專利名稱：：用于蒸煮制備粘合劑用的具有高干物質(zhì)含量的淀粉原料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于蒸煮具有高的干物質(zhì)含量的淀粉質(zhì)原料的連續(xù)或非連續(xù)的方法，由此得到的淀粉組合物和其應(yīng)用，特別是用作粘合劑。
背景技術(shù)：
：本發(fā)明的目的是提議一種相對(duì)簡單和廉價(jià)的蒸煮方法，可以蒸煮具有高的干物質(zhì)含量的液體淀粉水性組合物。該方法可以得到水性淀粉溶液，基本上不含顆粒狀淀粉，同時(shí)具有大于35wtM且優(yōu)選小于75wt。/。的高的干物質(zhì)含量、和具有允許其在造紙廠和粘合劑廠被容易使用的足夠低的粘度和良好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，換句話說，冷卻后的淀粉組合物不顯示任何凝沉現(xiàn)象(由直鏈淀粉高分子的再結(jié)合引起的凝膠化)。用于連續(xù)制備以膠體溶液的形式存在的、特別是具有高的干物質(zhì)含量的淀粉膠的各種裝置和方法已經(jīng)是出版物的主題?？商峒皻W洲專利申請(qǐng)EP0096935，其公開了一種用于特別是連續(xù)制備粘合劑的方法，該方法由以下步驟組成使水和顆粒狀淀粉的混合物經(jīng)受通過再循環(huán)重復(fù)的機(jī)械加工。在一種方法的情形中，通常局限于低于90"C的溫度的由摩擦生成的剪應(yīng)力和加熱使其得到淀粉的膠體溶液成為可能，然而，該方法不適合用于制造具有高濃度淀粉原料的膠。事實(shí)上，僅有5到30。/。的濃度被提及，且實(shí)施例說明組合物的干物質(zhì)含量僅約為11至12%。在美國申請(qǐng)的各種專利建議用于混合粉末和液體的簡單方法，該方法既不包括熱的獲取，也不包括再循環(huán)。這些例如是專利US4,201,485、US4,323,34和US4,444，508，其描述了在高的甚至很高的剪切力之下進(jìn)行液體和粉末的連續(xù)混合的各種方法。這些文獻(xiàn)沒有提及淀粉。它們沒有提供任何加熱手段。歐洲專利申請(qǐng)EP1609834建議，由選自寬范圍、干物質(zhì)含量在巨大范圍(從0.5至80%)內(nèi)的聚合物在高或低的溫度下、在高剪切速率攪拌機(jī)中形成水性粘合劑組合物。描述了用于制備具有任意高的干物質(zhì)含量的膠體溶液的方法的該申請(qǐng)強(qiáng)調(diào)需要幾個(gè)在高剪切速率下經(jīng)由機(jī)械系統(tǒng)的通路，已知這是非常昂貴的。本申請(qǐng)人認(rèn)為這樣一種異常昂貴和復(fù)雜的系統(tǒng)難以在工業(yè)規(guī)模上實(shí)施。在膠合波紋紙板領(lǐng)域，歐洲專利申請(qǐng)EP0051883涉及非均質(zhì)制劑，其包括膠體溶液形式的凝膠化的主要部分和顆粒狀淀粉的次要部分。在混合該兩個(gè)部分以前，只有該初級(jí)部分經(jīng)受適度加熱。所謂的淀粉的次要部分保持顆粒狀態(tài)。因此，該文獻(xiàn)不涉及解決得到基本上不含顆粒狀淀粉、具有大于35wt。/。的高的干物質(zhì)含量的膠體溶液的技術(shù)問題。曰本專利申請(qǐng)JP05320597建議使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的"噴射式蒸煮鍋"型設(shè)備在高溫(15(TC)蒸煮淀粉的水懸浮液。然后將顆粒狀淀粉添加到凝膠化淀粉溶液以使該淀粉粘合劑的總淀粉含量達(dá)到大于或等于30wt%。因此，這些粘合劑包含有效份額不可溶的顆粒狀淀粉。同樣地，歐洲專利申請(qǐng)EP0229741和EP0376301涉及用于粘合波紋紙板的粘合劑的制備，其包括含有可溶性淀粉的主要部分和含有顆粒狀淀粉的次要部分，僅主要部分在高溫下處理。本申請(qǐng)人對(duì)這種粘膠劑及其連續(xù)制備感興趣。法國專利申請(qǐng)F(tuán)R2283937和專利US4917870闡明了其帶給這類制備的益處。由本申請(qǐng)人申請(qǐng)的法國專利FR2149640對(duì)得到具有高的可溶性淀粉含量的組合物的技術(shù)問題的建立了最初反應(yīng)，即使可溶性淀粉含量僅是一部分。該文獻(xiàn)公開了通過天然或化學(xué)改性淀粉的酶促降解來制備干物質(zhì)含量可達(dá)到70%的淀粉糊。然而，根據(jù)這種方法得到的膠體溶液的質(zhì)量通常不足以引起本領(lǐng)域技術(shù)人員的興趣。特別是，由谷物和豆類淀粉得到的流變學(xué)和粘合性能不足。事實(shí)上，加工由酯化或醚化的塊莖得到的淀粉是顯示某種益處的唯一一個(gè)。因此，仍然需要一種方法可以協(xié)調(diào)以下要求-機(jī)械上簡單和廉價(jià)的設(shè)備，-處理所有種類的淀粉的可能性，不管這些淀粉是否是塊莖、谷物或豆-得到具有大于35wt。/。的高干物質(zhì)含量的組合物，在干燥這些組合物期間可以基本上節(jié)能，-得到具有滿意的粘合性和流變性，特別是布氏粘度優(yōu)選不超過6000厘泊(25X:)，并具有形成薄膜的能力的組合物。
發(fā)明內(nèi)容因此，在耗時(shí)的工作之后，申請(qǐng)人已能確定，通過實(shí)施以下兩個(gè)階段的方法有可能達(dá)到追求的目標(biāo)-第一階段，混合/凝膠化包括在常壓和足夠的攪拌下的混合淀粉粉末和已經(jīng)包含一定量淀粉的水性漿液，以避免成塊，并在一定溫度下加熱足夠時(shí)間以引發(fā)懸浮淀粉的凝膠化，以及-第二階段，在120。C以上溫度加熱得到的膠體溶液其不可能在常壓下進(jìn)行。在高溫下加熱的所述第二階段導(dǎo)致淀粉在分子水平的完全凝膠化，導(dǎo)致分子間氫鍵的破壞以及導(dǎo)致高分子的溶解。由此得到的淀粉溶液的特征在于考慮其高的干物質(zhì)含量的相對(duì)低的粘度，和優(yōu)異的穩(wěn)定性。事實(shí)上，沒有觀察到淀粉鏈之間通過分子間鍵的再形成產(chǎn)生的凝膠化現(xiàn)象，且冷卻的溶液粘度幾乎不隨著時(shí)間的推移而增加。該方法的兩個(gè)階段的每個(gè)階段具有特殊作用由于既簡單又有效并可以在常壓下使用的攪拌裝置，第一階段適于制備具有高的干物質(zhì)含量的部分凝膠化的膠體溶液，其不含塊；在壓力下和攪拌裝置下進(jìn)行的第二階段適于使凝膠化完全，即，適于實(shí)現(xiàn)所有氫鍵的斷裂和淀粉分子的完全溶解，所述攪拌裝置可以不如用于第一階段的那些有效。因此，本發(fā)明的主題是用于蒸煮淀粉組合物的方法，該方法包括(a)第一階段，其包括將至少一種淀粉粉體和包含顆粒狀淀粉和/或凝膠化淀粉的水性淀粉漿混合，水性淀粉漿的淀粉含量和淀粉粉末與水性淀粉漿的混合比是這樣的以致所得混合物的總淀粉含量大于45wt。/。，優(yōu)選50至82wt。/。，特別是52。/。至75wty。，所述第一階段在常壓下在攪拌下于蒸煮室中進(jìn)行一段時(shí)間，該時(shí)間足以得到淀粉的膠體溶液，所述蒸煮室保持至少等于該混合物中包含的所有淀粉的最高膠凝化溫度(TG)的溫度，該溫度優(yōu)選大于或等于85'C，禾卩(b)第二階段，包括在大于常壓的壓力和12(TC至1S(TC，優(yōu)選140。C至18(TC的溫度下加熱在階段(a)中得到的淀粉的膠體溶液一段時(shí)間，該加熱時(shí)間足以破壞分子間氫鍵并且避免冷卻后得到的淀粉溶液凝沉。根據(jù)本申請(qǐng)中的"凝膠化溫度"，在調(diào)整為每分鐘升高1.5"C的溫度下，BRABENDER粘度曲線儀記錄對(duì)于水中顆粒狀淀粉懸浮液的相對(duì)于基線的20個(gè)單位中的粘度差。"淀粉粉末"的意思是顆粒狀態(tài)的淀粉原料，即不溶于水。該粉末自由流動(dòng)并沒有任何凝聚("結(jié)塊")的風(fēng)險(xiǎn)，所述凝聚對(duì)水性漿液中其分布均勻性是不利的。有利地，在階段(a)引入蒸煮室的淀粉粉末的含水量小于50%，優(yōu)選為3至30%，特別是7至22%。所述水性漿液可以是"淀粉乳液"，即水中不溶性顆粒狀淀粉的懸浮液。當(dāng)它是淀粉乳液時(shí)，有利地，淀粉乳液的千物質(zhì)含量小于52wt%，優(yōu)選20至50wt。/。，特別是30至45wt0/0。所述水性淀粉漿還可以是膠體溶液，即包含溶解形式的淀粉的溶液。有利地，這種溶液的淀粉含量小于75wt%，優(yōu)選35至70wty。，特別是38至65wt%。在本發(fā)明方法的一個(gè)有利的實(shí)施方式中，該水性淀粉漿由在階段(b)結(jié)束時(shí)得到的淀粉的膠體溶液形成，部分所述淀粉的膠體溶液再循環(huán)至階段(a)。該淀粉粉末和不管是顆粒狀或凝膠化形式的水性淀粉漿中的淀粉是獨(dú)立地選自塊莖淀粉、谷物淀粉和豆類淀粉。這些淀粉可以是天然淀粉或改性淀粉。特別地，它們可以是化學(xué)改性淀粉，例如通過任何化學(xué)或酶催化手段氧化、酯化、醚化、交聯(lián)和/或水解的淀粉，或通過熱機(jī)手段例如擠壓，或通過熱處理手段例如所謂的"退火"或"熱濕處理"(HMT)操作改性的淀粉。優(yōu)選該淀粉粉末和在水性淀粉漿中的淀粉具有相同的來源。有利地，階段(a)中進(jìn)行的蒸煮室的溫度比淀粉的凝膠化溫度高至少5°C，所述淀粉在所有存在于該混合物的淀粉當(dāng)中具有最高的凝膠化溫度。優(yōu)選，蒸煮室的溫度比所有存在于該混合物的淀粉的最高凝膠化溫度高至少l(TC。如同以上所解釋，第一階段在蒸煮室適于得到包含淀粉的膠體溶液，其中幾乎所有的淀粉被凝膠化，即遇水溶脹。然而，在階段(a)結(jié)束時(shí)得到的所述膠體溶液可以包括相對(duì)少部分的顆粒狀淀粉和凝膠化不夠好的淀粉。當(dāng)然，加熱溫度越高，為了得到滿意的凝膠化所必需的階段(a)的持續(xù)時(shí)間越短。所述持續(xù)時(shí)間通常為3分鐘至2小時(shí)，優(yōu)選5分鐘至1小時(shí)，特別是10至30分鐘。原則上，所述水性淀粉漿可以在室溫下引入蒸煮室，但是優(yōu)選預(yù)熱它。當(dāng)該水性淀粉漿是淀粉的膠體溶液時(shí)，在被引入階段(a)的蒸煮室之前，優(yōu)選在IO(TC至18(TC的溫度下加熱該水性淀粉漿。根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)方案，使用兩種水性淀粉漿，一種以淀粉乳液的形式，另一個(gè)以至少一種淀粉的膠體溶液的形式，如同上述所定義。本發(fā)明方法的第二階段是用來完成凝膠化，使凝膠化淀粉的氫鍵斷裂和將淀粉溶解在水介質(zhì)中，即，得到大分子鏈的分子水平的分散體，以得到同時(shí)具有高的干物質(zhì)含量和中等粘度的淀粉組合物，所述中等粘度即在100rpm下、25。C時(shí)測(cè)量的Brookfield粘度小于6000厘泊，優(yōu)選小于5000厘泊，更特別小于4000厘泊。通常，足以得到基本上不含顆粒狀淀粉和具有以上所述粘度的這種淀粉溶液的在階段(b)中的加熱持續(xù)時(shí)間是15秒至30分鐘，優(yōu)選20秒至15分鐘，特別是30秒至IO分鐘。根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，階段(b)的加熱通過將加壓蒸汽注入在階段(a)結(jié)束時(shí)得到的淀粉膠體溶液來進(jìn)行。下文將借助附圖更詳細(xì)地描述這種蒸汽注入的實(shí)施方式。淀粉原料的蒸煮可以在至少一種添加劑的存在下進(jìn)行，所述添加劑選自通常用于有關(guān)工業(yè)的添加劑。因此，基于處理的原料和所針對(duì)的目標(biāo)，特別是就所尋求的最后濃度而言，往階段(a)的蒸煮室添加一種或多種以下組分是有用的-增塑劑，特別選自尿素、山梨醇、甘油、任意氫化的葡萄糖漿、硝酸-穩(wěn)定劑，例如硬脂酸鹽，特別是硬脂酸鎂，-pH調(diào)節(jié)和固定劑，例如碳酸鈉，-溶脹阻滯劑，特別選自磷酸鹽、硫酸鈉、檸檬酸鹽和氯化物，-無機(jī)或有機(jī)的填充劑或顏料，特別選自高嶺土、碳酸鈣、沉積或天然的硫酸鈣、滑石或二氧化鈦，-淀粉粉末的流化劑，例如膠態(tài)氧化硅，-酶，特別選自a-淀粉酶、CGT酶或所謂的分支酶，-增加膠體淀粉溶液粘度的試劑，例如硼砂或硫酸鋁，-賦予紙張?zhí)厥庑再|(zhì)的添加劑，特別是那些用來改善紙張的光學(xué)和機(jī)械性能的添加劑。本發(fā)明的主題還涉及可通過本發(fā)明方法得到的淀粉組合物。這些組合物與目前技術(shù)水平的那些組合物的不同之處在于其顯著的大于或等于35wt。/。的干物質(zhì)含量、不含顆粒狀淀粉、適中的流動(dòng)粘度和良好的抗凝沉性。優(yōu)選地，本發(fā)明的淀粉組合物的總淀粉含量小于75wt°/。，優(yōu)選為35至70wt0/。，特別是38至65wt。/。。由于其高的、甚至很高的千提取物含量，由這種組合物得到的薄膜的干燥容易且?guī)缀醪恍枰芰?。原料?jié)約是基本的。此外，干提取物含量大于或等于50%的所述組合物使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)想替換合成聚合物溶液或乳劑。本發(fā)明方法可以在蒸煮裝置上實(shí)施，所述蒸煮裝置包括(a)蒸煮室，其配備有-用于確保淀粉粉末引入的裝置，-攪拌裝置，-用于引入水性淀粉漿的裝置，所述淀粉漿包括水、顆粒狀淀粉和/或凝膠化淀粉，所述裝置優(yōu)選設(shè)置在盡可能靠近所述粉末進(jìn)料的位置，和-使得蒸煮室中保持至少等于85T:的蒸煮溫度的裝置，(b)用于在蒸煮室出口連續(xù)采集膠體溶液的樣品的裝置，和(c)可以使取自蒸煮室出口的膠體溶液經(jīng)受蒸汽作用的裝置，所述蒸汽的溫度為12(TC至180°C。此外，該裝置可包括可調(diào)節(jié)淀粉粉末和水性顆粒狀淀粉漿的導(dǎo)入速率的裝置。通過閱讀下述參考附圖進(jìn)行的一種實(shí)施方式的詳細(xì)說明，本發(fā)明的特征和優(yōu)勢(shì)將明朗化，其中圖1相應(yīng)于可以實(shí)施本發(fā)明方法的裝置的總圖。圖2至5顯示該裝置的變形。在這些圖中，P表示泵，M表示攪拌器和H表示水力旋流器。具體實(shí)施方式這種裝置包括-一方面，蒸煮室l，其配備有適于確保引入淀粉粉末2、和/或淀粉的膠體溶液4的水性漿液的裝置，水性顆粒狀淀粉漿1特別通過連續(xù)的測(cè)定體積用量(優(yōu)選由于其較低的成本)，或通過稱重螺釘連續(xù)稱重提供，和-另一方面，用于保證必要供熱的裝置，特別是在壓力下、通常在120至18(TC的溫度下提供的蒸汽形式供熱。為了加熱蒸煮的第一階段在其中實(shí)施的室1，可以安裝帶有空間(6-l)的雙壁大桶5，蒸汽在該空間(6-1)中循環(huán)，優(yōu)選蒸汽在120至18(TC，優(yōu)選至少等于140°C，特別是至少等于15(TC的溫度下循環(huán)，或任選的熱油循環(huán)。另一個(gè)有利的方法包括特別是在常壓下(6-2)，將上述加熱的水引入水/蒸汽交換器中或通過直接將蒸汽注入蒸煮室，這種選擇可能具有將熱水、液體或蒸汽包含于粉狀淀粉分散體中的額外且不可忽視的益處。該方案還可以避免蒸汽在室(6-4)的底部供應(yīng)，并因此消除所引起的振動(dòng)或阻塞蒸汽分配環(huán)的風(fēng)險(xiǎn)。通過直接注入的對(duì)加熱有用的蒸汽還可以在攜帶顆粒狀淀粉乳液7的流體中提供和混合，在目前的情況下，所述蒸汽使淀粉乳液7在(6-3)成為膠體溶液狀態(tài)。這些不同的手段對(duì)應(yīng)于通過該裝置提供的同樣多的可能性。它們還可以組合。通過雙壁和/或注射蒸汽輸入的熱量確保室中維持蒸煮所有的淀粉所必需的溫度，因此，所述溫度至少等于具有最高的凝膠化溫度的淀粉的凝膠化溫度。顆粒狀淀粉乳液在制備大桶3中得到，所述大桶3通過儲(chǔ)池(3-l)和通過水管(3-2)提供有顆粒狀淀粉粉末。就蒸煮室l而言，該顆粒狀淀粉由儲(chǔ)池(2-l)通過分配器2提供。顆粒狀淀粉在所述室1中的停留時(shí)間是期望的溶解作用所必需的。這取決于該室的體積、不同的原料流速，特別是淀粉和載體流體的流速，當(dāng)然，還取決于出口處的泵速。在出口連續(xù)除去膠體淀粉溶液，所述出口通常在室的底部，在8。然后，直接去充分絕緣的熱處理區(qū)，可以使膠體溶液在(9-l)經(jīng)受新鮮蒸汽9的注入。特別有利地，該熱處理區(qū)是盤繞形管10，在其內(nèi)部膠體溶液受到溫度在120至18(TC的蒸汽的作用。在這之后，有著高剪切速率的泵可以與蒸汽注射結(jié)合。這提供雙重優(yōu)點(diǎn)盤繞形管中顯著的剪切力且更容易產(chǎn)生足夠壓力。該盤繞形管10和注入裝置(9-l)可以釆用任何其他的幾何形狀，只要確保蒸汽的熱和機(jī)械作用。在該裝置水平提供的熱量輸入可以通過任何合適的方法例如通過油浴來進(jìn)行。在室的底部8和新鮮蒸汽9的注入點(diǎn)之間，安裝互補(bǔ)的機(jī)械裝置例如"VMI/Rayneri"公司銷售的"GYROFLUX"型設(shè)備、高剪切泵和/或"轉(zhuǎn)子和計(jì)數(shù)-轉(zhuǎn)子(rotorandcounter-rotor)"類型的泵可以是有用的。這些原料是用來通過劇烈的機(jī)械作用完成蒸煮和/或流變特性的狀態(tài)，且特別是用來降低膠體溶液的粘度，而淀粉的分子量沒有可評(píng)估的和總體的改變。在盤繞形管的出口，三通閥門型裝置U可以分成兩路流體，第一路流體直接在機(jī)器12上使用，另一路流體用于再循環(huán)并用于構(gòu)成以膠體溶液4的形式存在的載液。該再循環(huán)的流體可以經(jīng)受高剪切泵、"GYROFLUX"型系統(tǒng)和/或"轉(zhuǎn)子和計(jì)數(shù)-轉(zhuǎn)子"型設(shè)備的作用。根據(jù)也顯示在圖1中的第一種方案，用于蒸煮室1的蒸汽6的添加部分可以部分或全部由大桶5的底部在(6-4)特別是通過分配器環(huán)提供。圖2顯示僅使用顆粒狀淀粉乳液作為水性淀粉漿的裝置的一個(gè)方案。在階段(b)結(jié)束時(shí)生成的所有的膠體溶液涉及直接利用。相反，圖3顯示的裝置在不提供顆粒狀淀粉乳液的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，且僅使用從階段(b)再循環(huán)的膠體溶液。然后通過在直接利用和部分再循環(huán)至蒸煮室之間生成的膠體溶液的明智的分配，該回路達(dá)到滿意的運(yùn)轉(zhuǎn)。特別是，可以通過由導(dǎo)管6提供的甚至有限的蒸汽實(shí)現(xiàn)平衡，無論在(6-l)、(6-2)、(6-3)和/或(6-4)，甚至在運(yùn)轉(zhuǎn)停止的情況下。然而，在大多數(shù)相當(dāng)于這種示意圖的情況下，在回路中提供水是必需的。因此，可以通過將水引入膠的部分再循環(huán)(13-l-圖3)、通過在水力旋流器水平(13-2-圖3)混合膠體溶液和水(13-4-圖3)和/或通過將水添加至蒸煮室本身(13-3-圖3)而得到所需的稀釋。圖4顯示的裝置設(shè)想以流體形式(位置14-圖4)或以粉末形成(位置15-圖4)添加一種或多種互補(bǔ)的組分。不同的有用的添加劑可以在本發(fā)明方法的任何階段引入，即在本發(fā)明裝置的適于和可用于添加的任一點(diǎn)引入。例如，將選擇引入到一種或其他的載液、引入到蒸煮室本身、引入到輸送膠至儲(chǔ)存池的導(dǎo)管和/或引入儲(chǔ)存池。本發(fā)明的主題還涉及具有高的干物質(zhì)含量的淀粉組合物的應(yīng)用。事實(shí)上，本發(fā)明組合物的特別有用的流變性質(zhì)允許其用于片配方或用于粘合劑配方，所述粘合劑在各種各樣的粘合操作例如粘合袋、粘合螺旋管，或在標(biāo)記瓶子中有用。并不總是期望或追求這種組合物的稀釋。然而，考慮到它們的特性，它們特別可用于加工紙、纖維素面板、紡織材料.，包括纖維或無機(jī)面板、皮革的操作。所述組合物還可以用于對(duì)建筑材料工業(yè)和石油工業(yè)有意義的特殊制劑。它們的令人驚奇的特征允許其用于在制藥工業(yè)、化妝品工業(yè)或食品加工工業(yè)例如包裝或涂層有意義的操作中的用途。它們還可以用在開發(fā)特別是用于粘合袋和鼓或用于安裝任何復(fù)合結(jié)構(gòu)，特別是纖維素的組合物中。特別地，它們可以用于粘合波紋紙板，特別是在機(jī)器上以低熱量輸入(所謂的"冷"粘合)進(jìn)行粘合操作的情形中。作為主要部分，它們更通常參與在開發(fā)所謂的兩組份組合物中，所述組合物特別是在以"Stein-Hdl"或"Minocar"法為人所知的方法情形中，用于粘合所有類型的波紋紙板，即所謂的單面(SF)、雙面(DF)、雙-雙(DD)、三或多波紋，其可以包括或可不包括微波紋。下文將使用非限定的實(shí)施例來更詳細(xì)地描述與裝置有關(guān)的不同方面，以及可根據(jù)這些手段使用的各種粘合劑的特征。實(shí)施例1在圖3中給出該裝置結(jié)構(gòu)。該裝置的啟動(dòng)在點(diǎn)2，以100kg/h的速度提供玉米糊精形式的粉狀淀粉的運(yùn)送。同時(shí)，水的流速(點(diǎn)11、12和/或13)是1001/h。在15CTC(6)提供的蒸汽量通過蒸煮室(6-4)的底部分配。可以達(dá)到90°C的溫度并在啟動(dòng)階段確保所述溫度。在15(TC,相同質(zhì)量的蒸汽通過點(diǎn)8提供至由設(shè)定在蒸煮室中的平均停留時(shí)間為15分鐘而得到的膠體懸浮物(膠)。所得溶液在4分鐘內(nèi)通過盤繞管，受益于設(shè)定為大約5巴的計(jì)數(shù)-壓力并相應(yīng)于大約15(TC的內(nèi)部溫度。然后，不同的再循環(huán)條件在點(diǎn)10被確定，以便10、20和40升溶液分別再循環(huán)，并通過點(diǎn)4確保載流體對(duì)糊精粉末的作用。應(yīng)注意到，在適當(dāng)設(shè)置的情況中，蒸汽在點(diǎn)6的供應(yīng)作為再循環(huán)水平的函數(shù)減少，直到其變成低至極低。實(shí)施例2由圖2所闡明，該情況相當(dāng)于不提供膠再循環(huán)的裝置。連續(xù)地制備以淀粉流速473.8kg/h和水流速710.6kg/h開始而得到的實(shí)施例1的玉米糊精乳液。該乳在2(TC和4(TC時(shí)的密度是1.184，在150.4。C、5,4巴壓力下接受蒸汽流量110.5kg/h(結(jié)構(gòu)6-3)。該膠以這種方法在1294.9kg/h的速度，36.59。/。的干物質(zhì)水平(821.1kg/h的水+473.8kg/h的淀粉)下生成。另一方面，在920.1kg/h的流速下(828kg/h的干燥淀粉+92kg/h的水)引入含水量為10%的粉狀淀粉。從這些條件出發(fā)，限定粉末/膠的比例為71.0%，粉末/(膠+粉末)的比例為41.54%。因此，蒸煮室在溫度為大約57.5t:下以膠或粉末的形式接受913.1kg/h的水和1301.8kg/h的淀粉，即具有58.77%的干物質(zhì)的2215kg/h的膠。蒸煮室的溫度保持在90°C。所生成的膠供給盤繞管，所述盤繞管在150.4t:和5.4巴下接受241.25kg/h的蒸汽。最后的膠在約2456kg/h(1154.4kgh的水+1301.8kg/h的淀粉)流動(dòng)，即具有53%的干物質(zhì)。實(shí)施例3圖1闡明了本實(shí)施例公開的情況。這次，該實(shí)施例符合提供膠的再循環(huán)的一種裝置，所述膠己經(jīng)以源自淀粉乳液制備的膠形式添加至載流體中。源于此(結(jié)構(gòu)6-3)的膠和淀粉乳液的流速是實(shí)施例2中的那些。另一方面，在盤繞管的出口處生成的膠不再全面通向機(jī)器。大部分(1500kg/h)轉(zhuǎn)向并再循環(huán)，以便組成用于設(shè)想的蒸煮的載流體。這種運(yùn)轉(zhuǎn)使粉狀淀粉流速的明顯增大。事實(shí)上，其增加至1559.2kg/h(1403.3kg/h的干燥淀粉+155.9kg/h的水)。所確定的體系被深刻地改變。事實(shí)上，蒸煮室在總流速為4354.15kg/h(1607.1kg/h的水+2747.05kg/h的淀粉)、溫度為73。C下接受具有63.09%干物質(zhì)的混合物。室內(nèi)溫度是9(TC。粉末/膠和粉末/(膠+粉末)的比例分別是55.79%和35.81%。然后，將膠導(dǎo)向盤繞管，所述盤繞管接收9,382.1kg/h的蒸汽(150.4。C-5.4巴)。在盤繞管的出口，膠的流速是4736.3kg/h(1989.25kg/h的水用于2747.05kg/h的淀粉)，所述膠的濃度為58%，即明顯大于實(shí)施例2中的濃度。如同所顯示的，1500kg/h被再循環(huán)和3236，3kg/h被運(yùn)送至機(jī)器。因此，再循環(huán)/運(yùn)送和再循環(huán)/全部膠的比例分別是約46.35%和31.67%。實(shí)施例4生產(chǎn)條件如同實(shí)施例3，除了其首先尋求達(dá)到最高的濃度。因此確定，在不改變?nèi)橐?、蒸汽和再循環(huán)膠的輸入量的情況下，淀粉粉末的供應(yīng)可以是約1950kg/h。另一方面，已經(jīng)大約確定了接近所考慮的閾值的生產(chǎn)條件。因此，可以編制比較這些不同曲線的如下表格<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>由于用于機(jī)器的有效流速僅在相當(dāng)小的比例(從約3200至3700kg/h)中變化，膠濃度在特別有效的范圍，53和60.7%之間形成。該范圍內(nèi)的濃度有利的是在紙張加工領(lǐng)域尤其可評(píng)估，特別是當(dāng)改變?nèi)槟z/淀粉比例，或甚至去除乳膠時(shí)。對(duì)于粘合波紋紙板，水的去除需要低的能量輸入。實(shí)施例5該實(shí)施例涉及明顯減少乳液的量的可能性。在這種情況下，驗(yàn)證了針對(duì)超過50%干物質(zhì)的操作的可行性。在第二階段中，確定可以實(shí)現(xiàn)平均目標(biāo)的條件。在第三階段中，尋求導(dǎo)致最高的干物質(zhì)含量的最佳條件。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>在設(shè)想的這三種情況中，可以迅速達(dá)到平衡狀態(tài)?？赡艿臐舛确秶允禽^寬的。可以實(shí)現(xiàn)75%的干物質(zhì)。實(shí)施例6該實(shí)施例可以考慮有效的非連續(xù)操作的特殊情況，特別是在一個(gè)試驗(yàn)周期或在具有低生產(chǎn)量的機(jī)器上。該目標(biāo)使生產(chǎn)具有50%干物質(zhì)的有限量的玉米糊精膠一體化。在該試驗(yàn)中，設(shè)備減少到配備有強(qiáng)力攪拌器的直立的大桶，例如，配備有Rayneri渦輪且后面有泵，所述泵在壓力下供應(yīng)管狀的蒸煮器("噴射式蒸煮器")。非連續(xù)順序如下-足夠容量的直立的大桶中59升水，-提供2個(gè)25kg包裝的玉米糊精，用于制備具有41.4%干物質(zhì)的乳液，-在9(TC、強(qiáng)烈攪拌下蒸煮10分鐘。以膠體溶液形式的第一階段制備構(gòu)成載流體。在第二階段，將3個(gè)25kg包裝的相同的玉米糊精添加至其中?；旌衔锏母晌镔|(zhì)含量等于56%。其在9(TC保持IO分鐘。然后，其在15(TC下、在噴射蒸煮器中經(jīng)受補(bǔ)充的蒸煮作用3分鐘。生成的具有50.6%干物質(zhì)的該膠提供給最小容量為300升的絕熱大在根據(jù)圖2中確立的原理的具有結(jié)構(gòu)(6-2)的裝置上用玉米糊精開始進(jìn)行蒸煮試驗(yàn)，一方面，結(jié)合將糊精粉末引入蒸煮室，另一方面，結(jié)合將由相同的糊精制備的具有40%干物質(zhì)的乳液引入蒸煮室。蒸煮室內(nèi)溫度保持在％°C。盤繞管中溫度設(shè)在150°C。該試驗(yàn)的目的是進(jìn)行與適度濃度有關(guān)的試驗(yàn)并評(píng)估流變學(xué)條件的結(jié)果。為此目的，首先確定乳液/粉末之比，以得到具有38%干物質(zhì)的膠。然后，逐漸改變?cè)摫嚷?，以提高濃度直到干物質(zhì)大于50%。在第一階段中，在平均生產(chǎn)量的設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)50%的干物質(zhì)。在第二階段中，在工業(yè)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)53.5%。該兩種膠是冷卻階段期間流變學(xué)評(píng)價(jià)的主題，根據(jù)現(xiàn)在建立和廣泛普及的測(cè)定粘彈性模數(shù)G'和G"的原理，該粘彈性模數(shù)可以測(cè)定溶膠/凝膠轉(zhuǎn)化。使用AR2000動(dòng)態(tài)流變儀、使用14/15mm共軸圓柱體進(jìn)行這些測(cè)量。線性冷卻梯度為在8o至5"c之間，以rc/分鐘的速度。正弦曲線的壓力約束作為測(cè)試的樣品響應(yīng)的函數(shù)變化。頻率固定在1赫茲。不管是在試驗(yàn)工場(chǎng)中得到的膠上，還是在工業(yè)設(shè)備上得到的膠上，基本觀察報(bào)告在于缺少溶膠/凝膠轉(zhuǎn)化階段，該事實(shí)導(dǎo)致膠水在冷卻時(shí)的穩(wěn)定性，這是相當(dāng)值得注意的。以尤其令人驚奇和意想不到的方式，當(dāng)這些膠水被稀釋至35%乃至稀釋至25%的干物質(zhì)時(shí)，其保持這種令人驚奇的特性。另一方面，根據(jù)常規(guī)的蒸煮手段，不管是連續(xù)的還是非連續(xù)的，在壓力下或在開放大桶中得到的具有上述干物質(zhì)含量為35和25%的膠具有溶膠/凝膠轉(zhuǎn)化階段，這顯示存在凝沉現(xiàn)象。例如，用25%干物質(zhì)通過用新鮮蒸汽蒸煮而制備的同樣玉米糊精的膠在接近6rc時(shí)顯示溶膠/凝膠轉(zhuǎn)化，在該溫度開始凝沉。實(shí)施例7此外，根據(jù)本發(fā)明，粘彈性模量水平明顯低于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制備的，以及例如用Brookfield粘度計(jì)測(cè)定的表觀粘度基本上非常高。更確切地說，根據(jù)本發(fā)明在工業(yè)裝置上制備的具有53.5%干物質(zhì)的糊精膠在冷卻時(shí)用Brookfield粘度計(jì)在1OOrpm(mpa.s)測(cè)定的粘度如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>可以注意到，這些膠能夠在特別是相對(duì)于紙張加工例如表面應(yīng)用或涂層領(lǐng)域所使用的溫度下保持令人滿意的流動(dòng)，即，通常在50至7(TC。此外，沒有凝沉表現(xiàn)伴有隨著時(shí)間的推移的顯著的穩(wěn)定性，特別是在低溫。因此，確定本發(fā)明組合物在所涉及濃度下具有獨(dú)有的特性。對(duì)于任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，這些結(jié)果不能通過傳統(tǒng)手段實(shí)現(xiàn)，如果只是因?yàn)橛米銐蚋咚降母商崛∥镏苽涞矸廴橐阂韵Ｍ麑?shí)現(xiàn)想要的最后濃度的不可能性特別歸因于膨脹現(xiàn)象。此外，例如，通過傳統(tǒng)手段得到的具有35%干物質(zhì)的膠的流變數(shù)據(jù)使得在高濃度可預(yù)見的粘度將會(huì)如此之高，以至于它們不能在相同的測(cè)量條件下測(cè)定，因此表明使用該膠的絕對(duì)不可能性。實(shí)施例8生產(chǎn)條件類似于實(shí)施例7，使用根據(jù)圖2和結(jié)構(gòu)6-2的裝置，本質(zhì)區(qū)別在于該方案不僅用于蒸煮玉米糊精，還用于操作天然玉米淀粉的溶解和酶水解。在這種情況下，溶解和酶水解室保持在85°C?，F(xiàn)在在盤繞管中的抑制酶活性的溫度是150°C;如同實(shí)施例7，乳液/粉末之比是固定的，這樣第一階段中得到的液化膠的干物質(zhì)是38%。然后改變?cè)摫壤虼烁晌镔|(zhì)量逐漸增大直到超過50%。如果操作背景不同，在目前的情況下，在具有52%干物質(zhì)的膠上進(jìn)行觀察是完全可比的。如同實(shí)施例7，當(dāng)在以上確定的用于冷卻梯度的條件下使用AR2000動(dòng)態(tài)流變儀和共軸圓柱體時(shí)，沒有溶膠/凝膠轉(zhuǎn)化，其結(jié)果，在考慮的溫度范圍內(nèi)沒有記錄到任何凝沉現(xiàn)象。在可與實(shí)施例7相比較的條件下，進(jìn)行冷卻后粘度的測(cè)量(mPa.s，馳pm):__<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>關(guān)于其所有的點(diǎn)，可以重復(fù)實(shí)施例6中達(dá)到的結(jié)論，不管是根據(jù)在AR2000流變儀上沒有溶膠/凝膠轉(zhuǎn)化，或是接近或50%以上或稀釋至35%乃至25%的濃縮形式下、特別是用于表面處理或涂層的操作溫度下的流動(dòng)性，或根據(jù)特別在低溫下沒有凝沉表現(xiàn)和隨著時(shí)間的推移的穩(wěn)定性。所涉及濃度下的流變特性是不可比較的，特別理解為具有這種干提取物的膠不能由傳統(tǒng)手段制備。它們的粘度將太高，因此不能測(cè)定且無法使用。權(quán)利要求1.用于蒸煮淀粉組合物的方法，包括(a)第一階段，其包括將至少一種淀粉粉末和水性淀粉漿混合，水性淀粉漿包含顆粒狀淀粉和/或凝膠化淀粉，水性淀粉漿的淀粉含量以及淀粉粉末與水性淀粉漿的混合比使得混合物的總淀粉含量大于45wt％，優(yōu)選50至82wt％，特別是52％至75wt％，所述第一階段在常壓下在攪拌下于蒸煮室中進(jìn)行一段時(shí)間，該時(shí)間足以得到淀粉的膠體溶液，所述蒸煮室保持至少等于該混合物中包含的所有淀粉的最高膠凝化溫度(TG)的溫度，以及(b)第二階段，包括在大于常壓的壓力和120℃至180℃，優(yōu)選140℃至180℃的溫度下加熱在階段(a)中得到的淀粉的膠體溶液一段時(shí)間，該時(shí)間足以破壞分子間氫鍵并且避免得到的淀粉溶液凝沉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一階段(階段(a))在溫度大于該混合物包含的所有淀粉的最高凝膠化溫度至少5X:，優(yōu)選至少(TC下進(jìn)行。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一階段的持續(xù)時(shí)間為3分鐘至2小時(shí)，優(yōu)選5分鐘至1小時(shí)，特別是10至30分鐘。4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，階段(b)的所述加熱持續(xù)時(shí)間足以得到基本上不含顆粒狀淀粉的淀粉溶液。5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，階段(b)的所述加熱持續(xù)時(shí)間足以得到在25°C測(cè)量的Brookfield粘度小于6000厘泊，優(yōu)選小于5OOO厘泊，特別小于4000厘泊的淀粉溶液。6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，階段(b)的所述加熱持續(xù)時(shí)間為15秒至30分鐘，優(yōu)選20秒至15分鐘，特別是3O秒至I0分鐘。7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，階段(b)的加熱通過將加壓蒸汽注入在階段(a)結(jié)束時(shí)得到的膠體淀粉溶液中來進(jìn)行。8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在被引入階段(a)的蒸煮室前，所述的水性淀粉漿加熱至10(TC至18(TC的溫度。9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，被引入階段(a)的蒸煮室的淀粉粉末的含水量小于50wt。/。，優(yōu)選為3至30^%，特別是7至22wt%。10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述水性淀粉漿是淀粉乳液，其干物質(zhì)含量小于52wt。/。，優(yōu)選20至50wt。/。，特別是30至45wt%。11.根據(jù)權(quán)利要求l至8任一所述的方法，其特征在于，所述水性淀粉漿是淀粉的膠體溶液，其淀粉含量小于75wt。/。，優(yōu)選35至70wt13/。，特別是38至65wt0/0。12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述淀粉粉末和水性淀粉漿中的淀粉獨(dú)立地選自任選改性的塊莖淀粉、谷物淀粉和豆類淀粉。13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述淀粉粉末和水性淀粉漿中的淀粉具有相同的來源。14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在階段(b)結(jié)束時(shí)得到的部分淀粉溶液再循環(huán)至階段(a)，以作為水性淀粉漿。15.能通過權(quán)利要求1至14任一所述的方法得到的淀粉組合物。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的淀粉組合物，其特征在于，它的總淀粉含量小于75wt。/。，優(yōu)選35至70wt0/0，特別是38至65wtyo。17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的淀粉組合物，其特征在于，在25t測(cè)量的淀粉組合物的Brookfield粘度小于6000厘泊，優(yōu)選小于5000厘泊，特別小于4000厘泊。18.根據(jù)權(quán)利要求15至17任一所述的淀粉組合物，其特征在于，淀粉組合物基本上不含顆粒狀淀粉。19.根據(jù)權(quán)利要求15至18任一所述的組合物在涂飾纖維素材料，優(yōu)選紙張和平坦紙板中的應(yīng)用，優(yōu)選用于所述材料的表面涂布、著色裝飾和涂層。20.根據(jù)權(quán)利要求15至18任一所述的組合物在膠合中的應(yīng)用，特別用于膠合纖維素材料，優(yōu)選波紋紙板。全文摘要本發(fā)明涉及用于蒸煮淀粉組合物的方法，包括(a)第一階段，其包括將至少一種淀粉粉末和水性淀粉漿混合，其中，所述淀粉粉末與水性淀粉漿的混合比是這樣的，以致所得混合物的總淀粉含量大于45wt％，所述第一階段在蒸煮室中進(jìn)行一段時(shí)間，該時(shí)間足以得到淀粉的膠體溶液，所述蒸煮室保持至少等于該混合物中包含的所有淀粉的最高膠凝化溫度(TG)的溫度，和(b)第二階段，包括在大于常壓的壓力和120℃至180℃溫度下加熱在階段(a)中得到的淀粉的膠體溶液。文檔編號(hào)C09J103/00GK101405302SQ200780010176公開日2009年4月8日申請(qǐng)日期2007年3月19日優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日發(fā)明者克里斯托夫·巴斯蒂安,克里斯蒂安·布克桑,呂迪維內(nèi)·奧尼克,帕特里克·多希,菲利普·薩布爾申請(qǐng)人:羅蓋特公司