198219. lajstromszámú szabadalom • Eljárás keményítőoldat előállítására
1 HU 198219 B 2 A találmány tárgya eljárás keményitó-oldat előállítására por alakú keményítőből vagy növényi magvak, gumók, gyökerek lisztes őrleményéből, amelynek során a szilárd szemcsés keményítőt hőkezelés alkalmazása nélkül oxidáló hatású és lúgos kezelésnek vetjük alá, és amelynek eredményeként tág határok között változtatható viszkozitású vizes keményitő-oldatot nyerünk. Az igy előállított keményitő-oldat sokoldalúan felhasználható kiindulási anyag, amelyből ragasztót, sűrítőanyagot, papírkezelő anyagot, textilappretáló anyagot, keményítő-hártyát, nyomómasszát, stb. lehet előállítani. Ismeretes, hogy a növényi magvakból és gumókból, pl. búzából, rozsból, rizsből kukoribából vagy burgonyából egyszerű mosási eljárással izolálható por alakú szemcsés keményítő két fő komponensből áll, a spirálszerű, de elágazások nélküli molekulákból álló amilózból és a sok elágazást tartalmazó molekulájú amilopektinből. A keményítőt alkotó molekulák D-glukóz egységekből épülnek fel és csupán 0,1% alatti mennyiségben tartalmaznak egyéb anyagokat, főként észterként kötött foszforsavat. A keményítő hideg vízben nem oldódik, de forró vizben duzzad és kolloidálisan oldódik. A melegítéssel nyert vizes keményítő-oldat lehűléskor géllé dermed, tehát hidegen már nem folyékony halmazállapotú, ez az un. keményítő csiriz. A keményítő két komponense közül az elágazó molekulákból álló amilopektin okozza a csirizesedést, mig az amilóz a lehűlés során újra kiválik az oldatból és a csiriz átlátszatlanságát idézi elő. A keményítő láncmolekulái vízzel főzve fokozatosan leépülnek, a hidrolízis végső eredménye D-glukóz-oldat. Tiszta vízzel főzve a glükozid-kótés felhasadásának sebessége igen kicsi, nyomós alatt, 180 °C-ot meghaladó hőmérsékleten főzve válik csak a reakció kellően gyorssá. A forróvizes hidrolí- I zist híg ásványi savakkal igen meg lehet gyorsítani, így pl. 2%-os sósavval főzve a lebomlás egy óra alatt lejátszódik. A keményítő lebontására hidegen az amilóz-enzim képes. A keményítő részleges lebontásakor nyerik a különféle dextrineket. A keményítő jellegzetes szlnreakciót ad jóddal, az amilóz kék színű, az amilopektin ibolya színű szlnreakciót mutat, amely igen érzékeny és jellemző reakció a keményítő kimutatására (1. pl. Bruckner: Szerves kémia 1-2., Budapest, 1961., 1081. old.). A keményítő vizes szuszpenziójának hőkezelésével nyerhető un. keményítő csiriz egyszerű papirragasztásí célokra tőbbé-kevésbó megfelel, de a kész ragasztó csak frissen készítve használható fel, tárolás közben irreverzibilis koagulólásra hajlamos és könnyen megpenészesedik, ■ igy általános ipari felhasználásra nem alkalmas. Ipari felhasználóknak készítik melegen feltárt keményítőből a .Stein-Hall glue’-nak ismert pasztaszerű keveréket, amelynek előállításakor a víz forráspontjának közelében főzéssel feltárt keményítő-oldatba feltáratlan, szemcsés keményítőt kevernek el. Erre azért van szükség, hogy a keverék keményítő tartalma elég nagy legyen, ugyanis kisebb, 20% alatti keményítő koncentrációk esetében a koaguláló film nem elég erős, másrészről azonban a 20%-ot meghaladó keményítő mennyiséget tartalmazó melegen feltárt vizes keményitőkészitmények olyannyira viszkózusak, gélesedésre hajlamosak, hogy technikai felhasználásra nem megfelelőek, vagy csak különleges, nagy nyiróerők bevitelére alkalmas gépekkel dolgozhatók fel. A hagyományos .Stein-Hall glue‘-tipuBŰ keményítő paszták fenti hiányosságait az angol 2.061.307 számú szabadalom oly módon küszöböli ki, hogy a később hozzákeverendő, nem zselatinálódó keményítő szemcséket hordozó lebontott keményítő-masszát 95-160 °C hőmérsékleten hőkezelve, nagy nyíróerőt bevevő keverést használva vizoldékony, a legalább 95 °C-os reakciótérben nascens oxigént fejlesztő oxidáló szerrel kezeli. Ilyen oxidáló szerként szervetlen peroxi-vegyületeket, mint ammónium-perszulfátot, perkarbonátokat, perborátokat alkalmaz. Az eddig ismert eljárások, amelyek technikai felhasználásra alkalmas, legalább 2C% keményítőt tartalmazó vizes keményítőmasszát eredményeztek, csak bonyolult gépi és hőkezelést is alkalmazó berendezést igénylő technológiával voltak kivitelezhetek. Az ilyen berendezések önmagukban is igen költségesek, mert általában közvetett fűtést és nagy nyiróeröt egyidejűleg megvalósító készülékeket alkalmaznak, és az üzemeltetési költségűk a hőenergia igény miatt ugyancsak magas. További hátrányt jelent a folyamat biztonságos vezetéséhez szükséges vezérlőberendezések és a kvalifikált kezelőszemélyzet alkalmazásának szükségessége. A fenti technológiai hátrányok csökkentésére irányuló kisérleteink során, amelyeknél a keményítő oldatba vitelének egyszerű felszereléssel is kivitelezhető módjának kidolgozására törekedtünk, nem várt módon azt találtuk, hogy a tisztított szemcsés keményítőből optikailag is teljesen homogén, átlátszó vizes oldat nyerhető hőhatás alkalmazása nélkül is oly módon, ha a keményítő vizes szuszpenzióját hipokloritos kezelésnek vetjük alá és híg, pl. 5%-os NaOH vagy KOH oldatot adagolunk hozzá. Ekkor környezeti hőmérsékleten is gyorsan lejátszódó reakció megy végbe, amelynek eredményeként viszkózus, de homogén átlátszó oldat nyerhető, amely vízzel korlátlanul hígítható. Ez az oldat közvetlenül is felhasználható pl. ragasztási célokra. A valódi oldat jelleget a fényszórási effektus teljes hiánya egyértelműen bizonyltja. A fent leirt módon nyert lúgos kémhatása oldat a semlegesítés során igen jellegze5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
