Способ получения пористого химически модифицированного замещенного крахмала

Изобретение относится к крахмалопаточной отрасли. Способ получения пористого химически модифицированного замещенного крахмала предусматривает добавление к крахмалу химического модифицирующего агента, корректировку рН среды и проведение химической реакции модификации. В качестве крахмала используют нативный крахмал с влажностью – 30–95%: картофельный, и/или кукурузный, и/или тапиоковый, и/или пшеничный, и/или ржаной, и/или ячменный, и/или тритикалевый, и/или рисовый, и/или амарантовый, и/или сорговый, и/или овсяный, и/или нутовый, и/или гороховый, и/или бобовый, и/или чумизный, и/или гречишный, и/или банановый, который клейстеризуют. Химическую реакцию модификации проводят после добавления к крахмальному клейстеру химических модифицирующих агентов: глицерин, и/или адипиновая кислота, и/или окись этилена, и/или окись пропилена, и/или монохлоруксусная кислота, и/или N-(3-хлор-2-гидроксипропил) триметиламмония хлорид, и/или натриевые соли ортофосфорной кислоты: однозамещённые, и/или двухзамещённые, и/или трехзамещенные, и/или ледяная уксусная кислота, и/или винилацетат, и/или эпихлоргидрин, и/или уксусный ангидрид и с или без добавления катализаторов: щелочи, и/или оксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов или минеральных кислот, и/или кислотных оксидов в СВЧ установке при мощности 1–500 кВт в течение 1–10 минут. Далее замораживают модифицированный крахмал при температуре от –5°С до –70°С, оттаивают при температуре от +20°С до +30°С, обезвоживают и сушат при температуре не более +60°С с или без дробления на молотковой дробилке до частиц размером 0,1–1,0 мм полученного пористого химически модифицированного замещенного крахмала. Дробленный пористый химически модифицированный замещенный крахмал просеивают через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проводят магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов. При этом толщина слоя продукта составляет 6–8 мм, а скорость прохождения слоя через магниты – не более 0,5 м/с. Изобретение позволяет разработать высокоэффективный способ получения химически модифицированного замещенного крахмала высокого качества с пористой структурной организацией для различных отраслей пищевой промышленности и для технических целей. 7 пр.

 

Изобретение относится к крахмалопаточной отрасли, а именно к получению пористых (обладающих пористой структурной организацией) химически модифицированных (замещенных) крахмалов, которые могут широко использоваться в различных отраслях пищевой промышленности и в технических целях.

Изобретение позволяет разработать высокоэффективный, экономичный способ получения химически модифицированного замещенного крахмала высокого качества с пористой структурной организацией для различных отраслях пищевой промышленности и для технических целей.

Известны способы получения замещенных крахмалов в химических реакторах с мешалкой и подогревом, проводя реакцию этерификации при определенных условиях (рН среды, температуре, времени обработки). Так, введение N-(3-хлор-2-гидроксипропил) триметиламмония хлорида или другого реагента содержащего катионную группу приводит к получению катионных крахмалов. При использовании окиси этилена и/или пропилена получают оксиалкилированные крахмалы, а монохлоруксусной кислоты - карбоксиметилированные крахмалы. Для получения фосфатных крахмалов применяют водорастворимые фосфатные соли орто-, пиро- или триполифосфорной кислоты, а ацетатные крахмалы получают путем введения ацетилирующего агента: ледяной уксусной кислоты, уксусного ангидрида, кетена, винилацетата, смеси уксусного ангидрида с уксусной кислотой, пиридином, диметилсульфоксидом и водным раствором щелочи [Справочник по крахмало-паточному производству / Под ред. Е.А. Штырковой, М.Г. Губина. - М.: Пищ. пром-сть, 1978. - 430 с.; Ловкис З.В., Литвяк В.В., Петюшев Н.Н. Технология крахмала и крахмалопродуктов: учеб. пособие. - Минск: Асобный, 2007. - 178 с.; Жушман А.И. Модифицированные крахмалы. - М.: Пищепромиздат, 2007. - 236 с.].

К недостаткам известных способов можно низкую энергоэффективность подобного способа модификации, длительность и сложность технологического процесса, слабую точность и воспроизводимость модификации.

Важным недостатком известных способов является также жестко ограниченные температурные рамки модификации. Температура модификации не должна достигать и превышать температуру клейстеризации крахмала. Если при модификации в крахмальной суспензии происходит клейстеризация крахмала, то образующийся клейстер подлежит немедленному выведению из технологического процесс и утилизации, т.к. проводить обезвоживание и сушку клейстера крайне сложно. Кроме этого, ограничения по температурному фактору способствуют существенному снижению скорости модификации.

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является способ катионизации картофельного, кукурузного или пшеничного крахмала [Патент США № 4,332,935 Process for the production of cationic starch ethers / Fischer Wolfgang, Langer Manfred, Pohl Gerhard. - Заявл. 80.12.1980; опубл. 01.06.1982] - прототип, который предусматривает распыление на крахмал раствора коммерческого препарата глицидил триметиламмония и оксида или гидроксида кальция, после чего, смесь нагревается до 80°С, промывается раствором соляной кислоты фильтруется и высушивается.

Недостатком способа является невысокий к.п.д. при данном способе модификации, а также более продолжительное время проведения модификации, низкая точность и воспроизводимость указанной химической модификации. Кроме этого данная технология модификации конкретным (частным) случаем и не может рассматриваться как универсальный метод модификации.

Таким образом, технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка высокоэффективного, экономичного и универсального (подходящего под любой тип крахмала и любой тип химического модифицирующего агента) способа получения пористого (обладающих пористой структурной организацией) химически модифицированного замещенного крахмала, обладающего целенаправленно измененными физико-химическими свойствами и способного найти широкое применение в пищевой промышленности и для технических целей.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что способ получения пористого химически модифицированного замещенного крахмала, предусматривающий добавление к крахмалу химического модифицирующего агента, корректировку рН среды и проведение химической реакции модификации, отличается тем, что в качестве крахмала используют нативный крахмал с влажностью - 30-95%: картофельный и/или кукурузный, и/или тапиоковый, и/или пшеничный, и/или ржаной, и/или ячменный, и/или тритикалевый, и/или рисовый, и/или амарантовый, и/или сорговый, и/или овсяный, и/или нутовый, и/или гороховый, и/или бобовый, и/или чумизный, и/или гречишный, и/или банановый, который клейстеризуют, а химическую реакцию модификации проводят после добавления к крахмальному клейстеру химических модифицирующих агентов и с или без добавления катализаторов (щелочи и/или оксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов или минеральных кислот и/или кислотных оксидов) в СВЧ установке при мощности 1-500 кВт в течение 1-10 минут с последующим замораживанием модифицированного крахмала при температуре от -5°С до -70°С, оттаиванием при температуре от +20°С до +30°С, с обезвоживанием и конвективной сушкой при температуре не более +60°С, с или без дробления на молотковой дробилке до частиц размером 0,1-1,0 мм полученного пористого химически модифицированного замещенного крахмала, дробленный пористый химически модифицированный замещенный крахмал просеивают через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проводят магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов, при этом толщина слоя продукта составляет 6-8 мм, а скорость прохождения слоя через магниты - не более 0,5 м/с.

Важное преимущество СВЧ нагрева - тепловая безинерционность, т.е. возможность практически мгновенного включения и выключения теплового воздействия на обрабатываемый материал. Отсюда высокая точность регулировки процесса нагревания и его воспроизводимость.

Достоинством СВЧ нагревания является также принципиально высокий к.п.д. преобразования СВЧ энергии в тепловую, выделяемую в объеме нагреваемых тел. Теоретическое значение этого к.п.д. близко к 100%. Тепловые потери в подводящих трактах обычно невелики, и стенки волноводов и рабочих камер остаются практически холодными, что создает комфортные условия для обслуживающего персонала.

При СВЧ нагреве отсутствует зависимость времени нагрева изделия от его формы и контакта обрабатываемого изделия с теплоносителем.

Преимуществом СВЧ нагрева является также возможность осуществления и практического применения новых необычных видов нагрева, например избирательного, равномерного, сверхчистого, саморегулируемого:

1. Избирательный нагрев. Избирательный нагрев основан на зависимости потерь в диэлектрике от длины волны, т.е. зависимости тангенса угла диэлектрических потерь δ как функции длины волны λ. При этом в многокомпонентной смеси диэлектриков будут нагреваться только те части где высокий tg δ.

2. Равномерный нагрев. Обычно передача тепла осуществляется за счет конвекции, теплопроводности и излучения. Отсюда неизбежен температурный градиент от поверхности в глубину материала, причем тем больший, чем меньше теплопроводность. Уменьшить или полностью устранить больший градиент температур можно за счет увеличения времени обработки. С помощью СВЧ энергии можно не только равномерно нагреть диэлектрик по объему, но и получить по желанию любое распределение температур. Поэтому при СВЧ нагреве открываются возможности многократного ускорения ряда технологических процессов.

3. Сверхчистый нагрев. СВЧ нагрев можно считать сверхчистым, поскольку при его использовании отсутствуют какие либо продукты сгорания. Если при нагреве газовым пламенем, а также дуговых горелок происходит загрязнение материалов, то СВЧ энергию можно подводить к обрабатываемому материалу через защитные оболочки из твердых диэлектриков с малыми потерями. В результате загрязнение практически полностью не происходит (отсутствует). Кроме того, помещая нагреваемый материал в вакуум или инертный газ можно устранить окисление его поверхности. Загрязнения от диэлектрика, через который подводится СВЧ энергия, незначительны, т.к. в случае малых потерь даже при пропускании большой СВЧ-мощности этот диэлектрик останется практически холодным.

4. Саморегулируемый нагрев. При нагреве для целей сушки качество получаемого материала существенно улучшается за счет того, что нагрев высушенных мест автоматически прекращается. Объясняется это тем, что тангенс угла диэлектрических потерь пропорционален влажности. Поэтому с уменьшением влажности в процессе сушки потери СВЧ энергии уменьшаются, а нагрев продолжается только в тех участках обрабатываемого материала, где еще сохранилась повышенная влажность.

Способ реализуется следующим образом.

1. В качестве основного сырья используют нативный крахмал по действующим техническим нормативным правовым актам (ТНПА):

- нативный картофельный крахмал по ГОСТ Р 53876-2010 или по другому действующему ТНПА и/или

- нативный кукурузный крахмал по ГОСТ Р 32159-2013 или по другому действующему ТНПА, и/или

- нативный тапиоковый крахмал по ТНПА, и/или

- нативный пшеничный крахмал по ГОСТ Р 31935-2012 или по другому действующему ТНПА, и/или

- нативный ржаной крахмал по ТНПА, и/или

- нативный ячменный крахмал по ТНПА, и/или

- нативный тритикалевый крахмал по ТНПА, и/или

- нативный рисовый крахмал по ТНПА, и/или

- нативный амарантовый крахмал по ТНПА, и/или

- нативный сорговый крахмал по ТНПА, и/или

- нативный нутовый крахмал по ТНПА, и/или

- нативный гороховый крахмал по ТНПА, и/или

- нативный бобовый крахмал по ТНПА, и/или

- нативный чумизный крахмал по ТНПА, и/или

- нативный гречишный крахмал по ТНПА, и/или

- нативный овсяный крахмал по ТНПА, и/или

- нативный банановый крахмал по ТНПА.

2. В качестве химического модифицирующего фактора можно использовать любой химический ингредиент, способный взаимодействовать с нативным крахмалом, целенаправленно изменяя его физико-химические свойства, полученный согласно действующим ТНПА:

- N-(3-хлор-2-гидроксипропил) триметиламмония хлорид по ТНПА;

- окись этилена по ТНПА и/или окись пропилена по ТНПА;

- монохлоруксусная кислота по ТНПА;

- соли ортофосфорной кислоты по ТНПА, и/или пирофосфорной кислоты по ТНПА, и/или триполифосфорной кислоты по ТНПА, и/или хлорокись фосфора по ТНПА, и/или триметофосфат натрия по ТНПА;

- ледяная уксусная кислота по ТНПА и/или уксусный ангидрид по ТНПА, и/или кетен по ТНПА, и/или винилацетат по ТНПА, и/или смесь уксусного ангидрида по ТНПА с уксусной кислотой по ТНПА, пиридином по ТНПА, диметилсульфоксидом по ТНПА и водным раствором щелочи по ТНПА;

- адипиновая кислота по ТНПА и/или глицерин по ТНПА, и/или эпихлоргидрин по ТНПА, и/или 2,3-дибромпропанол по ТНПА, и/или линейные смешанные ангидриды уксусной и двух- или трехосновных карбоновых кислот по ТНПА, и/или винилсульфон по ТНПА, и/или диэпоксиды по ТНПА, и/или цианурхлорид по ТНПА, и/или гексагидро-1,3,5-трисакрилоил-s-триазин по ТНПА, и/или гексаметилендиизоцианат по ТНПА, и/или 2,4-толуолди-изоцианат по ТНПА, и/или N,N-метиленбисакриламид по ТНПА, и/или N,N-бис(гидроксиметил)этиленмочевина по ТНПА, и/или фосген по ТНПА, и/или смешанные ангидриды угольной и карбоновой кислот по ТНПА, и/или имидазолы угольной и многоосновных карбоновых кислот по ТНПА, и/или имидазолевые соли многоосновных карбоновых кислот по ТНПА, и/или альдегиды по ТНПА, и/или диальдегиды по ТНПА;

- другие химические модифицирующие агенты по действующим ТНПА.

3. В качестве катализатора и регулятора рН среды используют щелочь и/или оксиды щелочных и/или щелочноземельных металлов по ТНПА или минеральные кислоты по ТНПА:

- едкий натр (NaOH) по ГОСТ 55064-2012 или по другому действующему ТНПА;

- калия гидроокись (КОН) по ГОСТ 24363-80 или по другому действующему ТНПА;

- оксиды щелочных и/или щелочноземельных металлов по ГОСТ 8677-76 или по другим действующим ТНПА;

- соляная кислота (HCl) по ГОСТ 857-95 или по другому действующему ТНПА;

- серная кислота (Н₂SO₄) по ГОСТ 2184-2013 или по другому действующему ТНПА;

- оксиды кислотные по ТНПА.

5. В качестве сырья (для приготовления крахмальной суспензии) применяют воду по ТНПА.

Обработку крахмала проводят в СВЧ установке при мощности 1-500 кВт в течение 1-10 мин.

На фиг. 1. представлена блок схема СВЧ установки. Генератор с блоком питания предназначен для получения заданного спектра СВЧ колебаний необходимой мощности. Линия передач служит для канализации сигнала от генератора в камеру, где осуществляется технологический процесс. Устройство загрузки-выгрузки позволяет менять в камере обработанный объект на подлежащий обработке. АСУ технологического процесса осуществляет контроль и управление процессом нагрева.

Основным элементом электротермической СВЧ установки является генератор. В электротермических СВЧ установках в качестве генератора колебаний используют магнетроны непрерывного генерирования, т.к. они имеют наибольший к.п.д., сравнительно просты по конструкции, работают на простых источниках питания, обладают достаточно высокой мощностью. Магнетрон представляет собой диод с особой конструкцией анода.

Крахмал способен хорошо поглощать СВЧ энергию, т.к. имеет товарную влажность - 13-20%:

- картофельный (ГОСТ7699-78) - 17-20%;

- кукурузный (ГОСТ 7692-82) - 13-16%.

Глубина проникновения СВЧ поля в крахмал зависит от частоты электромагнитного поля и диэлектрических характеристик, которые в свою очередь, зависят от температуры крахмала. Под глубиной проникновения поля понимают расстояние, при котором напряженность поля электромагнитной волны уменьшается. В общем виде глубина проникновения переменного электромагнитного поля (Δ, см) в крахмал определяется по формуле (1):

(1),

где	f -	частота поля, МГц;
	ε -	диэлектрическая проницаемость;
	tg δ -	тангенс угла потерь.

Глубина проникновения поля СВЧ в процессе тепловой обработки непрерывно увеличивается, т.к. с повышением температуры обрабатываемого крахмала, снижением его влагосодержания коэффициент поглощения уменьшается, а глубина проникновения поля соответственно растет.

Из нативного крахмала с влажностью - 30-95%: картофельного и/или кукурузного, и/или тапиокового, и/или пшеничного, и/или ржаного, и/или ячменного, и/или тритикалевого, и/или рисового, и/или амарантового, и/или соргового, и/или овсяного, и/или нутового, и/или горохового, и/или бобового, и/или чумизного, и/или гречишного, и/или бананового готовят воднокрахмальный клейстер в результате нагревания при одновременном механическом перемешивании с интенсивностью 1000-5000 об/мин.

В полученный воднокрахмальный клейстер добавляют необходимый химический модифицирующий агент и с или без добавления катализаторов (щелочи и/или оксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов или минеральных кислот и/или кислотных оксидов).

Химическую реакцию модификации воднокрахмального клейстера проводят в СВЧ установке при мощности 1-500 кВт в течение 1-10 минут.

Модифицированный воднокрахмальный клейстер подвергается замораживанию при температуре от -5°С до -70°С и последующему оттаиванию при температуре от +20°С до +30°С.

Обезвоживание до товарных показателей влаги осуществляется в результате сушки при температуре не более +60°С.

В дальнейшем полученный пористый химически модифицированный замещенный крахмал можно подавать на фасовку, упаковку и транспортировку на склад готовой продукции или для отгрузки потребителю или данный пористый химически модифицированный замещенный крахмал подвергают дроблению.

Дробление пористого химически модифицированного замещенного крахмала осуществляют на молотковой дробилке до частиц размером 0,1-1,0 мм. Дробленый пористый химически модифицированный замещенный крахмал просеивают через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проводят магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов, при этом толщина слоя продукта составляет 6-8 мм, а скорость прохождения слоя через магниты - не более 0,5 м/с. Далее дробленый пористый химически модифицированный замещенный крахмал подают на фасовку, упаковку и транспортировку на склад готовой продукции или для отгрузки потребителю.

Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения.

Пример 1.: Пористый химически модифицированный замещенный поперечно-связанный рисовый крахмал дробленый.

Из нативного рисового крахмала с влажностью - 95% готовят воднокрахмальный клейстер в результате нагревания при одновременном механическом перемешивании с интенсивностью 5000 об/мин.

В полученный воднокрахмальный клейстер добавляют необходимый химический модифицирующий агент - глицерин.

Химическую реакцию модификации воднокрахмального клейстера проводят в СВЧ установке при мощности 1-450 кВт в течение 3 минут.

Модифицированный воднокрахмальный клейстер подвергается замораживанию при температуре -70°С и последующему оттаиванию при температуре +20°С.

Обезвоживание до товарных показателей влажности осуществляется в конвективной сушкой при температуре +60°С.

В дальнейшем полученный пористый химически модифицированный замещенный поперечно-связанный рисовый крахмал подвергают дроблению. Дробление пористого химически модифицированного замещенного поперечно-связанного рисового крахмала осуществляют на молотковой дробилке до частиц размером 0,6 мм. Дробленый пористый химически модифицированный замещенный поперечно-связанный рисовый крахмал просеивают через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проводят магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов, при этом толщина слоя продукта составляет 7 мм, а скорость прохождения слоя через магниты 0,2 м/с.

Далее дробленый пористый химически модифицированный замещенный поперечно-связанный рисовый крахмал подают на фасовку, упаковку и транспортировку на склад готовой продукции или для отгрузки потребителю.

Пример 2.: Пористый химически модифицированный замещенный поперечно-связанный пшенично-ржано-тритикалевый крахмал не дробленый

Из смеси нативного пшеничного, ржаного, тритикалевого крахмала с общей влажностью смеси - 30% готовят воднокрахмальный клейстер путем нагревания при одновременном механическом перемешивании с интенсивностью 1000 об/мин.

В полученный воднокрахмальный клейстер добавляют необходимый химический модифицирующий агент - адипиновую кислоту.

Химическую реакцию модификации воднокрахмального клейстера проводят в СВЧ установке при мощности 300 кВт в течение 4 минут.

Модифицированный воднокрахмальный клейстер подвергается замораживанию при температуре -5°С и последующему оттаиванию при температуре +30°С.

Обезвоживание до товарных показателей влажности осуществляется путем конвективной сушки при температуре +50°С.

В дальнейшем полученный пористый химически модифицированный замещенный поперечно-связанный пшенично-ржано-тритикалевый не дробленый подавают на фасовку, упаковку и транспортировку на склад готовой продукции или для отгрузки потребителю.

Пример 3.: Пористый химически модифицированный замещенный амарантовый оксиалкилкрахмал дробленый

Из нативного амарантового крахмала с влажностью - 50% готовят воднокрахмальный клейстер в результате нагревания при одновременном механическом перемешивании с интенсивностью 3000 об/мин.

В полученный воднокрахмальный клейстер добавляют необходимый химический модифицирующий агент - окись этилена и окись пропилена в соотношении 3:1 и химический катализатор - едкий натр (NaOH).

Химическую реакцию модификации воднокрахмального клейстера проводят в СВЧ установке при мощности 200 кВт в течение 7 минут.

Модифицированный воднокрахмальный клейстер подвергается замораживанию при температуре -60°С и последующему оттаиванию при температуре от +25°С.

Обезвоживание до товарных показателей влажности осуществляется в путем конвективной сушки при температуре +55°С.

В дальнейшем полученный пористый химически модифицированный замещенный амарантовый оксиалкилкрахмал подвергают дроблению. Дробление пористого химически модифицированного замещенного амарантовый оксиалкилкрахмала осуществляют на молотковой дробилке до частиц размером 0,9 мм. Дробленный пористый химически модифицированный замещенный амарантовый оксиалкилкрахмал просеивают через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проводят магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов, при этом толщина слоя продукта составляет 8 мм, а скорость прохождения слоя через магниты 0,4 м/с.

Далее дробленый пористый химически модифицированный замещенный амарантовый оксиалкилкрахмал подают на фасовку, упаковку и транспортировку на склад готовой продукции или для отгрузки потребителю.

Пример 4.: Пористый химически модифицированный замещенный карбоксиметилированный крахмал дробленый

Из смеси нативных картофельного, кукурузного, тапиокового, пшеничного, ржаного, ячменного, тритикалевого, рисового, амарантового, соргового, овсяного, нутового, горохового, бобового, чумизного, гречишного, бананового крахмалов в равном соотношении с общей влажностью смеси - 60% готовят воднокрахмальный клейстер в результате нагревания при одновременном механическом перемешивании с интенсивностью 2000 об/мин.

В полученный воднокрахмальный клейстер добавляют необходимый химический модифицирующий агент - монохлоруксусная кислота и химический катализатор - гидрооксид калия (КOH).

Химическую реакцию модификации воднокрахмального клейстера проводят в СВЧ установке при мощности 100 кВт в течение 8 минут.

Модифицированный воднокрахмальный клейстер подвергается замораживанию при температуре -10°С и последующему оттаиванию при температуре +23°С.

Обезвоживание до товарных показателей влажности осуществляется в путем конвективной сушки при температуре +25°С.

В дальнейшем полученный пористый химически модифицированный замещенный карбоксиметилированный крахмал подвергают дроблению. Дробление пористого химически модифицированного замещенного карбоксиметилированного крахмала осуществляют на молотковой дробилке до частиц размером 1,0 мм. Дробленый пористый химически модифицированный замещенный карбоксиметилированный крахмал просеивают через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проводят магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов, при этом толщина слоя продукта составляет 6 мм, а скорость прохождения слоя через магниты 0,1 м/с.

Далее дробленый пористый химически модифицированный замещенный карбоксиметилированный крахмал подают на фасовку, упаковку и транспортировку на склад готовой продукции или для отгрузки потребителю.

Пример 5.: Пористый химически модифицированный замещенный катионный картофельно-тапиоковый крахмал дробленый

Из смеси нативных картофельного и тапиокового крахмала в соотношении 2:1 с общей влажностью смеси - 70% готовят воднокрахмальный клейстер в результате нагревания при одновременном механическом перемешивании с интенсивностью 4000 об/мин.

В полученный воднокрахмальный клейстер добавляют необходимый химический модифицирующий агент - N-(3-хлор-2-гидроксипропил) триметиламмония хлорид и химический катализатор - едкий натр (NaOH).

Химическую реакцию модификации воднокрахмального клейстера проводят в СВЧ установке при мощности 250 кВт в течение 5 минут.

Модифицированный воднокрахмальный клейстер подвергается замораживанию при температуре -50°С и последующему оттаиванию при температуре +27°С.

Обезвоживание до товарных показателей влажности осуществляется в путем конвективной сушки при температуре +40°С.

В дальнейшем полученный пористый химически модифицированный замещенный катионный картофельно-тапиоковый крахмал подвергают дроблению. Дробление пористого химически модифицированного замещенного катионного картофельно-тапиокового крахмала осуществляют на молотковой дробилке до частиц размером 0,1 мм. Дробленый пористый химически модифицированный замещенный катионный картофельно-тапиоковый крахмал просеивают через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проводят магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов, при этом толщина слоя продукта составляет 6 мм, а скорость прохождения слоя через магниты 0,5 м/с.

Далее дробленый пористый химически модифицированный замещенный катионный картофельно-тапиоковый крахмал подают на фасовку, упаковку и транспортировку на склад готовой продукции или для отгрузки потребителю.

Пример 6.: Пористый химически модифицированный замещенный фосфатный кукурузный крахмал дробленый

Из нативного кукурузного крахмала с влажностью - 75% готовят воднокрахмальный клейстер в результате нагревания при одновременном механическом перемешивании с интенсивностью 4500 об/мин.

В полученный воднокрахмальный клейстер добавляют необходимый химический модифицирующий агент - натриевые соли ортофосфорной кислоты одно-, двух- и трехзамещенные (NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, Na₃PO₄) в равном соотношении.

Химическую реакцию модификации воднокрахмального клейстера проводят в СВЧ установке при мощности 500 кВт в течение 1 минут.

Модифицированный воднокрахмальный клейстер подвергается замораживанию при температуре -40°С и последующему оттаиванию при температуре +28°С.

Обезвоживание до товарных показателей влажности осуществляется в путем конвективной сушки при температуре +45°С.

В дальнейшем полученный пористый химически модифицированный замещенный фосфатный кукурузный крахмал подвергают дроблению. Дробление пористого химически модифицированного замещенного фосфатного кукурузного крахмала осуществляют на молотковой дробилке до частиц размером 0,5 мм. Дробленный пористый химически модифицированный замещенный фосфатный кукурузный крахмал просеивают через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проводят магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов, при этом толщина слоя продукта составляет 7 мм, а скорость прохождения слоя через магниты 0,3 м/с.

Далее дробленый пористый химически модифицированный замещенный фосфатный кукурузный крахмал подают на фасовку, упаковку и транспортировку на склад готовой продукции или для отгрузки потребителю.

Пример 7.: Пористый химически модифицированный замещенный катионный картофельный крахмал не дробленый

Из нативного картофельного крахмала с влажностью - 80% готовят воднокрахмальный клейстер в результате нагревания при одновременном механическом перемешивании с интенсивностью 3500 об/мин.

В полученный воднокрахмальный клейстер добавляют необходимый химический модифицирующий агент - N-(3-хлор-2-гидроксипропил) триметиламмония хлорид и химический катализатор - едкий натр (NaOH).

Химическую реакцию модификации воднокрахмального клейстера проводят в СВЧ установке при мощности 1 кВт в течение 10 минут.

Модифицированный воднокрахмальный клейстер подвергается замораживанию при температуре -30°С и последующему оттаиванию при температуре от +21°С.

Обезвоживание до товарных показателей влажности осуществляется в путем конвективной сушки при температуре +35°С.

В дальнейшем полученный пористый химически модифицированный замещенный катионный картофельный крахмал не дробленый подают на фасовку, упаковку и транспортировку на склад готовой продукции или для отгрузки потребителю.

Таким образом, нами предлагается высокоэффективный, экономичный и универсальный (подходящий под любой тип крахмала и любой тип химического модифицирующего агента) способ получения пористых (обладающих благодаря воздействию низких температур пористой структурой) химически модифицированных замещенных (катионных, фосфатных, ацетатных, оксиалкилированных и карбокисметилированных и др.) крахмалов с целенаправленно измененными физико-химическими свойствами, которые могут быть широко востребованными в пищевой промышленности и в технических целях.

Способ получения пористого химически модифицированного замещенного крахмала, предусматривающий добавление к крахмалу химического модифицирующего агента, корректировку рH среды и проведение химической реакции модификации, отличающийся тем, что в качестве крахмала используют нативный крахмал с влажностью – 30–95%: картофельный, и/или кукурузный, и/или тапиоковый, и/или пшеничный, и/или ржаной, и/или ячменный, и/или тритикалевый, и/или рисовый, и/или амарантовый, и/или сорговый, и/или овсяный, и/или нутовый, и/или гороховый, и/или бобовый, и/или чумизный, и/или гречишный, и/или банановый, который клейстеризуют, а химическую реакцию модификации проводят после добавления к крахмальному клейстеру химических модифицирующих агентов: глицерин, и/или адипиновая кислота, и/или окись этилена, и/или окись пропилена, и/или монохлоруксусная кислота, и/или N-(3-хлор-2-гидроксипропил) триметиламмония хлорид, и/или натриевые соли ортофосфорной кислоты: однозамещённые, и/или двухзамещённые, и/или трехзамещенные, и/или ледяная уксусная кислота, и/или винилацетат, и/или эпихлоргидрин, и/или уксусный ангидрид и с или без добавления катализаторов: щелочи, и/или оксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов или минеральных кислот, и/или кислотных оксидов в СВЧ установке при мощности 1–500 кВт в течение 1–10 минут с последующим замораживанием модифицированного крахмала при температуре от –5°С до –70°С, оттаиванием при температуре от +20°С до +30°С, с обезвоживанием и сушкой при температуре не более +60°С с или без дробления на молотковой дробилке до частиц размером 0,1–1,0 мм полученного пористого химически модифицированного замещенного крахмала, дробленный пористый химически модифицированный замещенный крахмал просеивают через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проводят магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов, при этом толщина слоя продукта составляет 6–8 мм, а скорость прохождения слоя через магниты – не более 0,5 м/с.