Стеклоподобный полисахаридный абразивный продукт и способ его получения

Стеклоподобный полисахаридный абразивный продукт и способ его получения

Реферат

 

Сущность изобретения: стеклоподобный полисахаридный абразивный продукт в виде твердых спекшихся частиц получают путем диспергирования смеси крахмала с декстрозным эквивалентом менее 25 и воды, взятой в количестве 10-70 мас. %, с последующим нагревом полученной дисперсии до температуры, достаточной для отжига смеси, при давлении, обеспечивающем превышение точки кипения обрабатываемой смеси над температурой ее нагрева, охлаждением в нормальных условиях и измельчением. Полученный продукт характеризуется кажущейся твердостью частиц не более 4,0 moh. 2 с. и 6 з.п. ф-лы. 1 табл.

Изобретение относится к продукту, включающему стеклоподобные полисахариды и способу его получения.

В технике известны различные стеклоподобные полисахариды, включая те, которые предлагаются в описаниях к американскому патенту 3706598 и австралийскому патенту 74083/87. В соответствии с описанием к австралийскому патенту такие продукты характеризуются тремя областями применения, а именно: закусочные пищевые продукты, зерновые завтраки и инстантные продукты. Такие продукты получают с целью получения промежуточного продукта, который легко поддается вспучиванию с получением закусочных пищевых или зерновых продуктов, или в производстве таких пищевых продуктов, как инстантные макаронные изделия, которые могут быть быстро гидратированы при готовке (то есть их структура является легко проницаемой для воды во время нагревания).

Описание к указанному американскому патенту относится к стеклоподобным крахмаловым гидролизатам, декстрозный эквивалент которых находится в интервале от 10 до 25 и которые могут быть использованы в составе сушеных пищевых продуктов в качестве наполнителей/увлажнителей или добавок к супам и соусам и легко диспергируются в воде.

В обоих случаях желаемые свойства связаны с производством стеклоподобных крахмалов, в которых внутренняя структура продукта является достаточно недоразвитой или разрушенной, что позволяет воде быстро абсорбироваться, с одной стороны, или быстро выделяться, с другой.

Различные абразивные крупнозернистые материалы хорошо известны в различных областях техники и традиционно находят применение в качестве абразивов для пескоструйной очистки, наиболее часто в таких областях, как очистка наружных поверхностей зданий или удаление поверхностных окисных слоев и отливок. К примерам других областей применения можно отнести те, которые изложены в описании к американскому патенту 3485671 и имеют отношение к очистке внутренних поверхностей центральных систем воздуховодов и вентиляции. В таких областях техники незначительное повреждение, которое наносится поверхности, подвергаемой обработке, обычно не имеет никакого значения.

Однако существуют области применения, в которых было бы выгодно использовать абразивные крупнозернистые материалы, но в которых, с другой стороны, обычные крупнозернистые материалы применять невозможно, поскольку при их использовании происходит повреждение обрабатываемой поверхности. К ним относятся такие области применения, как, например, указанные в описании к американскому патенту 4659391, где говорится об использовании относительно мягких крупнозернистых материалов, захватываемых низкоскоростным током воздуха, который обеспечивает очистку и удаление оплавленных материалов с поверхностей отформованных песчаных стержней, то есть необработанных металлических отливок, характеризующихся сложными поверхностями, в частности наличием отверстий, выступов, выемок и/или других поверхностей неправильной формы, которые легко повреждаются более традиционной пескоструйной очисткой. Предпочтительные частицы формуют из полиэтиленовых или поликарбонатных цилиндров, длина и диаметр которых составляют приблизительно по 0,06 дюйма, 1,52 мм.

Другая область применения, связанная с обработкой чувствительных подложек, описана в американском патенте 4545155. В описании к этому патенту абразивный крупнозернистый материал используют для удаления оплавленной массы с формованных электронных кожухов. В этой области техники проблемой является также накопление статического электричества под действием абразива. В описании к патенту говорится об использовании шлама, включающего в себя синтетическую смолу, которая диспергирована в воде, содержащей поверхностно-активное вещество. Примеры абразивных материалов охватывают термореактивные смолы, в частности эпоксидную смолу, мочевинную смолу, ненасыщенную полиэфирную смолу, алкидную смолу, или относительно более твердые смолы, в частности полистирол, поликарбонат или акриловые смолы. В этой области применения желательна твердость крупнозернистого материала, которая равна или близка к твердости субстрата. Такие крупнозернистые материалы предпочтительнее тех, которые ранее использовали в данной области применения, в частности окиси алюминия, карбида кремния или стеклянных шариков, или даже относительно более мягких абразивов, в частности порошкообразной скорлупы грецкого ореха, поскольку даже наиболее мягкий из этих абразивов значительно тверже поверхности кожухов (обычно из эпоксидной смолы), вследствие чего происходит повреждение поверхности.

В описании к каждому американскому патенту 3090166 и 3142590 предлагается использование абразивов в различных приемах полировки, где желательна отделка поверхности высшего качества. Примером одной области применения с обработкой особенно чувствительной поверхности является промышленность гражданского и военного самолетостроения, где периодически внешнюю поверхность самолета необходимо очищать от слоя краски без случайного повреждения находящихся ниже поверхностей или поверхностных отделочных слоев.

Эта проблема оказывается особенно острой в тех случаях, когда самолетная обшивка покрыта алюминиевой плакировкой. Алюминиевая плакировка обычно занимает не менее 4% толщины покрытых листов для тех листов, толщина которых составляет менее 0,064 дюйма, 1,63 мм, и не более 2% толщины листа для листов, толщина которых превышает 0,064 дюйма, 1,63 мм. Повреждение покрытия в этом случае может вызвать необходимость удаления всех секций самолетной обшивки для их замены.

Другие поверхности самолета могут быть анодированными или являться поверхностями композитных материалов (то есть фиберглассом), которые также оказываются чувствительными.

Таким образом, практически до последнего времени в авиационной промышленности краску удаляли с использованием смывок для красок на основе хлористого метилена. Более жесткие законодательства об охране окружающей среды и стандарты здравоохранения сделали такое техническое решение как неудобным, так и крайне дорогостоящим. Ряд компаний фактически предпочел скорее откладывать осуществление программы ухода за внешними поверхностями самолетов, чем иметь дело с законодательствами и большими затратами, с которыми связано химическое удаление краски.

Были предприняты попытки разработки других вариантов таких технических решений с использованием нехимических средств удаления краски с поверхностей. При осуществлении этих вариантов предусматривается применение сахара и других тонкоизмельченных материалов. Что касается применения сахара, то опыт показал, что он оказывается чересчур тонким, чтобы быть эффективным в его обычной, торговой форме.

Перевод в растворенное состояние технически доступного кристаллического сахара в воде с последующей перекристаллизацией для получения более крупнозернистых кристаллических структур не улучшает его эксплуатационных свойств. Кроме того, кристаллы сахара хрупки, вследствие чего их можно использовать только один единственный раз, что в значительной степени обуславливает дороговизну такой операции.

В качестве абразивного крупнозернистого материала можно применять ряд других органических материалов. Так, например, в описании к американскому патенту 3424616 проиллюстрировано использование дробленого и тонкоизмельченного растительного материала, предпочтительнее целлюлозного материала, в частности крупа из стержня кукурузного початка, рисовая шелуха, шелуха соевого боба и тапиока. В описании к американскому патенту 2622047 предлагается использование лигноцеллюлозных материалов, плотность которых составляет по меньшей мере 1,2, а размеры частиц находятся в интервале от 12 до 40 меш. В качестве приемлемых материалов упомянуты такие, как скорлупа орехов и косточки плодов, в частности скорлупы орехов пекан, миндаля, американского черного ореха, грецкого ореха, а также косточки абрикосов, персика или оливок и тому подобного. В соответствии с описанием к американскому патенту 4545155 в общем шелуха ядер орехов, хотя она и мягка в сравнении с более традиционными крупнозернистыми материалами, все-таки слишком тверда для поверхностей из эпоксидной смолы. Кроме того, дробленая ореховая скорлупа при ударе о поверхность самолетной обшивки измельчается, образуя пыль и сообщая материалу практическую бесполезность для любого последующего повторного применения в данной области. Более того, такая пыль создает неприемлемую опасность взрыва, вследствие чего эти материалы не нашли до сих пор промышленного применения. Вышеперечисленные проблемы практически идентичны тем, которые указаны в описании к вышеупомянутому канадскому патенту 1094332.

В описании к американскому патенту 2426072 говорится, что известно применение таких материалов, как дробленая пшеница, семена клевера и другие зерна. Однако в описании к тому же самому патенту указано также, что вследствие существенной неудовлетворительности свойств таких крупнозернистых материалов они страдают многочисленными и значительными недостатками. По этим причинам, как сказано в упомянутом описании к патенту, предполагается, что синтетические смолы обладают существенно повышенными качествами в сравнении с такими злаковыми крупнозернистыми материалами. Именно эта точка зрения все еще продолжает существовать в технике до сего дня, поэтому в промышленности продолжается применение строительных пластических материалов, в особенности в такой области техники, как удаление краски с самолетной обшивки.

Несмотря на достоинство таких строительных пластических материалов их применение в качестве крупнозернистого абразивного материала все еще требует наличия обученного персонала, поскольку такой крупнозернистый материал обладает абразивностью, достаточной для постоянного повреждения самолетной обшивки, поэтому работа с ним требует осторожности и опыта в обращении. Частичная замена, обусловленная неприемлемой степенью износа поверхностного слоя, не является при этом чем-то необычным. Несмотря на тот факт, что строительные пластические крупнозернистые материалы являются усовершенствованием в сравнении с более обычными материалами в смысле количества пыли, которое образуется в процессе их практического применения, их использование требует наличия специального оборудования, предназначенного для операций сухого удаления краски, включая сюда монтаж систем для вентиляции больших объемов с целью избежать проблем опасности для здоровья и взрывоопасности из-за пыли, которая образуется. Кроме того, удаление части и перераспределение остального покрытия с поверхностью из анодированного алюминия вследствие использования пластмассового крупнозернистого материала может привести к образованию неполируемой поверхности и даже к увеличению площади поверхности с внешней стороны, вследствие чего в материале самолетной обшивки могут возникнуть напряжения.

Попытки устранения некоторых из указанных недостатков использования строительных пластических крупнозернистых материалов включают в себя те, которые предлагаются в описании к американскому патенту 4731125, относящемуся к применению специальных мягких крупнозернистых материалов под низким рабочим давлением. В соответствии с описанием к этому патенту крупнозернистый материал включает в себя армированный композитный материал, в котором в матрицу из сложной полиэфирной, полиуретановой, сложной винилэфирной или эпоксидной смолы внедрены армирующие волокна. Такое армирующее волокно может быть изготовлено из графита, стекла, продукта Kevlar /торговое наименование/ или других аналогичных волокон. Кажущаяся твердость этих частиц составляет менее приблизительно 3,5 шо, причем их применяют в потоке текучей среды при повышенном рабочем давлении приблизительно 40 фунтов/кв.дюйм. В соответствии с описанием к этому патенту композитный крупнозернистый материал обладает желаемой твердостью, одновременно с этим сохраняя целостность благодаря наличию армирующих волокон в степени, достаточной для выдерживания неоднократных ударов при повторном применении без образования существенных количеств пыли.

При очистке использованных контейнеров РСВ, в частности барабанов, такие абразивные крупнозернистые материалы могут обеспечивать очистку внутренней поверхности контейнеров.

В настоящее время остается необходимость поиска недорогих крупнозернистых материалов, доступность которых не связана жестко с запасами нефти, предпочтительнее биоразлагаемых.

В соответствии с заявленным в первичной заявке 4 743 963.05 изобретением предлагается способ обработки поверхности частицами стеклоподобного полисахарида, в частности стеклоподобным крахмальным крупнозернистым материалом. Такие стеклоподобные полисахариды представляют собой твердые, отожженные стеклоподобные материалы, которые обычно прозрачны (или полупрозрачны) и при нормальных температуре окружающей среды и давлении остаются в твердом состоянии и влага которых содержится в промежутках матрицы полисахаридных молекул.

Термин "отожженный" в данном случае служит для обозначения состояния, когда молекулярная матричная структура формируется в результате нагревания, за которым следует охлаждение диспергированной полисахаридно/водной смеси, вследствие чего происходит образование цельного и в общем однородного стеклоподобного материала.

К обработкам в соответствии со способом по первичному изобретению относятся отверждение кожуха и абразивная обработка. В соответствии с указанным способом предусматриваются обработки, например таким путем, как бомбардировка частицами обрабатываемой поверхности, включая сюда, в частности, способ захвата этих частиц потоком текучей среды, который направлен на такую поверхность. Помимо освобождения от зависимости от запасов нефти и, в общем, биологической разлагаемости стеклоподобные полисахариды генерируют также меньше статического электричества при струйной очистке.

Таким образом, в соответствии с первичным изобретением предлагается способ, при осуществлении которого предусматривается стадия обработки поверхности частицами, например очистка поверхности абразивными частицами, где эти частицы представляют собой частицы стеклоподобного полисахарида. К другим поверхностным обработкам относятся использование частиц для кожуха, отверждающего поверхность, в частности гелевые поверхности пластмасс, в особенности фиберглассовые поверхности. Использование частиц согласно указанному способу может быть обеспечено применением таких частиц, и в особенности крупнозернистых материалов, в сочетании с известными устройствами, в частности с колесными пескоструйными аппаратами, которые механически ускоряют частицы и направляют их на обрабатываемую поверхность. Пескоструйные аппараты снабжены колесом, периферийная поверхность которого вращается со сверхзвуковыми скоростями. К другим аналогичным устройствам относятся центробежные пескоструйные аппараты, которые работают по такому же принципу, но обычно с пониженными скоростями. В тех случаях, когда такие частицы предусмотрены в качестве абразива, крупнозернистый материал можно закреплять на подложке и оба материала могут быть использованы совместно практически точно также, как и обычная наждачная бумага или другая абразивная бумага или наждачное полотно.

В соответствии со способом по первичному изобретению стеклоподобные полисахаридные крупнозернистые материалы захватываются потоком, который направляют на очищаемую поверхность. Такой поверхностью может служить поверхность покрытия и находящегося под ним субстрата, с которого в процессе его обработки следует удалить покрытие под действием частиц стеклоподобного полисахаридного абразивного крупнозернистого материала, которые сталкиваются с поверхностью, снабженной покрытием, под действием эффекта, который оказывается потоком текучей среды. Следует отметить, что в том случае, когда такая поверхность включает поверхность покрытия и нижележащего субстрата, с которого необходимо удалить его покрытие за счет абразивного действия стеклоподобных полисахаридных крупнозернистых материалов, и в том случае, когда твердость такого покрытия ниже твердости субстрата, по предпочтительному варианту кажущаяся твердость стеклоподобных полисахаридных крупнозернистых материалов должна находиться между твердостью покрытия и твердостью субстрата.

В таких областях применения способа первичного изобретения частицы стеклоподобного полисахаридного абразивного крупнозернистого материала по предпочтительному варианту должны захватываться пневматическим потоком, который создается компрессором в известной процедуре.

Примерами таких стеклоподобных полисахаридов, которые могут быть использованы в соответствии с первичным изобретением, являются стеклоподобные крахмалы, в частности предлагаемые в описаниях к вышеупомянутым патентным документам США 3706598 и Австралии 74083/87.

Такие продукты представляют собой твердые отожженные стеклоподобные полисахаридные материалы [которые в обычных условиях являются прозрачными или полупрозрачными] остающиеся в нормальных условиях окружающей температуры и давления в твердом состоянии, в которых влага, содержащаяся в материале с возможностью вытеснения заключена в зазорах матрицы из полисахаридных молекул. Для данных целей такой материал по предпочтительному варианту должен быть некристаллизованным, а матрица обычно аморфна.

Несмотря на то, что при осуществлении способа первичного изобретения такие стеклоподобные крахмалы характеризуются недостатком либо твердости, либо целостности частиц или же недостатком и того и другого, это может оказаться желательным в некоторых случаях поверхностной обработки. Таким образом, в соответствии с предпочтительным вариантом следует использовать стеклоподобные полисахариды, обладающие даже более развитой внутренней структурой несмотря на тот факт, что увеличение внутренней структуры в таких стеклоподобных полисахаридах полностью противоречит тому, что говорится в двух последних из вышеупомянутых патентных документах, поскольку установленные цели и полезность каждой ссылки могли бы оказаться недостижимыми при любом росте внутренней структуры. Одним из средств увеличения внутренней структуры стеклоподобных полисахаридов, которые могут быть использованы при осуществлении способа первичного изобретения, является химическая поперечная сшивка полисахаридных молекул.

Объектом настоящего изобретения является продукт, включающий в себя стеклоподобный полисахаридный материал, в котором содержится влага в практически сорбированном виде внутри полостей в матрице из полисахаридных молекул.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения стеклоподобных полисахаридов, в которых содержится практически сорбированная влага, при осуществлении которого предусмотрены стадии нагревания гомогенной водной смеси диспергированных полисахаридных молекул в степени, достаточной для отжига смеси с образованием практически некристаллизованного стеклоподобного твердого продукта при ее охлаждении и по существу без испарения влаги с последующим образованием матрицы из полисахаридных молекул в ней, вследствие чего влага, содержащаяся в смеси, по существу сорбирована внутри матрицы из полисахаридных молекул.

В соответствии с изобретением по этой выделенной заявке, средством, которое, как это было установлено, является особенно полезным для увеличения эффективной внутренней структуры стеклоподобных полисахаридов, приемлемой для осуществления способа настоящего изобретения, является процесс, в ходе проведения которого полисахарид обрабатывают в условиях, которые в других отношениях характеризуются тенденцией к оптимизации внутренней структуры. В качестве примера можно упомянуть обработку таким путем, который позволяет избежать механического разрушения полисахаридной матрицы в процессе ее образования или самих молекул, предотвращая гидролиз этих полисахаридных молекул. Кроме того, применение в качестве исходных материалов в общем негидролизованных полисахаридов, в частности крахмалов, обладающих относительно низким декстрозным эквивалентом, обычно является предпочтительным. Таким образом, предлагается также твердый отожженный стеклоподобный полисахаридный материал, который в нормальных условиях прозрачен или полупрозрачен, который в нормальных условиях окружающей температуры и давления остается в твердом состоянии и в котором содержащаяся влага по существу заключена в зазоры матрицы полисахаридных молекул. Такое абсорбирование влаги по существу ведет к образованию указанных стеклоподобных продуктов, которые неспособны разбухать при осуществлении обычных промышленных методов, применяемых в таких производственных процессах, как, например, изготовление "воздушных продуктов", являющихся объектом вышеупомянутого описания к австралийскому патентному документу 74083/87.

Более того, в соответствии с изобретением по этой выделенной заявке предлагается способ получения таких стеклоподобных полисахаридов, содержащих практически сорбированную влагу, при осуществлении которого предусматриваются стадии нагревания гомогенной водной смеси диспергированных полисахаридных молекул в степени, достаточной для отжига смеси с образованием практически некристаллизованного стеклоподобного твердого продукта в процессе его охлаждения, и без существенного улетучивания влаги с последующим образованием матрицы полисахаридных молекул, вследствие чего влага содержащаяся в смеси, по существу сорбирована внутри матрицы из полисахаридных молекул.

Сахара и полисахариды являются двумя основными классами углеводов. Как указано в работе "Organic Chemistry" том 1; И.Файнер; Лонгманс, Грин и Ко. издание 3-е, 1959 г. к сахарам относятся моносахариды и олигосахариды, причем к последним, в свою очередь, относятся дисахариды, трисахариды и тетрасахариды. Полисахариды, с другой стороны, представляют собой углеводные полимеры химически отличного класса, каждый из которых состоит по меньшей мере из пяти, а обычно из очень большого числа повторяющихся сахаридных звеньев.

Примером одного из классов полисахаридов являются пентозаны, которые основаны на повторяющихся центозных звеньях. В более общих словах, полисахариды основаны на более тяжелых повторяющихся сахаридных звеньях в полимерной форме, как и в случае крахмалов и целлюлоз, которые основаны на повторяющихся гексозных звеньях.

Как уже упомянуто выше, сахара технически неприемлемы для использования при осуществлении способа первичного изобретения прежде всего потому, что их кристаллические структуры легко разрушаются при ударе и они не могут быть повторно использованы после чрезмерного уменьшения в результате такого явления размеров крупнозернистого материала. В сравнении с сахаром стеклоподобные полисахариды, которые могут быть использованы при осуществлении способа первичного изобретения, обладают механическими свойствами, благодаря которым обеспечивается более высокая целостность крупнозернистого материала.

По предпочтительному варианту стеклоподобный полисахарид должен представлять собой продукт на основе крахмального полисахарида, в частности такого, как амилоза, амилопектин или их смесь. Таким образом, класс приемлемых стеклоподобных полисахаридов включает в себя те, которые получают из крахмалов, в частности из кукурузного, соргового, пшеничного, ячменного, ржаного, картофельного или других крахмалов. Предпочтительным крахмалом является пшеничный крахмал, в особенности предпочтительны крахмалы сортов прима или "А". На свойства стеклоподобного материала оказывает влияние как выбор крахмала, так и любые его модификации, которым его подвергают. Длина и разветвленность полимерных цепей, которые предопределены генетически и уникальны для любого данного немодифицированного крахмала или которые являются результатом изменений, являющихся следствием любой модификации крахмала, оказывают влияние на такие количественные характеристики, как, например, водородные связи и ван-дер-вальсовские силы (среди прочих), которые играют роль при образовании вышеупомянутых стеклоподобных полисахаридов. Таким образом крахмалы, которые гидролитически модифицированы, образуют стеклоподобные материалы, являющиеся в общем более хрупкими, чем сопоставимые и в других отношениях стеклоподобные материалы на основе негидролизованного крахмала. Следовательно, хотя способ первичного изобретения охватывает использование стеклоподобных полисахаридов, полученных из крахмальных гидролизатов, по предпочтительному варианту декстрозный эквивалент крахмалов должен составлять 25 или меньше. По более предпочтительному варианту декстрозный эквивалент крахмала должен составлять менее 10, а по наиболее предпочтительному варианту следует использовать крахмалы, которые практически не гидролизованы (то есть с декстрозным эквивалентом приблизительно 1 или меньше).

Влагосодержание стеклоподобного полисахарида влияет на кажущуюся твердость и целостность материала. По предпочтительному варианту влагосодержание основанных на крахмалах стеклоподобных полисахаридов должно находиться в интервале приблизительно от 10 до 70% предпочтительнее менее 40% а еще более предпочтительно в интервале примерно от 20 до 25% Обычно, чем больше воды присутствует в стеклоподобном полисахариде, тем выше эластичность получаемого материала (с пониженной кажущейся твердостью) и тем менее агрессивные крупнозернистые материалы, основанные на таких продуктах, используют, например, в процессах удаления покрытия с поверхности. С другой стороны, чем ниже влагосодержание, тем в общем больше вероятность образования хрупкого материала, в результате чего происходит потеря частицами целостности и выше степень разрушения частиц, вследствие чего увеличиваются расходы потребителя на крупнозернистый материал. Более того, несмотря на то, что возможно влагосодержание менее приблизительно 10% получение таких продуктов также, вероятно, приводит к термическому гидролизу продукта, что обычно нежелательно.

Крахмалы в их естественном состоянии находятся в виде гранул различных размеров и формы, а крахмаловые молекулы, которые связаны в этой гранулированной структуре, должны быть диспергированы в растворе в процессе приготовления стеклоподобных крахмалов. Процесс приготовления такой дисперсии хорошо известен в промышленности, производящей крахмал, как "желатинизация". Обычно желатинизация сопряжена с нагреванием водной смеси крахмаловых гранул до температуры, при которой эти гранулы разрушаются и в растворе диспергируются отдельные молекулы крахмала. Обычно такую операцию проводят в процессе производства стеклоподобных материалов, которые предусмотрены для данной области применения.

Примеры стеклоподобных материалов на крахмаловой основе в соответствии с изобретением по этой выделенной заявке содержатся в нижеприведенных пояснительных примерах с 1 по 5. Для удобства ниже приведена ссылка на типы продуктов: продукт типа А крахмал, вода и гидрат окиси натрия; продукт типа В крахмал и вода; продукт типа С крахмал, вода, гидрат окиси натрия, карбонат кальция и триметафосфат натрия; продукт типа 1 крахмал и вода, смешанные с силикагелем.

Пример 1. Предпочтительный продукт типа В, стеклоподобный крахмал получают в соответствии с нижеизложенным в данном примере с помощью двухшнекового экструдера Вернера-Нфлейдерера С-37 с диаметром шнека 37 мм и длиной рабочего цилиндра приблизительно 900 мм. Этот рабочий цилиндр был оборудован тремя зонами регулирования температуры, обозначенными соответственно z1, z2 и z3. Первая зона представляла собой загрузочную зону, приспособленную для приема как сухого, так и жидкого исходных материалов, то есть различных сырых материалов, которые использовали как в данном, так и последующих экспериментах с двушнековым экструдером, изложенных в примерах. Вторая зона представляла собой зону смешения, в которой согласно известной конструкции имелись две пары правосторонних под 30^o смесительных блоков. В третьей зоне содержались только транспортирующие элементы. При этом использовали шнек низкой интенсивности и головку, снабженную двумя 4-миллиметровыми отверстиями. Температуру продукта поддерживали на уровне ниже 110^oC на входе в головку, но саму эту головку ни подогревали, ни охлаждали. На выходе из головки экструдат резали с помощью переднего резка на таблетки длиной приблизительно от 0,2 до 0,5 см.

В экструдер через отверстие для загрузки сухого сырья и отверстие для загрузки жидкого сырья загружали соответственно крахмал [поставляется в продажу фирмой "Оджилви миллс лимитед" под торговым знаком "Whetstar-4"] и воду при общей производительности 8,6 кг/ч и влагосодержании 22% Скорость вращения шнека поддерживали на уровне 100 об./мин, а температуру регулировали путем подогрева в каждой из нижеследующих соответствующих зон на следующем уровне: z1 (150 мм): 10-15^oC z2 (450 мм): 5О^oC z3 (300 мм): 80^oC В результате воздействия таких условий экструдирования получили стеклоподобный крахмальный продукт при температуре 103^oC и избыточном давлении в головке 410 фунтов/кв. дюйм, 28,8 кг/кв.см. В течение промежутка времени, исчислявшегося в минутах, получали невспученный, полностью желатинизированный продукт, который при выдержке в нормальных окружающих условиях стал твердым и стеклоподобным.

Пример 2. Нижеследующий пример иллюстрирует получение стеклоподобного крахмала типа А с использованием того же самого экструдера, что и описанный в предыдущем примере. Содержащая 20% влаги, крахмальная смесь включала в себя 0,04% гидрата окиси натрия [в пересчете на сухой вес крахмала] Эту смесь перерабатывали в тех же самых рабочих условиях, что приведены в предыдущем примере, в результате чего получили продукт, который был невспученным, полностью желатинизированным и обладал светло-коричнево-желтой окраской.

Пример З. Ниже приведен пример получения продукта типа С. Экструдер и процедура были теми же, что и описанные в предыдущих примерах. Смесь была аналогичной вышеописанной в примере 2, но дополнительно включала в себя 0,04% триметафосфата натрия и 0,04% карбоната кальция (оба компонента указаны в пересчете на сухой вес крахмала). Конечный продукт был аналогичен по внешнему виду продукту типа А, описанному в примере 2.

Пример 4. В соответствии с подробностями процесса получения продукта типа В использовали одношнековый экструдер с цилиндром диаметром 25,4 мм и длиной 625 мм, разделенный на три зоны регулирования температуры равной длины. В этих зонах температура нагрева была соответственно равна 50, 100 и 100^oC. Эта смесь характеризовалась влагосодержанием 23% от общего веса; ее экструдировали при производительности 1,68 кг/ч. при скорости вращения шнека 50 об. /мин. Конечный продукт характеризовался внешним видом, аналогичным внешнему виду продукта примера 1.

Пример 5. Нижеприведенный пример описывает способ получения продукта типа B с использованием метода проведения периодического процесса. Шлам приготовили диспергированием 40 мас. крахмала в воде, а затем его подвергли тепловой обработке до полной желатинизации крахмала. Образовавшийся гель лили в чан до глубины в половину дюйма (12,7 мм) и высушили в течение 2 ч в сушильном шкафу в токе сжатого воздуха при температуре 95^oC. После первого получаса гель удалили из сушильного шкафа и разбили материал на мелкие кусочки, после чего вернули в цикл полной сушки. Конечный продукт по внешнему виду был похожим продукта примера 1.

Сорбция влажного компонента стеклоподобными крахмаловыми материалами, как это изложено выше, обусловливает невспучиваемость этих стеклоподобных продуктов при осуществлении обычных технических методов, связанных с производством, например, "полупродуктов", которые являются объектом вышеупомянутого описания к австралийскому патентному документу 74083/87. Обычно стеклоподобные крахмаловые продукты физически отличны от воздушных и вспученных крахмаловых продуктов вследствие того, что такие стеклоподобные продукты не содержат сколько-нибудь заметного количества газовых полостей. Помимо того, что они не подвергаются вспучиванию, стеклоподобные материалы на крахмаловой основе, в которых влага по существу заключена в крахмаловой матрице, обладают высокой стойкостью к вспучиванию. Так, например, продукт в соответствии с первичным изобретением по существу не вспучивается после выдержки в зоне действия с частотой 2450 мггц при мощности 720 Вт в течение 5 мин. Такая сорбция влаги отличает эти продукты от тех стеклоподобных материалов на крахмаловой основе, которые ранее известны в технике, включая сюда предлагаемые в описаниях к патенту США 3706598 и австралийскому патенту 74083/87. В соответствии с описанием к австралийскому патенту такие продукты находят три основных области применения, а именно: закусочные пищевые продукты, зерновой завтрак и инстантные продукты. Эти ранее известные продукты зависят от того факта, что хотя содержащаяся в них влага заключена в стеклоподобную крахмаловую матрицу, влага по существу не сорбирована, поэтому она может улетучиваться и выделяться при воздействии, например, микроволновой энергии, в результате чего образуются воздушные продукты [вспученные посредством а.к.а. Описание к упомянутому американскому патенту относится к получению стеклоподобных крахмаловых гидролизатов, обладающих декстрозным эквивалентом в интервале от 10 до 25, которые могут быть использованы в сушенных пищевых продуктах в качестве наполнителей/увлажнителей или добавок для супов и соусов и которые способны легко диспергироваться в воде. В целях удовлетворения требованиям диспергируемости/растворимости, эти продукты по меньшей мере частично гидролизуют и, следовательно, механически размягчают, благодаря чему вода, которая заключена в матрице, не сорбируется. В обоих случаях желаемые свойства связаны с получением стеклоподобных крахмалов, в которых внутренняя структура продукта является достаточно недоразвитой или разрушенной, что позволяет воде быстро абсорбироваться, с одной стороны, или быстро выделяться нагреванием, с другой.

Стеклоподобные крахмалы, в которых влага по существу сорбирована, по предпочтительному варианту должны быть получены на основе крахмалов, декстрозный эквивалент которых составляет менее 10. По предпочтительному варианту такие крахмалы должны быть практически негидролизованными.

Как уже указано выше, в соответствии с первичным изобретением предлагается также способ получения твердого стеклоподобного материала на крахмаловой основе, при осуществлении которого предусматриваются стадии нагревания гомогенной водной смеси диспергированных крахмаловых молекул в степени, достаточной для отжига этой смеси с образованием стеклоподобного твердого продукта при ее охлаждении и практически без улетучивания влаги, и последующего образования матрицы с крахмаловыми молекулами в ней, благодаря чему влага, содержащаяся в смеси, практически сорбируется внутри матрицы из крахмаловых молекул.

Эту смесь можно нагревать до температуры в интервале от 40 до 150^oC. Во всех тех случаях, когда температура превышает точку кипения воды в данной смеси, операцию следует проводить под повышенным давлением с целью предотвратить повреждение или разрушение матрицы в любой момент от начала ее образования и до завер