close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12403

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 12403
(13) C1
(19)
(46) 2009.10.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
C 08B 31/00
(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ПОЛИСАХАРИДА
(21) Номер заявки: a 20070413
(22) 2007.04.13
(43) 2008.12.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Научно-практический центр Национальной академии
наук Беларуси по продовольствию"
(BY)
(72) Авторы: Литвяк Владимир Владимирович (BY); Ловкис Зенон Валентинович (BY); Ребенок Евгений
Викторович (UA); Купчик Михаил
Петрович (UA)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию" (BY)
(56) UA 69183 A, 2004.
RU 2059648 C1, 1996.
US 2713553, 1955.
EA 000896 B1, 2000.
GB 943664, 1963.
JP 11-29602 A, 1999.
BY 12403 C1 2009.10.30
(57)
Способ электрохимического окисления полисахарида, предусматривающий циркуляцию
в электролитической камере анолита - водной суспензии неклейстеризованного полисахарида, pH 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; V- вольтметр; А - амперметр.
BY 12403 C1 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 производства хлеба, кондитерских изделий), в текстильной промышленности (для
шлихтования пряжи), а также используется в качестве сырья в бумажном производстве
(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/см2 [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 B 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
BY 12403 C1 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 (II), 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 вольтметра V и 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 Па⋅с.
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 Па⋅с.
3
BY 12403 C1 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 Па⋅с.
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.
Источники информации:
1. Патент России 2059648, МПК С 08В 15/02 // Бюл. № 9. - 10.05.1996.
2. Патент Украины 69183, МПК A 23L 1/10 // Бюл. № 8. - 15.08.2004.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
136 Кб
Теги
by12403, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа