Amido de cozimento no processo de fabricação de papel

Como todos sabemos, o amido é o componente mais utilizado como matéria-prima para a fabricação de papel, além de fibras e cargas. Ele inclui amido nativo, amido catiônico, amido aniônico, amido anfotérico, etc., sendo amplamente utilizado para obter reforço, retenção, colagem de superfície, estabilidade de emulsões, entre outros fins.

Em circunstâncias normais, o amido precisa ser cozido e pasteurizado ou gelatinizado antes do uso. Existem dois tipos de cozimento de amido: em batelada e contínuo. Dentre eles, o equipamento intermitente é mais difícil de controlar e geralmente é adequado para ocasiões em que o consumo de amido é pequeno. O cozimento contínuo geralmente utiliza um fogão a jato, que apresenta as vantagens de produtos mais uniformes após o cozimento, hidratação mais completa das moléculas de amido, fácil controle automático e boa economia operacional. Por isso, é adequado para ocasiões em que o consumo de amido é grande.

A etapa de cozinhar e colar parece simples e fácil, mas pode haver algumas coisas que você não saiba. Agora, vou explicar brevemente os três pontos a seguir:

1. Ao diluir amido seco em uma suspensão, a temperatura da água de diluição deve ser controlada entre 30-38℃ para evitar a adesão de grânulos de amido, caso contrário, pode causar alguns problemas no processo de dispersão e cozimento subsequente;
2. No processo de cozimento e colagem, à medida que a temperatura aumenta, as partículas de amido continuam a absorver água, as ligações entre as moléculas de amido são dissociadas ou destruídas, e o volume das partículas de amido continua a se expandir; a temperatura na qual o grau de inchaço é maior é chamada de temperatura de gelatinização ou colagem, essa temperatura é geralmente de 55-80 ℃; continue a aquecer o amido para hidratação adicional, enquanto a viscosidade da solução de amido atinge gradualmente o máximo; então as bordas das partículas de amido começam a se quebrar, e as moléculas de amido são pequenos agregados. A forma migra para a fase aquosa, e a energia fornecida pelo aquecimento continua a fazer com que as moléculas de água entrem entre as moléculas de amido, e as moléculas de amido obtêm a melhor dispersão.
3. A diferença significativa entre cozimento e colagem contínuos e intermitentes é que o primeiro utiliza cozimento sob pressão (cozimento e colagem intermitentes geralmente não são pressurizados), ou seja, o amido é aquecido por alguns minutos a uma temperatura superior ao ponto de ebulição normal da água e, em seguida, a suspensão de amido é passada por uma válvula de contrapressão. Quando a pressão é repentinamente liberada para a pressão normal, turbulência e cisalhamento extremamente altos são gerados. As partículas de amido se rompem rapidamente sob a ação da diferença de pressão interna e externa, e suas moléculas são completamente dispersas e dissolvidas. Esse processo é geralmente chamado de processo de conversão termomecânica. Se um ácido ou oxidante for usado durante o cozimento, o processo é chamado de processo de conversão termoquímica, que geralmente resulta em uma viscosidade mais baixa. Para cozimento contínuo, os fornecedores de amido geralmente recomendam que a temperatura de cozimento seja a mais baixa possível para evitar a degradação das moléculas de amido. Cozinhar a uma temperatura mais alta do que a realmente necessária é chamado de cozimento excessivo. De modo geral, o peso molecular do amido em temperaturas de cozimento abaixo de 140 °C não será reduzido significativamente.

Agora vamos falar sobre os fatores que precisam ser controlados durante o processo de cozimento do amido.

1. Temperatura

O cozimento sob pressão e a colagem geralmente não são utilizados para cozimento em lote, e o amido líquido deve ser evitado em ebulição. Recomenda-se, em geral, que a temperatura de cozimento seja controlada entre 88 e 95 graus Celsius e mantida por pelo menos 20 minutos; o cozimento contínuo geralmente leva apenas alguns minutos, e a temperatura mínima de cozimento do amido de milho ceroso é controlada entre 104 e 116 graus Celsius; se for amido contendo amilose, a temperatura mínima de cozimento deve ser controlada entre 116 e 127 graus Celsius.

1. Força de cisalhamento

O cisalhamento é muito importante para cozimento e empastamento intermitentes. O misturador fornece a menor força de cisalhamento para manter a transferência de calor uniforme e evitar cozimento excessivo ou insuficiente em áreas específicas, dispersando completamente as moléculas de amido. O cisalhamento do cozimento a jato contínuo é proporcionado pelo fluxo da suspensão de amido na tubulação (misturada uniformemente com o vapor de aquecimento) e pela válvula de contrapressão (para obter a melhor eficiência de aquecimento e temperatura uniforme).

1. Pressão

O vapor utilizado no cozimento e na colagem intermitentes geralmente está apenas à pressão normal ou ligeiramente acima da pressão normal. O vapor utilizado no cozimento e na colagem contínuos geralmente está apenas à pressão normal ou ligeiramente acima da pressão normal. A pressão utilizada no cozimento a jato contínuo está entre 103-138 kPa ou até mais, e a pressão do vapor tem grande influência nos resultados do cozimento. A flutuação da pressão do vapor leva a alterações na pressão e na temperatura do cozimento e, em última análise, afeta a qualidade do líquido de amido gelatinizado.

1. Conteúdo sólido

Devido à limitação da capacidade de aquecimento, da eficiência de aquecimento e da alta viscosidade de pico, o teor de sólidos do cozimento e da colagem intermitentes é geralmente menor do que o do cozimento contínuo. O primeiro é geralmente de 4% a 6%, e o último, de 8% a 15% ou até mais.

1. Viscosidade aparente

Diferentes métodos de cozimento e empastamento têm maior impacto na viscosidade aparente. Geralmente, quanto maior a entrada de calor durante o processo de cozimento, melhor será a dispersão das moléculas de amido. Sob a mesma condição de teor de sólidos, a viscosidade do amido gelatinizado obtido por cozimento a jato contínuo é menor do que a obtida por cozimento em batelada, mas a razão não é a degradação das moléculas de amido, mas o entrelaçamento das moléculas de amido após a gelatinização. É melhor dissociar.

1. Inspeção de qualidade de amido gelatinizado

Um microscópio pode ser usado para observar se o amido gelatinizado é uniforme e se há grânulos de amido; a aparência de um bom amido gelatinizado é translúcida (a suspensão de amido cru é branca leitosa). O teor de sólidos pode ser medido com um refratômetro (rápido) ou pelo método de secagem (preciso).