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Verfahren zur Herstellung von kaltquellbaren Stärketrockenprodukten.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Stälketroekenprodukten ist es erforcwlkhi die in geeigneter Weise vorbehandelte Stärke zu verkleistern und dann mittels eines geeigneten Trockenverfahrens auf heissen Zylindern oder Platten zu trocknen.
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gewonnen, wie es in der Regel der Fall ist, so sind diese Trockenprozesse sehr schwierig und kostspielig, da infolge der eigenartigen Natur der Alkalistärken ihnen erhebliche Wassermengen in einem umständlichen Verfahren meist auf Walzentrocknern entzogen werden müssen.
Bei dem neuen Verfahren gemäss der Erfindung wird behufs Vermeidung des umständlichen Trocknens des bei der Herstellung von quellfähigen Stärken, insbesondere Stärketroekenprodukten gebildeten Kleisters oder sonstigen Stäiketroekenprodukten mit Alkali aufgeschlossene Stärke mit einer oder mehreren Metallverbindungen derart behandelt, wobei unter Metallen Schwermetalle, Erdunetzlle oder Alkalierdmetalle zu verstehen sind, dass eine Metallstärke gefällt wird, worauf das abgetrennte FSilmgsprodukt nach allfälliger Trocknung mit einem wasserlöslichen Alkalisalz gemischt wird, so dass bei Hinzufügung von Wasser eine Umsetzung in lösliche Alkalistärke und eine unlösliche oder schwerlösliche Metallverbindung stattfindet.
Die Stärkeverbindung, die gemäss der Erfindung in Wasser ausgefällt wird, kann bereits durch einfaches Absieben mit dem geringen Wassergehalte gewonnen werden, Der Trockenprozess kann entweder ganz vermieden werden, indem man die noch wasserhaMge Fäthmg abschleudert oder indem man die letzten Wasserteile der Fällung durch einfache oder billige Luft-oder Hürdentroeknung beseitigt, was bei Alkalistärken unmöglich ist. Bei diesen Verbindungen der Stärke mit dem sie im Lösungsmittel ausfällenden Bestandteil ist es für das Verfahren gemäss der Erfindung von untergeordneter Bedeutung, ob die Verbindung der Stärke mit jenem Metall oder Alkalimetall, das sie im Wasser fällt, eine echte chemische Verbindung ist oder eine Kolloidverbindung, eine Adsorptionsverhinduag oder eine Anlagerungsverbindung.
Das auf die eine oder andere Weise getrocknete Produkt wird nun gemäss der Erfindung mit einem Alkalisalz gemischt, das einerseits im Lösungsmittel löslich ist, und wobei der kationische Bestandteil des Salzes bei der Zugabe des Lösungsmittels die Stärkeverbindung spaltet und mit der Stärke selbst eine im Lösungsmittel lösliche Alkalistärkeverbindung bildet, während der anionische Bestandteil des Salzes mit dem kationischen Bestandteil des die Stärke ausfällenden Metalles eine im Lösungsmittel ausfallende Metallstäikeverhindung eingeht.
Das Trockengemisch der im Wasser unlöslichen Stärkeverbindung mit dem die Sehaltung und Lösung der Stärkeverbindung her beiführenden Zusatzmittel kann ohne weiteres in den üblichen Packungen in den Handel gebracht werden, ohne dass die Gefahr zu. befürchten wäre, dass das Mittel bei längerem Lagern verdirbt.
Die Umwandlung der Troekenstärke in eine quellfähige Stärke ist ausserordentlich eiafMh mMerm, als es nur der Zufügung des Lösungsmittels, vorzugsweise Wasser, bedarf.
Zur Durchführung des Verfahrens sind unter den Verbindungen der Stärke mit Metallhydroxyden
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Zink wertvoll, auch die Erden wie vorzugsweise Aluminium, auch die Metallhydl'Oxyd0 der Sehwemetalle, z. B. Eisen, Kupfer, können verwendet werden.
Unter Umständen können im Lösungsmittel unlösliche Doppelstä@keverbindunges in Betracht kommen, indem nämlich Verbindungen der Stälke mit Metallhydroxyden stark basischen Charakters
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zugleich mit Metallhydroxyden schwächer basischen Charakters ausgefällt werden. D : es hat unter anderem den Vorteil ; dass das Ausfällen der Verbindung der Stärke mit dem schwach basischen Hydroxyd durch die Verbindung mit dem stärker basischen Hydroxyd begünstigt wird, so dass sich Kombinationsfällungen mit wertvollen Eigenschaften ergeben.
Stellt man beispielsweise Bariumaluminiumstärke oder Bariummagnesiumstärke oder Bariumeisenstärke oder Bariumkupferstärke her, so'ist in diesen Stärken das Metall in Form seiner Hydroxyde enthalten. Mischt man nun diese Metallstärken mit einem Alkalisulfat, wie beispielsweise Natriumsulfat, und gibt Wasser zu, so zersetzt sich zwar das Natriumsulfat derart, dass auf der einen Seite A1kalistärke und auf der andern Seite Bariumsulfat entstehen. Zugleich aber schlagen sieh die zugesetzten Erdmetallhydroxyde oder Schwermetallhydroxyde in äusserst feiner Verteilung auf dem Bariumsulfat und der A1kalistärke nieder.
Es ergeben sich dann quellfähige Stärken mit wertvollen technischen Eigenschaften, da man in diesen Stärken, je nach der verwendeten Metallhydroxydkombination, bestimmte Eigenschaften des Metalles oder seiner Salze oder seiner Kationen erzielen kann, indem man beispielsweise Produkte bestimmter Farbwirkungen, beispielsweise ein reines Weiss oder Buntwirkungen wie Grün, Blau, Rot erhalten kann.
Auch weisen die erhaltenen Stärkeprodukte unter Umständen auch sonstige wertvolle Eigenschaften auf. So hat beispielsweise Kupferstärke desinfizierende Eigenschaften, oder die Stärken können für technische Zwecke besonders wertvolle Eigenschaften aufweisen, indem sie z. B. für Anstrichzweeke als Malerleim, Kleister oder als Furnierleim oder für andere Zwecke wertvoll sind.
Die Verbindungen Bariummagnesiumstärke und Bariumaluminiumstärke zeichnen sich im besonderen durch ihr hohes Quellungsvermögen aus.
Die Prozesse zur Trocknung der aus dem Lösungsmittel ausfällenden Stälkeverbindung können mannigfaltiger Art sein. Auf jeden Fall bedarf es nur zur Trocknung einfacher technischer Massnahmen, deren Anwendung nur einen verhältnismässig geringen Energieaufwand bedeutet.
Man erhält eine wertvolle Modifikation, wenn man nach der Fällung der Stärkeverbindung diese, im besonderen die Barytverbindung, einer Kohlensäureatmosphäre beispielsweise vor oder während der Trocknung aussetzt. Ein Teil des in der Stärkeverbindung enthaltenen Bariums wandelt sich dabei in kohlensauren Baryt um und gibt einerseits die eingeschlossene Wassermenge frei, so dass die Trocknung befördert wird, anderseits kann man aber auch entsprechend der Umwandlung eines Teiles des Bariums in kohlensauren Baryt die Menge des der ausgefällten Stärkeverbindung beigemischten Zusatzmittels, insbesondere Zusatzsalzes verringern.
Zur Durchführung des Verfahrens sind die verschiedensten Stärkearten mit Erfolg verwendbar, im besonderen kommt die Kartoffelstärke, Kassavastärke, Tapiokastärke, Maisstärke, Weizenstärke oder Reisstärke und andere mehr in Betracht.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen folgende Beispiele :
Ausführungsbeispiel I : 72 leg Kartoffelmehl werden mit 140-150 ! Wasser angeteigt und durch Zugabe von 15 kg 30% iger Natronlauge zu einer klaren und vollständigen knotenfreien Stärkelösung aufgeschlossen. Nach Beendigung dieses Aufschlusses werden weitere 15-20 I Wasser zugefügt und dann
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weissen, völlig-unlöslichen Niederschlages aus. Die Fällung setzt sich rasch zu Boden und kann ohne Schwierigkeit 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 zirka 60% Bariumstärke mit einem durchschnittlichen Gehalt von 9% BaO.
Die weitere Verarbeitung kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. a) Die Bariumstärke wird in einer geeigneten Apparatur zerkleinert und soweit getrocknet, dass ihr Feuchtigkeitsgehalt auf zirka 20-25% heruntergeht. In diesem Zustand ist die Bariumstälke von brockiger Beschaffenheit, aber an sich vollkommen unquellbar. Mischt man ihr nun auf 100 Teile 10-15 Teile wasserfreies Natriumsulfat zu, so wird ein hochkonzentriertes transportfähiges Produkt erhalten, das auf Zusatz von Wasser ein quellfähiges Material liefert. b) Man trocknet die Bariumstärke so weit, dass vollständig trockene Krusten erhalten werden, die sich leicht mahlen lassen.
Setzt man der gemahlenen Bariumstärke 15-20% Natriumsulfat zu, so erhält man ein Pulver, das, in die 10fauche Menge Wasser eingetragen, ein leicht quellbares Produkt liefert. Durch die Umsetzung wird ein Quellungsprodukt erhalten, das 14-15% Bariumsulfat in feinster Verteilung enthält.
Beispiel II : Das Verfahren kann in ganz entsprechender Weise auch dadurch ausgeführt werden, dass man die Bariumstärke durch Kalziumstärke ersetzt, indem man die Fällung der alkalischen Stärkelösung statt mit einer 20%igen Lösung von Chlorbarium, durch eine 20% ige Chlorkalziumlosung bewirkt. Die Weiterverarbeitung des Produktes unterscheidet sich nicht wesentlich von der in dem Beispiel I angeführten Arbeitsweise. Hingegen ist es zweckmässig, zur Umsetzung der Kalziumstärke 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 da Bariumstärke + Alkalichlorid Bariumstärke + Alkalisulfat Alkalistärke + Ba Sodas Verfahren lässt sich in ganz entsprechender Weise mit den Salzen anderer Erdalkalien oder Gemischen derselben, d. h. also mit den Salzen des Strontiums, Kalziums, Beryliums und Magnesiums durchführen.
Beispiel III : 24 kg Stärke werden mit 48 l Wasser angeschlemmt und durch Zusatz von 6 kg 30% iger Natronlauge aufgeschlossen. Der Aufschluss wird auf ein Endgewicht von 120 kg gebracht. a) 10 kg dieser Stärkelösung werden mit einer Salzlösung gefällt, die 3-5 80% ige Bajiumchlorid- lösung und 250 etK Chlorzinklösung (136 g Chlorzink im Liter) enthält. Es wird eine Bariumzinkfällung erhalten, die gemäss Beispiel I aufgearbeitet wird. Das Quellungsprodukt enthält Zinkoxyd in feinster Verteilung. b) 10 kg Stärkeaufschluss werden mit einer Salzlösung gefällt, die aus 3'5 l20%iger Chlorbarium-
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werden kann.
Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass man die obengenannte Fällung von Bariumaluminiumstärke mit Natriumsulfat und einem organischen Farbstoff wie Alizarin oder einem Azofarbstoff mischt. Durch Hinzufügen von Wasser zersetzt sich die Stärke, und das Barium der Metallstärke sowie das Sulfat des Natriumsulfates bilden Bariumsulfat. Gleichzeitig wird das Alizarin in einem ausserordentlich fein verteilten Zustand auf dieses Bariumsulfat in statu nascendi niedergeschlagen. Beide bilden dann eine Lackfarbe oder einen organischen Farbstoff, der in Wasser gelöst oder emulgiert ist und mit dem Bindemittel zugleich vereinigt ist, das aus der Alkalistäike besteht, die einerseits von der Natriumkomponente des Natriumsulfat und der Stärkekomponente der Metallstärke gebildet wird.
In ähnlicher Weise können die kombinierten Bariumkupfeifäluungen, Bariummagnesiumfälungen erhalten werden.
In manchen Fällen kann das Verfahren dadurch ergänzt werden, dass man dem reaktionsfähigen Gemisch Zusätze von Seifen in Höhe von beispielsweise 5% macht, die die Teilchen der Metallstärke in jenem Moment einschliesst, in dem sie sich in Wasser lösen, so dass eine Emulsion gebildet wird, die leicht netzbar ist und dementsprechend eine verringerte Oberflächenspannung oder Kapillarität aufweist und daher rascher und gleichmässiger quillt.
In einigen Fällen, besonders bei der Herstellung von Kombinationsfällungen scheidet sich die Stärkefällung zunächst in etwas gequollener Form ab. Dieses gilt z. B. bei Bariumaluminiumfällungen mit höherem Gehalt an Aluminium. In solchen Fällen ist es vorteilhaft, die Fällung durch Zusatz von etwas Alkohol zu unterstützen, weil sich hiedurch besser absetzbare Fällungen ergeben. Diese Arbeitweise hat sich auch als zweckmässig erwiesen bei der Anwendung des Verfahrens auf die Verbindungen der Stärke mit Erden, z. B. mit Aluminium allein.
Aus dem beschriebenen Verfahren ergeben sich somit beispielsweise Stärketrockenprodukte, die bestehen aus mindestens 100 Teilen Alkalierdstärke mit einem Gehalt von mindestens 8 Teilen Erdoxyd und die gemischt sind mit mindestens 10 Teilen wasserfreiem Alkalisalz. Als Alkalierdst rke kann Bariumstärke mit einem Gehalt von mindestens 8 Teilen Bariumoxyd dienen, das gemischt wird mit beispielsweise 10 Teilen wasserfreiem Natriumsulfat. Das fertige Trockenprodukt kann auch Mehrfachmetall- stärken aufweisen, beispielsweise bestehend aus 100 Teilen Aikalierdschwermetallstärke (z. B. Bariumzinkstärke) (oder Bariumkupferstärke) mit einem Gehalte von mindestens 8 Teilen Alkalierdoxyd (z. B. Bariumoxyd) und von mindestens 3 Teilen Schwermetalloxyd (z.
B. Kupferoxyd oder Eisenoxyd oder Zinkoxyd). Diese Metallstärke wird gemischt mit mindestens 10 Teilen wasserfreiem Alkalisalz wie beispielsweise Natriumsulfat oder Natriumphosphat oder Kaliumsulfat oder Natriumkarbonat oder andere.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von kaltquellbaren Stärketrockenprodukten, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer wässerigen Alkalistärke durch Zusatz eines oder mehrerer Salze der Schwer-, Erd-oder Erdalkalimetalle eine unlösliche Metallstärkeverbindung ausgefällt wird, worauf das abgetrennte Fällungs-
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verbindung stattfindet.