CH376868A - Verfahren zur Herstellung von in kaltem Wasser quellbarer Stärke - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von in kaltem Wasser quellbarer Stärke
Es ist bekannt, dass Stärke durch Behandlung in Mahlvorrichtungen, wie Kugelmühlen, Walzenmühlen usw., zum Aufquellen in kaltem Wasser gebracht werden kann. Die deutsche Patentschrift Nr. 837980 erwähnt beispielsweise die Herstellung von in kaltem Wasser quellbarer Stärke durch Behandlung in den verschiedensten Mühlen, wobei die Stärkekörnchen wiederholt zwischen Walzen mit hohem Druck zu Pulver vermahlen werden und dadurch die Fähigkeit bekommen, in kaltem Wasser teilweise aufzuquellen. Bei diesem und in anderen Patentschriften beschriebenen Verfahren wird jeweils nach dem gleichen Prinzip gearbeitet, um die Grösse der Stärkekörnchen zu verringern und sie so in kaltem Wasser quellbar zu machen.



   Nach der deutschen Patentschrift Nr. 665742 ist es weiterhin bekannt, dass trockene Stärke bei hoher Temperatur unter sehr hohem Druck in quellbare Stärke umgewandelt werden kann.



   Gegenstand des vorliegenden Patents ist nun ein Verfahren zur Herstellung von in kaltem Wasser quellbarer Stärke aus in kaltem Wasser nicht quellbarer Stärke, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stärkekörnchen unter Reiben unter Druck in einer Wälzmühle zu grösseren, in kaltem Wasser quellbaren Teilchen vereinigt werden, und die Anwendung der nach dem obigen Verfahren hergestellten Stärken zur Herstellung von niedrigviskosen Stärkebreien.



   Im Gegensatz zu den Verfahren der vorstehend erwähnten Patentschriften werden also bei diesem Verfahren die Stärkekörnchen nicht zu kleineren Teilen vermahlen, sondern unter Reiben unter Druck und gegebenenfalls bei mässig erhöhter Temperatur zu grösseren, in kaltem Wasser quellbaren Teilchen vereinigt.



   Zu diesem Zweck sind wie gesagt Wälzmühlen zu verwenden. Dabei sind natürlich Bedingungen einzuhalten, unter denen die Körnchen nicht zermahlen werden, sondern unter denen die Stärke z. B. während der Behandlung geliert und/oder die Körnchen in dem in ihnen enthaltenen Wasser aufquellen und zu grösseren Aggregaten vereinigt werden können.



  Solche Wälzmühlen sind   z. B.    Kollermühlen und ähnliche Vorrichtungen, deren Laufräder gegebenenfalls unter Druck arbeiten.



   Aus der mikroskopischen Betrachtung der Produkte geht hervor, dass die ursprünglichen Stärkekörnchen in den anfallenden Teilchen nicht mehr erkennbar sind, und dass ihre organisierte Struktur, die bei Verwendung von polarisiertem Licht aus der Polarisierungskreuzung erkenntlich ist, dem unorientierten Bild gelierter Stärke gewichen ist. Dies ist aus den beigefügten Mikrofotografien klar erkennbar, in denen die Bilder 1, 2 und 3 Schnitte durch Flocken von in einer Kollermühle in der genannten Art behandelter Stärke zeigen, die mit zunehmender Behandlungsdauer (Bilder 1-3) geringere Struktur aufweisen, was ganz eindeutig aus den Bildern 1A, 2A und   3A    hervorgeht, die die gleichen Teile der Präparate 1, 2 und 3 aber in polarisiertem Licht zwischen gekreuzten Nicols zeigen.

   Bild Nr. 4 zeigt solche in Wasser dispergierte Stärkeflocken und aus dem dazugehörigen Bild   44    (polarisiertes Licht) geht hervor, dass jegliche Struktur praktisch verschwunden ist. Das Bild ist 400mal vergrössert.



   Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich bei bestimmter Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen die erwähnten, z. B. die Wirkung eines Mörsers nachahmenden Vorrichtungen zur Erzielung der gewünschten Wirkung ausserordentlich eignen. So kann man- mit Kollermühlen mit drehbaren oder festen Böden die erstrebte Wirkung bei hoher Lei  stung und ausserordentlich geringem Verbrauch an Strom erzielen. Obgleich die Herstellung von in kaltem Wasser quellbarer Stärke durch Zermahlen in einer Kugelmühle bereits seit langem bekannt ist, kann für das erfindungsgemässe Verfahren auch eine Kugelwälzmühle verwendet werden. In einer Kugelwälzmühle ist die Umdrehungsgeschwindigkeit so hoch, dass die Kugeln unter Einfluss der   Fliehkraft-    an der Innenfläche der zylindrischen Mahlbahn angepresst werden und abrollen.

   Demzufolge wird keine Mahlwirkung ausgeübt, sondern es wird eine Erhöhung der Teilchengrösse der Stärke, je nach Wassergehalt und Temperatur, bewirkt.   tJberraschender-    weise kann der Grad und die Geschwindigkeit der Umwandlung der in kaltem Wasser nicht quellbaren Stärke durch den Feuchtigkeitszustand der Stärke und die während der Behandlung vorherrschende oder erzeugte Temperatur geregelt werden. Bei geringer Feuchtigkeit wird die Umwandlung verzögert und kann selbst durch eine entsprechende Temperaturerhöhung nicht ausgeglichen werden.



   Es wurde gefunden, dass Temperaturerhöhungen über den Gelierungspunkt hinaus während der Behandlung möglich sind. Selbst eine beginnende warme Vorgelierung ist nicht absolut nachteilig. Nach der Behandlung ist die Teilchengrösse unregelmässig.



  Die grösseren Teilchen werden vorzugsweise abgesiebt, während die nicht oder nur wenig veränderte Stärke z. B. nochmals behandelt wird.



   Der grosse Vorteil des beanspruchten Verfahrens beruht auf der Erhöhung der Teilchengrösse, da es jetzt möglich ist, die Auflösungsgeschwindigkeit innerhalb sehr weiter Grenzen durch Absieben von Teilchen bestimmter Grösse zu regeln. Die zu groben Teilchen können auf bekannte Weise wieder vermahlen und die zu feinen Teile getrennt verwendet oder nochmals behandelt werden, um sie zu grösseren Teilchen zu vereinigen. Die Quellfähigkeit des Produktes in kaltem Wasser kann durch den Zusatz bestimmter, z. B. als Hydrolysemittel wirkender Substanzen, wie Borax, Soda und Ätznatron, oder von Alkalimetallnitratlösungen vor oder während der Behandlung verbessert werden.



   In kaltem Wasser quellbare Stärke zeigt die sehr beachtliche Eigenschaft, durch Enzyme angegriffen werden zu können, wenn sie nach dem Verfahren erhalten wurde.



   Es ist allgemein bekannt, dass Enzyme native Stärkekörnchen nicht oder jedenfalls nur schwer angreifen. Durch Kochen gelierte Stärke kann nur mit verhältnismässig geringer Geschwindigkeit zu niedrigen viskosen Lösungen zersetzt werden.



   Überraschenderweise kann die gemäss der Erfindung erhaltene Stärke ohne vorherige Gelierung in Wasser mit Enzymen zu einem niedrig-viskosen Brei bei Temperaturen unter der Stärkegelierungstemperatur zersetzt werden, die für die Einwirkung der Enzyme optimal sind. Da in der Industrie Stärkebreie mit einem hohen Gehalt an Trockensubstanzen häufig erforderlich sind, ergeben sich bei den bekannten Verfahren des Gelierens der Stärke unter Rühren und anschliessender Verflüssigung mit Enzymen grosse Schwierigkeiten und man ist infolge der hohen Viskosität konzentrierter kochender Stärkelösungen an einen begrenzten Maximalgehalt an Trockensubstanz gebunden.



   Zur Herstellung solcher Stärkebreie kann die vorbehandelte Stärke jeweils der Ausgangsdispersion zugegeben werden, wenn das Enzym die Viskosität genügend verringert hat, ohne dass die Lösung dazwischen zum Kochen gebracht werden muss und die Enzyme hierbei getötet werden.



  Beispiel   1   
Kartoffelstärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 15,0 % wird kontinuierlich in einer metallischen Kollermühle mit einem Walzendruck von 200 kg/cm bei Raumtemperatur behandelt. Das Produkt fällt in Form grober Teilchen von 1-5 mm an und ist in kaltem Wasser quellbar.



  Beispiel 2:
50 g Kartoffelstärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 14,6 % werden in einer Kugelwälzmühle, in der die Kugeln unter Einfluss der Fliehkraft an der Innenfläche der zylindrischen Mahlbahn angepresst werden und sich auf dieser Mahlbahn abwälzen, behandelt. Das Porzellangefäss hat ein Fassungsvermögen von   0,3 1.    Die Kugelfüllung besteht aus 22 Stahlkugeln mit einem Durchmesser von
16 mm. Die Zahl der Umdrehungen beträgt 200/Min., die Behandlungsdauer 45 Minuten. Die Viskosität der Suspension der ursprünglichen, nichtbehandelten Kartoffelstärke beträgt 1,9 Centipoise in einer Konzentration von   5 %    Trockensubstanz bei 250. Unter den gleichen Bedingungen liegt die erhaltene, in kaltem Wasser quellbare Stärke in Form einer klaren Dispersion mit einer Viskosität von 95 Centipoise vor.

   Von der erhaltenen Stärke passieren nur   31%    ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,09 mm gegenüber 69 % der nicht behandelten ursprünglichen Kartoffelstärke.



  Beispiel 3:
50 g Kartoffelstärke mit einem Gehalt von 9,8 % Feuchtigkeit werden mit 5,0 g Borax vermischt und wie im Beispiel 1 angegeben behandelt. Die erhaltenen Teilchen hatten eine Grösse von 1 bis 5 mm.



  Diese Teilchen wurden gemahlen und die Fraktion mit einer Grösse zwischen   0,09 mm    und   0,30 mm    wurde aus dem gemahlenen Produkt gesiebt. Aus der letztgenannten Fraktion wurde eine   5 %    wässrige Dispersion hergestellt. Die Viskosität der so erhaltenen klaren Dispersion von in kaltem Wasser quellbarer Stärke beträgt bei   25o C    97 Centipoise, wäh  rend die Viskosität eines in gleicher Weise behandelten Produktes ohne Zusatz von Borax nur 77 Centipoise beträgt.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von in kaltem Wasser quellbarer Stärke aus in kaltem Wasser nicht quellbarer Stärke, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärkekörnchen unter Reiben unter Druck in einer Wälzmühle zu grösseren, in kaltem Wasser quellbaren Teilchen vereinigt werden.

   II. Verwendung der nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestellten Stärken zur Herstellung von niedrig viskosen Stärkebreien, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltenen Produkte in Wasser mit Enzymen zersetzt werden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung bei erhöhten Temperaturen, jedoch unterhalb der Gelierungstemperatur der Stärke, durchgeführt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem Zusätze verwendet werden, welche die Quellbarkeit von Stärke in kaltem Wasser fördern und insbesondere das Verklumpen während des Quellens von Stärke in Wasser verhindern.

   3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass anschliessend eine vorbestimmte Teilchengrösse durch mechanische Behandlung, z. B. Sieben oder Mahlen, eingestellt wird.