Ultraljud modifiering av stärkelse granulat slurries

Stärkelse är lätt extraherbara från inhemska källor, såsom potatis, majs eller majs. Modifiering av stärkelse är nödvändigt för att förbättra de fysikaliska och kemiska egenskaperna. Hielscher ultraljud reaktorer främja fysiska, kemiska och enzymatiska modifiering av stärkelse som leder till bättre funktionella egenskaper för användning i livsmedel och icke-livsmedelsindustrier.

För de flesta kommersiella applikationer måste stärkelse modifieras kemiskt eller fysiskt för att förbättra deras positiva egenskaper eller för att minimera deras defekter. Ultraljud är ett mycket effektivt sätt för den fysiska, kemiska och enzymatiska modifiering av stärkelse. Hielscher Ultrasonic enheter överföra mycket intensiva ultraljud vågor i stärkelse slurries. Den resulterande ultraljud kavitation främjar:

  • deagglomeration och spridning
  • mekaniska försämringar och störningar
  • granule penetration och svullnad
  • Mass överföring
  • radikal formation
  • kemisk reaktivitet
  • Uppvärmning
Ultraljud är en pålitlig teknik för att förbereda Fine-size mat emulsioner (Klicka för att förstora!)

UIP1000hdT för slurry ultraljudsbehandling

Kemisk modifiering av stärkelse

Ultraljud cavitational störningar av granule samband med högre anläggning för flytande entré i stärkelse granule leder till förbättringar i reaktionskinetik för esterifiering, etherification, hydroxipropylering eller oxidation och syra modifiering av stärkelsepolymerer. Hielscher ultraljud reaktorer är konstruerade för en kontinuerlig inline bearbetning. Högre reaktions hastigheter leder till ökad reaktion kittel kapacitet.

Alkalisk stärkelse modifiering

För produktion av många kommersiella stärkelse derivat, reaktiva, organiska reagenser tillsätts till vattenhaltiga stärkelse slam samtidigt kontrol lera alkalinitet och temperatur. Den esterification av stärkelse utförs i allmänhet vid pH 7 till 9. Ett pH-värde på 11 till 12 används ofta för att förebinda stärkelse. Typiska process temperaturer är cirka 60 ° c. Utan ultraljudsbehandling, är graden av substitution av kommersiella stärkelse ofta mindre än 0,2. Ultraljud hjälper substitution resulterar i en mer kall-vattenlöslig stärkelse.

Sura stärkelse modifiering

Reaktionen av en granulär stärkelse flyt gödsel med utspädd saltsyra eller svavel syra vid 40 till 60 ° c leder till fluiditet stärkelse eller tunnas stärkelse. Dessa delvis depolymeriserade stärkelse producerar produkter som genererar mindre viskositet. Stärkelseokenylsuccinater är delvis depolymeriserade för att tillåta att en högre halt av fasta ämnen används vid spraytorkning av inkapslade produkter. Ultraljud under mild syra hydrolys kan separera Nanopartikel aggregat som bildas under hydrolys. Detta ökar avkastningen av stärkelse nanopartiklar.

Amylopektin är en löslig polysackarid och mycket Grenade polymer av glukos som finns i växter. Det är en av de två komponenterna i stärkelse, den andra är amylose.

Amylopectin molekyl

Slurry neutralisering

Efter processen neutraliseras reaktions slammen, t ex genom tillsats av saltsyra eller svavel syra efter alkalisk bearbetning.

Stärkelse tvätt

Vatten tvätt, såsom motströmstvättning i hydrocykloner, följer neutraliseringen av de modifierade stärkelse slammen. I detta skede, hjälper ultraljud tvättning och sköljning av de enskilda stärkelse partiklarna. Ultraljud kavitation skingrar stärkelse granule agglomerater och ökar Mass överföring vid gräns skiktet mellan stärkelse granulat och vatten fasen.

Stärkelse filtrering och torkning

Hielscher Ultrasonic enheter används Ultra-filtrering eller nano-filtrering processer samt efterföljande spray torkning.

Fysikalisk modifiering av stärkelse (mekanisk)

Fysisk modifiering av stärkelse innebär inte användning av kemikalier. Ändå resulterar ultraljud i förändringar i stärkelse molekyl struktur följt av variationer i fysikalisk-kemiska egenskaper och funktionalitet. De våldsamma cavitational skjuvning krafterna förvränger den kris tal lina regionen i stärkelse granulat. Polymerkedjor nära kollapsande mikrobubblor fångas i en hög gradient skjuvning fält som leder till brott av makro molekyl ära C-C obligationer, och bildandet av långa kedjor radikaler. SEM bilder av sonicated stärkelse granulat Visa mekaniska skador, såsom sprickor, depressioner, och gropfrätning. Detta resulterar i en högre vatten upptagning kapacitet, högre svullnad makt, och ökad löslighet. Denna effekt är bättre för högre ultraljudsbehandling amplituder. Därför, sond ultraljudsbehandling är mycket mer effektivt för stärkelse modifiering än bad typ ultraljudsbehandling. Intensiv ultraljud bearbetning visar mer störd granulat jämfört med infödda eller värmebehandlad stärkelse.

SEM mikrografer för: (a) unsonicated, (b) 20min sonicated, (c) 40min. sonicated, (d) 60min sonicated vete stärkelse granulat

SEM mikrografer för: (a) unsonicated, (b) 20min sonicated, (c) 40min. sonicated, (d) 60min sonicated vete stärkelse granulat, i: förändringar i de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos vete stärkelse som påverkas av makt ultraljud, mahsa Majzoobi, Sara hedayati

Ultraljud kan sänka början av gelatinization temperaturen betydligt. Stärkelse geler beredda från sonicated stärkelse granulat presentera en högre hårdhet och högre värden av vidhäftning och sammanhållning jämfört med infödda stärkelse. Adhesiveness, sammanhållning, springiness, och Gumminess öka betydligt med ultraljud modifiering av stärkelse.

Ultraljud använder mycket mindre energi input och stressande bearbetnings förhållanden än konventionella metoder stärkelse modifiering. Hielscher Ultrasonics levererar hög effekt ultraljud reaktorer för kommersiell bearbetning.

Begär mer information!

Om du är en vetenskaps man gör forskning stärkelse modifiering, en process ingenjör försöker förbättra befintliga stärkelse processer, en produkt ingenjör formulera bättre eller nya produkter, eller om du har några andra intresse för stärkelse modifiering: kontakta oss! Vi kommer att vara glada att diskutera med dig potentialen och fördelarna med ultraljud för stärkelse modifiering och stärkelse ansökan. Vänligen fyll i formuläret nedan!

Be om mer information om ultraljud stärkelse modifiering!

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.




Stärkelse användning

Modifierad stärkelse används i många olika livsmedels-och icke-livsmedelsapplikationer. Stärkelse okenylsuccinates är en viktig stabilisator av olja-i-bevattna emulsioner. I papperstillverkning katjonstärkelse förbättra våt och torr styrka, stabilisera emulsioner och fungera som en yta dimensionering agenter. Många våt-end additiva system införliva oorganiska mikropartiklar (kolloidal kiseldioxid, bentonit) och syntetiska polymerer med modifierad stärkelse. Andra användnings områden inkluderar stärkelse latex dispersioner eller granulat stärkelse som fyllmedel för polymerer.

Vetenskapliga artiklar om ultraljud assisterad stärkelse modifiering

    • S. Manchun J. Nunthanid, S. Limmatvapirat och P. Sriamornsak (2012): verkställa av Ultraljuds-behandling på läkar undersökning rekvisita av den tapioka stärkelsen, i: avancerade material forskning Vol. 506 (2012) PP 294-297. PDF
    • Anet Rezek Jambrak, Zoran Herceg, Drago Šubaric, Jurislav Babic, Mladen Brncic, Suzana Rimac Brncic, Tomislav Bosiljkov, Domagoj cvek, Branko Tripalo, Jurica Gelo (2010): ultraljud effekt på fysikaliska egenskaper majs stärkelse, i: kolhydrater polymerer 79 ( 2010) 91 – 100.
    • Herceg I.L., Jambrak ar, Šubarić D., Brnčić M., Brnčić S.R., Badanjak M., Tripalo B., Ježek D., Novotni D., Herceg Z. (2010): textur och inklistring egenskaper hos ultraljud behandlad majs stärkelse, i: Tjeckiska J. Food Sci., 28:83 – 93. PDF
    • D. Knorr B. I. O. ade-Omowaye och V. Heinz (2002): Näringsförbättrande förbättring av växt mat vid non-Thermal bearbeta, i: förfaranden av Nutritionssamhället (2002), 61, 311 – 318. PDF

Inhemska stärkelse källor

Stärkelse kommer från olika inhemska källor, såsom: majs, vaxliknande majs, hög amylos majs, tapioka, potatis, vete, ris, vaxliknande ris, ärter (slät ärta, skrynkliga ärter) sago, havre, korn, råg, Amaranth, söt potatis, havre, spannmål, ko Cockle, Quinoa, lins, marinbönor, sorghum, Arrowrot eller kassava.