Scientific basis of technology for production of cationic starch

V V Litvyak

doi:10.29235/1817-7204-2019-57-1-110-121

Abstract

Starch derivatives containing ether cationic groups (amino-, ammonium, sulfonium, phosphonium, etc.) are vital commercial product. Cationic starches with tertiary amino- and quaternary ammonium ether groups have found the greatest use. The paper is devoted to sore problem - deep processing of vegetable starch-containing raw materials and in particular production of domestic chemically modified (substituted) cationic starch. Comparative studies of the kinetics of the reaction of obtaining cationic ethers of potato and corn starch using N-(3-chloro-2-hydroxypropyl)-N,N,N-trimethylammonium © Литвяк В. В., 2019 chloride depending on the molar ratio of reagents, temperature, concentration of starch suspension and the nature of native starch. The effect of starch cationization process on the morphological peculiarities of starch granules, as well as degree of crystallinity, was studied. The effect of cationization of starch on the structural characteristics of granules (degree of crystallinity-and-amorphism) at the general preservation of starch granules and physical and chemical properties (rheological and thermogravimetric) has been determined. A scientifically based, highly efficient method for cationization of starch N-(3-chloro-2-hydroxypropyl)-N,N,N-trimethylammonium chloride in an alkaline medium with the use of gelatinization inhibitors was developed allowing to obtain cationic starch with substitution degree of 0.01-0.06 mol/mol. The obtained cationic starch can be used in the pulp and paper, textile and other industry. The developed technology for production of chemically modified cationic starch has been successfully implemented at local enterprises.

Highlights

Starch derivatives containing ether cationic groups are vital commercial product
C. 110–121 111 chloride depending on the molar ratio of reagents, temperature, concentration of starch suspension and the nature of native starch
The obtained cationic starch can be used in the pulp and paper, textile and other industry

Summary

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОННЫХ КРАХМАЛОВ

Аннотация: Производные крахмала, содержащие эфирные катионные группы (амино-, аммониевые, сульфониевые, фосфониевые и др.), являются важным коммерческим продуктом. Проведены сравнительные исследования кинетики реакции получения катионных эфиров картофельного и кукурузного крахмала с применением N-(3-хлоро-2-гидроксипропил)-N,N,N-триметиламмоний хлорида в зависимости от мольного соотношения реагентов, температуры, концентрации крахмальной суспензии и природы нативного крахмала. Изучено влияние процесса катионизации крахмала на морфологические особенности крахмальных гранул, а также степень кристалличности. Установлено влияние процесса катионизации крахмала на структурные характеристики гранулы (степень кристалличности-аморфности) при общем сохранении крахмальных гранул и физико-химические свойства (реологические, термогравиометрические). Разработан научно обоснованный высокоэффективный метод катионизации крахмала N-(3-хлоро-2-гидроксипропил)-N,N,N-триметиламмоний хлоридом в щелочной среде с применением ингибиторов клейстеризации, позволяющий получать катионный крахмал со степенью замещения 0,01–0,06 моль/моль. Разработанная технология производства химически модифицированных катионных крахмалов успешно внедрена на отечественных предприятиях. Ключевые слова: крахмал картофельный, крахмал кукурузный, крахмал катионный, крахмалсодержащее сырье, химическая модификация крахмала, катионизация, технология, кинетика, степень замещения, N-(3-хлоро2-гидроксипропил)-N,N,N-триметиламмоний хлорид, реагент, кристалличность, гранула, температура, вязкость, клейстер. The Research and Practical Centre of the National Academy of Sciences of Belarus for Foodstuffs, Minsk, Belarus

Логарифмическая Логарифмическая Полиномиальная Полиномиальная

Степень аморфности

Список использованных источников