DE3206751C2 - Verfahren zur Herstellung aufgeschäumter, gelatinierter Stärkeprodukte - Google Patents

Abstract

Stärke oder stärkehaltige Materialien können in Gegenwart von Wasser und einem Gas bildenden oder entwickelnden Treibmittel in einer Extruderpresse auf erhöhte Temperaturen erhitzt und unter Gelieren zu einem Schaumstärkeprodukt extrudiert werden, das ähnlich wie Kunststoffschäume für technische Zwecke oder auch als Nahrungsmittel verwendet werden kann.

Description

produkte für den Einsatz in vielen technischen Verwendungsgebieten.

Ganz besonders interessante Anwendungen liegen auf dem Gebiet der Nahrungsmittel. Insbesondere kommen diese stärkehaltigen Produkte als Texturmittel, als viskositätssteigender Zusatz oder als Stabilisier- und Bindemittel in der gemahlenen Forni oder in der Form von körnigem expandierten Granuiatmaterial zum Einsatz.

Bei der Herstellung der geschäumten Stärke können auch andere Bestandteile schon in der Masse im Extruder enthalten sein, beispielsweise Gewürze, Aromastoffe, Färbemittel, Fette, Zucker und andere kohlenhydrathaltige Zusätze, Proteine und Salze, um so nach dem Expandieren schon ein fix und fertiges Nahrungsmitteltrockenprodukt zu erhalten. Die Zusätze können aber auch auf den fertig expandierten Schaum oder auf die ,gemahlenen Schaumstärkepulver nachträglich aufgebracht werden, weil der Schaum infolge seines niedrigen Raumgewichts bzw. seiner großen Oberfläche in der ;Lage ist, z. B. große Flüssigkeitsmengen zu absorbieren. Fette und Öle werden vorzugsweise heiß aufgesaugt.

Die Geruchs- und Geschmackskomponenten werden in bemerkenswerter Weise adsorbiert bzw. aufgenommen und dadurch auch gegen Veränderungen geschützt. Die erfindungsgemäß hergestellten Schaumstärkepulver verbleiben wegen ihrer hohen Porosität der Teilchen auch bei Zusätzen bis zum Dreifachen ihres eigenen Gewichts noch in trockener Form. Hierin unterscheidet sich dieses Mittel von bisher üblichen Substanzen, wie prägelatinierten Stärken, Maltodextrin, sprühgetrocknetem Glucosesirup und ähnlichen Produkten. Es ist ersichtlich, daß mit dem neuartigen Schaumstärkematerial wertvolle Trockenprodukte für Instantzubereitungen oder als Aromaträger bereitet werden können, die sich durch augenblickliches Lösen in kaltem oder heißem Wasser auszeichnen.

Die geschäumten Stärkegranulate ähneln Puffreis oder Puffmais mit ihrem »wattigen Biß«. Sie können — gegebenenfalls mit geschmacksbeeinflussenden Bestandteilen versetzt, wie getrocknetes Zwiebelpulver oder Knoblauch, Barbecuegewürz und Mononatriumglutamat — auch mit Zucker oder Honigmischungen, als Knabberartikel verwendet werden. Ferner besteht die Möglichkeit, der Stärkemischung schon im Extruder unzersetzliche Schalen oder Hülsen von Früchten oder Samenkörnern zuzusetzen, die sich an der Oberfläche der unregelmäßig geformten »gepufften« Schaumkörper anordnen und auf diese Weise die z. B. für Puffmais typischen äußerlichen Merkmale erzeugen. Wird die fertige Schaumstärke in stückiger Form in einer Ausbackvorrichtung in Öl durch gleichmäßiges Erhitzen gebacken, lassen sich neuartige »rösche« Knabbererzeugnisse bereiten.

55 Beispiel

50 kg handelsüblichen Kartoffelstärkepulvers mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20% werden mit 375 g pulverisierter Adipinsäure und 350 g pulverisiertem Natriumbicarbonat versetzt, worauf noch 500 ml Wasser zugemischt werden. Die Pulvermischung wird in einen geheizten Extruder gegeben. Die Temperatur im Inneren der Presse soll auf ca. 140⁰C gehalten werden.

Der aus der Düse am Kopfende des Extruders unter Aufschäumung austretende Materialstrang wird nach dem Erkalten durch rotierende Messer zerteilt zu einer Korngröße des Schaums von ca. 3—5 cm.

Der erhaltene Stärkeschaum kann als Verpackungsmaterial zum Schutz zerbrechlicher Gegenstände unmittelbar verwendet werden.

Claims (1)

1. Die Poren des erhaltenen Stärkeschaums sind im wesentlichen geöffnet, so daß das aufgeschäumte Stärkematerial in der Lage ist, sogar größere Mengen an Flüssigkeiten, Ölen, Aromastoffen und dergl. zu adsorbieren und aufzunehmen. Es ist auch als Nahrungsmittel geeignet, da die Stärke bei dieser Behandlung nicht so verändert wird, daß sie nicht durch heißes Wasser kolloidal gelöst und durch die Verdauungsfermente abgebaut werden kann. In fein pulverisierter Form eignet sich die aufgeschäumte Stärke als Mittel zur Erhaltung der Fließfähigkeit von klumpenden Pulvern, z. B. fetthaltigen Milchprodukten, insbesondere für die Kälberaufzucht. Das zerkleinerte Schaummaterial eignet sich auch als Sprengmittel in Tabletten. In stückiger bzw. körniger Form können die geschäumten Stärkeprodukte auch in Öl ausgebacken werden, wodurch knusprige Produkte erhalten werden.

   Für technische Zwecke, z. B. als Schaumplatten oder als Füllstoff für Verpackungs- und Gipsplatten, ist der neue Schaumstoff als besonders umweltfreundliches Material anzusehen, da es leicht abbaubar ist, ökologisch keine Belastung bewirkt. Es können bei der Herstellung auch je nach dem Verwendungszweck bereits der Stärkemischung im Extruder Farbstoffe, Vernetzer oder auch flammhemmende Stoffe zugefügt werden, um die Brennbarkeit der an sich schwer entzündlichen gelatinierten Stärkeprodukte oder die Wasserlöslichkeit weiter zu vermindern. Im Falle der Verwendung von Calciumcarbonat und Phosphorsäure als Treibmittelzusatz bildet sich in situ Calciumphosphat, das dann als -flammhemmendes Mittel im Schaumprodukt enthalten ist.

   Die für die Freilegung des Kohlendioxidgases aus den Carbonatmetallsalzen benötigte Säure oder die Carbonatsalze können gegebenenfalls dem Wasseranteil zugesetzt werden, der zu der stückigen oder pulverisierten Stärke hinzugefügt wird, wenn deren eigener Feuchtigkeitsgehalt nicht der für die Durchführung des Verfahrens gewünschten Menge an Wasser entspricht. Im allgemeinen besitzt die übliche Handelsstärke bereits einen Wassergehalt von 12—20%, so daß es in vielen Fällen nicht notwendig ist, zusätzlich Wasser der pulverisierten Stärke oder dem Stärkemittel zuzusetzen, da dieser Wassergehalt ausreicht, um die gewünschte Gelatinierung der Stärke bei der Erhitzung in der Extruderpresse eintreten zu lassen. In diesem Fall kann man dann das Carbonatsalz zusammen mit den festen pulverisierten Säuren, wie Citronensäure, dem Stärkeausgangsmaterial zumischen oder man verwendet eine Stärke, die bereits etwas Salzsäure adsorbiert enthält.

   Die Gase entwickelnden Treibmittel, insbesondere bei Verwendung der Kombination aus Metallcarbonaten und Säuren, werden in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 —5 Gew.-%, dem Stärkeäusgangsmaterial zugesetzt.

   Das Verfahren wird vorzugsweise in einer kontinuierlichen Extrudiervorrichtung durchgeführt, die aus einem Zylinder mit einer oder mehreren rotierenden Preßschnecken besteht, welche in der Beschickungsmischung einen Druckaufbau herbeiführen, wobei durch entstehende Eigenwärme und/oder durch Zuführung von Fremdwärme von außen die Gelierung der Stärke eintritt und die Masse in einen pastösen Zustand übergeführt wird. Die gasabspaltenden oder entwickelnden Treibmittelzusätze lösen sich hierbei in der verkleisterten Masse, die dann durch eine oder mehrere öffnungen aus dem Druckraum des Extruders in die normale Atmosphäre ausgepreßt wird. Infolge der Durckentlastung erfolgt eine spontane Gasentwicklung und Aufblähung des gleichzeitig erhärtenden Stärkematerials, wobei eine Vielzahl kleiner und kleinster Gasbläschen erzeugt wird. Hierfür ist der Zusatz an Treibmittel essentiell, denn sonst wird, wie beim Stand der Technik, durch eventuell freiwerdende Wasserdämpfe nur ein unzulänglich poröses Material erhalten. Der Zusatz von gasabspaltenden Stoffen ist daher ein zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte entscheidendes EIement. Wenn diese nicht anwesend sind, nimmt das durch Extrusion erhaltene Stärkeprodukt nicht die gewünschte schaumige Textur an, sondern ist ein mehr oder weniger kornartiges Produkt.

   Das erfindungsgemäß erzeugte Produkt gleicht in überraschender Weise herkömmlichen Kunststoffschäumen, beispielsweise dem Polystyrolschaum. Das Raumgewicht der geschäumten Stärke kann durch Wahl der Menge an dem Gas bildenden Treibmittel beeinflußt werden. So kann das Litergewicht zwischen 10 und 500 g/ltr betragen.

   Als Gas liefernde Treibmittel im Sinne der Erfindung können grundsätzlich alle bekannten Stoffe aus der Herstellung von Kunststoffschäumen verwendet werden. Vorzugsweise werden als ungiftige. Gas abspaltende Mittel die Carbonatsalze verwendet, wenn auch die Verwendung niedrig siedender und mit Wasser nicht mischbarer Flüssigkeiten möglich ist.

   Wie schon erwähnt, sind die gemäß der Erfindung erzeugten Produkte in vielen Industriezweigen einsetzbar. Wegen der relativ niedrigen Kosten der Stärke, die praktisch in unbeschränkter Menge zur Verfugung steht, ist die ausgeschäumte Stärke als billiges Packmittel geeignet zum Schutz empfindlicher Transportgüter. Im Bauwesen finden sich ebenfalls viele Anwendungsmöglichkeiten als Schall- und Wärmedämmmittel, weil beispielsweise durch den gleichzeitigen Einsatz eines die Stärke unlöslich machenden Aldehyds (z. B. Glyoxal) oder durch Zusatz von unlöslich machenden Harzen (z. B. Harnstoff- oder Melaminharz) auch eine ausreichende Wasserfestigkeit bei hoher Porosität erzielt werden kann. Im Gegensatz zu Polystyrolschaum ist der Stärkeschauiti bei praktisch völlig identischen Aussehen in organischen Lösungsmitteln unlöslich und bei Einwirkung von Hitze unschmelzbar. Die Brennbarkeit ist im Vergleich zu Polystyrol oder zu Polyethylen zu vernachlässigen, doch kann sie noch weiter durch den Zusatz bekannter flammhemmender Mittel beeinflußt werden. Stärkeprodukte, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind und ein Raumgewicht zwisehen 10 und 500 g/ltr, vorzugsweise ein Raumgewicht zwischen 200—450 g/ltr, aufweisen, besitzen mahltechnisch Vorteile beim Mahlen zum Zwecke der Herstellung kaltlöslicher Stärkepulver. Im Gegensatz zu normal extrudieren kaltlöslichen Stärken enthalten sie keine hornigen schwermahlbaren Teilchen, die sich zudem auch noch nur langsam oder schwer in Wasser in Lösung bringen lassen.

   Weiterhin besitzen solche gemahlenen Schaumstärkepulver ein wesentlich erniedrigtes Schüttgewicht, wie es zwar bislang für viele Anwendungszwecke dringend erwünscht war, jedoch noch nicht erreicht werden konnte.

   Ein weiterer Vorteil zeigt sich schließlich darin, daß die voluminösen gemahlenen Schaumstärkepulver ein stark verbessertes Einrührverhalten in Wasser aufweisen, da sie nicht zur Bildung unerwünschter Klumpen neigen. Alle diese neuen Eigenschaften prädestinieren daher die erfindungsgemäß erhaltenen Schaumstärke-