Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ПОЛИСАХАРИДА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(72) Авторы Литвяк Владимир ВладимировичЛовкис Зенон ВалентиновичРебенок Евгений ВикторовичКупчик Михаил Петрович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(57) Способ электрохимического окисления полисахарида, предусматривающий циркуляцию в электролитической камере анолита - водной суспензии неклейстеризованного полисахарида,которой поддерживают равным 9, и католита - водного раствора соли, отличающийся Схема установки для электрохимической модификации крахмала 1 - емкость для крахмального молочка 2 - емкость для электролита 3 - электролизер 4 - ионообменная мембрана 5 - холодильник 6 - насос 7 - диодный мостик 8 - автотрансформатор - вольтметр А - амперметр. 12403 1 2009.10.30 тем, что окисление осуществляют в течение 45-60 минут при пропускании электрического тока силой 0,5-1,0 А и напряжением 50-95 В или силой 5,0-10,0 А и напряжением 105-250 В, при этом анолит и/или католит, при необходимости содержащие катализатор, охлаждают до температуры не выше 60 С. Изобретение относится к пищевой и химической промышленности, а именно к способу получения окисленного крахмала, который применяется в пищевой промышленности(для поверхностной проклейки бумаги) и других отраслях народного хозяйства. Изобретение позволяет разработать высокоэффективный и экономичный способ получения модифицированного (окисленного) полисахарида (амилоза, амилопектин, крахмал и др.) с заданной степенью окисления, а также интенсифицировать процесс окисления полисахарида. Известен способ получения окисленных полисахаридов, в котором сырье помещают в анодное пространство электрохимической ячейки, отделенное от катодного пространства полупроницаемой мембраной, и подвергают обработке сначала водным раствором хлорида натрия с концентрацией 1,0-1,5 мас.при 67-72 С и плотности постоянного тока 0,030,045 А/см 2 1. Недостатками известного способа являются сложность и многостадийность технологического процесса, высокие расходы химического сырья, а также неоптимизированные технологические режимы (плотность постоянного тока и высокая температура 67-72 С солевых растворов хлорида натрия и йодида калия, используемых при электрохимической обработке растительного сырья, в результате которой происходит кластеризация крахмала, исключающая дальнейшую возможность его электрохимической обработки). Наиболее близким к изобретению является способ электрохимического окисления полисахаридов 2 - прототип, предусматривающий приготовление 40 крахмальной суспензии и ее окисление в электрохимическом реакторе с графитовым анодом и катодом из нержавеющей стали при силе тока 1,5 А, напряжении 100 в течение 20 или 40 минут. Недостатками данного способа являются достаточно жесткие ограничения в технологических режимах электрохимического окисления полисахаридов (силе тока, напряжении и времени модификации), в результате чего сужается спектр получения электрохимически окисленных крахмалов с различными качественными характеристиками и их использование в различных отраслях народного хозяйства. Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способа электрохимического окисления полисахарида, позволяющего интенсифицировать процесс окисления полисахарида, снизить содержание в нем побочных продуктов, увеличить производительность, значительно сократить энергопотребление и уменьшить расход химического сырья. Это достигается тем, что способ электрохимического окисления полисахарида, предусматривающий циркуляцию в электролитической камере анолита - водной суспензии неклейстеризованного полисахарида, рН которой поддерживают равным 9, и католита водного раствора соли, отличается тем, что окисление осуществляют в течение 45-60 минут при пропускании электрического тока силой 0,5-1,0 А и напряжением 50-95 В или силой 5,0-10,0 А и напряжением 105-250 В, при этом анолит и/или католит, при необходимости содержащие катализатор, охлаждают до температуры не выше 60 С. Для осуществления процесса использовалась электролитическая камера (электролизер) с графитовым анодом и катодом из нержавеющей стали, в которой катодное и анодное пространство разделено биполярной ионообменной мембраной. 2 12403 1 2009.10.30 В качестве анолита используется 5-45 водная суспензия крахмала, а в качестве католита - разбавленный водный раствор соли (хлориды, йодиды, сульфаты, нитраты, фосфаты натрия, калия, кальцит, магния и др.). В католит могут добавляться катализаторы серная кислота, пероксид водорода и сульфат железа , соли кальция и магния, а в анолит - перманганат натрия, пероксид водорода, соли метайодной кислоты. Анолит и католит непрерывно циркулируют (прокачиваются) через электролизер, рН анолита поддерживается на уровне 5-9 добавлением раствора соды или щелочи. На фигуре приведена принципиальная технологическая схема электрохимического окисления крахмала. В схему входят сборник крахмальной суспензии 1, сборник электролита 2, электролитическая камера (электролизер) 3 с графитовым анодом и катодом, изготовленным из нержавеющей стали, в которой анодное и катодное пространства разделены биполярной ионообменной мембраной 4, холодильник 5, насосы 6, диодный мостик 7, автотрансформатор 8, вольтметр и амперметр. Способ реализуется следующим образом. В сборнике-смесителе 1 готовят крахмальную суспензию (анолит)крахмал смешивается с водой и также катализатором или без него, затем анолит подается в электролизер 3. В сборнике-смесителе 2 готовится водный раствор соли с добавлением катализатора или без него, который также подается в электролизер 3. Насосами 6 анолит накачивается в анодное пространство электролизера 3, а католит в его катодное пространство. В электролизере происходит электрохимическое окисление полисахарида. Затем при помощи насосов 6 анолит перекачивается в сборник 1, а католит в сборник 2. Электрохимическая обработка проводилась в течение 5-60 мин при разной силе тока 0,1-10 А. Для поддержания постоянного значения силы тока использовали автотрансформатор 8, который постепенно снижал напряжение на электродах от 250 до 50 В. Переменный электрический ток преобразуется в постоянный при помощи диодного мостика 7. В процессе окисления рН крахмальной суспензии уменьшалось, и для поддержания его на уровне 5-9 в сборник 1 добавлялся 5 раствор кальцинированной или 3 раствор каустической соды или щелочи. Электролиз осуществлялся при температуре электролитов ниже температуры клейстеризации крахмала, для чего они охлаждались при помощи холодильников 5, в водяную рубашку которых подавалась холодная вода, чтобы поддержать их температуру 60 С. Контролировали электрохимическую обработку при помощи вольтметраи амперметра А. После достижения необходимой степени окисления полисахарид промывают, фильтруют, высушивают и упаковывают. Далее приведены конкретные примеры выполнения изобретения. Пример 1 Готовят 40 суспензию картофельного крахмала (100 г крахмала влажностью 20 и 100 г воды) и 3 раствор хлорида калия. Раствор соли прокачивается через катодное, а крахмальная суспензия через анодное пространство электролитической камеры в течение 50 мин при силе тока 0,5 А и напряжении 95 В. Во время окисления рН суспензии поддерживается на уровне 9. Вязкость 5 раствора 3,5 Пас. Пример 2 Готовят 40 суспензию кукурузного крахмала (92 г крахмала влажностью 13 , 108 г воды, 0,5 г натрия йодида) и 3 раствора хлорида калия. Раствор соли прокачивается через катодное пространство, а крахмальная суспензия через анодное пространство электролитической камеры в течение 60 мин при силе тока 1,0 А и напряжении 95 В. Во время окисления рН суспензии поддерживается на уровне 9. Вязкость 5 раствора 3 Пас. 3 12403 1 2009.10.30 Пример 3 Готовят 40 суспензию картофельного крахмала (100 г крахмала влажностью 20 ,100 г воды) и анолит - растворяют в 190 г воды 6 г сульфата натрия и 4 г 50 пероксида водорода. Анолит прокачивается через катодное, а крахмальная суспензия через анодное пространство электролитической камеры в течение 45 мин при силе тока 5,0 А и напряжении 105 В. Во время окисления рН суспензии поддерживается на уровне 9. Вязкость 5 раствора 1,7 Пас. Изобретение позволяет получить модифицированный (окисленный) полисахарид(амилозу, амилопектин, крахмал и др.) с заданной степенью окисления, который отвечает потребностям разных отраслей народного хозяйства, а также интенсифицировать процесс окисления полисахарида. Использование такого полисахарида улучшает потребительские свойства кондитерских изделий и хлеба, качество бумаги и пряжи. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: C08B 31/00

Метки: полисахарида, электрохимического, окисления, способ

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-12403-sposob-elektrohimicheskogo-okisleniya-polisaharida.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ электрохимического окисления полисахарида</a>

Похожие патенты