> Техника, страница 41 > Декстрины

Декстрины

Декстрины, сложные углеводы, получающиеся при гидролизе крахмала. Гидро-литич. расщепление крахмала происходит при действии диастаза (смотрите) и к-т. Диаста-тич. гидролиз крахмала идет постепенно, с последовательным образованием ряда промежуточных продуктов, начиная с растворимого крахмала, идущих за ним Д. и кончая мальтозой. Гидролитическое расщепление крахмала к-тами ведет к образованию промежуточных Д. и конечп. продукта—d-глюкозы. Образование Д. наблюдается и при простом нагревании крахмала до 160—200°.

Первое видоизменение крахмала—р а с-твори м ы и к р а х м а л—образуется при действии холодных разбавленных к-т в течение нескольких дней, или при нагревании обработанного к-тами и высушенного крахмала, или же при нагревании крахмала с глицерином до 190°. Растворимый крахмал не представляет однородного вещества и не м. б. рассматриваем как химич. индивидуум. Дальнейшее изменение крахмала происходит с последовательным образованием: 1) ами-лодекстри нов, дающих с иодом и йодистым калием синее окрашивание, растворимых в 25%-ном е, но осаждающихся 40%-ным ом, имеющих [а]_д от +190° до +196°; внешний их вид — белоснежный порошок; 2) эритродек стрин о в, дающих с иодом красно-бурое окрашивание, растворяющихся в 55%-ном е и осаждающихся 65%-ным ом; [α]_β=+194°; из горячего раствора они выделяются в сферо-крист; 3) ахроодекстринов, не окрашиваемых иодом, растворимых в 70%-ном е; [a]_D=+ 192°; сферокристаллы выделяются из горячего ового раствора; 4) м а л ь т о д е к с т р и н о в, не окрашиваемых иодом и не осаждаемых ом; [a]_D=от +181° до +183°; внешний вид— аморфный порошок. Д. не кристаллизуются и не дают поэтому никакой гарантии однородности и чистоты.

Общие свойства Д. сводятся к следующему. Химич. ф-ла: (С_вП₁₀О₅)„; по Вильну, эритродекстрин имеет ф-лу: 10_βΙ1]„Ο₅)ι_β; по Линтнеру, ахроодекстрин—(С„Н_]0О₆),. Мол. в.: амилодекстрина от 22 200 до 20500, ахроодекстрипа 11 700—8 200. эритродокст-рина 6800—3 000, торгового Д. 6200—2300. Удельный вес абсолютно сухого крахмала, но И. Кёнигу,—1,623. Все Д. аморфны и в чистом виде легко растворимы как в горячей, так и в холодной воде. Слабые (разбавленные) кислоты переводят Д. в d-глюкозу, а крепкие кислоты разлагают. Щелочи по оказывают на Д. заметного влияния. Д., нагретый выше 225°, плавится и наконец совершенно разлагается.Сбраживающими дрожжами, различи, видами Saccharomyces, декстрины не сбраживаются; прессовым дрожжевым соком сбраживаются довольно энергично.

Образование клейкого вещества при нагревании крахмала впервые наблюдал в 1804 г. БуЙон-Лагранж (Bouillon-Lagrange). Первое описание получения клейкого вещества из крахмала, сделанное Вокеленом (Vauquelin), появилось в 1811 году. В 1833 г. Био (Biot) и Перео (Persoz) установили отличие клея, полученного из крахмала, от клея из естественных смол, заключающееся в способности растворов крахмального клея отклонять плоскость поляризации вправо, и назвали его Д.

Производство Д. Декстрин может быть получен из крахмалов—картофельного, маисового, пшеничного и, в зависимости от этого, имеет различные названия. Существует два способа получения Д.: нагреванием крахмала без к-т и нагреванием его в присутствии минеральных к-т. По цвету Д. разделяются на белый, палевый и желтый. Д., полученный из картофельного крахмала нагреванием без к-т, называют л е и о г о-м о м. Д., полученный нагреванием крахмала с кислотами, называют просто Д. или го м м ел и и ом. Д., получаемые из маисового крахмала, разделяются на бескислотные (лейогомы) и кислотные (белый, палевый и желтый). Д., получаемые из пшеничного крахмала, носят названия: бескислотные— амидон гриле, амидон брюле; кислотные — адрагантин, пшеничный гумми, эльзасский гумми; эти названия относятся к заграничной классификации Д. Наименования картофельного и маисового Д. приведены по классификации, принятой в СССР. За границей эти Д. именуются: картофельные кислотные—гом-м ели п белый, желтый и бурый; картофельные бескислотные — л е йогом ж ел ты и и коричневый, жареное гумми, пиро-гумми, французский гумми; маисовые кислотные — белый, ж елтый, т е м н о ж е л т ы и Д., б р и т и ш-г у м м и (б р и т и ш г у м), американский г у м м и.

Фабрич. выработка Д. нагреванием без кислот производится кустарными заводами. Работа ведется по следующей схеме. Сырой картофельный крахмал, влажностью в 50%, сушат обычно на лежаночпых сушилках, обогреваемых топочными газами, идущими или из-под барабанов, в которых производится нагревание Д., или из специальных топок. Высушенный крахмал сгребают и загружают в горизонтальные железные барабаны. Внутри барабана сделаны лопатки, насаженные на ось, выходящую наружу барабана и кончающуюся ручкой. Тело барабана окружают кирпичной кладкой так, чтобы газы, выходящие из топки, располагаемой рядом с барабаном, могли его обогревать. При о б ж а р к е, которая длится 5—6 ч., рабочий перемешивает крахмал,поворачивая ручку барабана. Готовый Д., выгруженный из барабана, идет на центробежную сеялку, и после просеивания его упаковывают в мешки. Кустарный кислотный способ получения декстрина отличается от бескислотного лишь тем, что крахмал после первой сушки смешивают с к-той (соляной или азотной) и после второй подсушки подогревают в тех же барабанах,

просеивая далее готовый Д. на сеялке. Д., полученный кустарным способом, неоднороден по своему составу, загрязнен, содержит продукты разложения крахмала и превышающее норму количество глюкозы. Качество Д. в значительной мере зависит от уменья проводить работу и опытности мастера.

Для получения однородного стандартного Д. необходимо соблюдать следующие основные условия: 1) иметь хорошее сырье—чистый сырой крахмал, 2) производить равномерную подсушку крахмала, 3) производить равномерное подкисление крахмала, 4) вести равномерный подогрев декстринируемой массы, 5) вести точное наблюдение за t° и временем проведения процесса, G) наблюдать за тщательностью последующей обработки готовогоД.Осуществление этих условий возможно на более благоустроенном предприятии, чем кустарный завод, и при работе па специально сконструированных аппаратах.

Упрощенная схема работы декстринового завода может быть такова: 1) очистка крахмала, 2) сушка крахмала до влажности 15—20%, 3) смешивание крахмала с кислотой, 4) подсушивание полученной кислой смеси до влажности 3—5%, 5) подогревание крахмала, 6) охлаждение и просеивание полученного декстрина. (О процессах очистки сырого крахмала и сушки его до влажности 20% см. Крахмал).

Подкисление крахмала минеральной (соляной или азотной) кислотой ведется след, образом. Сначала производится предварительное разбавление кислоты водой: а) соляной кислоты плотностью 20° В6—двойным количеством воды, или б) азотной кислоты плотностью 36° Вё— четверным количеством. По данным Г. Вулкана, для получения различных сортов Д. крахмал смешивают с количествами кислоты, указанными в таблице 1.

Т а 0 л. 1 .—К о л и ч е с т в а кислоты, требуемые крахмалом для получения различных сортов декстрина.

Сорт декстрина	На 100 килограмм крахмала влажностью 20% прибавляется
	НС1 плотностью 20В6, C.U*	IINO, плотностью 36 В6, см3
Растворимый крах-v.i 1.	150
Белый декстрин (гоммелин).	200	_
Светложелтый и желтый декстрин (гом-мелнн).	150
Бритиш-гумми (маисовый декстрин).	-	80

Смешивание крахмала с кислотой ведется так, чтобы каждая частица крахмала была смочена кислотой. Достигается это или тщательным перемешиванием массы, например, в машинах типа тестомесильных, системы Геринга и Гебенштрейта (Дрезден), или же в небольших баках, которые снабжены вертикальной мешй (системы Вулкана). При этом с кислотой смешивают сначала небольшое количество крахмала, пропуская его после того через сито. Далее этот же, сильно подкисленный и затем просеянный, крахмал смешивают со всей остальной массой.

Подкислитель фирмы Уланд работает, поддерживая крахмал внутри барабана в распыленном состоянии. Внутрь барабана вбрызгивают через пульверизатор раствор к-ты. Мельчайшие брызги кислоты приходят в соприкосновение с частицами крахмала и смачивают его. Подкисленный крахмал выгружают из барабана через нижнее отверстие, снабженное крышкой.

Подкислеипый крахмал подвергают повторной сушке и просеиванию, после чего его загружают в аппарат для декстриниро-вания. Конструктивное выполнение аппаратов для декстринирования должно сводиться к созданию возможности подогрева крахмала до определенной ί° при беспрерывном его перемешивании. Поэтому аппараты различных фирм мало отличаются друг от друга. Они представляют железную круглую коробку, имеющую диам. 1,25—1,5м, снабженную мешй, делающей 25—30 об/м. и приводимой в движение от трансмиссии. Расход мощности достигает 1,5 — 2,0 1Р. На фигуре 1 изображены декстриновые аппараты, мешалки которых приводятся в движение вертикальным валом с верхней зубчатой передачей. Обогрев коробки осуществляется различно. Аппараты Уланда имеют двойные стенки, промежуток между к-рыми заполняется сурепным маслом. Аппараты вмазывают в кирпичную кладку так, чтобы дымовые газы от специально выложенной топки могли

омывать внешнюю поверхность коробки. Сурепное масло, подогретое до определенной <°, сравнительно долго держит тепло, что позволяет вести процесс декстринирования при одинаковой ί°. Аппараты системы Геринга обогреваются трубками Перкинса. Под коробкой аппарата, вмазываемого в кирпичную кладку, располагается ряд трубок Перкинса, которые одним своим концом входят в топку. Трубки Перкинса сделаны из стали, заварены с обоих концов и рассчитаны на большое давление; они наполнены на ³/, водой. При нагревании конца трубки, находящегося в топке, в ней образуется перегретый пар. Тепло передается паром в ту часть трубки, которая находится под аппаратом для декстринирования, и благодаря этому происходит равномерный обогрев аппарата. На фигуре 1 показаны аппарата, заделанные в кладку. В правом аппарате видно внутреннее устройство—мешалка и одна трубка Перкинса, проходящая под днищем аппарата. Справа из кладки выступает манометр, показывающий давление пара в трубках, что дает возможность установить температуру декстринирования.

Работа в аппаратах систем Уланда, Геринга и других аналогичных нм ведется следующим образом. Подкисленный крахмал (180—200 килограмм) загружают в аппарат; мешалку приводят в движение и производят подогрев аппарата. Во все время работы поддерживают равномерную темп-ру. Декстриннрова-пие длится 4—6—8 часов, в зависимости от сорта Д. и количества прибавляемой к-ты. Но данным фирмы Вулкан (Вена), для получения различных сортов Д. требуется поддержание определенной <° в течение определенного времени (табл. 2).

Таблица 2. — Время и t°, потребные для д е к с т р и н п р о в а и и я нр а х м а л а (д л я п о-лучения р а з л н ч. с о р т о в декстрин а).

Сорт	г	Время декстрини-рования в часах	Растворимость в холодной воде к %
Растворимый
крахмал.	115	2—2.5	2.54
Белый декстрин. Светложелтый и	125	3—3,25	33,27
желт, декстрин.	155	4—4.25	61,50-89,12
Бритиш-гумми.	155	6—8

Наблюдение за процессом декстринирования ведут путем отбора проб через верхнюю крышку аппарата и производством йодных проб. По Зааре, от раствора 0,1 г декстри-нируемого крахмала в 100 см³ воды отбирают в пробирку пробу н испытывают ее несколькими каплями 0,1%-ного йодного раствора. В зависимости от окраски определяется %-ное содержание Д. (табл. 3).

Таблица 3.—II роцентное содержание декстрина, определяемое но окраске и одной пробы.

Проба	Цвет капли иода в растворе	Цвет раствора после встряхивания	Растворимость абс. сухого декстрина (сух. вещ.) и %
1	Синий	Синий	0
2	Сини»	Светлости! fi	6.1
3	Сине-фиоле товый	Светлосипи й	15,2
4	Фиолетовый	Фиолетовый	39.2
5	Красновато-	Едва замети.
	фполетов.	фиолетов.	49,4
6	Красно - ко-	Слабо окра-
	ричневый	ШСШ1ЫГ1	62,5

По данным Вулкана, различные сорта Д. при окончании процесса декстринирования дают каплеиода следующую окраску (табл.4.)

Таблица i. — Окраска иода η конце дек-стринирован и я.

Сорт	Окрашивание водного раствора
	первая капля	вторая капля	третья капля
Белый декстрин	Сине-фио-	Красно-	Винно-
	летовое	фиолетов.	красное
Светложелтый декстрин.	Чистое IIIIIIIIO- красное
Бритиш-гумми.	Сине-фио-	Красно-	Винно-
	лотовое	фиолетов.	красное

После окончания операции декстрин должен быть быстро охлажден и затем просеян и упакован. Для быстрого охлаждения Д. Уланд рекомендует ставить аппарат (фигура 2), представляющий длинное корыто с двойными стенками. Внутри корыта вращаются щетки, насаженные на вал. Горячий Д. беспрерывно поступает через отверстие, сделанное слева в верхней части аппарата. Между

Фигура 2.

двойными стенками корыта пропускается холодная вода, которая и охлаждает Д. Охлажденный Д. должен быть освобожден от крупки, для чего его пропускают через центробежную сеялку, а крупку, полученную на сеялке, разбивают на дезинтеграторе.

Получение Д. однородного качества находится в зависимости от поддержания равномерной t° во время процесса, возможности се регулирования, возможности прекращения процесса в любой момент и последующего быстрого охлаждения Д. Все эти условия на аппаратах с огневым подогревом осуществить затруднительно. Поэтому были сделаны попытки создать условия нормального проведения процесса декстриннрования. В 1882 году Леманом для подогрева аппаратов впервые был применен пар. В 1910 году Г. Вулканом и В. Нейманом (Вена) был взят австрийский патент (Λ» 44009) на аппараты, обогреваемые паром, получаемым от парового котла. По отзывам Парова («Zeitschrift fiir Spiritusindustrie», 1913 г.), применение пара для декстриннрования можно рекомендовать как один из способов, нашедших прак-тическ. применение. Аппарат Вулкана представляет цилнндрическ. железную коробку, окруженную паровой рубашкой и снабженную мешй. Мешалка приводится в движение от зубчатой передачи, расположенной под аппаратом. Размеры аппаратов Вулкана, расход пара и энергии на декстриниро-вание указаны в таблице 5.

Применение пара и аппаратов сист. Вулкана позволяет поставить производство в крупном заводском масштабе, с суточной выработкой до 16 тонн (1 000 п.) вполне однородного стандартного Д. Схема работы та кого завода м. б. следующая: сырой картофельный крахмал, разведение его водой до плотности 10° В6, очистка на ситах, отстаивание, центрифугирование, сушка, подкисление, вторая сушка, просеивание, д^кстри-пиропапие, охлаждение, просеивание, увлажнение, закром, упаковка, экспедиция. Из схемы видно, что на заводе применяется предварительная очистка крахмала, заключающаяся в его размывке. После окончания декстриннрования производится быстрое охлаждение Д., его просеивание и увлажнение. Последнее вызывается тем, что Д., выгруженный из аппарата, имеет влажность 3%, и только после длительного хранения его на воздухе влажность повышается до стандартной, равной 10%; для того, чтобы завод мог производить отгрузку декстрина тотчас же после его выработки, производят увлажнение его.

Выход Д. зависит от начальной влажности крахмала, поступившего в переработку, потерь (которые в зависимости от способа переработки колеблются от 2 до 4%) и конечной влажности готового Д.Зная начальную влажность крахмала и конечную влажность Д., -определяют количество (весовое) Д., без учета потерь, из равенства:

к в, (100 - в,)

D п ~ --^---у

(100-В,)

где Б_в —вес Д. влажностью B_lt a K_Bt—вес крахмала влажностью В.,. Так, при начальной влажности крахмала в 50% и 20%, выходы декстрина влажностью 10%, без учета потерь, равны.

Влажность начальная. 50 20

крахмала j конечная.10 10

Из 100кг крахмала получается Д. в килограммах 55,5 89.0

На единицу веса Д. требуется крахмала 1,80 1,13

Качество Д. Комитет по стандартизации при СТО выпустил стандарт Д.(ОСТ 205, 206). Д. картофельный и маисовый, в зависимости от качества, относятся к сортам: экстра, I сорт и II сорт. Физико-химические свойства декстрина соответствующих сортов указаны в таблице 6 и 7.

Внешний вид и цвет Д. и лейогома должны соответствовать стандартному образцу данного сорта (ОСТ 211). Методы производства анализов изложены в ОСТ 207.

Упаковка Д. производится в совершенно ч истые н су хие мешки весом в 100, 80 и 50 килограмм брутто. Мешки зашивают, пломбируют и на них отмечают (маркируют) наименование завода, вид "декстрина, сорт, вес брутто и нетто (ОСТ 207).

Приме н е н и е. Д. находит разнообразное применение. В текстильн. промышленности его употребляют для приготовления аппрета и загусток. В больших количествах декстрины употребляют как клей: в фотографии, для проклейки бумаги и кожи, для наклейки обоев, а также для наклейки бумаги (этикетки) на жесть, стекло и бутылки. По Брейеру (Вгеиег), конторский к л е й

Таблица 5. — Данные декстриновых аппаратов си-с т е м ы Вулкана.

Тип аппа рата	Коробка		Место, занимаемое аппаратом, в м	Расход пара В λ8/Ч	Расход мощности в JP	Вместимость аппарата
	диам. в миллиметров	высота в миллиметров				картофелин. в килограммах	маисового в килограммах
1	800	500	1,6x1.0x1.1	20	2	120	150
2	1 000	650	1.9x1.2 х 1,25	30	3	250	300
3	1 200	750	2.1×1.4х 1.4	40	4.5	400	500
4	1 400	800	2,2х 1,6х 1,4	55	6	600	700

	Б	е л ы й		Палев		Ы ii	Ж	е л т	ы ii	Л е и о i		о м
Физ.-хим. свойства t	экс тра	I	и	экс тра	I	II	экс тра	I	II	экс тра	Г	и	П р и м е ч а п и н
Влаги (R %) яе более Золы в сух. веществе	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
(в %) не более. Кислотность cvx. ве-	0,4	0,6		0,4	0,6		0,4	0,6		0,4	0,6		Колич. золы и крапин дли 11 сорта не устанавливается
щества яе более. Редуцяр. вещества в сухом веществе	40	40	40	40	40	40	40	40	40	40	40	40	см ·/,„ N NaOII с фенолфталеином на 100 г аОс. сухого Д.
(в %) ие более. Растворимость в воде при 17,5° сух. вещества (в %) не	3	3	3	4	4	4	5	5	5	не	уста!	авл.
менее. Колич. крапин на 1 см“ поверхности декстрина, при подсчете невооружен.	60	60	60	92	92	92	95	95	95	95	95	95
глазом, не более.	5	10		5	10		5	10		8	30		Колич. золы и крапин для II сорта не устанавливается

Таблица 7.—С т а н д а р т маисовых декстринов (ОСТ 206).

Физ.-хим. свойства	Б	е л ы	й	Палев		л й	Ж е	лтый		Примечай и я
	экстра	I	II	экстра	I	II	экстра	I	II
Влаги (в %) не более. Золы в сухом веществе	10	10	10	10	10	10	10	10	10
(в %) не более. Кислотность сух. веще-	0,25	0,4		0,25	0.4		0,25	0,4		Колич. золы и крапин для II сорта не устанавливается
ства не более. Редуцпр. вещества в сухом веществе (в %) не	40	40	40	40	40	40	40	40	40	с.и“ Vio N NaOH с фенолфталеином на 100 г абс. сухого Д.
более .. Растворимость в воде при 17,5° сух. вещест-	3	3	3	4	4	4	5	5	5
ва (в %) не менее. Колич. крапин на 1 см“ поверхности Д.при подсчете невооруженным	60	60	60	92	92	92	95	95	95	Колич. золы и крапин для 11 сорта нс устанавливается
глазом, не более.	3	7		3	7		3	12

из Д. приготовляют путем растворения в 25 ч. воды 15 ч. декстрина, 5 ч. уксусной кислоты и 2 ч. сахара. М а р о ч н ы и к л е и приготовляется растворением в 50 ч. воды 20 ч. декстрина, 10 ч. уксусной к-ты, 10 ч. 95°-ного голя. В спичечном производстве Д. употребляют как склеивав щее вещество при приготовлении горючей массы, а также для приготовления намазки, то есть химич. массы, которая употребляется для образования зажигательных поверхностей на спичечных коробках. Растворимый крахмал под маркой Трагаитип употребляется как связывающее средство для формовочной земли при чугунных и стальных отливках.

Декстрин, растворенный в воде, очищенный и затем выделенный из раствора высушиванием, внешним видом напоминает и вполне заменяет естественные растительные камеди (аравийскую камедь, гумми).

Лит.: Крахмалы—ОСТ 201—204, Декстрняы-ОСТ 205—207, 21 1, M., 1928: К а к а В О η Η. Л., Крахмало-паточное, декстриновое и саговое произ-водство, Москва, 1927; Б о 0 к о и П., Стандартизации крахм. продуктов, вырабат. из картофеля, С.-х. кооперация и стандартизация сел.-хоз. продукции. Сборник статей, М., 1927; Ш О р ы г и н II., Химии углеводов и ее применение в промышленности, М.—Л., 192G; II р я я и ш я и к о в Д. И., Химия растения, вып. I—Углеводы я некоторые сопутствующие им вещества,М., 1907; Ullm. Enz., II. 3, р. 749·—772; В г e u е г С., Kitte u. Klebstoffe, 2 АиП., Lpz., 1922; Muspratl’s enzyklopad. Handbucli d. teebn. Chemie, B. 2, Brscllw., 1927. П. Бобков.

Д. в ситцепечатании и в отделке тканей находит широкое применение. Обладая высокой клейкостью, но жидкой консистенцией даже в ¹ _t N растворах, Д. в ситцепечатании применяется с прибавкой других заглушающих веществ, как крахмал и трагант. Д. употребляется, гл. образом, при приготовлении щелочных (кубовых) печатных красок, т. к. он устойчив к щелочам и способствует восстановлению красителей. В аппретуре Д. заменяет крахмал при сортировании окрашенных, гл. обр., в черный цвет товаров, т. к. он при высыхании образует прозрачную пленку, не меняющую глубины черного цвета.

Ilum.: II е г г i n g е г К. Apprcturmittelkunde, Wittenberg- Η., 1 926; I) 6 г i W., Dextrin ais Appre-turrnittel, «Filrber-Ztg», B., 1912, 4. А. Порай-Кошиц.

ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, см. Трансформатор.