Un procedimiento de dilución y eterificación de almidón que comprende las etapas de:

(a) mezclar un sustrato de almidón con un agente diluyente, un agente alcalinizante y un agente de eterificación;

(b) secar la mezcla de la etapa (a); y

(c) dejar que la mezcla secada reaccione con el agente de eterificación,

en el que:

- el agente diluyente consiste en uno o más hipocloritos;

- la etapa (a) se lleva a cabo a un pH alcalino y no implica calentamiento artificial; y

- la etapa (b) se lleva a cabo antes de que la mezcla de a etapa (a) alcance la temperatura de gelatinización del sustrato de almidón

Procedimiento para la modificación de almidón.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la modificación de almidón. Más particularmente, se refiere a un procedimiento mejorado para la dilución y eterificación de almidón y a almidones obtenidos mediante tal procedimiento.

Antecedentes de la invención

El almidón es un material muy comúnmente usado en un número de aplicaciones técnicas e industriales incluyendo, por ejemplo, en la producción de materiales de construcción, la fabricación de papel, el tratamiento de materiales textiles, la preparación de adhesivos y la formulación de productos tales como pastillas de detergente o productos farmacéuticos. También se usan en una variedad de aplicaciones alimentarias como espesantes, aglutinantes, agentes emulsionantes y agentes gelificantes, por ejemplo.

El almidón es un material pseudocristalino que consiste en dos polímeros de alfa-D-glucosa: amilosa y amilopectina. La amilosa es esencialmente un polímero lineal en el que las moléculas de glucosa están unidas a través de uniones alfa 1-4 mientras que la amilopectina es un polímero ramificado que contiene enlaces tanto alfa 1-4 como 1-6.

Dependiendo de su uso y funcionalidad requeridos, la naturaleza y la estructura de la molécula de almidón pueden tener que modificarse. Esto puede conseguirse mediante un número de técnica incluyendo tratamiento térmico, químico y enzimático.

En la mayoría de las aplicaciones, el almidón se usa en la forma de una pasta gelatinizada. Dependiendo de las modificaciones realizadas, y del uso final deseado, la pasta de almidón tendrá una viscosidad superior o inferior. Incrementar la estabilidad de estos productos, y en particular de su viscosidad, ha sido un objetivo importante para los productores de almidón durante algún tiempo.

La estabilidad de la viscosidad puede mejorarse de un número de modos, incluyendo, por ejemplo, esterificación (p. ej. acetilación) y eterificación (p. ej. hidroxipropilación o cationización). Estas modificaciones pueden llevarse a cabo en fase húmeda (donde se usa agua como un vehículo para los reaccionantes) o en fase seca (caracterizada por la ausencia de un medio disolvente).

Un ejemplo de un procedimiento en húmedo es la reacción de cationización llevada a cabo al poner en contacto una suspensión alcalina de almidón con un agente catiónico en presencia de un inhibidor de la gelatinización a una temperatura por debajo de la temperatura de gelatinización del almidón. Los tiempos de reacción para tal procedimiento están característicamente entre 12 y 20 horas. Para obtener un almidón que también esté diluido -como se requiere para ciertas aplicaciones- tendrían que incluirse en el procedimiento operaciones adicionales, tales como modificación con ácido u oxidación. Sin embargo, la adición de tales operaciones complica adicionalmente el procedimiento y da como resultado tiempos de reacción aún mayores. En cualquier caso, la suspensión de reacción habrá de tener un pH que se ajuste a un valor más o menos neutro y, después de que se haya completado la reacción, debe lavarse para retirar sales que se usan para inhibir la gelatinización.

Una limitación clave de esta tecnología en húmedo es la cantidad de agua que se desperdicia y los costes asociados con su tratamiento antes de la eliminación, junto con la dificultad de incrementar el nivel de sustitución del almidón sin gelatinización simultánea.

Se ha propuesto hasta ahora un número de procedimientos en seco. Por ejemplo, el documento EP0710670 (Vomm Impianti e Processi S.r.L.) describe un procedimiento de modificación química continuo mediante el cual un polvo de almidón y un agente de modificación, por ejemplo un agente hidrolítico o un agente de alquilación, se introducen simultáneamente en un turborreactor termostáticamente controlado que comprende un propulsor que gira a 300-1500 revoluciones por minuto. Este dispositivo permite, casi instantáneamente, la creación de una capa fluida, fina, dinámica y altamente turbulenta de una mezcla estrecha entre las partículas de almidón y el agente químico.

Con tal dispositivo, la modificación química del almidón puede llevarse a cabo en tiempos mucho más breves. Por ejemplo, el Ejemplo 1 de la patente describe la hidrólisis a 50ºC de un almidón de maíz mediante ácido clorhídrico, en la que el tiempo de permanencia del almidón en el reactor es de solo aproximadamente 30 segundos. Desgraciadamente, este procedimiento requiere el uso de un dispositivo específico que, además de sus altos requerimientos energéticos, incrementa naturalmente los costes de producción.

Para vencer estas desventajas, el documento EP0902037 (Roquette Freres) propone un procedimiento para diluir almidón bajo condiciones ácidas. El procedimiento es continuo con un tiempo de reacción de al menos 5 minutos a 60 a 100ºC. La patente también divulga un método para la modificación en seco de almidón, pero esto implica añadir una etapa de modificación química al procedimiento de dilución.

Así, aunque es más fácil obtener almidón diluido con este procedimiento que al usar un turborreactor específico, el tiempo de procesamiento es más prolongado y, por lo tanto, la productividad se reduce. Además, es necesaria una etapa de calentamiento costosa para llevar la temperatura hasta los 60-100ºC requeridos.

Una desventaja adicional del procedimiento descrito en esta patente es que, para producir un almidón diluido catiónico, son necesarias múltiples manipulaciones del producto de almidón (es decir, etapas de dilución y cationización separadas).

Por lo tanto, es evidente que se desea un procedimiento mejorado para la fabricación de almidón eterificado diluido. Un objetivo de la presente invención es proporcionar tal método.

Exposición de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento de dilución y eterificación de almidón que comprende las etapas de:

en el que:

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama de flujo del procedimiento de acuerdo con la invención.

La Figura 2 muestra la evolución, en relación con la temperatura, de la viscosidad de Brookfield de un carboximetilalmidón diluido (10% de sustancia seca) de la invención.

Descripción detallada de la invención

Todos los porcentajes de la presente memoria son porcentajes en peso seco a no ser que se indique lo contrario.

La presente invención se refiere a un procedimiento de dilución y eterificación de almidón que comprende las etapas de:

(a) mezclar un sustrato de almidón con un agente diluyente, un agente alcalinizante y un agente de eterificación;

(b) secar la mezcla de la etapa (a); y

(c) dejar que la mezcla secada reaccione con el agente de eterificación.

Este procedimiento puede usarse en la fabricación de todos los tipos de éteres de almidón diluidos. Preferiblemente, se usará para la producción de carboximetilalmidón diluido, éteres de almidón catiónicos diluidos o carboximetilalmidón catiónico diluido.

Una ventaja del procedimiento es que la etapa (a) no requiere calentamiento artificial. La expresión "calentamiento artificial" se refiere a cualquier etapa de calentamiento que requiera un suministro externo de energía, p. ej. un reactor calentado con vapor de agua o eléctricamente, calentamiento con microondas, etc. En efecto, la etapa (a) puede realizarse en cualquier tipo de mezclador conocido en la especialidad capaz de producir una combinación homogénea de reaccionantes. Preferiblemente, la etapa (a) se realizará en un mezclador directo tipo cuerno de vaca tal como los comercializados bajo la marca "LOEDIGE".