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Verfahren zur Herstellung von kalt quellbaren Stärkeprodukten Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von kalt quellbaren Stärkeprodukten
aus einer wäßrigen Alkalistärke durch Zusatz von Salzen der Schwer-, Erd- oder Erdalkalimetalle,
bei denen das Trockenverfahren außerordentlich vereinfacht oder überhaupt entbehrlich
wird.
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An sich ist es bekannt, den Stärken Metallverbindungen zuzusetzen,
jedoch handelt es sich bei den bekannten Verfahren um Aussalzungsverfahren, bei
denen die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Stärke insofern erhalten
bleiben, als das gewonnene Stärkeprodukt löslich bleibt. Andererseits ist es auch
bekannt, Stärke mit Metallv erbindungen, z. B. Erdalkalien, bei erhöhter Temperatur
über 70° zu behandeln, zu trocknen und nach der Trocknung die Hydroxyde der alkalischen
Erden chemisch zu binden, z. B. durch Umsetzung mit Natriumsulfat, Natriumkarbonat,
Oxelat u. dgl. Hierbei handelt es sich einerseits darum, die Stärke abzubauen, andererseits
aber auch darum, die Kaltquellbarkeit der Stärke im getrockneten Zustande zu erhalten.
Ebenso ist es auch bekannt, die Stärke durch Zusatz von neutralen Salzen in der
Wärme aufzuschließen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung «-erden kalt quellbare Stärkeprodukte
aus einer wäßrigen Alkalistärke durch Zusatz von Salzen der Schwer-, Erd- oder Erdalkalimetalle
dadurch hergestellt, daß die Fällung bei gewöhnlicher Temperatur erfolgt, worauf
das abgetrennte oder gegebenenfalls in an sich bekannter Weise getrocknete Fällungsprodukt
mit einem wasserlöslichen Alkalisalz gemischt wird. Durch Zufügung von Wasser findet
dann eine Umsetzung in lösliche Alkalistärke und eine unlösliche oder auch lösliche
Metallverbindung statt.
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Durch dieses Verfahren gemäß der Erfindung gelangt man zu Stärketrockenprodukten,
die insofern eigenartig sind, als sie die Vorteile der Unlöslichkeit der Metallstärken,
insbesondere zu Aufbewahrungs- und Transportzwecken, mit der Löslichkeit der Alkalistärken
verbinden.
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Das Verfahren zeichnet sich ferner durch seine große Billigkeit aus,
da für den Prozeß die Zuführung von Wärme entbehrlich ist. Aus einer wäßrigen Alkalistärke
wird zunächst durch Zusatz von Salzen der genannten Metalle eine Metallstärke aus
der Verbindung ausgefällt, die unlöslich oder schwer löslich ist und in ihrer ausgefällten
Form bereits, gegebenenfalls mittels gelinder Trocknung, ohne weiteres transport-
und aufbewahrungsfähig ist.
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Wird beispielsweise einer Bariumstärke als Umsetzungsverbindung Natriumsulfat
zugesetzt, so entsteht, solange beide nur gemischt sind, keinerlei Umsetzung. Wird
jedoch dieser Mischung, sobald die Stärke in ihrer löslichen Form verwendet werden
soll, Wasser zugegeben, so bildet sich in erster Linie die lösliche Stärke zurück.
Daneben ist in der Lösung Dariumsulfat enthalten, oder falls andere Salze, beispielsweise
Chromate oder
Phosphate, verwendet werden, sind neben der löslichen
Stärke die entsprechenden Verbindungen des Bariums'mit Chrom- oder Phosphorsäure
enthalten.
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Wird an Stelle einer Bariumstärke eine andere Erdalkalimetall- oder
Schwermetallstärke verwendet, so bilden sich die entsprechenden Salze, z. B. bei
einer Calciumstärke die entsprechenden Calciuinsalze. Diese Trockenstärkeprodukte
sind - weder quellbar noch hygroskopisch und können daher in leichten Packungen
versandt werden. Zugleich bleiben infolge der Vorbehandlung ohne Wärme die wertvollen
Eigenschaften der Stärke voll erhalten, ein Abbau der Stärke, wie er schon bei Temperaturen
über 6o° eintritt, tritt nicht ein. An diesen wertvollen Eigenschaften für Transport
und Lagerung wird nichts geändert, wenn jene Alkalisalze für den Transport zugefügt
werden, die später eine Umsetzung mit der Metallstärke eingehen. Jeder der Bestandteile
ist völlig unempfindlich, sie wirken in -jenem gemischten Zustande nicht aufeinander,
so daß das Produkt jahrelang aufbewahrt und in beliebige Gegenden in konzentriertester
Form verwendet werden kann.
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Lediglich durch Zufügung von Wasser ergibt sich eine kalt quellbare
öder in kaltem Wasser lösliche Alkalistärke, die unlösliche Metallsalze in fein
verteilter Form enthält. Diese Metallsalze, die der Stärkelösung beigemischt sind,
beeinträchtigen nicht nur nicht deren Eigenschaften, sondern. erweisen sich für
verschiedene Verwendungszwecke wertvoll.
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Als Verbindungen der Stärke mit Erdalkalien oder Erden kommt in erster
Linie die Bariumstärke in Betracht, aber auch die Calcium- oder Strontiumstärke.
An Stärkeverbindungen der Erden ist für das Verfahren gemäß der Erfindung die Aluminiumstärke
vorwiegend brauchbar, aber auch die Magnesiumstärke und die Zinkstärke. Diese Stärken
werden mit einem geeigneten Alkalisalz in der rechnungsmäßigen Menge, gegebenenfalls
unter einem geringen überschul# bis zu 1o % des Alkalisalzes gemischt, wie beispielsweise
mit Kalium- oder Natriumsulfat, Soda oder Pottasche oder auch sekundärem Natrium-
oder Kalitimphosphat.
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Diese Stärkeverbindungen, vorwiegend die der Alkalierden, wie die
Barytstärke ergeben bei ihrer Herstellung aus einer Stärkelösung und Barvtlivdrat
eine sich leicht absetzende Fällung, die nach dem Dekantieren und Abfiltrieren an
sich unter normalen Verhältnissen als quellfähige Stärke nicht geeignet ist, jedoch
ein für das Verfahren gemäß der Erfindung ohne weiteres, auch ohne weitere Trocknung
brauchbares Ausgangsprodukt liefert. Das zur Erzeugung der Darytstärke zu verwendende
Bariumhydrat kann in beliebiger Form verwendet werden, so als fertiges Produkt oder
in Form solcher Mischungen, wie beispielsewise aus Chlorbarium- und Natronlange,
die bei der Umsetzung Barythydrat ergeben. Gibt man dieser Bariumstärke einen Zusatz
von beispielsweise Kaliumsulfat, so erhält man ein ohne weiteres transportfähiges
und leicht zu behandelndes Trockenprodukt als Ausgangsmischung für das Verfahren
gemäß der Erfindung.
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Zur Herstellung der quellfähigen Stärke aus diesem Trockenprodukt
ist dann nur erforderlich, der Mischung einen Zusatz von Wasser zu geben. Es bildet
sich dann bei zunehmender Lösung des Kaliumstilfates im Wasser die im Wasser leicht
quellende Kaliumstärke einerseits und das im Wasser unlösliche Bariumsulfat. Dieser
Zusatz von Bariumsulfat in der Stärke beeinträchtigt die Eigenschaften der Stärke
nicht nur nicht, sondern wirkt insofern günstig, als es einen die Ausgiebigkeit
und Klebfähigkeit der Stärke erhöhenden Füllkörper bildet.
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Ausführungsbeispiel I 72 kg Kartoffelmehl werden mit id.o bis i 5o
1 Wasser angeteigt und durch Zugabe von 1-3 kg 30 °/oiger Natronlauge zu
einer klaren und vollständig knotenfreien Stärkelösung aufgeschlossen. Nach Beendigung
dieses Aufschlusses werden weitere 15 bis 20 1 'Wasser zugefügt und dann unter ständiger
Bewegung der Masse i2o kg einer Chlorbariuinlösung allmählich zugefügt, die auf
i oo Teile 2o Teile kristallisiertes Chlorbarium (Ba Cl, -;- 2 H@ O ) enthält.
Die Bariumstärke fällt in Form eines weißen. völlig unlöslichen Niederschlages aus.
Die Fällung setzt sich rasch zu Boden und kann ohne Schwierigkeiten von der Mutterlauge
getrennt werden. Man bringt den Niederschlag auf Siebe und läßt das oberflächlich
anhaftende Wasser abtropfen. In diesem Zustand besteht der Niederschlag aus etwa
6o °,10, Bariumstärke finit einem durchschnittlichen Gehalt von 9 °/o Ba0. Die weitere
Verarbeitung kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden.
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a j Die Bariumstärke wird in einer geeigneten Apparatur zerkleinert
und so weit getrocknet, d@aß ihr Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 2o bis 25 °J" heruntergebt.
In diesem Zustand ist die Bariumstärke von brockiger Beschaffenheit, aber an sich
vollkommen unquellbar. Mischt man ihr nun auf i oo Teile io bis 15 Teile wasserfreies
Natriumsulfat zu, so wird ein hochkonzentriertes, transportfähiges Produkt erhalten,
das auf Zusatz von Wasser ein quellfähiges Material liefert.
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b) Man trocknet die Bariumstärke so weit,
dali vollständig
trockene Krusten erhalten werden, die sich leicht mahlen lassen. Setzt man der gemahlenen
Bariumstärke 15 bis 20.) j, Natriumsulfat zu, so erhält man ein Pulver, das, in
die zehnfache Menge Wasser eingetragen, ein leicht quellbares Produkt liefert. Durch
die Umsetzung wird ein Ouellungsprodukt erhalten, das 14 bis 75 0/,
Bar
iumsulfat in feinster Verteilung enthält. Ausführungsbeispiel H Das Verfahren kann
in ganz entsprechender Weise auch dadurch ausgeführt werden, daß man die Bariumstärke
durch Calciumstärke ersetzt, indem man die Fällung der alkalischen Stärkelösung
statt mit einer #>o °/oigen Lösung von Chlorbarium durch eine 2o °1oige Chlorcalciumlösung
bewirkt. Die Weiterverarbeitung des Produktes unterscheidet sich nicht wesentlich
von der in dem Beispiel I angeführten Arbeitsweise. Hingegen ist es zweckmäßig,
zur Umsetzung der Calciumstärke statt Natriumsulfat Natriumphosphat zu verwenden.
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Die Vorgänge, die sich bei diesen Umsetzungen vollziehen, lassen sich
z. B. folgendermaßen wiedergeben: Alkalistärke Ba C1_ -> Bariumstärke @ -f- Alkalichlorid,
Bariumstärke -L Alkalisulfat --> Alkalistärke Ba SO, #. Das Verfahren läßt
sich in ganz entsprechender `''eise mit den Salzen anderer Erdalkalien oder Gemischen
derselben durchführen. Ausführungsbeispiel III ioo Teilen der gemäß dem AusführungsbeispielI
hergestellten trockenen Bariumstärke werden 15 Teile eines Gemisches zugesetzt,
das aus 29,5 Teilen Kaliumbichromat und io,5 Teilen Natriumcarbonat besteht. Die
Umsetzung, die sich hierbei vollzieht, wird durch folzendes Schema wiederzezeben:
Bei Zufügung von Wasser ergeben sich tiefgelb gefärbte Malerleime, die, mit oder
ohne Zusatz von Kreide, L itbopone, Zinkweiß u. dgl. verarbeitet, schöne lichtgelbe
Töne ergeben.
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Ausführungsbeispiel IV 2 4. kg Stärke werden mit 481 Wasser angeschlämmt
und durch Zusatz von 6 kg
30 °joiger Natronlauge aufgeschlossen. Der Aufschluß
wird auf ein Endgewicht von i2o kg gebracht.
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a) i2 kg dieser Aufschlußlösung werden durch Zusatz von
780 g kristallisiertem Zinksulfat ausgefällt. Hierbei verfährt man zweckmäßig
in der Weise, daß man das Zinksulfat in Form einer 2o °/oigen Lösung zusetzt. Um
das Absetzen der entstandenen Fällung, die wahrscheinlich eine Adsorptionsverbindung
von Zinkhydroxyd an Stärke darstellt, zu fördern, werden etwa i o °/o Alkohol zugefügt,
weil sich hierdurch besser verarbeitbare Fällungen ergeben; die erhaltene Fällung
wird abgeschleudert und getrocknet.
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b) i2 kg der erhaltenen Aufschlußlösung «-erden durch Zusatz von 6oo
g kristallisiertem Aluminiumsulfat in Form einer 2ooloigen Lösung ausgefällt und
die anfangs gequollene Fällung durch Zusatz von etwa io °/o Alkohol in einen leichtflüssigen
und gut zu verarbeitenden Zustand übergeführt. Die Aluminiumfällung wird abfiltriert
und getrocknet.
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Die gemäß a und b erhaltenen Stärkeverbindungen geben nach Zumischung
von Natriumphosphat ein in kaltem Wasser quellbares System.