swellable starch products, in which the starch is mechanically converted into cold swellable starch, characterized in that by friction under moderate pressure, the starch grains are agglomerated into larger particles, swellable in cold water.