[go: up one dir, main page]

FI107386B - Menetelmä tärkkelysesterien valmistamiseksi - Google Patents

Menetelmä tärkkelysesterien valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI107386B
FI107386B FI965306A FI965306A FI107386B FI 107386 B FI107386 B FI 107386B FI 965306 A FI965306 A FI 965306A FI 965306 A FI965306 A FI 965306A FI 107386 B FI107386 B FI 107386B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
starch
process according
anhydride
reaction
carboxylic acid
Prior art date
Application number
FI965306A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI965306L (fi
FI965306A0 (fi
Inventor
Geert Lammers
Pertti Tiitola
Jani Vuorenpaeae
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI965306A priority Critical patent/FI107386B/fi
Publication of FI965306A0 publication Critical patent/FI965306A0/fi
Priority to EP97950216A priority patent/EP0951482B1/en
Priority to AU53243/98A priority patent/AU5324398A/en
Priority to AT97950216T priority patent/ATE315587T1/de
Priority to US09/331,968 priority patent/US6605715B1/en
Priority to DE69735110T priority patent/DE69735110T2/de
Priority to PCT/FI1997/000838 priority patent/WO1998029455A1/en
Publication of FI965306L publication Critical patent/FI965306L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI107386B publication Critical patent/FI107386B/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/02Esters
    • C08B31/04Esters of organic acids, e.g. alkenyl-succinated starch

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

107386
Menetelmä tärkkelysesterien valmistamiseksi
Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää 5 tärkkelysesterien valmistamiseksi.
Tällaisen menetelmän mukaan tärkkelyspohjainen lähtöaine saatetaan reagoimaan orgaanisen karboksyylihappoanhydridin kanssa sopivimmin katalyytin läsnäollessa.
10 Tärkkelyksen estereistä tärkeimpiä teknisten sovellusten kannalta ovat tärkkelysasetaatit ja tärkkelyksen rasvahappoesterit. Tärkkelysesterien valmistusmenetelmiä on kuvattu artikkelissa Tessler, M.M. ja Billmers, R.L. Preparation of Starch Esters, Journal of Environmental Polymer Degradation 4 (1996) 85-89.
15 Tärkkelysasetaatteja voidaan valmistaa antamalla (natiivi)tärkkelyksen reagoida etikka- happoanhydridin eli asetanhydridin kanssa katalyytin läsnäollessa. Katalyyttinä käytetään , esim. 50 % natriumhydroksidia. Reaktio suoritetaan tavallisesti vesisuspensiossa, liuotti- • · men, kutenpyridiinin tai etikkahappoanhydridin kanssa. Vaihtelemalla etikkahappo-anhydridin määrää, katalyyttinä käytetyn emäksen määrää ja reaktioaikaa, voidaan 20 valmistaa eri substituutioasteen omaavia tärkkelysasetaatteja. Tunnettua tekniikka edustavat esim. US-patenttijulkaisuissa 3.795.670 ja 3 281 411 kuvatut menetelmät. Viimeksi mainitusta julkaisusta tunnetaan tärkkelysesterin valmistusmenetelmä, jossa ’ tärkkelyspohjaisen raaka-aineen ja anhydridin välinen reaktio suoritetaan oleellisesti vedettömässä väliaineessa.
25 Tärkkelyksen rasvahappoestereitä voidaan valmistaa esim. kuten on esitetty alan julkaisuissa Wolff, I.A., Olds, D.W. ja Hilbert, G.E., The acylation of Com Starch, ·· Amylose and Amylopectin, J. Amer. Chem. Soc. 73 (1952) 346-349 tai Gros, A.T. ja
Feuge, R.O., Properties of Fatty Acid Esters of Amylose, J. Amer. Oil Chemists' Soc 30 39 (1962) 19 - 24.
Esteröintireaktion reaktioseoksesta tärkkelysesterit on yleensä erotettu saostamalla.
2 107386
Tunnettujen menetelmien epäkohtia ovat valmistuksen vaatima pitkä reaktioaika, ongelmat esterien erotuksessa sekä emäliuosten kierrättäminen ja reagoimattomien reaktanttien talteenotto. US-patenttijulkaisun 3 281 411 mukaisessa valmistusmenetelmässä reaktio-seos ei ole homogeeninen, koska reaktioseoksessa on mukana orgaanista liuotinta, johon 5 tärkkelys ei liukene, ja koska lämpötila on matala.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen menetelmä tärkkelysesterien valmistamiseksi.
10 Esteröinti on eksoterminen reaktio ja reaktioseoksen lämpötila nousee reaktion aikana kunnes saavutetaan väliaineen kiehumislämpötila. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että tärkkelyspohjaisen lähtöaineen ja anhydridin välinen reaktio suoritetaan ylipaineessa oleellisesti vedettömässä väliaineessa. Pienikin lämpötilan nosto (5 -10 °C) nopeuttaa merkittävästi reaktiota ja lyhentää reaktioaikaa yli 50 % :11a, tyypillisesti noin 5 tunnista 2 15 - 3 tuntiin. Lämpötilan noususta huolimatta ei yllättäen ole voitu todeta mitään merkittä vää tärkkelyksen hajoamista.
Keksintö soveltuu etenkin tärkkelysasetaattien valmistukseen, jolloin tärkkelyksen asety-loinnissa käytetään etikkahappoanhydridiä varsinaisena reagenssinä, liuottimena etikka-20 happoa ja katalyyttinä joko natriumasetaatti, natriumhydroksidi tai rikkihappo. Etikka-happoliuottimen sijasta voidaan myös toimia asetanhydridin ylimäärässä. On myös mahdollista käyttää reaktion aikana muodostuvaa etikkahappoa reaktion väliaineena. Tärkkelyksenä on yleensä natiivia ohratärkkelystä, mutta menetelmä sopii erinomaisesti myös muiden tärkkelyslaatujen ja tärkkelysjohdannaisten asetylointiin. Menetelmälle on 25 edelleen ominaista, että asetanhydridiä syötetään vain haluttua DS:ää vastaava määrä.
Yllä mainitussa US-patentissa 3 281 411 käytetään suurta ylimäärää etikkahappoanhydridiä suhteessa tärkkelykseen. Tästä huolimatta substituutioaste jää selvästi alhaisemmaksi kuin mihin käytetyllä reagenssimäärällä voitaisiin päästä.
30 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä menetelmän yhteydessä reaktioläm- 3 107386 mön hallinta on helpompaa kuin tavanomaisessa paineettomassa prosessissa. Samoin on reaktion viskositeetin hallinta. Korotetun paineen ansiosta reaktioaikaa saadaan lyhennetyksi koska reaktion nopeus on lämpötilasta riippuvainen. Halutun DS:n säätö on helppoa, koska lopputuotteen substituutioastetta voidaan muuttaa karboksyylihappoanhydridin 5 määrää vaihtelemalla; anhydridi-reagenssin kulutus voidaan siten optimoida.
Keksinnön edullisessa sovellutusmuodossa käytetään katalyyttinä vedetöntä natriumase-taattia, jolloin reaktioväliaineeseen tulevan veden määrä voidaan minimoida. Hallittu tärkkelyksen hydrolysaatio saadaan aikaan lämpötilaa ja katalyyttia muuttamalla. Kek-10 sinnön mukainen perusratkaisu mahdollistaa jatkuvatoimisen prosessin.Tuotteen saostuksessa voidaan käyttää useampia saostusaineita, kuten vettä ja alkanoleja (esim. etanolia). Koska reaktioväliaineessa on vähemmän karboksyylihappoa tuotteen saostaminen on helpompaa; karboksyylihappo liuottaa näet etenkin alemman substituutioasteen omaavia estereitä.
15
Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selityksen ja ; sovellutusesimerkkien avulla. Oheen liitetyssä kuviossa on esitetty kaaviokuvana tärk- *' kelysasetaatin saostus vedestä.
20 Keksinnön mukainen menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: reaktion, saostuksen, etikka-hapon kierrätyksen, suodatuksen/pesun, jauhatuksen ja kuivatuksen.
·’ Reaktio 25 Panostyyppiseen reaktoriin laitetaan aluksi DS 1,25... 1,5 vastaava määrä asetanhydridiä (mikäli haluttu DS on alhaisempi niin sitten vähemmän), etikkahappo, katalyytti ja tärkkelys. Reaktori suljetaan ja aloitetaan varovainen lämmitys. Etikkahappoa on yleensä ! 1...300 % tärkkelyksen määrästä (riippuu lähtötärkkelyksestä ja reaktorista); etikka- hapolla säädetään reaktion viskositeettia. Katalyyttiä käytetään taas korkeintaan 15 % 30 tärkkelyksen määrästä. Vettä reaktioon tulee muiden lähtöaineiden mukana. Vettä pyritään välttämään, mutta se huomioidaan reagenssien määrissä, eli mitä enemmän vettä sitä enemmän muita reaktantteja käytetään. Reaktion väliaine (karboksyylihappo tai karboksyylihappoanhydridin ylimäärä) on "oleellisesti vedetön”, millä tarkoitetaan sitä, että 4 107386 väliaine reaktion aikana sisältää korkeintaan 10 paino-% vettä. Suurin osa vedestä on peräisin reaktanteista (natiivitärkkelyksen tasapainokosteuspitoisuus on noin 10 %) tai vettä keräytyy väliaineeseen reaktion aikana (esteröintireaktiosta muodostuu vettä).
5 Noin 80 °C:ssa alkaa vapaa vesi reagoida anhydridin kanssa etikkahapoksi, jolloin lämpötila ja paine nousevat voimakkaasti. Tärkkelys alkaa gelatinoitua ja reagoida voimakkaasti lämpötilan ollessa 115...130 °C. Reaktiossa vallitseva ylipaine on yleensä luokkaa 0,01 - 100 bar, edullisesti noin 0,1 - 50 bar, erityisen edullisesti noin 0,5 - 5 bar. Kuten alla esitettävistä esimerkeistä käy ilmi, reaktio väliaineen kiehuminen suljetussa reakto-10 rissa saa yleensä aikaan noin 1,5 - 3,5 bar:n ylipaineen, mikä on riittävä nostamaan reaktiolämpötilan noin 129 - 180 °C:seen, kun reaktioväliaine koostuu etikkahaposta/-etikkahappoanhydr idistä.
Korkeampiakin reaktiopaineita voidaan käyttää, jolloin reaktio haluttaessa voidaan 15 suorittaa ilman katalyyttiä. 5 - 100 bar:n paineisiin päästään sopivimmin käyttämällä kaasu- (esim. suojakaasu-) -ilmakehää paineen nostamiseen.
«
On edullista pitää reaktiolämpö tasaisena jäähdytyksellä (lämpötila etikkahappoanhydri-dillä/etikkahapolla yleensä noin aluella 129... 140 °C). Lämpötilan ja paineen alkaessa 20 laskea voidaan mahdollinen anhydridin loppupanos syöttää reaktoriin, minkä jälkeen jäähdytyksellä / lämmityksellä (riippuu olosuhteista: lämpötila, katalyytti, tärkkelys ja reaktori) lämpötila pidetään halutussa arvossa, kunnes kaikki anhydridit ovat reagoineet.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä tärkkelys voi pohjautua mihin tahansa luonnon tärk-25 kelykseen, jonka amyloosipitoisuus on 0 - 100 % ja amylopektiinipitoisuus 100 - 0 %. Niinpä tärkkelys voi olla peräisin ohrasta, perunasta, vehnästä, kaurasta, herneestä, maissista, tapiokasta, sagosta, riisistä tai sentapaisesta mukula- tai viljakasvista. Se voi pohjautua myös mainituista luonnontärkkelyksistä hapettamalla, hydrolysoimalla, silloittamalla, kationoimalla, oksastamalla tai eetteröimällä valmistettuihin tärkkelyksiin.
Keksinnön mukaan on edullista valmistaa tärkkelysesteri, joka on peräisin tärkkelyksestä ja yhdestä tai useammasta alifaattisesta C,_24-karboksyylihaposta. Tällaisen esterin kar-boksyylihappokomponentti voi tällöin olla johdettu alemmasta alkaanihaposta, kuten 30 5 107386 etikkahaposta, propionihaposta tai voihaposta tai näiden seoksesta. Karboksyylihappo-komponentti voi kuitenkin myös olla peräisin luonnossa esiintyvästä tyydytetystä tai tyydyttämättömästä rasvahaposta. Näistä voidaan esimerkkeinä mainita palmitiinihappo, steariinihappo, öljyhappo, linolihappo ja näiden seokset. Esteri voi myös koostua sekä 5 pitkä- että lyhytketjuisista karboksyylihappokomponenteista. Esimerkkinä mainittakoon asetaatin ja stearaatin sekaesteri.
Edullisesti valmistetaan tärkkelysasetaatti, jonka substituutioaste on 0,5 - 3, edullisesti 1,5 - 3 ja sopivimmin 2-3. Erityisen edullisesti käytetään tärkkelysesterien valmistuk-10 seen natiiviohratärkkelystä tai siitä esim. entsymaattisesti hydrolysoimalla saatua modi-fikaattia ja reagenssinä asetanhydridiä.
Saostus 15 Saostus voidaan suorittaa esim. etanolista, eetteristä tai asetonista (alhaiset DS -Laadut). Yleensä tuote kuitenkin saostetaan vedestä, tällöin sekä veden että etikkahapon kierrätys : on helppoa.
Saostusta on kuvattu lähemmin kuviossa 1. Saostuneen syötetään reaktioseos, tuorevesi ja 20 suodatuksesta tuleva laimea etikkahappo (tarkoituksena väkevöidä etikkahappo 40 %:n väkevyyteen). Saostin on säiliö, jossa on keskipakopumppu ja saostusväliaine (vesi). Pumppu sekä kierrättää lietettä saostinsäiliössä että pumppaa jatkuvasti tuotelietettä suodattimelle.
25 Saostimeksi sopii myös keskipakopumpun kaltaiset dispergaattorit.
Etikkahapon kierrätys Käytettäessä etikkahappoa liuottimena suodatuksesta saadaan noin 40 %:sta etikkahap-30 poa, joka voidaan hyödyntää usealla tavalla: 1. Väkevöinti (uuttamalla tai tislaamalla), jolloin etikkahappo voidaan kierrättää takaisin reaktioon.
6 107386 2. Etikkahapon regenerointi anhydridiksi, jolloin sitä käytettäisiin jälleen asetyloinnissa.
3. Etikkahaposta voidaan myös valmistaa kemianteollisuuteen raaka-aineita kuten kal-siumasetaattia.
4. Jäte-etikkahappoa voidaan hyödyntää triasetiinin synteesissä. Laimea etikkahappo-5 liuos soveltuu triasetiinin valmistukseen. Voidaan esim. soveltaa atseotrooppiseen tislaukseen perustuvaa menetelmää. Niinpä noin 40 %:iseen etikkahappoliuokseen lisätään tislausta varten tolueenia ja glyserolia + mahdollisesti katalyyttinen määrä para-tolueenisulfonihappoa, minkä jälkeen seos tislataan sinänsä tunnetulla tavalla. Erottamalla vesifaasi ja haihduttamalla tolueeni orgaanisesta faasista saadaan glyserolietikkaesteri-10 koostumus, josta vettä lisäämällä ja faasien erotuksella saadaan veteenliukenemattomassa vaiheessa triasetiinia, joka on hyödyllinen tärkkelysjohdannaisten pehmittimenä.
Suodatus/pesu 15 Tärkkelysasetaattiliete suodatetaan saostuksen jälkeen. Suodatuksessa etikkahappo otetaan talteen, mote pestään ja samalla pyritään mahdollisimman korkeaan kuiva-aine pitoisuu-; teen. Pesu suoritetaan vedellä suodamskakun läpi. Pesuvesi voi olla lievästi alkalinen tai ammoniakkia sisältävä, jotta jäännös hapot saadaan neutraloitua. Suodatukseen soveltuu lähes kaiken tyyppiset suodattimet. Joissain tyypeissä ongelmana ilmenee pesuvesien 20 kanavoituminen. Kakun kuiva-aine pitoisuuksia eräissä suodatintyypeissä;
Rumpusuodin 20-30 % ·* Painesuodin 30-50 %
Suodinlinko 40-70 % 25
Jauhatus I Saostustavan ja DS:n mukaan valmiin tärkkelysasetaattijauheen karkeusaste vaihtelee.
Käyttökohde ja käsiteltävyys saataa edellyttää motteen jauhamisen. Jauhimen / myllyn 30 valintaan vaikuttaa, saostuksen ja DS:n lisäksi, missä prosessinvaiheessa jauhaminen tehdään. Asetaatti voidaan jauhaa heti saosmksen jälkeen lietteenä, suodatuksen jälkeen märkänä sakkana tai kuivana tuotteena.
7 107386
Kuivatus Tärkkelysasetaatin kuivauksessa käyttökelpoisia kuivaimia ovat mm. leijupeti-, spray-, kaappi-, vakuumi- tai lavakuivain. Kuivatus on periaatteessa helppoa, mutta eräät 5 tärkkelysasetaattilaadut saattavat sulaa jo kohtalaisen alhaisessa lämpötilassa (45 °C), varsinkin, mikäli pesussa on tuotteeseen jäänyt happojäämiä.
Yhteenvetona edellä esitetystä voidaan todeta, että keksinnön erään edullisen sovellutus-muodon mukaan saadaan aikaan menetelmä sellaisen tärkkelysesterin valmistamiseksi, 10 jonka DS-arvo on suurempi kuin noin 1,5, jonka menetelmän mukaan - lasketaan haluttua DS-arvoa vastaava määrä karboksyylihappoanhydridiä, - saatetaan tärkkelyspohjainen lähtöaine ensin reagoimaan korkeintaan DS-arvoa noin 1,5 vastaavan anhydridimäärän kanssa, ja - tärkkelys-lähtöaineen saavutettua ainakin DS-arvon 1,2 lisätään loput lasketusta 15 anhydridimäärästä.
Tämä ratkaisu soveltuu erityisen hyvin tärkkelysasetaattien valmistukseen.
Toisen edullisen, myös tärkkelysasetaattien valmistukseen hyvin soveltuvan menetelmän mukaan 20 - käytetään suljettua reaktioastiaa, joka on varustettu jäähdytyksellä, - muodostetaan reaktioseos, joka sisältää tärkkelyspohjaisen lähtöaineen, karboksyy-lihappoanhydridin ja valinnanvaraisesti liuottimen ja katalyytin, - lämmitetään reaktioseosta reaktioastiassa noin 70 - 100 °C:n lämpötilaan, - annetaan tärkkelyspohjaisen lähtöaineen reagoida karboksyylihappoanhydridin kanssa, 25 - jäähdytetään reaktioseosta sen lämpötilan pitämiseksi 129 - 180 °C:ssa, - otetaan talteen reaktioseos ja - saostetaan tärkkelysesteri reaktioseoksesta.
« 30 Seuraavat ei-rajoittavat esimerkit kuvaavat lähemmin keksintöä.
δ 107386
Koelaitteisto (reaktori’)
Laitteistona kokeissa käytettiin reaktoria, jonka tilavuus on 0,43 m? ja suurin sallittu käyttöpaine 10 bar ylipainetta. Reaktori lämmitetään höyryllä ja jäähdytetään kylmällä 5 vedellä. Sekoitin on "helikol"-tyyppinen spiraalisekoitin, jota pyörittää 18,5 kW:n moottori. Suurin kierrosnopeus on 180 r/min. Reaktori tyhjennetään mohno-pumpulla, joka soveltuu korkeaviskoottisille aineille.
Sovellutusesimerkit: 10
Esimerkit 1 ja 2
Katalyyttinä NaOH ja haluttu D.S. 2.5 ja 3.0; tärkkelyksen lähtöaine natiiviohratärk-kelystä.
15
Reaktanttien, katalyytin ja liuottimen annostukset on ilmoitettu taulukossa 1: ** Taulukko 1
Esim. Tärkkelys Anhydr. Anhydr. Katalyyt- Etikka- Vesi/kg Max. DS
/kg alkup. /kg loppu ti/määrä /kg happo/kg ____/kg_____ 20 1__54__88__64__NaOH/3__101__10__2,5 2__65__123__71 NaOH/3,23 90__H__3,0
Esimerkit 3-6 . 25 Esimerkeissä 3-6 käytettiin katalyyttinä natriumasetaattia, jonka määrä vaihteli. Reak- ·* tion lämpötila muutettiin myös. Esimerkit havainnollistavat reaktionopeuden ja tärkkelyk sen hydrolysäätiön muutosta näiden parametrien funktiona.
9 107386
Taulukko 2
Esim. Tärkkelys Anhydr. Anhydr. Katalyyt- Etikka- Vesi/kg Max. DS
/kg alkup./kg loppu ti/määrä/kg happo/kg ____/kg_____ 3 __65__92__51 Na-ac/6,59 88__7__2,5 4 __65__93__66 Na-ac/4,85 89__7__2,9 5 5__65__93__71__Na-ac/9,7__89__8__3,0 6__65__93__71 Na-ac/3,23 89__7 3,0
Esimerkki 7 10
Muuten kuten esimerkit 1-6, mutta katalyyttinä käytettiin rikkihappoa. Rikkihapolla on voimakkaat hydrolysaatio-ominaisuudet.
Tulokset on ilmoitettu taulukossa 3.
!: is
Taulukko 3
Esim. Tärkkelys Anhydr. Anhydr. Katalyyt- Etikka- Vesi/kg Max. DS
/kg alkup. /kg loppu ti/määrä /kg happo/kg ____/kg_____ ' I 7 1 63 82 1 80 I H2SO4/0,175 89 7 3,0 20
Esimerkki 8 m
Esimerkki 8 osoittaa, miten anhydridin määrällä eli sen rajoittamisella voidaan säätää substituutioastetta (DS). Tulokset on esitetty taulukossa 4.
25 10 107386
Taulukko 4
Esim. Tärkkelys Anhydr. Anhydr. Katalyyt- Etikka- Vesi/kg Max. DS
/kg alkup. /kg loppu ti/määrä /kg happo/kg ____/kg_____ 7__90 137 0__Na-ac/4,5 103__10__1,4 5
Esimerkit 9-11
Esimerkeissä 9 - 11 on kartoitettu reaktorin ominaisuuksia mm. liuottimena oleva etikkahapon määrää vähentämällä. Tulokset on esitetty taulukossa 5.
10
Taulukko 5
Esim. Tärkkelys Anhydr. Anhydr. Katalyyt- Etikka- Vesi/kg Max. DS
/kg alkup. /kg loppu ti/määrä /kg happo/kg ____/kg_____, 9 __54__83__60 Na-ac/5,3 59__7__3,0 10 __65__97__71__Na-ac/6,5__51__8__3,0 15 11__65__94__70 Na-ac/6,4__37__8__3,0 12** 54__237__0__NaOH/4__0__17 5,9 » « ’ * * Vertailuna tunnetulla (paineistamattomalla) menetelmällä tehty reaktio 20 Esimerkkien 1-12 reaktio-olosuhteiden ja tuotteen analyysien vertailu
Reaktio-olosuhteet ja tuotteen analyysit on esitetty taulukossa 6.
t r% « ·
Taulukko 6 ,1 107386
Esim. Max. läm- Max. yli- Reaktioaika DS Vapaa Sulaindeksi pötila paine /h:min happo /300 1/s __rc__/bar____/mmol/g__ I __153__£16__£20__£3__0,008__ 5 2__147__1/7__£00__£7__0,012__22 3 __158__£61__£55__£69__0,009__39 4 __151__£25__£45__£66__0,015__70 5 __140__£85__£20__£5__0,006__ 6 __138__£97__£40__£5__0,006__58 10 7__171__£13__£37__£8__0,012__ 8 __141__£52__££7__£14__0,011__ 9 __123*__£8__£18__3__0,011__29 10 __120*__£1__£53__£9__0,009__36 II __K)£__£6__£09__£2__0,004__ ‘15 12** 128** 0 5:00 2,3 0,001 75 * Esimerkeissä oleva lämpötila ei vastaa todellista lämpötilaa, koska lämpötila-anturi oli liian hidas. Ilmiö johtui reaktioseoksen korkeasta viskositeetista.
20 ** Vertailuna tunnetulla menetelmällä tehty reaktio DS:n määritys: 72 tunnin hydrolyysi KOH:ssa.
Sulaindeksi kuvaa esimerkkien mukaisesti valmistettujen tärkkelysasetaatien sulavis-25 kositeettiä tietyllä leikkausnopeudella. Proseduuri sulaindeksin määrittämiseksi on * ; seuraavanlainen: Esimerkin mukaisesti valmistettu, kuiva tärkkelysasetaatti-jauhe on plastisoitu 23,08 paino-% triasetiinilla 180 °C:n sulalämmössä Berstorffm ZE25 kaksi-ruuviekstruuderilla, minkä jälkeen tuote on granuloitu.
30 Saadun plastisoidun ja granuloidun tärkkelysasetaatin sulaviskositeetti on tämän jälkeen määritetty Brabender Plasti-Corder P2006 sulasekoittajalla, joka on varustettu yksiruuvi- 12 107386 ekstruuderilla 19/20 D ja tasokapilaarireometrisuuttimella 190 °C:ssa viidellä ruuvin-kierrosnopeudella (5, 10, 20, 40 ja 80 1/min).
Näin saatujen materiaalien sulaviskositeetti leikkausnopeuden funktiona-kuvaajista on 5 otettu 300 1/min leikkausnopeutta vastaava sulaviskositeetti luku (Pas), joka on ilmoitettu esimerkkien taulukoissa sulaindeksinä.
«· • · • V • < » « · ♦

Claims (18)

107386
1. Menetelmä tärkkelysesterin valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan tärkkelys-pohjainen lähtöaine saatetaan reagoimaan orgaanisen karboksyylihappoanhydridin kanssa 5 katalyytin läsnäollessa oleellisesti vedettömässä väliaineessa, tunnettu siitä, että tärkkelyspohjaisen lähtöaineen ja anhydridin välinen reaktio suoritetaan suljetussa reaktorissa ylipaineessa ja korotetussa lämpötilassa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktio suori-10 tetaan 0,01 - 100 barin, edullisesti noin 0,1 - 50 barin, ylipaineessa.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väliaine sisältää korkeintaan 10 p-% vettä.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väliaineena käytetään orgaanisen karboksyylihappoanhydridin ylimäärää. * ·
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väliaineena käytetään happoanhydridiä vastaavaa orgaanista karboksyylihappoa. 20
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaanisen karboksyylihapon määrä on 1 - 300 % tärkkelyksen kuivapainosta. • · ' »
7. Jonkin patenttivaatimuksen 4 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 karboksyylihappoanhydridinä käytetään etikkahappoanhydridiä ja karboksyylihappona etikkahappoa. · 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktio suori tetaan noin 129 - 180 °C:n lämpötilassa. 1 30 Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyyttinä käytetään natriumasetaattia, natriumhydroksidia tai rikkihappoa. 107386
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytin määrä on korkeintaan 15 % tärkkelyksen kuivapainosta.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 tärkkelyspohjaisena lähtöaineena käytetään luonnon tärkkelystä, hapetettua tärkkelystä, hydrolysoitua tärkkelystä, silloitettua tärkkelystä ja/tai kationista tärkkelystä, jolloin tärkkelyksen amyloosipitoisuus on 0 -100 % ja amylopektiini-pitoisuus on 100 - 0 %.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 10 tärkkelyspohjaisena lähtöaineena käytetään tärkkelysjohdannaista, jossa on jonkin verran vapaita hydroksyyliryhmiä.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelysjoh-dannaisena käytetään tärkkelyseetteriä. 15
14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä sellaisen tärkkelysesterin valmistamiseksi, jonka DS-arvo on suurempi kuin noin 1,5, tunnettu siitä, että * - lasketaan haluttua DS-arvoa vastaava määrä karboksyylihappoanhydridiä, - saatetaan tärkkelyspohjainen lähtöaine ensin reagoimaan korkeintaan DS-arvoa noin 20 1,5 vastaavan anhydridimäärän kanssa, ja - tärkkelys-lähtöaineen saavutettua ainakin DS-arvon 1,2 lisätään loput lasketusta anhydridimäärästä.
15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu seuraavista 25 menetelmä vaiheista: - käytetään suljettua reaktioastiaa, joka on varustettu jäähdytyksellä, - muodostetaan reaktioseos, joka sisältää tärkkelyspohjaisen lähtöaineen, karboksyy- « . ·. lihappoanhydridin ja valinnanvaraisesti liuottimen ja katalyytin, - lämmitetään reaktioseosta reaktioastiassa noin 70 - 100 °C:n lämpötilaan, 30. annetaan tärkkelyspohjaisen lähtöaineen reagoida karboksyylihappoanhydridin kanssa, - jäähdytetään reaktioseosta sen lämpötilan pitämiseksi 129 - 180 °C:ssa, - otetaan talteen reaktioseos ja 107386 - saostetaan tärkkelysesteri reaktioseoksesta.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelysesteri saostetaan reaktioseoksesta vedellä tai alkanolilla. 5
17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suodatuksen emäliuos otetaan talteen.
18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emäliuosta 10 käytetään triasetiinin tuottamiseen. 107386
FI965306A 1996-12-31 1996-12-31 Menetelmä tärkkelysesterien valmistamiseksi FI107386B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI965306A FI107386B (fi) 1996-12-31 1996-12-31 Menetelmä tärkkelysesterien valmistamiseksi
EP97950216A EP0951482B1 (en) 1996-12-31 1997-12-31 Process for the preparation of a starch ester
AU53243/98A AU5324398A (en) 1996-12-31 1997-12-31 Process for the preparation of a starch ester
AT97950216T ATE315587T1 (de) 1996-12-31 1997-12-31 Verfahren zur herstellung von einem stärkeester
US09/331,968 US6605715B1 (en) 1996-12-31 1997-12-31 Process for the preparation of a starch ester
DE69735110T DE69735110T2 (de) 1996-12-31 1997-12-31 Verfahren zur herstellung von einem stärkeester
PCT/FI1997/000838 WO1998029455A1 (en) 1996-12-31 1997-12-31 Process for the preparation of a starch ester

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI965306A FI107386B (fi) 1996-12-31 1996-12-31 Menetelmä tärkkelysesterien valmistamiseksi
FI965306 1996-12-31

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI965306A0 FI965306A0 (fi) 1996-12-31
FI965306L FI965306L (fi) 1998-07-01
FI107386B true FI107386B (fi) 2001-07-31

Family

ID=8547395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI965306A FI107386B (fi) 1996-12-31 1996-12-31 Menetelmä tärkkelysesterien valmistamiseksi

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6605715B1 (fi)
EP (1) EP0951482B1 (fi)
AT (1) ATE315587T1 (fi)
AU (1) AU5324398A (fi)
DE (1) DE69735110T2 (fi)
FI (1) FI107386B (fi)
WO (1) WO1998029455A1 (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011107663A1 (en) 2010-03-05 2011-09-09 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Method for manufacturing a marking and corresponding product

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI113875B (fi) 2002-02-15 2004-06-30 Valtion Teknillinen Uudet tärkkelysjohdannaiset ja menetelmä niiden valmistamiseksi
FI122073B (fi) * 2003-10-02 2011-08-15 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Huokoinen paperin ja kartongin täyteaine tai päällystyspigmentti ja sen valmistus
FI118179B (fi) * 2003-10-02 2007-08-15 Valtion Teknillinen Pigmentti ja täyteaine sekä menetelmä näiden valmistamiseksi
PE20060468A1 (es) * 2004-04-26 2006-07-06 Cp Kelco Aps Composicion dermoprotectora para controlar la alcalinidad de la piel que comprende polisacaridos de acido carboxilico
KR20070100879A (ko) * 2004-10-15 2007-10-12 대니스코 에이/에스 발포 이소시아네이트계 중합체, 이를 제조하기 위한 믹스및 이의 제조방법
US7465757B2 (en) * 2004-10-15 2008-12-16 Danisco A/S Foamed isocyanate-based polymer, a mix and process for production thereof
US20060122355A1 (en) * 2004-10-15 2006-06-08 O'connor James Derivatized highly branched polysaccharide and a mix for production of polyurethane thereof
US20070098870A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Trudsoe Jens E Composition containing alkylene oxide derivative of pectin
US8853386B2 (en) * 2006-12-18 2014-10-07 Celanese Acetate Llc Starch esters, methods of making same, and articles made therefrom
FR2937040B1 (fr) 2008-10-13 2012-07-27 Roquette Freres Compositions thermoplastiques ou elastomeriques a base d'esters d'une matiere amylacee et procede de preparation de telles compositions
US8735460B2 (en) 2009-01-09 2014-05-27 DuPont Nutrition BioScience ApS Foamed isocyanate-based polymer, a mix and process for production thereof
US9220297B2 (en) * 2009-08-07 2015-12-29 R. J. Reynolds Tobacco Company Materials, equipment, and methods for manufacturing cigarettes
US8434498B2 (en) 2009-08-11 2013-05-07 R. J. Reynolds Tobacco Company Degradable filter element
EP2386297A1 (en) 2010-04-28 2011-11-16 Roquette Frères Indigestible polymer: starch acetate -based film coatings for colon targeting
US8950407B2 (en) 2010-06-30 2015-02-10 R.J. Reynolds Tobacco Company Degradable adhesive compositions for smoking articles
US20120000480A1 (en) 2010-06-30 2012-01-05 Sebastian Andries D Biodegradable cigarette filter
CN103224570A (zh) * 2013-05-20 2013-07-31 江南大学 一步挤压制备交联十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法
CN115073617B (zh) * 2022-07-11 2023-08-08 吉林中粮生化有限公司 混酸酐交联淀粉的制备方法
DE102022117375A1 (de) 2022-07-12 2024-01-18 Robert Boyle - Thüringisches Institut für BioWasserstoff- und Umweltforschung e.V. Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polysaccharidestern

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2627516A (en) * 1949-11-22 1953-02-03 Jr Rolland L Lohmar Activation and esterification of amylaceous polysaccharides
US2860132A (en) * 1955-11-01 1958-11-11 Celanese Corp Production of organic esters of cellulose by heterogeneous esterification
US2914526A (en) * 1956-08-02 1959-11-24 Corn Products Co Preparation of starch esters
US2891947A (en) * 1957-10-24 1959-06-23 Corn Products Co Preparation of starch esters
BE598861A (fi) * 1961-01-06
US3720663A (en) * 1971-06-24 1973-03-13 Nat Starch Chem Corp Preparation of starch esters
US3795670A (en) * 1973-03-05 1974-03-05 Us Agriculture Process for making starch triacetates
US3839320A (en) * 1973-08-06 1974-10-01 Anheuser Busch Method of preparing starch esters
US4501888A (en) * 1984-01-24 1985-02-26 A. E. Staley Manufacturing Company Process for producing esters of carbohydrate materials
EP0204353B1 (en) * 1985-05-08 1989-05-31 Akzo N.V. Process for the preparation of an ester from starch and a monocarboxylic acid, and a composition based on the starch ester thus prepared
US4837314A (en) * 1987-06-19 1989-06-06 A. E. Staley Manufacturing Company Etherified and esterified starch derivatives and processes for preparing same
DE4223471C2 (de) * 1992-07-16 1996-03-14 Inventa Ag Stärkezwischenprodukt, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verfahren zu dessen Weiterverarbeitung
US5321132A (en) * 1992-12-23 1994-06-14 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Method of preparing intermediate DS starch esters in aqueous solution
FI942686A0 (fi) * 1994-06-07 1994-06-07 Alko Ab Oy Komposition innehaollande staerkelseacetat med varierande egenskaper, foerfarande foer dess framstaellning och anvaendning
JP2579843B2 (ja) * 1994-11-08 1997-02-12 エバーコーン インク 澱粉エステルの製造方法、澱粉エステル、及び澱粉エステル組成物
JP3008071B2 (ja) * 1995-03-03 2000-02-14 日本コーンスターチ株式会社 エステル化ビニルエステルグラフト重合澱粉
US5977348A (en) * 1997-07-25 1999-11-02 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Polysaccharide modification in densified fluid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011107663A1 (en) 2010-03-05 2011-09-09 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Method for manufacturing a marking and corresponding product

Also Published As

Publication number Publication date
US6605715B1 (en) 2003-08-12
DE69735110T2 (de) 2006-09-14
AU5324398A (en) 1998-07-31
DE69735110D1 (de) 2006-04-06
FI965306L (fi) 1998-07-01
ATE315587T1 (de) 2006-02-15
EP0951482B1 (en) 2006-01-11
FI965306A0 (fi) 1996-12-31
WO1998029455A1 (en) 1998-07-09
EP0951482A1 (en) 1999-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI107386B (fi) Menetelmä tärkkelysesterien valmistamiseksi
AU742783B2 (en) Polysaccharide modification in densified fluid
FI121235B (fi) Uudet selluloosajohdannaiset, menetelmä niiden valmistamiseksi sekä niiden käyttö
JP3974207B2 (ja) 疎水性デンプン誘導体の製造方法
US5321132A (en) Method of preparing intermediate DS starch esters in aqueous solution
US5714601A (en) Method for producing starch esters, starch esters, and starch ester compositions
CN108368182B (zh) 乙酸纤维素、乙酸纤维素的制造方法及制造装置
KR20060123306A (ko) 전분 또는 전분 유도체를 변형시키는 방법
CA1067489A (en) Method for the preparation of highly substituted granular starches
EP2174959B1 (en) Etherified thinned starch
CN112280813A (zh) 一种酶促合成阿魏酸淀粉酯的方法
WO2018066477A1 (ja) セルロースアセテートおよびセルロースアセテートの製造方法
KR20000013856A (ko) 천연고분자를 이용한 생분해성 일회용 용기 제조방법 및 그 조성물
JP2000516282A (ja) 生分解性澱粉エステルの製造方法
JPS604841B2 (ja) セルロ−スエステルの製造法
KR20090049064A (ko) 폴리사카라이드 유도체의 세척 방법
GB2257142A (en) Process for producing cellulose acetate
WO2004037864A1 (en) New starch-based composition and process for the production thereof
CN106496339A (zh) 一锅法制备低粘度、高强度羟丙基淀粉醚
Hu et al. Thermoplastics from acetylated zein-and-oil-free corn distillers dried grains with solubles
CN105884912A (zh) 采用湿法工艺制备交联醋酸酯淀粉的方法
US3479336A (en) Production of cellulose esters from particulate lignocellulosic material
EP1094082B1 (fr) Procédé de transformation de matières amylacées en phase sèche
CN119552275B (zh) 一种以酸性离子液体为催化剂合成纤维素酯的方法
CA2204723C (en) Method for producing starch esters, starch esters, and starch ester compositions

Legal Events

Date Code Title Description
GB Transfer or assigment of application

Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS

MM Patent lapsed