Ultrasónica Modificación de los gránulos de almidón lechadas

El almidón es fácilmente extraíble de fuentes nativas, como la papa, el maíz o el maíz. La modificación del almidón es necesaria para mejorar las propiedades físicas y químicas. Los reactores ultrasónicos de Hielscher promueven la modificación física, química y enzimática del almidón, lo que conduce a mejores propiedades funcionales para su uso en industrias alimentarias y no alimentarias.

Para la mayoría de las aplicaciones comerciales almidones deben ser modificadas química o físicamente para mejorar sus atributos positivos o para minimizar sus defectos. Ultrasonidos es un medio muy eficaz para la industria química, y la modificación física, enzimática de almidones. dispositivos de ultrasonidos Hielscher transferir ondas ultrasónicas de alta intensidad en suspensiones de almidón. La cavitación ultrasónica resultante promueve:

  • desaglomeración y dispersión
  • degradación mecánica y la interrupción
  • penetración de gránulo y la hinchazón
  • Transferencia de masa
  • la formación de radicales
  • reaccion quimica
  • Calentamiento
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UIP1000hdT de lechada sonicación

Modificación química del almidón

Ultrasonic interrupción cavitacional del gránulo asociado con una mayor facilidad para la entrada de líquido en el gránulo de almidón conduce a mejoras en la cinética de reacción para la esterificación, eterificación, hidroxipropilación o la oxidación y la modificación con ácido de los polímeros de almidón. reactores de ultrasonidos Hielscher están diseñados para un procesamiento en línea continua. mayores velocidades de reacción conducen a una mayor capacidad de caldera de reacción.

El almidón Modificación alcalina

Para la producción de muchos derivados de almidón comercial, reactivos reactivos, orgánicos se añaden a suspensiones de almidón acuosas, mientras que el control de la alcalinidad y la temperatura. La esterificación de los almidones se realiza generalmente a un pH de 7 a 9. A pH de 11 a 12 se utiliza comúnmente para la eterificación de almidones. temperaturas de proceso típicos son de aproximadamente 60 ° C. Sin sonicación, el grado de sustitución de almidones comerciales es a menudo menos de 0,2. Ultrasonidos ayuda a la sustitución resulta en un almidón más frío-soluble en agua.

El almidón Modificación ácida

La reacción de una suspensión de almidón granular con ácido clorhídrico o sulfúrico diluido en 40 a 60 ° C conduce a la fluidez almidones o almidones adelgazadas. Estos almidones parcialmente despolimerizados producen productos que generan menos viscosidad. octenylsuccinates almidón se despolimerizan parcialmente para permitir que un contenido de sólidos más alto para ser utilizado mientras que el secado por pulverización de productos encapsulados. Ultrasonidos durante la hidrólisis ácida suave puede disociar los agregados de nanopartículas que se forman durante la hidrólisis. Esto aumenta el rendimiento de nanopartículas de almidón.

La amilopectina es un polisacárido soluble y el polímero altamente ramificado de glucosa encontrada en las plantas. Es uno de los dos componentes del almidón, siendo el otro de amilosa.

amilopectina molécula

La neutralización de lechada

Después del proceso, la suspensión de reacción se neutraliza, por ejemplo mediante la adición de ácido clorhídrico o sulfúrico después del procesamiento alcalino.

Lavado de almidón

El lavado con agua, tales como el lavado a contracorriente en hidrociclones, sigue a la neutralización de las suspensiones de almidón modificado. En esta etapa, ultrasonicación ayuda al lavado y enjuague de las partículas de almidón individuales. La cavitación ultrasónica se dispersa aglomerados de gránulos de almidón y aumenta la transferencia de masa en la capa límite entre los gránulos de almidón y la fase acuosa.

Almidón de filtración y secado

dispositivos de ultrasonidos Hielscher se utilizan procesos de nano-filtración ultra-filtración o así como posterior secado por pulverización.

La modificación física de almidón (mecánica)

La modificación física de los almidones no implica el uso de productos químicos. Sin embargo, la ultrasonicación produce cambios en la estructura molecular del almidón seguido de variaciones en las propiedades y la funcionalidad fisicoquímicas. Las violentas fuerzas de corte cavitacional distorsionan la región cristalina en los gránulos de almidón. Las cadenas de polímero cerca de las microburbujas colapsantes se atrapan en un campo de cizallamiento de alto gradiente que conduce a la rotura de los enlaces CC macromoleculares y a la formación de radicales de cadena larga. Las imágenes SEM de gránulos de almidón sonicados muestran daños mecánicos, como fisuras, depresiones y picaduras. Esto da como resultado una mayor capacidad de absorción de agua, mayor poder de hinchamiento y una mayor solubilidad. Este efecto es mejor para amplitudes de sonicación más altas. Por lo tanto, la sonicación de la sonda es mucho más efectiva para la modificación del almidón que la sonicación del tipo de baño. El procesamiento ultrasónico intenso muestra más gránulos rotos en comparación con el almidón nativo o tratado térmicamente.

micrografías SEM para: (a) unsonicated, (b) 20 minutos sonicado, (c) 40 min. sonicadas, (d) 60min sonicado gránulos de almidón de trigo

micrografías SEM para: (a) unsonicated, (b) 20 minutos sonicado, (c) 40 min. sonicado, (d) 60min sonicado gránulos de almidón de trigo, en: Los cambios en las propiedades fisicoquímicas del almidón de trigo como afectados por ultrasonidos de potencia, Mahsa Majzoobi, Sara Hedayati

Ultrasonidos puede disminuir el comienzo de la temperatura de gelatinización de manera significativa. geles de almidón preparados a partir de gránulos de almidón sonicadas presentan una dureza más alta y valores más altos de adhesividad y cohesividad cuando se compara con almidón nativo. Adhesividad, cohesividad, elasticidad, y aumento gomosidad significativamente con la modificación de ultrasonidos de almidón.

Ultrasonidos utiliza mucha menos entrada de energía y las condiciones de procesamiento de tensión que los procedimientos de modificación de almidón convencionales. Hielscher ultrasonidos suministra reactores de ultrasonidos de alta potencia para el procesamiento comercial.

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El uso de almidón

El almidón modificado se utiliza en una amplia gama de aplicaciones no alimentarios comida y. octenylsuccinates de almidón son un importante estabilizador de emulsiones de aceite-en-agua. En la fabricación de papel almidones catiónicos mejoran la resistencia en húmedo y seco, estabilizar emulsiones y actuar como un agentes de encolado de superficie. Muchos sistemas de aditivos de la parte húmeda incorporan micropartículas inorgánicas (sílice coloidal, bentonita) y polímeros sintéticos con almidón modificado. Otros usos incluyen dispersiones de látex de almidón o almidón granular como carga para polímeros.

Los artículos científicos sobre asistida por ultrasonidos almidón Modificación

    • S. Manchun, J. Nunthanid, S. Limmatvapirat y P.Sriamornsak (2012): Efecto del tratamiento ultrasónico sobre propiedades físicas de almidón de tapioca, en: Materiales Avanzados de Investigación Vol. 506 (2012) pp 294-297. [PDF]
    • Anet Rezek Jambrak, Zoran Herceg, Blackwell Science, Jurislav Babic, Mladen Brncic, Suzana Rimac Brncic, Tomislav Bosiljkov, Domagoj Cvek, Branko Tripalo, Jurica Gelo (2010): efecto de los ultrasonidos sobre las propiedades físicas del almidón de maíz, y: Carbohydrate Polymers 79 ( 2010) 91-100.
    • Herceg IL, Jambrak AR, Šubarić D., Brncic M., Brncic SR, Badanjak M., Tripalo B., Ježek D., Novotni D., Herceg Z. (2010): propiedades de textura y pegado de almidón de maíz tratada ultrasónicamente, en: Checa J. Food Sci., 28: 83-93. [PDF]
    • D. Knorr, B. I. O. Ade-Omowaye y V. Heinz (2002): mejora nutricional de alimentos vegetales por el procesamiento no térmico, en: Actas de la Sociedad de Nutrición (2002), 61, 311-318. [PDF]

Las fuentes nativas de almidón

El almidón proviene de varias fuentes nativas, tales como: maíz, maíz ceroso, maíz de alta amilosa, tapioca, patata, trigo, arroz, arroz ceroso, guisante (guisante liso, guisante arrugada) sagú, avena, cebada, centeno, amaranto, dulce patata, avena, cereales, berberecho vaca, quinoa, lenteja, frijol blanco, sorgo, arrurruz o yuca.