Подвергнутый реакционной поверхностной обработке карбонат кальция как содействующая экструзии добавка - RU2019101791A
Код документа: RU2019101791A
Формула
1. Способ получения вспученного материала на основе полисахаридов, причем способ, включающий следующие стадии:
(а) получения по меньшей мере одного содержащего полисахариды размолотого материала, за исключением волокнистых содержащих целлюлозу материалов;
(b) получения по меньшей мере одной содействующей экструзии добавки;
(с) объединения содержащего полисахариды размолотого материала, полученного в стадии (а), и содействующей экструзии добавки, полученной в стадии (b), для получения смеси; и
(d) вспучивания смеси, полученной в стадии (с), с помощью экструдера для получения вспученного экструдата на основе полисахаридов;
отличается тем, что указанная содействующая экструзии добавка, полученная в стадии (b), представляет собой подвергнутый реакционной поверхностной обработке карбонат кальция, причем подвергнутый реакционной поверхностной обработке карбонат кальция представляет собой продукт реакции размолотого природного карбоната кальция (GNCC) или осажденного карбоната кальция (PCC), обработанного CO2 и одним или многими донорами H3O+-ионов, и причем CO2 образуется in situ в результате обработки донорами H3O+-ионов, и/или подводится от внешнего источника.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что
(i) полисахарид представляет собой гомополисахарид, предпочтительно крахмал; и/или
(ii) содержащий полисахарид размолотый материал, приготовленный в стадии (а), включает ячмень, кукурузу (маис), овес, рис, рожь, полбу, пшеницу, амарант, киноа, просо, или их смеси, содержащий полисахарид размолотый материал предпочтительно выбирается из крупы, семолины или муки ячменя, кукурузы (маиса), овса, риса, ржи, полбы, пшеницы, амаранта, киноа, проса, или их смесей, и более предпочтительно содержащий полисахарид размолотый материал представляет собой муку кукурузы (маиса), пшеничную муку, муку из ядер орехов, или их смеси.
3. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что один или многие доноры H3O+-ионов выбираются из:
(i) сильных кислот, имеющих значение pKa 0 или менее при температуре 20°С; и/или
(ii) кислот средней силы, имеющих значение pKa от 0 до 2,5 при температуре 20°С; и/или
(iii) слабых кислот, имеющих значение pKa свыше 2,5, и меньшее или равное 7 при температуре 20°С, связанное с ионизацией их первого из имеющихся водорода, причем соответствующий анион образуется при потере этого первого из имеющихся водорода и способен формировать водорастворимую соль кальция, и причем дополнительно предусматривается по меньшей мере одна водорастворимая соль, которая в случае водородсодержащей соли имеет значение pKa свыше 7 при температуре 20°С, связанное с ионизацией первого из имеющихся водорода, и анион соли из которой способен формировать водонерастворимые соли кальция.
4. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что подвергнутый реакционной поверхностной обработке карбонат кальция получается способом, включающим следующие стадии:
(а) формирования суспензии размолотого природного карбоната кальция (GNCC) или осажденного карбоната кальция (PCC);
(b) добавления по меньшей мере одной кислоты, имеющей значение pKa 0 или менее при температуре 20°С, или имеющей значение pKa от 0 до 2,5 при температуре 20°С, к суспензии, образованной в стадии (а); и
(с) обработки суспензии, образованной в стадии (а), действием СО2 до, во время или после стадии (b).
5. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что подвергнутый реакционной поверхностной обработке карбонат кальция получается способом, включающим следующие стадии:
(а) получения размолотого природного карбоната кальция (GNCC) или осажденного карбоната кальция (PCC);
(b) получения по меньшей мере одной водорастворимой кислоты;
(с) получения газообразного СО2; и
(d) взаимодействия указанного GNCC или PCC, полученного в стадии (а), по меньшей мере одной кислоты, полученной в стадии (b), и газообразного СО2, полученного в стадии (с),
отличающимся тем, что (i) по меньшей мере одна кислота, полученная в стадии (b), имеет значение pKa свыше 2,5, и меньшее или равное 7 при температуре 20°С, связанное с ионизацией ее первого из имеющихся водорода, и соответствующий анион образуется при потере этого первого из имеющихся водорода и способен формировать водорастворимую соль кальция; и (ii) последующее взаимодействие по меньшей мере одной водорастворимой кислоты, полученной в стадии (b), и GNCC или PCC, полученного в стадии (а), дополнительно образует по меньшей мере одну водорастворимую соль, которая в случае водородсодержащей соли имеет значение pKa свыше 7 при температуре 20°С, связанное с ионизацией первого из имеющихся водорода, и анион соли из которой способен формировать водонерастворимые соли кальция.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что:
(i) природный карбонат кальция выбирается из группы, состоящей из мрамора, мела, доломита, известняка, и их смесей; и/или
(ii) осажденный карбонат кальция включает минералогические кристаллические формы арагонита, фатерита или кальцита, или их смеси.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что содействующая экструзии добавка имеет:
(i) объемный медианный диаметр зерен d50(объем) от 1 до 75 мкм, предпочтительно от 1,5 до 50 мкм, более предпочтительно от 2 до 40 мкм, и наиболее предпочтительно от 2,5 до 7,0 мкм; и/или
(ii) объемный диаметр зерен d98 (объем) от 2 до 150 мкм, предпочтительно от 4 до 100 мкм, более предпочтительно от 6 до 80 мкм, еще более предпочтительно от 8 до 60 мкм, и наиболее предпочтительно от 10 до 30 мкм.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что содействующая экструзии добавка имеет удельную площадь поверхности от 15 до 200 м2/г, предпочтительно от 27 до 180 м2/г, более предпочтительно от 30 до 160 м2/г, еще более предпочтительно от 45 до 150 м2/г, и наиболее предпочтительно от 48 до 140 м2/г, по измерению с использованием азота и метода BET согласно стандарту ISO 9277:1995.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что смесь, полученная в стадии (с), содержит от 0,01 до 10 вес.%, предпочтительно от 0,05 до 5 вес.%, более предпочтительно от 0,1 до 2 вес.%, и наиболее предпочтительно от 0,2 до 1,8 вес.% содействующей экструзии добавки, полученной в стадии (b), в расчете на общий сухой вес указанной смеси.
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что в стадии (d):
(i) смесь, полученная в стадии (с), нагревается до температуры от 100°С до 150°С, предпочтительно от 105°С до 140°С, более предпочтительно от 110°С до 135°С, и наиболее предпочтительно от 115°С до 130°С; и/или
(ii) экструдер работает при минимальном давлении 0,5 МПа, предпочтительно 2,5 МПа, более предпочтительно 3,5 МПа, еще более предпочтительно 5 МПа, еще более предпочтительно 5,5 МПа, и наиболее предпочтительно 6 МПа; и/или
(iii) экструдер работает при максимальном давлении 10 МПа, предпочтительно 8 МПа, более предпочтительно 7,5 МПа, еще более предпочтительно 6 МПа, и наиболее предпочтительно 5 МПа.
11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что смесь, полученная в стадии (с), дополнительно содержит следующие добавки:
(i) воду, предпочтительно в количестве от 0,01 до 15 вес.%, более предпочтительно от 0,1 до 10 вес.%, и наиболее предпочтительно от 0,2 до 5 вес.%; и/или
(ii) цельные зерна, предпочтительно в количестве от 0,1 до 30 вес.%, более предпочтительно от 0,5 до 20 вес.%, и наиболее предпочтительно от 1 до 15 вес.%; и/или
(iii) сахарозу, предпочтительно в количестве 0,01 до 20 вес.%, более предпочтительно от 0,1 до 10 вес.%, и наиболее предпочтительно от 0,2 до 5 вес.%; и/или
(iv) хлорид натрия, предпочтительно в количестве от 0,001 до 5 вес.%, более предпочтительно от 0,01 до 2 вес.%, и наиболее предпочтительно от 0,1 до 1 вес.%;
в каждом случае в расчете на общий сухой вес указанной смеси.
12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что способ дополнительно включает стадию (е) переработки вспученного экструдата на основе полисахаридов, полученного в стадии (d), в:
(i) пищевой продукт для потребления человеком, предпочтительно в сухие завтраки и/или закуски; или
(ii) пищевой продукт для потребления животными, предпочтительно корм для домашних животных, и более предпочтительно корм для рыб, корм для птиц, корм для собак и/или корм для кошек; или
(iii) упаковочный материал.
13. Применение подвергнутого реакционной поверхностной обработке карбоната кальция для получения вспученного материала на основе полисахаридов, за исключением волокнистых содержащих целлюлозу материалов, причем подвергнутый реакционной поверхностной обработке карбонат кальция представляет собой продукт реакции размолотого природного карбоната кальция (GNCC) или осажденного карбоната кальция (PCC), обработанного CO2 и одним или многими донорами H3O+-ионов, и причем CO2 образуется in situ в результате обработки донорами H3O+-ионов, и/или подводится от внешнего источника.
14. Применение по п. 13, отличающееся тем, что содействующая экструзии добавка имеет:
(i) объемный медианный диаметр зерен d50(объем) от 1 до 75 мкм, предпочтительно от 1,5 до 50 мкм, более предпочтительно от 2 до 40 мкм, и наиболее предпочтительно от 2,5 до 7,0 мкм; и/или
(ii) объемный диаметр зерен d98 (объем) от 2 до 150 мкм, предпочтительно от 4 до 100 мкм, более предпочтительно от 6 до 80 мкм, еще более предпочтительно от 8 до 60 мкм, и наиболее предпочтительно от 10 до 30 мкм.
15. Применение по любому из пп. 13 и 14, отличающееся тем, что содействующая экструзии добавка имеет удельную площадь поверхности от 15 до 200 м2/г, предпочтительно от 27 до 180 м2/г, более предпочтительно от 30 до 160 м2/г, еще более предпочтительно от 45 до 150 м2/г, и наиболее предпочтительно от 48 до 140 м2/г, по измерению с использованием азота и метода BET согласно стандарту ISO 9277:1995.
16. Вспученный материал на основе полисахаридов, за исключением волокнистых содержащих целлюлозу материалов, получаемый согласно способу по любому из пп. 1-12.
17. Вспученный материал на основе полисахаридов по п.16, отличающийся тем, что указанный материал проявляет:
(i) индекс расширения F от 5 до 30, предпочтительно от 8 до 25, более предпочтительно от 10 до 20, и наиболее предпочтительно от 12 до 18; и/или
(ii) хрусткость от 25 до 50 Н, предпочтительно от 30 до 48 Н, более предпочтительно от 32 до 45 Н, и наиболее предпочтительно от 35 до 40 Н, по измерению анализатором текстуры TA.HDplus от фирмы Stable Micro Systems, оснащенным ячейкой Крамера Shear с 10 лезвиями.
