Ультразвукова модифікація суспензії гранульованих крохмалів

Крохмаль легко витяже з рідних джерел, таких як картопля, кукурудза або кукурудза. Модифікацію крохмалю необхідно для поліпшення фізико-хімічних властивостей. Hielscher ультразвукові реактори сприяють фізичному, хімічній та ферментативній модифікації крохмалю, що призводить до поліпшення функціональних властивостей для використання в харчовій і нехарчовій промисловості.

Для більшості комерційних застосувань крохмалі повинні бути змінені хімічно або фізично, щоб поліпшити їх позитивні властивості або мінімізувати їх дефекти. Ультразвукове дослідження є дуже ефективним засобом фізичної, хімічної та ферментативної модифікації крохмалю. Ультразвукові пристрої Хілешер передають сильнодіючі ультразвукові хвилі в крохмальну суспензію. Отримана ультразвукова кавітація сприяє:

  • деагломерація та дисперсія
  • механічна деградація та порушення
  • проникнення гранул і набряк
  • массообмен
  • радикальна формація
  • хімічна реактивність
  • Опалення
Ультразвук є надійною технікою для приготування дрібних харчових емульсій (натисніть, щоб збільшити!)

UIP1000hdT для сушарки Sonication

Хімічна модифікація крохмалю

Ультразвукова кавітаційна руйнування гранули, пов'язана з більш високим об'ємом для введення рідини в гранули крохмалю, призводить до поліпшення кінетики реакції для етерифікації, етерифікації, гідроксипропілювання або окислення та кислотної модифікації полімерів крохмалю. Ультразвукові реактори Хілешер призначені для безперервної внутрішньої обробки. Вищі швидкості реакції призводять до посилення реакційної потужності чайника.

Модифікація лужної крохмалю

Для одержання багатьох комерційних похідних крохмалю в водну суспензію крохмалю додають реактивні органічні реагенти, що контролюють лужність і температуру. Естерифікація крохмалів, як правило, виконується при рН 7-9. Для етерифікації крохмалів зазвичай використовують рН від 11 до 12. Типові температури процесу приблизно 60 ° С. Без ультразвукової обробки ступінь заміщення комерційного крохмалю часто становить менше 0,2. Ультразвукова реакція допомагає заміни, що призводить до більш розчинного крохмалю в воді.

Модифікація кислотного крохмалю

Реакція гранульованої крохмальної суспензії з розведеною соляною або сірчаною кислотою при 40-60 ° С призводить до перемішування крохмалю або розрідженого крохмалю. Ці частково деполімерізовані крохмалі продукують продукти, які виробляють меншу в'язкість. Крохмаль октенілсукцинати частково деполімеризують, щоб забезпечити більш високий вміст твердих речовин під час спрей-сушіння інкапсульованих продуктів. Ультразвукова реакція під час м'якого гідролізу кислоти може дисоціювати наночастинкові агрегати, які утворюються під час гідролізу. Це збільшує врожайність наночастинок крохмалю.

Амілопектин - це розчинний полісахарид та високо розгалужений полімер глюкози, що зустрічається в рослинах. Це одна з двох компонентів крохмалю, друга - амілоза.

Амілопектинова молекула

Нейтралізація суспензії

Після цього реакційну суспензію нейтралізують, наприклад, після додавання соляної або сірчаної кислоти після лужної обробки.

Крохмальне прання

Промивання водою, такими як зворотна промивка в гідроциклонах, слідує за нейтралізацією модифікованої суспензії крохмалю. На цьому етапі ультразвукове дослідження допомагає мити і полоскати частинки крохмалю. Ультразвукова кавітація розсіює гранули крохмалю агломерату і збільшує масове перенесення на прикордонний шар між крохмальними гранулами та водною фазою.

Крохмальна фільтрація та сушка

Ультразвукові пристрої Hielscher використовують процеси ультрафільтрації або нанофільтрації, а також наступну сушку спрей.

Фізична модифікація крохмалю (механічна)

Фізична модифікація крохмалів не передбачає застосування хімікатів. Проте, ультразвукове дослідження призводить до змін молекулярної структури крохмалю з наступними варіаціями фізико-хімічних властивостей та функціональності. Насильницькі кавітаційні зсувні сили спотворюють кристалічну область в гранулах крохмалю. Полімерні ланцюги поблизу руйнуючих мікробульбашок сприймаються в області високого градієнтного зсуву, що призводить до руйнування високомолекулярних зв'язків СК та утворення радикалів довгої ланки. Зображення SEM із ультразвуковими гранулами крохмалю показують механічні пошкодження, такі як тріщини, депресії та піт. Це призводить до більшої водопоглинальної здатності, підвищеної сили набухання та підвищеної розчинності. Цей ефект краще для більшої амплітуди ультразвукової обробки. Тому променева ультразвукова обробка набагато ефективніша для модифікації крохмалю, ніж ультразвукова обробка типу ванни. Інтенсивна обробка ультразвуком демонструє більше порушених гранул у порівнянні з нативним або термічно обробленим крохмалем.

СЕМ-мікрофотографії для: (а) несанкціонованого, (б) 20-хвилинного усунення ультразвуком, (с) 40 хв. ультразвукова діагностика, (г) промислове подрібнення пшеничного крохмалю

СЕМ-мікрофотографії для: (а) несанкціонованого, (б) 20-хвилинного усунення ультразвуком, (с) 40 хв. ультразвукова діагностика, (г) промислове подрібнення пшеничного крохмального грануля 60 хв, в: зміни фізико-хімічних властивостей пшеничного крохмалю внаслідок впливу ультразвукового енергетичного випромінювання, Махса Маджзобі, Сара Хедайаті

Ультразвукове дослідження може суттєво знизити початок температури желатинізації. Гелі крохмалю, одержані з ультразвукових гранул крохмалю, мають вищу твердість та вищі значення адгезійності та когезії при порівнянні з нативним крохмалем. Клінічність, когерентність, пружність та гумки значно збільшуються при ультразвуковій модифікації крохмалю.

Ультразвукова обробка використовує набагато менше енергоспоживання та стресових умов обробки, ніж звичайні процедури модифікації крохмалю. Ультразвукова техніка Hielscher постачає ультразвукові реактори високої потужності для комерційної обробки.

Запитати більше інформації!

Якщо ви є вченим, що проводять дослідження щодо модифікації крохмалю, інженер-технолог намагається покращити існуючі крохмальні процеси, інженер-виробник, який формує кращі або нові продукти, або якщо у вас є будь-який інший інтерес до модифікації крохмалю: зв'яжіться з нами! Ми будемо раді обговорити з вами потенціал та переваги ультразвукового дослідження для модифікації крохмалю та застосування крохмалю. Будь ласка, заповніть форму нижче!

Попросіть більше інформації про модифікацію ультразвукового крохмалю!

Будь ласка, використовуйте форму нижче, якщо ви хочете отримати додаткову інформацію про гомогенізацію ультразвуку. Ми будемо раді запропонувати вам ультразвукову систему, яка відповідатиме вашим вимогам.









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.




Використовуйте крохмаль

Модифікований крохмаль застосовується у широкому асортименті продуктів харчування та непродовольчих товарів. Крохмаль октенілсукцинати є важливим стабілізатором емульсій масло-в-воді. У паперовому виробництві катіонні крохмалі покращують вологі та сухі міцності, стабілізують емульсії та діють як поверхневі калібрувальні агенти. Багато мокрих аддитивних систем включають неорганічні мікрочастинки (колоїдний кремнезем, бентоніт) та синтетичні полімери з модифікованим крохмалем. Інші види використання включають дисперсії крохмального латексу або гранульований крохмаль як наповнювач для полімерів.

Наукові статті про модифікацію ультразвукового допоміжного крохмалю

    • С. Маньчжун, Дж. Нунтанід, С. Лімматвапірат та П. Сріаморньсак (2012): Вплив ультразвукової терапії на фізичні властивості тапіочного крохмалю в: Дослідження поглиблених матеріалів Vol. 506 (2012) pp. 294-297. [PDF]
    • Анет Резек Джамбрак, Зоран Герцег, Драго Шубаріч, Юріслав Бабіч, Младен Брнчіч, Сузана Римак Брнчіч, Томіслав Босільов, Домагой Свек, Бранко Траполо, Юріка Гело (2010): Ультразвукове вплив на фізичні властивості кукурудзяного крохмалю в: Полімери з вуглеводів 79 ( 2010) 91-100.
    • Герцег І.Л., Джамбрак А.Р., Шубаріч Д., Брнич М., Брнич С.Р., Банданьяк М., Трипало Б., Єжек Д., Новотни Д., Герцег З. (2010): Текстура та склеюючі властивості ультразвукового кукурудзяного крохмалю, in: Czech J. Food Sci., 28: 83-93. [PDF]
    • D. Knorr, BIO Ade-Omowaye та V. Heinz (2002): Харчове покращення рослинних продуктів шляхом нетермічної обробки, в: Матеріали суспільства харчування (2002), 61, 311-318. [PDF]

Рідні джерела крохмалю

Крохмаль походить з різних рідних джерел, таких як: кукурудза, воскова кукурудза, високоамілозна кукурудза, тапіока, картопля, пшениця, рис, восковий рис, горох (гладкий горох, зморщений горошок) саго, вівсянка, ячмінь, жито, амарант, солодкий картопля, вівса, зернові, коров'ячі окуляри, кіноа, сочевиця, морський квасоля, сорго, мармелад чи маніока.