Ultrasonic Modificação dos grânulos de amido Lodos

O amido é facilmente extraível das fontes nativas, tais como a batata, o milho ou o milho. A modificação do amido é necessária para melhorar as propriedades físicas e químicas. Os reatores ultrassônicos Hielscher promovem modificações físicas, químicas e enzimáticas de amido que levam a melhores propriedades funcionais para o uso em indústrias alimentícias e não alimentares.

Para a maioria das aplicações comerciais amidos deve ser modificada quimicamente ou fisicamente para melhorar os seus atributos positivos ou para minimizar os seus defeitos. Ultra-som é um meio altamente eficaz para as características físicas, químicas, e modificação enzimática de amidos. dispositivos de ultra-sons Hielscher transferir ondas de ultra-sons de elevada intensidade em pastas de amido. A cavitação ultra-sônica, resultando promove:

  • desaglomeração e dispersão
  • degradação mecânica e perturbações
  • penetração grânulo e inchaço
  • Transferência de massa
  • formação de radicais
  • reactividade química
  • Aquecimento
O ultra-som é uma técnica confiável para preparar emulsões de alimentos de tamanho fino (Clique para ampliar!)

UIP1000hdT para Slurry sonicação

Química Modificação do amido

Ultra-som ruptura por cavitação do grânulo associada a uma maior facilidade para a entrada de líquido no grânulo de amido conduz a melhorias na cinética da reacção de esterificação, eterificação, oxidação ou hidroxipropilação e modificação com ácido dos polímeros de amido. Hielscher reactores de ultra-sons são concebidos para um processamento em linha contínuo. as taxas de reacção mais elevadas levam ao aumento da capacidade de chaleira reação.

Alkaline Amido Modificação

Para a produção de diversos derivados de amido comercial, com reagentes orgânicos reactivos são adicionados a suspensões aquosas de amido, enquanto controla a alcalinidade e temperatura. A esterificação dos amidos é geralmente realizada a um pH de 7 a 9. Um pH de 11 a 12 é utilizada para a eterificação de amidos. As temperaturas de processo típicas são cerca de 60 ° C. Sem sonicação, o grau de substituição de amidos comerciais é frequentemente menos do que 0,2. Ultra-som auxilia a substituição resultante em um amido mais frio-solúvel em água.

Ácida Amido Modificação

A reacção de uma lama de amido granular, com ácido clorídrico ou sulfúrico diluído, a 40 a 60 ° C conduz a fluidez amidos ou amidos desbastados. Estes amidos parcialmente despolimerizados produzir produtos que geram menos viscosidade. octenylsuccinates de amido são parcialmente despolimerizado para permitir que um maior teor de sólidos para ser utilizada enquanto que a secagem por pulverização de produtos encapsulados. Ultra-som durante a hidrólise ácida suave pode dissociar os agregados de nanopartículas que se formam durante a hidrólise. Isto aumenta o rendimento de nanopartículas de amido.

A amilopectina é um polissacárido solúvel e de polímero altamente ramificado de glucose no encontrado em plantas. É um dos dois componentes do amido, sendo o outro de amilose.

amilopectina Molecule

Neutralização pasta

Após o processo, a suspensão da reacção é neutralizada, por exemplo por adição de ácido clorídrico ou sulfúrico, após processamento alcalino.

lavagem de amido

lavagem com água, tal como a lavagem em contra-corrente em hidrociclones, segue a neutralização das pastas de amido modificados. Nesta fase, ultra-sons auxilia a lavagem e enxaguamento das partículas individuais de amido. A cavitação ultra-sónica dispersa aglomerados de grânulos de amido e aumenta a transferência de massa na camada de fronteira entre os grânulos de amido e a fase aquosa.

Amido Filtração e Secagem

dispositivos de ultra-sons Hielscher são utilizados ultra-filtração ou processos nano-filtração, bem como subsequente secagem por pulverização.

Modificação física de Amido (Mecânica)

A modificação física dos amidos não envolve o uso de produtos químicos. No entanto, a ultra-sonografia resulta em mudanças na estrutura molecular do amido, seguidas de variações nas propriedades e funcionalidades físico-químicas. As violentas forças de cisalhamento cavitacional distorcem a região cristalina em grânulos de amido. As cadeias de polímeros próximas das microbolhas em colapso são capturadas em um campo de corte de alto gradiente que leva à quebra de ligações CC macromoleculares e à formação de radicais de cadeia longa. As imagens SEM de grânulos de amido sonicados mostram danos mecânicos, como fissuras, depressões e picadas. Isso resulta em maior capacidade de absorção de água, maior poder de inchaço e maior solubilidade. Este efeito é melhor para maiores amplitudes de sonicação. Portanto, a sonicação da sonda é muito mais eficaz para a modificação do amido do que a sonicação do tipo banho. O processamento ultra-sônico intenso mostra grânulos mais interrompidos em comparação com o amido nativo ou tratado termicamente.

micrografias para: (a) unsonicated 20min, (b) sonicada, (c) 40 min. sonicadas, (d) 60min sonicada grânulos de amido de trigo

micrografias para: (a) unsonicated 20min, (b) sonicada, (c) 40 min. sonicada, (d) 60min sonicada grânulos de amido de trigo, em: Mudanças nas propriedades físico-químicas do amido de trigo como afectado por ultra-som de energia, Mahsa Majzoobi, Sara Hedayati

Ultra-som pode diminuir o início da temperatura de gelatinização significativamente. géis de amido preparados a partir de grânulos de amido sonicadas apresentar uma dureza maior e valores mais elevados de adesividade e coesividade quando comparado com o amido nativo. Adesividade, coesão, elasticidade, e aumento gomosidade significativamente com modificação de ultra-sons de amido.

Ultra-som utiliza muito menos entrada de energia e as condições de processamento de stress do que os procedimentos de modificação de amido convencionais. Hielscher ultra-sons de alta potência fornece reactores de ultra-sons para o processamento comercial.

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amido Use

amido modificado é usado na vasta gama de aplicações alimentares e não alimentares. octenylsuccinates amido são um importante estabilizador de emulsões óleo-em-água. No fabrico de papel amidos catiónicos melhorar a resistência em húmido e seco, para estabilizar emulsões e actuando como agentes de colagem de superfície. Muitos sistemas de aditivos wet-end incorporam micropartículas inorgânicos (sílica coloidal, bentonite) e polímeros sintéticos com amido modificado. Outras utilizações incluem dispersões de látex de amido ou amido granular de um material de enchimento para polímeros.

Artigos científicos sobre Ultrassonicamente Assistida Amido Modificação

    • S. Manchun, J. Nunthanid, S. Limmatvapirat e P.Sriamornsak (2012): Efeito de ultra-som tratamento nas propriedades físicas do Amido de tapioca, em: Advanced Materials Research 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): efeito de ultra-som sobre as propriedades físicas do amido de milho, e: Carbohydrate Polymers 79 ( 2010) 91-100.
    • Herceg IL, Jambrak AR, Šubarić D., Brnčić M., Brnčić SR, Badanjak M., Tripalo B., Ježek D., Novotni D., herceg Z. (2010): textura e propriedades de pasta da amido de milho tratada com ultrassons, in: Checa J. Food Sci., 28: 83-93. PDF
    • D. Knorr, B. I. O. Ade-Omowaye e V. Heinz (2002): melhoria nutricional de alimentos de origem vegetal por processamento não-térmico, em: Proceedings of the Society Nutrition (2002), 61, 311-318. PDF

Nativas fontes de amido

Amido vem a partir de várias fontes nativas, tais como: milho, milho ceroso, milho rico em amilose, tapioca, batata, trigo, arroz, arroz ceroso, ervilha (ervilha lisa, ervilha rugosa) sagu, aveia, cevada, centeio, amaranto, doce batata, aveia, cereais, berbigão vaca, quinoa, lentilha, feijão marinha, sorgo, araruta ou mandioca.