Método para modificar almidón o derivados de almidón.

Un método para modificar almidón o derivados de almidón que comprende:

introducir un flujo continuo de substrato de almidón, gas y, opcionalmente, uno o más reactivos, en un reactor, en el que el substrato de almidón tiene un contenido de humedad de entre 0 y 45% en peso, un tiempo de residencia en el reactor de entre 1 y 60 minutos y se calienta hasta una temperatura de entre 50º y 220ºC, caracterizado por que el substrato de almidón y el gas se introducen en el reactor en sentidos opuestos y por que el reactor tiene un cuerpo tubular que comprende un eje de rotación en el que se dispone una o una pluralidad de paletas y en el que la una o una pluralidad de paletas transportarán el substrato de almidón desde una entrada en uno de los extremos del reactor hasta una salida en el otro extremo del reactor de una manera del tipo de flujo de tapón continuo, en el que la temperatura de entre 50º y 220ºC se mide como temperatura del producto a la salida del reactor.

Mïtodo para modificar almidïn o derivados de almidïn Campo Tïcnico La presente invenciïn se refiere a un mïtodo de modificar almidïn y derivados de almidïn en un procedimiento continuo. La presente invenciïn se refiere adicionalmente al uso de reactores en tales mïtodos.

Antecedentes de la invenciïn El almidïn es el principal componente carbohidrato de las plantas superiores y tiene muchas aplicaciones industriales. En la industria alimentaria, por ejemplo, el almidïn se usa, entre otras cosas, como agente de textura, agente gelificante, espesante y estabilizante. En la fabricaciïn de papel, el almidïn se usa como agente de apresto, para mejorar la imprimibilidad, resistencia de la superficie y resistencia a disolventes. El almidïn se usa tambiïn en fermentaciïn y en las industrias textiles y en la fabricaciïn de adhesivos, detergentes, cosmïticos, productos farmacïuticos, agentes emulsionantes y dispersantes, tintas y colorantes, plïsticos, revestimientos y muchos otros productos comïnmente usados.

Para cumplir estas funciones, sin embargo, se pueden requerir ciertas propiedades especïficas (tales como propiedades reolïgicas, resistencia a la cizalladura, estabilidad, viscosidad a diferentes temperaturas, gelatinizaciïn, solubilidad, etc.) . A menudo, estas no son propiedades asociadas al almidïn nativo. Por lo tanto se han desarrollado varios mïtodos de modificaciïn del almidïn.

Tales mïtodos incluyen tratamiento hidrotïrmico, hidrïlisis, degradaciïn (dextrinizaciïn, diluciïn con ïcido, oxidaciïn) , esterificaciïn, eterificaciïn, estabilizaciïn (por ejemplo, por reticulaciïn) , etc.

Tradicionalmente, los mïtodos mïs exitosos de modificaciïn del almidïn a escala industrial han estado basados en procedimientos discontinuos en disoluciones acuosas. Tales mïtodos, sin embargo, tienen varias desventajas innatas. Estas incluyen la producciïn de enormes cantidades de efluente acuoso, cuya eliminaciïn da como resultado una carga considerable sobre los costes operativos y de producciïn, y el hecho de que estos mïtodos se tienen que llevar a cabo discontinuamente (en lotes) que tiene un efecto adverso tanto en su control como en los gastos generales.

Se han efectuado varios intentos para desarrollar mïtodos alternativos para la modificaciïn de almidïn que superarïan estas desventajas. El documento EP710670A1, por ejemplo, describe un procedimiento de modificaciïn quïmica continuo segïn el cual un polvo de almidïn y un reactivo se introducen simultïneamente en un reactor. Un tornillo rotatorio dentro del reactor rïpidamente crea una capa lïquida dinïmica fina, permitiendo que interaccionen el almidïn y el reactivo. Este mïtodo, sin embargo, tiene varios inconvenientes. Primero, debido a la velocidad a la que el almidïn pasa a travïs del reactor, se permite poco tiempo para que ocurra alguna reacciïn (es decir, se consigue un tiempo de contacto insuficiente entre el almidïn y el reactivo) . Ademïs, bajo la fuerza de centrifugaciïn creada por el tornillo rotatorio, el almidïn tiene tendencia a acumularse sobre las paredes del reactor. Si la velocidad de rotaciïn se reduce suficientemente para permitir un tiempo de contacto aceptable y para tratar el problema de la operatividad, el almidïn y el reactivo ya no se podrïan mezclar apropiadamente, teniendo de nuevo por ello un efecto negativo sobre los niveles de reacciïn y la calidad del producto final.

Otro ejemplo es el documento WO 97/13788 que describe un procedimiento para la fluidizaciïn quïmica de almidones que se lleva a cabo en condiciones de flujo de tapïn estïndar, a temperaturas como mucho iguales a 77ïC y con tiempos de reacciïn de hasta 6 horas. Este mïtodo tambiïn tiene varias desventajas. Lo primero de todo, por la misma naturaleza de los reactores de flujo de tapïn, ocurre muy poca mezcla de los materiales. Como se advirtiï anteriormente, esto tendrï un efecto negativo sobre los niveles de reacciïn. Ademïs, con temperaturas que no exceden de 77ïC y debido al movimiento estïtico de las partïculas de almidïn a travïs del reactor, no se secarïn apropiadamente, incluso si se incrementan los tiempos de residencia. Finalmente, debido a que los reactores de flujo de tapïn en efecto imitan las condiciones de un procedimiento discontinuo, las desventajas asociadas a este ïltimo no serïn superadas.

Un ejemplo adicional es el documento US 4.021.927. Este documento describe un reactor de fluidizaciïn en el que las partïculas pasan a travïs de una zona agitada antes de entrar en varios reactores tubulares calentados. Desgraciadamente, este reactor no permite que la fluidizaciïn se mantenga por toda la reacciïn lo que significa que el substrato puede reaccionar desigualmente. En particular, dado que las zonas agitadas y del reactor estïn separadas, la fluidizaciïn no se mantendrï durante el calentamiento. Como resultado, no todas las partïculas de substrato entrarïn en contacto con la pared calentada de los reactores tubulares, las partïculas mïs pesadas pasarïn a travïs de las zonas calentadas mïs rïpido que sus equivalentes mïs ligeras (el reactor depende de la gravedad para transportar el substrato desde la entrada hasta la salida) y las partïculas se pueden pegar a las paredes del reactor afectando por ello a la operatividad. En general, esto conduce a una reacciïn no homogïnea ineficiente.

El documento EP-A-123056 describe un procedimiento para la granulaciïn continua de carboximetilcelulosa humedecida con alcohol y agua secada por compresiïn en el que la carboximetilcelulosa secada por compresiïn aïn hïmeda con alcohol acuoso adherido se introduce en una unidad de agitaciïn continuamente. Esta unidad de agitaciïn usada en el procedimiento descrito en el documento EP-A-123056 comprende un eje horizontal en el que estïn montados una pluralidad de elementos de agitaciïn radiales y comprende una entrada para la carboximetilceluosa humedecida con alcohol y agua secada por compresiïn y entradas para la introducciïn de vapor de agua en contracorriente con la carboximetilcelulosa.

Aun se necesita por lo tanto, en la tïcnica, un mïtodo mejorado y mïs econïmico para modificar el almidïn. La presente invenciïn proporciona tal mïtodo.

Sumario de la invenciïn En un primer aspecto de la presente invenciïn, se proporciona un mïtodo para modificar almidïn o derivados de almidïn que comprende: introducir un flujo continuo de substrato de almidïn, gas y, opcionalmente, uno o mïs reactivos, en un reactor, en el que el substrato de almidïn:

- tiene un contenido de humedad entre 0 y 45% en peso, preferentemente entre 1 y 30% en peso;

- tiene un tiempo de residencia en el reactor de entre 1 y 60 minutos, preferentemente de entre 2 y 45 minutos; y

- se calienta a entre 50 y 220ïC, preferente a entre 80 y 220ïC,

caracterizado por que:

- el substrato de almidïn y el gas se introducen en el reactor en sentidos opuestos;

y por que

-el reactor tiene un cuerpo tubular que comprende un eje de rotaciïn en el que estï dispuesta una o una pluralidad de paletas y en el que la una o una pluralidad de paletas transportarïn el substrato de almidïn desde una entrada en un extremo del reactor hasta una salida en el otro extremo del reactor de una manera del tipo de flujo de tapïn continuo, en el que la temperatura de entre 50ï y 220ïC se mide como la temperatura del producto a la salida del reactor.

Segïn una realizaciïn, la paleta o paletas tendrïn una velocidad lineal de la punta de entre 2 y 30 m/s.

El substrato de almidïn se puede seleccionar de uno o mïs almidones nativos, derivados de almidïn, materiales almidonosos tales como harina y mezclas de dos o mïs de ellos. Preferentemente, el substrato de almidïn se introduce en el reactor en forma de polvo.

El reactivo puede ser, por ejemplo, un reactivo quïmico o enzimïtico seleccionado de un agente hidrolizante, un agente de oxidaciïn, un ïcido, un agente de dextrinizaciïn, un agente de alquilaciïn, un agente de esterificaciïn, un agente de eterificaciïn, un agente de reticulaciïn y mezclas de dos o mïs de ellos. Preferentemente, el reactivo se seleccionarï de un ïcido mineral tal como HCl, H2SO4 o H2PO4, un ïcido orgïnico tal como ïcido cïtrico, un perïxido tal como perïxido de hidrïgeno (con o sin un catalizador tal como cobre) , un agente oxidante tal como persulfato y mezclas de dos o mïs de ellos.

Segïn una realizaciïn preferida, el reactivo se aïade al substrato de almidïn antes de ser introducido en el reactor.

En una segunda realizaciïn de la presente invenciïn, se proporciona un mïtodo para preparar almidïn altamente soluble que comprende: introducir un flujo continuo de substrato... [Seguir leyendo]

1. Un mïtodo para modificar almidïn o derivados de almidïn que comprende: introducir un flujo continuo de substrato de almidïn, gas y, opcionalmente, uno o mïs reactivos, en un reactor, en el que el substrato de almidïn tiene un contenido de humedad de entre 0 y 45% en peso, un tiempo de residencia en el reactor de entre 1 y 60 minutos y se calienta hasta una temperatura de entre 50ï y 220ïC, caracterizado por que el substrato de almidïn y el gas se introducen en el reactor en sentidos opuestos y por que el reactor tiene un cuerpo tubular que comprende un eje de rotaciïn en el que se dispone una o una pluralidad de paletas y en el que la una o una pluralidad de paletas transportarïn el substrato de almidïn desde una entrada en uno de los extremos del reactor hasta una salida en el otro extremo del reactor de una manera del tipo de flujo de tapïn continuo, en el que la temperatura de entre 50ï y 220ïC se mide como temperatura del producto a la salida del reactor.

2. Un mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, en el que las paletas tienen una velocidad lineal de la punta de entre 2 y 30 m/s.

3. Un mïtodo segïn la reivindicaciïn 2, en el que las paletas tienen una velocidad lineal de la punta de entre 3 y 25 m/s.

4. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el substrato de almidïn tiene un contenido de humedad de entre 1 y 30% en peso.

5. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el substrato de almidïn se selecciona de un almidïn nativo, derivado de almidïn, material almidonoso y mezclas de dos o mïs de ellos.

6. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el substrato de almidïn se introduce en el reactor en forma de polvo.

7. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el reactivo se selecciona de un agente hidrolizante, un agente de oxidaciïn, un ïcido, un agente de dextrinizaciïn, un agente de alquilaciïn, un agente de esterificaciïn, un agente de eterificaciïn, un agente de reticulaciïn y mezclas de dos o mïs de ellos.

8. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el reactivo se selecciona de un ïcido mineral, un perïxido, un agente oxidante y mezclas de dos o mïs de ellos.

9. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el uno o mïs reactivos se aïaden en una cantidad entre 0, 001 y 20% en peso.

10. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el uno mïs reactivos se introducen en el reactor en forma de lïquido, polvo o gas.

11. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que por lo menos uno del uno o mïs reactivos se aïade al substrato de almidïn antes de ser introducido en el reactor.

12. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el tiempo de residencia del almidïn en el reactor estï entre 2 y 45 minutos.

13. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la reacciïn se mantiene a una temperatura entre 80ï y 220ïC.

14. Un mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el gas introducido en el reactor se selecciona de: aire, vapor de agua, nitrïgeno, diïxido de carbono y una mezcla de dos o mïs de ellos.

15. Un mïtodo segïn la reivindicaciïn 1 para preparar almidïn altamente soluble que comprende: introducir un flujo continuo de substrato de almidïn, gas y uno o mïs reactivos seleccionados de un ïcido mineral, un perïxido y un agente oxidante, en un reactor, en el que el substrato de almidïn tiene un contenido de humedad entre 1 y 30% en peso, un tiempo de residencia en el reactor de entre 2 y 45 minutos y se calienta hasta una temperatura de entre 80ï y 220ïC, caracterizado por que el substrato de almidïn y el gas se introducen en el reactor en sentidos opuestos y por que el reactor tiene un cuerpo tubular que comprende un eje de rotaciïn en el que se dispone una o una pluralidad de paletas y en el que la una o una pluralidad de paletas transportarï el substrato de almidïn desde una entrada en uno de los extremos del reactor hasta una salida en el otro extremo del reactor de una manera del tipo de flujo de tapïn continuo, en el que la temperatura de entre 80ï y 220ïC se mide como temperatura del producto a la salida del reactor.

16. Un mïtodo segïn la reivindicaciïn 15, en el que la reacciïn se lleva a cabo en condiciones alcalinas.

17. Un mïtodo segïn la reivindicaciïn 15 o la reivindicaciïn 16, en el que el almidïn altamente soluble es de 70% a 100% soluble en agua que tiene una temperatura de no mïs de 50ïC.

18. El uso de un reactor para la modificaciïn de almidïn o derivados de almidïn segïn el mïtodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, teniendo dicho reactor un cuerpo tubular que comprende:

- un eje de rotaciïn en el que estï dispuesta una o una pluralidad de paletas; y

-por lo menos dos entradas, una para la introducciïn de un substrato de almidïn y, opcionalmente, uno o mïs 5 reactivos, y una para la introducciïn de un gas, caracterizado por que las entradas estïn colocadas tal que el almidïn y el gas se introducen en el reactor en sentidos opuestos;

y en el que, en uso, la una o una pluralidad de paletas transportarï el substrato de almidïn desde una entrada en un extremo del reactor hasta una salida en el otro extremo del reactor de una manera del tipo de flujo de tapïn continuo.

19. El uso segïn la reivindicaciïn 18, en el que la paleta o paletas tienen una velocidad lineal de la punta de entre 2 y 30 m/s.

20. El uso segïn la reivindicaciïn 19, en el que la paleta o paletas tienen una velocidad lineal de la punta de entre 3 y 25 m/s.

21. El uso segïn una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20 para la hidrïlisis, degradaciïn, oxidaciïn,

degradaciïn ïcida, dextrinizaciïn, blanqueo, eterificaciïn, esterificaciïn, reticulaciïn, alquilaciïn o acetilaciïn de almidïn y/o derivados de almidïn.