Способ получения окисленного крахмала

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСЛЕННОГО КРАХМАЛА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(72) Авторы Литвяк Владимир Владимирович Ловкис Зенон Валентинович Троцкая Таисия Павловна Литвинчук Александр Аркадьевич Миронов Алексей Михайлович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(57) Способ получения окисленного крахмала, включающий приготовление водной суспензии крахмала, обработку ее окислительным агентом, нейтрализацию суспензии окисленного крахмала раствором углекислого натрия до 6,0-6,5, отделение окисленного крахмала и сушку, отличающийся тем, что готовят крахмальную суспензию с содержанием сухих веществ не более 40 , обработку ведут озоно-воздушной смесью в течение 525 минут при температуре не выше 40 С исреды не более 7, при этом концентрация озона в суспензии составляет 2-15 г/м 3. Изобретение относится к пищевой промышленности и может использоваться в крахмало-паточной отрасли при получении химически-модифицированных окисленных крахмалов и других крахмалопродуктов, а также в целлюлозно-бумажной, текстильной и строительной промышленности. Изобретение позволяет разработать высокоэффективный, экономный, экологически безопасный способ получения окисленных модифицированных крахмалов высокого качества. Известен способ получения сульфированного целлюлозного волокна, включающий окисление целлюлозной волокнистой массы окислительным агентом с образованием альдегидцеллюлозной волокнистой массы и сульфирование ее сульфицирующим агентом. В качестве окислительного агента может использоваться метанерйодат натрия, параперйодат натрия, йодная кислота, гипохлорит натрия, перекись водорода, озон, бихромат калия,перманганат калия, хлорит калия. При 3,0-4,6 альдегидцеллюлозную волокнистую 11129 1 2008.10.30 массу промывают водой и сульфируют щелочным бисульфитом или двуокисью серы в сочетании с гидроокисью натрия при температуре 25-90 С до образования сульфированного целлюлозного волокна, в котором атом серы связан непосредственно с целлюлозой, а степень замещения колеблется в пределах 0,005-0,1 1. Недостатками способа является многостадийность, сложность, трудоемкость и длительный период времени технологического процесса, это приводит к увеличению производственных площадей, материала и металлоемкости, а также повышению энергозатрат,что значительно ухудшает качество получаемого продукта. Кроме того, в процессе производства используется много дорогостоящих химических веществ метанерйодат натрия,параперйодат натрия, йодная кислота, гипохлорит натрия, перекись водорода, озон, бихромат калия, перманганат калия, хлорит калия бисульфит, двуокись серы, гидроокись натрия. Проведение подобного технологического процесса требует высококвалифицированного персонала. Известен способ производства модифицированного крахмала предусматривающий приготовление водной суспензии крахмала с 11,0-12,5, введение некоторого количества катионов марганца путем использования марганцовокислой соли и 0,01-2,0 из расчета на массу крахмала перекиси водорода (в пересчете на 100 -ный продукт),выдерживание суспензии в течение 2-36 часов при температуре 0-55 С, фильтрацию суспензии, промывку отфильтрованного модифицированного крахмала и сушку 2. Недостатком известного способа является сложность технологической схемы, длительность процесса модификации, значительные энергозатраты, а также необходимость в дорогостоящих химических реагентах марганцовокислой соли и перекиси водорода. Окисление крахмала по данному способу приводит к удержанию части марганца в крахмале, что существенно понижает потребительские свойства и как следствие этому ограничивает его применение в пищевой промышленности. Кроме того, наличие ионов марганца способствует образованию трудно очищаемых сточных вод. Наиболее близким к изобретению является способ производства модифицированного крахмала 3 - прототип, предусматривающий приготовление водной суспензии картофельного или высокоамилозного крахмала. Суспензию нагревают, добавляют в нее катализатор, в качестве которого используют раствор сернокислого двухвалентного железа, а затем окислитель - раствор перекиси водорода. Суспензию выдерживали в течение 1-2 часов. Отделяли от крахмала жидкую фазу и модифицированный крахмал сушили 3. Недостатками способа является сложность, значительная продолжительность технологического процесса модификации крахмала, а также использование дорогостоящих химических реагентов катализатора - сернокислого двухвалентного железа и окислителя перекиси водорода. Кроме этого, применение сернокислого двухвалентного железа негативно сказывается на качестве получаемого крахмала и образуемых сточных водах, так как железо относится к группе тяжелых металлов и его количество регламентируется санитарными нормами. Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение является разработка способа получения окисленных крахмалов с использованием высокоэффективного неспецифического газообразного окислителя - озона, позволяющего значительно упростить технологическую схему, максимально сократить продолжительность производственного процесса, снизить энергопотребление, значительно увеличить производительность, а также получить высококачественный окисленный крахмал, обладающий хорошими потребительскими свойствами. Это достигается тем, что способ получения окисленного крахмала, включающий приготовление водной суспензии крахмала, обработку ее окислительным агентом, нейтрализацию суспензии окисленного крахмала раствором углекислого натрия до 6,0-6,5,отделение окисленного крахмала и сушку, отличается тем, что готовят крахмальную суспензию с содержанием сухих веществ не более 40 , обработку ведут озоно-воздушной 2 11129 1 2008.10.30 смесью в течение 5-25 минут при температуре не выше 40 С исреды не более 7, при этом концентрация озона в суспензии составляет 2-15 г/м 3. Способ реализуется следующим образом. В специализированную емкость с мешалкой, объемом 0,5-1,0 м 3, изготовленную из нержавеющей стали подавалась крахмальная суспензия с концентрацией сухих веществ не более 40 . Затем при помощи озонатора туда поступала озоно-воздушная смесь и методом барботирования проводилось окисление (озонирование) находящейся там крахмальной суспензии. Окисление крахмала осуществлялось в кислой или нейтральной средене более 7 в течение 5-25 мин, в качестве окислительного агента использовали озоно-воздушную смесь с концентрацией озона в суспензии 2-15 г/м 3. Температура во время химической реакции окисления не превышала температуру клейстеризации крахмала и была не выше 40 С. Суспензию после завершения реакции при необходимости нейтрализовали раствором углекислого натрия до 6-6,5 и отделяли крахмал от жидкой фазы путем фильтрации или центрифугирования. Затем крахмал высушивали, просеивали и упаковывали. Химический механизм окисления крахмальной суспензии озоно-воздушной смесью следующий. В результате пропускания озоно-воздушной смеси, через крахмальную суспензию, озон распадается на атомарный и молекулярный кислород при этом происходит частичное окисление крахмала и частичное окисление воды. В результате окисления воды образуется перекись водорода, которая при повышении температуры распадается на воду и атомарный кислород. При действии неспецифического газообразного окислителя - озона может происходить расщепление -(1-4)- и -(1-6)-глюкозидных связей с образованием альдегидных групп, окисление спиртовых групп в альдегидные, а затем и в карбоксильные. В кислой среде эффективность реакции окисления более высокая, чем в щелочной. С ростом продолжительности обработки растет содержание в крахмале количества карбонильных групп, при этом в большей степени при проведении реакции в кислой среде, а карбоксильных групп - только в кислой среде. Окисление крахмала, находящегося в суспензии, происходит за счет воздействия на его атомарного кислорода, образующегося при разложении озона и перекиси водорода. Предлагаемое изобретение является экологически безопасным, позволяет значительно упростить технологическую схему, максимально сократить продолжительность производственного процесса, снизить энергопотребление, увеличить производительность, а также получить продукт низкой себестоимости, обладающий хорошими потребительскими свойствами, который может быть использован в пищевой, целлюлозо-бумажной, текстильной, строительной и других отраслях промышленности. Источники информации 1. Патент РФ 2142530, МПК 21 Н 11/00 // Бюл.34. - 10.12.1999. 2. Патент РФ 4838944, МПК С 08 В 31/00 // Бюл.16. - 13.06.1989. 3. Патент РФ 2159252, МПК 7 С 08 В 30/12, 31/18 // Бюл.32. - 20.11.2000. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3