173973. lajstromszámú szabadalom • Fluidizációs eljárás kémiai és fizikai folyamatokhoz
9 173973 10 nyítő fajtájától, részben az előállítani kívánt dextrin tulajdonságaitól függően. Általában a sav mennyisége megfelelő, ha 0,01—10 súlyrész Baumé-fok HC1 jut 1000 súlyrész keményítőre, ami körülbelül megfelel a „savmilliegyenérték/1 g keményítő” (száraz állapotú) mérőszámban kifejezett 0,001—0,10 savassági értéknek. A savval kevert keményítőt az ismertetett berendezésben való átáramoltatás közben olyan hőmérsékleten tartjuk, amely részben a gyártani kívánt dextrin fajtájától függ. Általában a keményítőt 51,5°C és 193°C közötti hőmérsékleten tartjuk a reaktorban, azonban legelőnyösebb a 77°C és 190°C közötti hőmérséklet-tartomány. A találmány szerinti eljárás alkalmazása során a keményítő általában 1 óránál rövidebb ideig van a reaktorban. A kezelési idő általában 10—30 percig tart, azonban ez az időtartam az előállítani kívánt dextrin tulajdonságaitól és az átalakítás fokától függően hosszabb vagy rövidebb lehet. A dextrinné való átalakítás fokától függő mértékben a fluídizáló gázként alkalmazott levegőt is fűthetjük, bár ez nem mindig jelent előnyt. A fluidizáló ágy hőmérséklete 29°C és 177°C közötti értékre állítható be. Ha például kanárisárga dextrint kívánunk előállítani, előnyös a 107°C és 166°C közötti hőmérséklettartomány alkalmazása. A fluidizáló gázként használt levegő előnyösen nedves, mivel ez az átalakítási reakciót hatásosan elősegíti. A levegő helyett más fluidizáló közeg, például gőz vagy semleges gáz, így argon, nitrogén, széndioxid stb. is alkalmazható. Ezek alkalmazása esetén is előnyös, ha bizonyos nedvességet tartalmaznak. Ha szükséges az égési folyamatok füstgázai is használhatók fluidizáló közegként. Nem fontos, hogy a fluidizáló közeg hőt adjon át az átalakítási folyamatban résztvevő keményítőnek, mivel a reaktor csövekkel kialakított középrésze a reakció lejátszódásához szükséges hőt biztosítani tudja. A találmány szerinti eljárás arra is használható, hogy a keményítőkből fehérített és oxidált keményítőket állítsunk elő. Mint ismert, a fehérített keményítők úgy készülnek, hogy a kiinduló keményítő anyagot oxidáljuk, mire az anyag észrevehetően kifehéredik. Az oxidáció mértékét általában úgy szabályozzuk, hogy a karotin, xantofil és a természetes keményítőben előforduló rokon pigmentek az oxidáció hatására színtelen vegyületekké alakuljanak, de ugyanakkor maga a keményítő csak kismértékben oxidálódjon (DS.<0,1). A fehérítést célszerű módon száraz állapotban végezzük. Különféle oxidáló anyagok alkalmazhatók föltéve, hogy az oxidáló anyag a reakció körülményei között elég gyönge ahhoz, hogy a keményítő túlzott oxidálását elkerüljük, azonban elég erős ahhoz, hogy a pigmentek hatékonyan oxidálódjanak. Ilyen alkalmas fehérítő vegyszerek például a klór, bróm, alkálifém hipokloritok, alkálifém permanganátok, ózon, alkálifém kloritok és ezek keverékei. A keményítők fehérítésére alkalmas eljárásokat részletesebben a szakirodalom ismerteti. Az oxidált keményítőket olyan oxidációs kezelés során kapjuk, ahol már a keményítő kémiai átalakuláson megy keresztül. így például a primer alkohol csoportok karboxil csoportokká, az aldehid csoportok karboxil csoportokká, a szekunder alkohol csoportok keton csoportokká és a glikol csoportok karboxil csoportokká oxidálhatok. Ezek általában a leggyakoribb ilyen jellegű átalakítások. A keményítő oxidálásakor olyan keményítő terméket kapunk, amely könnyebben oldható és vízben feloldva alacsonyabb viszkozitású. Az oxidációt bármely oxidálószerrel elvégezhetjük. Gyakran a keményítő oxidálásához használt oxidálószer azonos a keményítő fehérítésénél alkalmazott anyaggal. A reakció végrehajtásához erőteljesebb feltételeket, így magasabb hőmérsékletet, hosszabb reakcióidőt, más pH-t stb. biztosítunk annak érdekében, hogy az oxidálószerekkel ne csak a karotin lépjen reakcióba. A keményítők oxidálására leggyakrabban használt reagensek a levegőn kívül lehetnek fehérítő porok, halogének, klóraminok, sósav, klorátok, krómsav, ferriklorid, hidrogénperoxid, hipoklorit, mangándioxid, salétromsav, nitrogéndioxid, perborátok, perjódsav, perszulfát, káliumdioxid, kálium permanganát, ezüstoxid, p-toluolszulfoklóramid és cinkoxid. A keményítők oxidálására vonatkozó eljárásokkal a szakirodalom részletesen foglalkozik. Az ismétlődő glükózanhidrid egységek a keményítőn belül különböző helyettesítési fokkal (D. S.) rendelkeznek, amely 1-3 lehet. A keményítő származékokat általában a helyettesítési fok alapján osztályozzák. Egy adott mennyiségű keményítő származékban van néhány olyan anhidro-glukoze egység, amely egyáltalán nincs helyettesítve (azaz D. S. = 0), és ugyanekkor más, 1 -3 helyettesítési fokkal rendelkező anhidro-glukoze csoportok is vannak. A teljes keményitőniennyiség átlagos helyettesítési fokát statisztikai átlagszámítással határozhatjuk meg. E számot átlagos helyettesítési fok helyett általában csak helyettesítési foknak nevezik. A találmány szerinti eljárással oxidált keményítők helyettesitési foka (karboxil helyettesítés) változatos, amely 0,0001—3 is lehet. Az általános képlet a keményítő reakcióba lépő molekuláinak számától, a helyettesítés tényleges sorrendjétől, vagy az érintett anhidro-glukozek számától függetlenül olyan termékek bemutatására szolgál, amelyeknél a helyettesítés más és más helyettesítési fokkal jön létre, vagy kisebb helyettesítési fokkal, mint az összes anhidro-glukoze csoport, vagy kisebb fokkal, mint az összes keményítő molekula. A fehérített és az oxidált keményítő közötti különbség a szakemberek előtt ismert, főként a kukorica vízelvonó üzemekben. A megkülönböztetésre egy módszert ismertet például a 3 598 622 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leirás. A keményítők oxidációja és fehérítése közötti különbség a reakció folyamatának körülményeivel szabályozható. A keményítő általában akkor oxidálódik, ha az átalakítási folyamatban résztvevő keményítő hőmérsékletét 93°C fölött, előnyösen 93°C és 204°C között tartjuk. Az átalakításnál szerepet játszik az alkalmazott oxidálóanyag mennyisége is, azonban főként a reakció hőmérséklete határozza meg azt, hogy a reakció fehérítési vagy oxidációs reakció-e. Az oxidálás végrehajtásához olyan mennyiségű oxidáló anyagra 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
