Спосіб модифікування крохмалів

Спосіб модифікування крохмалю, що включає змішування розчину крохмалю з похідними аміну, який відрізняється тим, що як похідні аміну беруть розчин уротропіну в воді, причому його попередньо обробляють соляною кислотою та розрахованою кількістю хлориду амонію при температурі 80-90°С, а при змішуванні реагентів крохмаль додають у вигляді його суспензії в холодній воді. Корисна модель відноситься до способів модифікування крохмалів та одержання катіонованих продуктів модифікації, які широко використовуються в виробництві паперу та картону. Частіше для модифікування крохмалів при одержанні катіоних форм використовують аміни, формальдегід та епіхлоргідрин [Рой Л. Уистлер, Эжен Ф. Пашаль. Химия и технология крахмала. М.: Пищевая промышленность. - 1983. - №3. 48с]. Недоліками даних методів є використання важкодоступних на Україні, дорогих вторинних та третинних амінів Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого винаходу є спосіб одержання катіонованих крохмалів при використанні гідроксохлориду диетилхлоретиламіну [Пат. 5368690 США, МКИЪ D21H17/28 Method of papermaking using crossinked cationic / amphoteric starches. Solarek Daniel В., Peek Lerroy R., Mealey Matthew I., Trksak Raigh M., Philbin Michael T. -№997253; Заявл. 23 12.92; Опубл. 29.11.94; НКИ 162/175] Недоліком цього способу є використання дорогого аміну та дихлоретану, які є токсичними та легколеткими речовинами з неприємним запахом. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу модифікації крохмалів при одержанні катіоних форм, який базується на використанні нетоксично! сировини, доступної та недорогої. Поставлена задача вирішується тим, що до крохмалю додають розчин уротропіну, який був попередньо оброблений соляною кислотою та хлористим амонієм. При такому веденні процесу утворюються хлоргідрати оксиметиламінів, які легко взаємодіють з крохмалем з утворенням метиламінних похідних останнього. Спосіб реалізується таким чином. До розчину уротропіну у воді додають соляну кислоту та розраховану кількість хлориду амонію Реакцію середовища (рН) доводять до 1. При кип'ятінні розчину уротропін розщеплюється з утворенням хлоргідратів оксиметиламінів: NH 4 (CH 2 ) 6 +H 2 OHCI=> 2HOCH2N+H3CI-+2(HOCH2)N+H2CI (1) В присутності хлористого амонію диоксиметиламонійхлорид переходить в хлоргідрат оксиметиламіну. (HOCH2)N+H2CI- + N+H4CI * - 2HOCH2N*H3CI(2) Отриманий хлоргідрат оксиметиламіну взаємодіє з крохмалем з утворенням метиламінних похідних. R-OH + HOCHZN-H3C|>- ROCH;N+H3CI(3) де R - СеНдО4 (залишок Д-глюкозної одиниці). В залежності від надлишку уротропіну амінування може проходити по одній, двох або трьох гідрокси групах сахаридного кільця. При проведенні реакції (3) до розчину хлорпдрату оксиметиламіну, рН якого після розкладу уротропіну досягає 4-5, при температурі 80-90°С та перемішуванні додавали суспензію крохмалю в холодній воді. Після змішування реагентів одержували розчин модифікованого крохмалю з концентрацією 60 г/дм3, який готовий до використання. ю 00 9815 Для підтвердження технічного результату були проведені слідуючі досліди: Приклад 1 В колбу із зворотнім холодильником об'ємом 500см3 помістили 42г уротропіну, розчиненого в 280 см 3 води. В даний розчин добавили 122г амонію хлористого. Розрахованою кількістю соляної кислоти (33%) довели рН до 1. Суміш кип'ятили 4 години. Коли рН розчину досягнуло 4-5, розчин перенесли в тригорлий реактор, об'ємом 1дм3. Об'єм розчину довели до 400см3, а температуру до 90°С і при постійному перемішуванні в розчин добавили 48.6г крохмалю у вигляді суспензії в 100 см 3 холодної води. Після внесення всього крохмалю суміш перемішували при 80-90сС протягом 3040 хвилин. Одержали суспензію катіонованого крохмалю з концентрацією 115г/дм3 в розрахунку на амінометилований крохмаль. В даному випадку одержали однозаміщений продукт, в якому вміст азоту складає 6.1%. го крохмалю до розчину хлоргідрату метилоламіну добавляли 32.4г крохмалю, а при одержанні тризаміщеного крохмалю добавляли 16.2г крохмалю в 50см води. При цьому одержали розчини, що містять відповідно 93 та 55г/дм3 дизаміщеного та три заміщеного метиламінового крохмалю, які містили 9.6 та 11.2% азоту. Приклад 2 Для оцінки якості модифікованих крохмалів їх використовували при виробництві паперу. Вміст крохмалів у композиціях складав 0.7, 1.0 та 1.5%. Для одержання зразків паперу використовували макулатурну масу із ступенем помолу 35°ШР. Концентрація маси при помолі - 4%. Концентрація маси при одержанні зразків паперу - 0.3%. Одержання зразків паперу проводили по стандартній методиці. Для порівняння використовували немодифікований кукурудзяний крохмаль та катіонований катіоний крохмаль "Катіонаміл - 8425" Результати приведені в таблиці. При одержанні дизаміщеного метиламіновано Таблиця 181,1 183,5 193,1 202,5 193,5 212,4 219,9 176,8 180,4 189,1 181,0 192,9 203,0 183,4 195,9 201,1 117,6 130,2 134,3 140,1 136,2 141,5 150,7 127,1 138,4 141,3 129,4 139,1 143,1 133,5 140,4 144,8 Комп'ютерна верстка Н. Лисенко Підписне л = 5 ^ г З" ІІ 35 44 47 58 46 72 79 32 45 47 37 46 53 46 51 68 Час зневоднення, с 60,7 61,0 66,0 73,5 68,0 69,5 91,2 67,6 71,6 70,2 79,5 83,4 91,6 97,1 100,3 108,2 5 Руйнуюче зусилля на стискування, Н Мети ламінований крохмаль 6,1 6,1 6,1 9,6 9,6 9,6 11,2 11,2 11,2 nj Абсолютний опір протискуванню, кПа Катіонаміл Опір розшаровуванню, Н Кукурудзяний 192 190 191 189 191 192 188 190 191 189 191 188 192 189 192 191 Границя міцності при розшаровуванні, кПа „ 0,7 1,0 1,5 0,7 1,0 1,5 0,7 1,0 1,5 0,7 1,0 1,5 0,7 1,0 1,5 го о го Опір згинанню, мН __ "з Вміст азоту в крохмалі, % Крохмаль Вміст крохмалю, % Вплив типу та дози крохмалю на парероутворюючі властивості макулатурної маси при ступеню помолу 35°ШР 2,75 2,91 2,94 3,00 3,06 3,21 3,42 2,85 2,99 3,06 2,83 2,94 3,15 2,86 3,21 3,34 199,4 210,2 215,0 219,8 221,4 234,3 268,0 198,8 210,1 230,6 202,4 215,3 232,1 205,4 230,6 275,2 13 12 12 13 12 12 12 12 12 13 12 13 12 12 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601 12