Cuisson de l'amidon dans le processus de fabrication du papier

Comme chacun sait, l'amidon est la matière première la plus utilisée pour la fabrication du papier, outre les fibres et les charges. Il comprend l'amidon natif, l'amidon cationique, l'amidon anionique et l'amidon amphotère. Il est largement utilisé pour le renforcement, la rétention, l'encollage de surface, la stabilité des émulsions et d'autres applications.

En temps normal, l'amidon doit être cuit et gélifié avant utilisation. Il existe deux types de cuisson : par lots et en continu. Parmi ces deux types, l'équipement intermittent est plus difficile à contrôler et convient généralement aux applications où la consommation d'amidon est faible. La cuisson continue utilise souvent un cuiseur à jet, qui offre les avantages d'une meilleure uniformité des produits après cuisson, d'une meilleure hydratation des molécules d'amidon, d'un contrôle automatique aisé et d'une économie d'exploitation. C'est pourquoi il est adapté aux applications où la consommation d'amidon est importante.

La cuisson et le collage semblent simples et faciles, mais il y a peut-être des choses que vous ignorez. Je vais maintenant vous expliquer brièvement les trois points suivants :

1. Lors de la dilution de l'amidon sec dans une suspension en suspension, la température de l'eau de dilution doit être contrôlée entre 30 et 38 ℃ pour éviter l'adhérence des granulés d'amidon, sinon cela peut entraîner des problèmes dans le processus de dispersion et de cuisson ultérieur ;
2. Français Dans le processus de cuisson et de collage, à mesure que la température augmente, les particules d'amidon continuent d'absorber l'eau, les liaisons entre les molécules d'amidon sont dissociées ou détruites, et le volume des particules d'amidon continue de se dilater ; la température à laquelle le degré de gonflement est le plus élevé est appelée température de gélatinisation ou de collage, cette température est généralement de 55 à 80 ℃ ; continuez à chauffer l'amidon pour une hydratation supplémentaire, tandis que la viscosité de la solution d'amidon atteint progressivement le maximum ; puis les bords des particules d'amidon commencent à se briser, et les molécules d'amidon sont de petits agrégats La forme migre vers la phase aqueuse, et l'énergie fournie par le chauffage continue de faire entrer les molécules d'eau entre les molécules d'amidon, et les molécules d'amidon obtiennent la meilleure dispersion.
3. La principale différence entre la cuisson et le collage continus et intermittents réside dans le fait que la première utilise une cuisson sous pression (la cuisson et le collage intermittents ne sont généralement pas pressurisés). L'amidon est alors chauffé quelques minutes à une température supérieure au point d'ébullition normal de l'eau, puis la suspension d'amidon passe par une vanne de contre-pression. Lorsque la pression est brusquement relâchée à la pression normale, des turbulences et un cisaillement extrêmement importants sont générés. Les particules d'amidon se rompent rapidement sous l'effet de la différence de pression interne et externe, et leurs molécules sont complètement dispersées et dissoutes. Ce processus est généralement appelé conversion thermomécanique. L'utilisation d'un acide ou d'un oxydant pendant la cuisson est appelée conversion thermochimique, ce qui entraîne généralement une viscosité plus faible. Pour la cuisson continue, les fournisseurs d'amidon recommandent généralement une température de cuisson aussi basse que possible afin d'éviter la dégradation des molécules d'amidon. Une cuisson à une température supérieure à celle requise est appelée surcuisson. En règle générale, la masse moléculaire de l'amidon à une température de cuisson inférieure à 140 °C ne diminue pas significativement.

Parlons maintenant des facteurs qui doivent être contrôlés pendant le processus de cuisson de l'amidon.

1. Température

La cuisson sous pression et le collage ne sont généralement pas utilisés pour la cuisson par lots, et il faut éviter de faire bouillir l'amidon liquide. Il est généralement recommandé de maintenir la température de cuisson entre 88 et 95 °C pendant au moins 20 minutes ; la cuisson continue ne dure généralement que quelques minutes, et la température minimale de cuisson de l'amidon de maïs cireux est de 104 à 116 °C ; pour l'amidon contenant de l'amylose, la température minimale de cuisson doit être comprise entre 116 et 127 °C.

1. Force de cisaillement

Le cisaillement est essentiel pour la cuisson et le collage intermittents. Le mélangeur-mélangeur offre la force de cisaillement la plus faible possible afin de maintenir un transfert de chaleur uniforme et d'éviter une cuisson excessive ou insuffisante localement, tout en dispersant complètement les molécules d'amidon. Le cisaillement de la cuisson par jet continu est assuré par le flux de la suspension d'amidon dans la conduite (mélangée uniformément à la vapeur de chauffage) et la soupape de contre-pression (pour une efficacité de chauffage optimale et une température uniforme).

1. Pression

La vapeur utilisée pour la cuisson et le pâtissage intermittents est généralement à pression normale ou légèrement supérieure. En revanche, en cuisson et pâtissage continus, la vapeur est généralement à pression normale ou légèrement supérieure. En cuisson continue par jet, la pression est comprise entre 103 et 138 kPa, voire plus, et influence grandement les résultats de cuisson. Les fluctuations de pression de vapeur entraînent des variations de pression et de température de cuisson, ce qui affecte la qualité de l'amidon gélatinisé.

1. Du contenu solide

En raison des limites de capacité et d'efficacité de chauffage, ainsi que de la viscosité maximale élevée, la teneur en solides des cuissons intermittentes et des pâtes est généralement inférieure à celle des cuissons continues. La première est généralement de 4 à 6 %, et la seconde de 8 à 15 %, voire plus.

1. Viscosité apparente

Les différentes méthodes de cuisson et de collage ont un impact plus important sur la viscosité apparente. En général, plus l'apport de chaleur est important pendant la cuisson, meilleure est la dispersion des molécules d'amidon. À teneur en solides égale, la viscosité de l'amidon gélatinisé obtenu par cuisson à jet continu est inférieure à celle obtenue par cuisson par lots. Cela ne s'explique pas par la dégradation des molécules d'amidon, mais par leur enchevêtrement après gélatinisation. Il est donc préférable de les dissocier.

1. Contrôle de la qualité de l'amidon gélatinisé

Un microscope permet d'observer l'homogénéité de l'amidon gélatinisé et la présence de granules d'amidon. Un amidon gélatinisé de bonne qualité est translucide (la suspension d'amidon non cuite est d'un blanc laiteux). La teneur en solides peut être mesurée au réfractomètre (rapide) ou par séchage (précise).