191822. lajstromszámú szabadalom • Eljárás éterezett keményítő alapú adalékanyagok előállítására
1 191.822 2 A találmány tárgya szilárd fázisban, egy műveletben elvégezhető, hatékony eljárás különféle eredetű keményítők éterszármazékainak előállítására. Az éterezett szénhidrátszármazékok ipari felhasználásra kerülő anyagok, melyeket például a papíripar, textilipar, tápszeripar mint írező-, csúsztató-, sűrítő- vagy ragasztóanyagokat legtöbbször különböző készítményekben adalékanyagként használ. Az éterezett keményítőszármazékokat úgy állítják elő, hogy a kémiailag tisztított, vagy nagyobb mennyiségű kísérőanyagot tartalmazó keményítő reakcóképes hidroxil-csoportjait lúgos közegben alkoholáttá alakítják, majd monohalogén-ecetsavval — például monoklór-ecetsawal - éterezik. A végtermék tulajdonságainak változtatása a molekulahosszúsággal összefüggő viszkozitás és az oldhatóságot meghatározó éterezési fok kívánt mértékű szabályozásával történhet. A technika állása szerint a keményítőből knnduló eljárások jellemzője az, hogy a keményítő-alkoholátból az éterezés során olyan képlékeny, alaktalan termék keletkezik, amely továbbfeldolgozásra, illetve kiszerelésre alkalmatlan. Ezt a zavaró technológiai adottságot a különböuő szabadalmakkal is védett eljárások úgy küszöbölik ki, hogy a szérhidrát-alkoholát alapanyag éterezés közbeni zavaró - a por halmazállapotból fokozott duzzadás révén képlékenységbe átmenő — szerkezeti változását vízzel elegyedő, rövidszénláncú. alkoholok - például metanol - számított százalékos arányú hozzáadásával megakadályozzák, vagy vizes közegben reagáltatnak és a terméket utólag kicsapják vagy beszárítják. (A fenti megoldások a 158 264 számú magyar, 2 599 620 számú amerikai egyesült államokbeli, 717 275 számú német birodalmi szabadalmi leírásban, illetve 56 340 számú holland szabadalmi leírásban szerepelnek). A duzzadásgátlásra alkoholokat alkalmazó eljárások többlépcsős kivitelezést tesznek szükségessé. A rendszer fűtése, a csapadéknak az oldattól való elkülönítése, az alkohol regenerálása energia- és munkaerő-igényes, tűzveszélyes, környezetszennyeződéssel ja ró, jelentős költségráfordítást igénylő műveletek. A Stärke c. folyóirat 1972 24 (4), 124-7. számában és a japán Kokai Tokkyo Koho JP 82 3Í901 számú szabadalmi leírásban szintén éterezett keményítők előállítását ismertetik. A fenti megoldások szerint azonban az éterezést szerves oldószer jelenlétében, szuszpenziós eljárással végzik, amelyek soklépcsősek, drágák, az oldószer visszanyerése költséges, és ráadásul a japán szabadalmi leírás szerint előállított termék szubsztituciós foka is kicsi (0,28), ellentétben a találmány szerinti eljárással előállított nagy, 0,4—0,8-as szubsztituciós fokú termékkel. A 92(59) számú japán szabadalmi leírásban ismertetett eljárásban kiindulási anyagként csak keményítőt tudnak felhasználni, ellentétben a találmány szerinti eljárással, amely nemcsak keményítők, hanem egyébé, keményítőtartalmú anyagok, így gyenge minőségű sütőipari lisztek éterezésére is alkalmas. Ennek oka az, hogy a találmány szerinti eljárásban, az éterezés és a hozzátartozó műveletek során a reakcióban keletkező víz megfelelő mértékű, folyamatos elvonása és a heterogén fázis eredményezte nagyobb reagenskoncentráció lehetővé teszi a gyengébb minőségű nyersanyag feldolgozását is. Ezen túlmenően, az éterezést oldatban végzik, nagy vákuumban, az éterezés reakcióideje háromszorosa a találmány szerinti eljárás lefolytatásához szükséges időnek. 2 A 2 802 000 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás terméke alapvetően eltér a találmány szerinti eljárással előállított terméktől. Az éterezési reakciót úgy vezetik, hogy az éterezett keményítő megtartsa a kiindulási anyag szemcsés szerkezetét, ebből következik, hogy az éterezési reakció csak a keményítőszemcsék felületén játszódhat le, a szemcsék belseje változatlan (ez biztosítja a keményítő kettőstörő jellegét, amelyet a termék jellemzőjeként is ismertetnek). A kapott, parciálisán éterezett keményítő minőségére leginkább jellemző szubsztituciós fokot nem is adják meg. A találmány szerinti eljárással ezzel szemben — mint már említettük - magas éterezettségi fokú terméket kapunk, eljárásunk fajlagos anyagfelhasználása kisebb, és az eljárás gazdaságosabb, mint a fenti ismert eljárás. A találmány szerinti eljárás nem rendelkezik a fenti hátrányokkal, mivel az alkoholátképzési és éterezési reakciót a duzzadást visszaszorító közeget adó alkohol alkalmazása nélkül, egy műveletben, szilárd fázisban hajtjuk végre. Azt tapasztaltuk ugyanis, hogy amennyiben a reakcióban keletkező vizet eltávolítjuk vagy megkötjük, gyorsabbá és hatékonyabbá válik a reakció és nem csak tisztított keményítő, hanem keményítőtartalmú anyagok is éterezhetővé válnak. A reakció végeredménye műiden esetben szilárd, nedves, képlékeny, de kezelhető termék. A találmány szerinti eljárás értelmében a kívánt 0,4-0,8 éterezési fok, illetve 500-2000 mPas viszkozitás eléréséhez 1 mól keményítőt, 2/3 mól 45-50t%■os nátrium-hidroxidot, 2/3 mól monoklór-ecetsavat és 1/3 mól +1/10 mól vízmentes nátrium-karbonátot erőteljes keverés közben reagáltatunk és így továbbfeldolgozásra, illetve kiszerelésre alkalmas nedves tapintású, de még poralakú terméket kapunk. A továbbfeldolgozás alatt a reakció teljessé tételét (utóreakció) és az összetapadás-mentes tárolhatóságot biztosító szárítást és őrlést értjük. Az utóreakciónál az idő, hőmérséklet és nedvességtartalom játszik szerepet. A találmány szerinti eljárás a következő reakciókkal jellemezhető: 1! Monoklór-ecetsav neutralizálása 2 Cl-CHj -COOH + Na2C03 * 2 Cl-CH3-COONa + + h2 o + co2 2.94.5 105,9 2.116.5 62 A feleslegben adagolt nátrium-karbonát kristályvíz felvételére képes vízelvonószer., 2. Az alkalizásá és éterezés bruttó reakciója (CeH! 0Os)n + Cl-CH2-COONa + NaOH -> (CjHjOsJ -CH2-COONa + (162JL 11%,5 40 (242)n + NaCL + H20 58.5 18 MpHph-ppQ|zp| A * Cl-CH2COONa + NaOH-+HO-CH2 COONa + NaCI glikolsava's nátrium Az 1. és 2. reakcióban tehát összesen 2 mól víz keletkezik, amelynek az elegyből való részleges vagy teljes eltávolítása, például megkötése a találmány szerinti eljárás egyik lényeges mozzanata. A találmány szerinti eljárás másik lényeges vonása, hogy a megkötött víz egészének, vagy egy részének és/vagy külső forrásból eredő víznek felhasználásával biztosítjuk a heterogén fázisú reakcióban a reagensek mozgásához szükséges közeget az éterezés teljessé tétele érdekében (utóreakció). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
