Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02231072 1998-03-27
WO 97/1197~l - 1 - PCT/CH96/00333
Procédé de préparation de farine de grains de guar pure
],'objet de la présente invention est un procédé de
pr.éparatiorl de farine de grains de guar, qui, lorsqu'elle est
présente sous forme dissout:e dans l'eau, fournit une solution
transparent:e à viscosité elevée, le procédé fournissant, en
dépit d'une purification approfondie, de bons rendements en
farine pure. Les solutions -transparentes, à viscosité élevée de
farine de grains de guar pure ont une grande importance avant
tout dans ]'industrie des produits alimentaires.
La farine de grains de guar est utilisée en tant
qu'agent epaississant dans le secteur des textiles et des
explosifs, en tant que liant dans l'industrie du papier, en
tant qu'agent de floculation lors du traitement des minerais et
en tant qu'adjuvant lors dle l'extraction du gaz naturel et du
pétrole, dans le domaine F)harmaceutique et cosmétique, et en
tant qu'aaent épaississant:, émulsifiant et co-stabilisateur
dans le domaine de l'industrie des produits alimentaires et de
la technologie des produits alimentaires.
En pharmacie, on utilise la farine de grains de guar
en vue de l'enrobage par pulvérisation, par exemple, de
vitamines, pour augmenter leur stabilité de stockage.
L'utilisation de la farine de grains de guar garantit de
surcroît, dans les aérosols, une répartition presque
monomolécu:Laire des agents actifs et une résorption uniforme,
de ce fait améliorée, ce qlui est souhaitable dans le cas des
agents de traitement de l'asthme et de divers agents
antiallerg:Lques. Grâce à la teneur en protéines
extraordinairement faible de la farine de grains de guar pure,
i:L n'existe aucun risque relatif à la formation d'une réaction
a:Llergique relative à un medicament contenant cette substance.
Des appli/ations supplémentaires dans ce domaine sont la
formulation de pilules à retard et en tant qu'agent de
3~ d:iminution du niveau de cholestérol. Dans le domaine médical,
on utilise également la Earine de grains de guar en tant
CA 02231072 1998-03-27
qu'émulsifiant et en tant que stabilisateur dans les agents de
contraste.
I,a farine de grains de guar s'est avérée être
également, entre autres choses, un agent diététique idéal,
parce que ses éléments constitutifs, ce que l'on appelle les
galactomannanes, ne sont pas attaqués par les enzymes de
l'estomac et de l'intestin humains. On pouvait s'y attendre
dans la mesure où ni les mannanases-bêta, ni les
galactosidases-a, qui seraient nécessaires au clivage de ces
éléments constitutifs, ne se trouvent dans le système digestif
humain jucqu'au gros intestin. Du fait que les éléments
constitutifs de la farine de grains de guar ne participent pas
au métabolisme humain, la farine de grains de guar ne peut être
considérée d'aucune manière comme étant un agent porteur ou un
agent d'apport de calories. Du fait que la farine de grains de
guar est composée de polysaccharides complètement neutres,
c'est-à-dire de manière plus précise de galactomannanes, qui ne
présentent ni acide uronique, ni d'autres groupements
ionogènes, ceux-ci constituent du point de vue physiologique un
matériau ccmplètement inoffensif.
Un avantage supplémentaire pour ce qui est son
utilisation en tant qu'addit:if des produits alimentaires est sa
complète neutralité de goût. On l'utilise dans les produits
alimentaires ou les boissons à teneurs réduites en calories ou
en graisse-s, qui sont souvent ressenties par le consommateur
comme étant "minces". L'add:Ltion de farine de grains de guar à
ces produits leur confère une consistance "plus crémeuse". Lors
de la fabrication de jus d~e fruits, on utilise la farine de
grains de guar, pour remettre en suspension de manière homogène
la pulpe de fruit, dans les puddings et les crèmes, elle sert
en tant qu'agent épaississant, dans les crèmes glacées, les
milk-shakes, les mousses et autres produits similaires, elle
sert d'agent d( stabilisation.
Dans les préparat:ions classiques de farine de grains
de guar, seule une interaction moléculaire faible vis-à-vis du
biopolymère xanthane était à signaler. Lors du mélange de ces
CA 02231072 1998-03-27
deux colloïdes, il se procluisait certes une augmentation par
synergie de la viscosité, une formation spécifique de gel comme
dans le CclS de la caroubine, de la farine de caroube et du
xanthane ne se produisant toutefois pas. Quand on chauffe
ensemble des mélanges dans un rapport 1:1 de farine de grains
de guar conformément à l'invention et de xanthane, et que l'on
refroidit a 4~C (température du réfrigérateur), il se forme un
gel. Un avantage de cette combinaison de farine de grains de
guar et de xanthane consiste en ce que le gel de ces deux
composants fond à la temp~rature du corps et qu'il est par
conséquent remarquablement approprié ~ la fabrication de
produits alimentaires du l_ype gelée, en tant que substance
vecteur lors de l'administration de médicaments sous forme de
suppositoires et similaires. On utilise de surcroît
conjointement la farine de grains de guar et le xanthane en
tant que co-stabilisateurs au cours de la préparation
d'assaisonnements de salade, parce que cette combinaison, par
opposition à la farine de grains de guar, quand elle est
employée seule, est r~ésistante aux acides.
On extrait la farine de grains de guar de
l'endosperme du haricot de guar ~ Cyamopsis tetragonobolus) . La
farine de grains de guar se compose dans une grand mesure de
galactomannanes, c'est-à-dire de polysaccharides, dont la
chaîne principale est reliée dans la direction 1->4 par des
2~ liaisons bl~ta-glucosidiques et se compose de mannose, qui est
relié au galactose par d~es groupements OH primaires. Le
rapport du mannose non c;ubstitué au mannose substitué au
galactose est d'environ 2:1,, les unités substituées n'étant pas
ordonnées strictement en allernance, mais en groupes de deux ou
trois dans les molécules de polygalactomannane. Les
galactomannanes de guar forment, déjà en concentrations faibles
dans l'eau, des solutions à viscosité élevée. Des solutions à 1
pour cent en poids de farine de grains de guar commerciale dans
l'eau donnent des viscosités d'environ 3 000 à 6 000 mPa.s.
I,es galactomannanes de guar sont subdivisées en
raison de différences chimiques et physico-chimiques en
CA 02231072 1998-03-27
-- 4
galactomannanes solubles dans l'eau froide, solubles dans l'eau
chaude et insolubles.
En vue de l'obtention et de la purification de la
farine de grains de gua;c, on traite la semence de guar
mécaniquement, avec obtention environ de 35 parties de moitiés
impures d'endosperme de guar et environ de 60 parties de farine
de germe de guar. La farine de germe de guar se compose, pour
l'essentiel, du germe de :La semence, de la peau du haricot,
arraché par abrasion, et de petites parties d'endosperme.
L'endosperme entoure le germe complètement et est à son tour
entouré par la peau de la semence. Une couche cellulaire, riche
en protéin,es, similaire à un aleurone, entoure l'endosperme,
dont les cellules SOIIt imbriquées étroitement avec
l'endosperme. Cette couche riche en protéines arrive en bordure
de la peau de la semence.
Les moitiés d'endosperme impures peuvent être
purifiées plus à fond mécaniquement et fournissent des
fragments ~e qualité différente pour ce qui est de leur teneur
en protéine, de leurs conc;tituants non hydrolysables par les
acides ~A.I.R.) ainsi que cle la teneur en peau. La désignation
"split", usuelle dans les milieux professionnels, est
l'équivalent du concept de "moitiés d'endosperme".
~ 3ien que la farine de grains de guar soit déjà
largement utilisée en tant qu'agent épaississant, on souhaite
améliorer son degré de pureté et, ce qui va en parallèle, ses
propriétés physiques et physiologiques. La pureté de la farine
de grains de guar est d'une grande importance, en particulier,
pour son utilisation dans le domaine des produits alimentaires.
Une meilleure utilisation des constituants principaux de
l'endosperrne serait souhaitable également, de sorte que ceux-
ci puissent être utilisés plus fréquemment dans les branches
industrielles correspondantes, à la place de dérivés de la
cellulose solubles de manière transparente dans l'eau ou
d'autres polysaccharides ou de polymères synthétiques solubles
de manière transparente dans l'eau.
CA 02231072 1998-03-27
Si on dissout dans l'eau à une température de 25~C ou
de 86 à 8'3~C pendant 10 m:inutes les produits se composant de
farine de grains de guar pure, disponibles à l'heure actuelle
sur le marché, mis sous forme de farine, on obtient des
solutions troubles. Si le matériau insoluble de ces solutions
est éliminé par centrifugalion à des forces de centrifugation
élevées (> 35 000 x g), on constate que 23 - 35 % de la farine
de grains de guar consiste en un matériau éliminé par
centrifugal:ion.
Des examens microscopiques ont montré que le matériau
éliminé par centrifugation se compose principalement de
'fragments de peau, de corps de protéines, de cellules
périphériques insolubles, de cellules intactes non désagrégées
de l'endosperme interne et d'autres impuretés du split,
respectivement de la sernence. Une formation de dérivés
chimiques de la farine de grains de guar (éthérification,
hydroxypropylation, transformation en cations, etc) rend
possible la préparation de produits ayant un comportement de
dissolution considérablement amélioré dans l'eau et, par
conséquent, une transparence plus élevée, des solutions.
Un des procédéc utilisés jusqu'ici en vue de
l'obtention de farine de grains de guar pure utilise des
solvants chlorés, comme par exemple le trichloréthylène (voir
le document EP 0 130 946, société Meyhall Chemical AG). La
solution a été fractionnée tout simplement en la laissant au
repos ou par centrifugation, une fraction riche en protéines
(fraction flottante) se forrnant en l'occurrence et une fraction
pauvre en protéines (fraction tombante) formant un dépôt.
On a pu démontrer que la fraction flottante
supérieure d'endosperme transformée en farine, comme le guar
CSA 200/50, peut se composer jusqu'à 25 % de protéines, et que
la fraction tombante, qui constitue 75 % de la farine pure,
contient environ de 1,5 à 1,6 % de protéines. La fractior
tombante est appropriée par exemple à la préparation de dérivés
'cationiquec, qui, après :Leur dissolution, fournissent des
solutions aqueuses transparentes. L'inconvénient de ce procédé
CA 02231072 1998-03-27
est le fait que des fragments de peau finement moulus sont
également présents dans la ~Eraction tombante.
Vn inconvénient supplémentaire est l'utilisation de
solvants halogénés, parce qu'un poids spécifique de 1,47 à
1,48 kg/l est nécessaire. :Les protéines possèdent une densité
de 1,3 kg/l et les galactomannanes une densité de 1,5 à
1,55 kg/l, selon la teneur en humidité. La farine de grains de
guar préparée grâce au procédé décrit ici est appropriée
principalement à des applications techniques, dans le domaine
des produit:s alimentaires, cette farine de grains de guar n'est
probablement pas utilisable, parce que les résidus du solvant
halogéné utilisé, subsistent dans le produit final, 10 ppb
pouvant être détectés dans des fractions extraites à l'aide
d'éthanol. Les solvants halogénés sont toxiques et corrosifs à
divers degrés et pos:3èdent souvent des propriétés
allergisantes. On devrait également renoncer à ce procédé pour
des raisons écologiques.
Un autre procédé en vue de la préparation de farine
de grains de guar pure a déjà été suggéré en 1969. Il
consistait à un traitement aux alcalins de splits regonflés à
des températures élevées, 100 parties d'alcalins ayant été
absorbés par 100 parties de SSP. La forte quantité d'alcalins,
c'est-à-dire NaOH, a du êt:re éliminée par lavage. Ceci a été
effectué à l'aide d'eau froide dans un rapport de 1:80 (SSP:H2O)
et dans une étape de déshydratation à l'aide d'isopropanol
(IPA), dans lequel le NaOH restant du split purifié est
simultanément neutralisé à l'aide d'acide acétique.
~ près la mouture, on a obtenu une farine de grains de
guar pur de haute qualité dans un rendement de 60-70%, sur la
base de la matière première SSP (split simplement purifié). Ce
procédé a été amélioré en 1969 par Stein, Hall & Co, Long
Island City, New York. Le procédé de lavage de l'époque à
l'aide d'eau se basait sur ce procédé. Le but de ce procédé de
purification de dérivés de guar est d'éliminer les fragments de
peau et les couches cellulaires périphériques, ainsi que
d'éliminer les produits secondaires des réactions
CA 02231072 1998-03-27
d'éthérific:ation diverses (hydroxypropylation,
carboxyméthylation, et formation de cations et/ou leurs
combinaisons).
E,n dépit du procé(~é de purification approfondi décrit
ci-dessus, il n'a pas éte5 possible d'obtenir jusqu'ici de
manière économique de la farine de grains de guar pure, non
obtenue par l'intermédiaire de dérivés, qui fournisse une
solution aqueuse transparente à viscosité élevée avec,
simultanément, de bons rende!ments.
I.es inconvénients des procédures utilis~es jusqu'ici
de purification et d'obtent.ion de farine de grains de guar pur
sont:
1. des pertes importantes de portions d'endosperme précieuses
lors de la purification mécanique et de ce fait des rendements
.faibles en farine de grains de guar pur par rapport au produit
de départ;
2. des fragments de peau, qui se trouvent encore toujours
dans les cliverses qualités de split et qui gênent dans une
grande mesure la fonctionnalité des produits finis modifiés;
3. des cellules périphériques, riches en protéines, de la
couche d'aleurone, qui se gonflent à peine dans l'eau et qui
influencent également négativement la fonctionnalité du produit
fini;
4. la présence d'autres impuretés des semences de guar, comme
des particules de bois, qui ne devraient pas être présentes.
Cn souhaitait par conséquent de manière urgente le
développement d'un procédé de préparation de farine de grains
de guar pure, qui élimine les inconvénients cités ci-dessus et
qui fournisse de la farine de grains de guar pure à de bons
rendements, qui fournisse, après sa dispersion dans l'eau, une
solution transparente à viscosité élevée, qui trouve
application avant tout par exemple dans l'industrie des
produits a:Limentaires, dans l'industrie pharmaceutique, dans
l'industrie des peintures et des enduits ainsi qu'au cours de
l'extractio:n du pétrole.
CA 02231072 1998-03-27
Le but de la présente invention est de satisfaire aux
exigences ci-dessus, c'est-à-dire d'obtenir, grace à un nouveau
procédé de préparation, de bons rendements en farine de grains
de guar pure, appropriée en particulier à l'industrie des
produits alimentaires, laquelle farine fournit des solutions
aqueuses t:ransparentes à vi3cosité élevée.
Le procédé selon l'invention de préparation de farine
de grains de guar pure est défini dans la revendication 1 et
comprend les étapes suivantes:
1() ~a) traitement des splits de guar à l'aide d'acide;
(b) lavage à une ou à plusieurs reprises des splits traités à
l'acide à l'aide d'eau et:/ou neutralisation à l'aide d'une
solution aLcaline aqueuse;
(c) traitement des splits à l'aide d'une solution alcaline
aqueuse;
(d) lavage des splits à l'aide d'eau;
(e) déshydratation des splits à l'aide d'une solution
alcoolique aqueuse.
Une première condition préalable en vue de
l'obtention de farine de grains de guar pure est l'amélioration
du produit de départ, ce que l'on appelle les splits. Les
splits recouverts de peau devraient constituer jusqu'à 42,5
pour cent en poids de la semence. Les portions d'endosperme de
peau superposées, qui constituent 13,5 pour cent en poids de la
semence, sont, pour l'essentiel, insolubles dans l'eau. Le
germe de la semence comprend les 44 % restants. Ces indications
quantitatives montrent que le rendement théorique en splits
utilisables pour l'invention sans peau et sans portions
superposées est de 32 %.
I,a farine de gra:ins de guar pure selon l'invention
est prépart~e, le plus avantageusement, à partir de splits, qui
ont une teneur en protéines de 4,2 % et une proportion de A.I.R
de 1,8 %.
La farine de grains de guar pure, dont le produit de
départ conl-ormément à l'invention se compose de préférence de
splits ayant la pureté la plus élevée qui soit à disposition à
CA 02231072 1998-03-27
l'heure actuelle, peut être préparée, à température ambiante ou
à des temp~ratures plus élevées d'après un traitement à l'acide
en utilisant de l'acide sulfurique de 70 à 96 %, de préférence
à 96 % (de 8 à 12 % sur la base du poids de split). Si la
concentration de l'acide sulfurique est choisie inférieure à 70
pour cent en poids, on ob~tient des rendements inférieurs en
produits de guar purs, qui présentent en outre également des
viscosités inférieures.
:La succession des divers étapes de traitement après
le traitement à l'acide pet~t être variée, la farine de grains
de guar ré~ultante ayant des propriétés différentes pour ce qui
est de son comportement de viscosité, de sa transparence, de sa
teneur en protéines et en A.I.R. La succession des étapes de
traitement peut être choisie par exemple parmi les séquences
techniques suivantes, pour ne citer que quelques possibilités:
1. lavage - traitement alcalin - lavage - déshydratation et,
le cas échéant, neutralisation, de préférence à l'aide d'un
acide organique - séchage et:/ou mouture.
2. neutralisation des sp:Lits traités à l'acide - lavage -
traitement alcalin - lavage - déshydratation et, le cas
échéant, neutralisation, de préférence à l'aide d'un acide
organique - séchage ettou mouture.
I)ne déshydratation à l'aide d'alcool isopropylique ou
d'un autre alcool comme le méthanol, l'éthanol, l'alcool
n-propylique, l'alcool n-butylique et similaires est un
"impératif'' absolu, si l'on veut préparer de bons produits. ~n
traitement à l'AIP améliore la transparence des solutions
aqueuses de farine de grains de guar. On peut effectuer, le cas
échéant, simultanément au traitement à l'AIP, une
neutralisation à l'aide d"~cide acétique à 99 % ou à l'aide
d'un autre soi-disant acide de produit alimentaire comme
l'acide citrique, l'acide tartrique, l'acide formique ou
similaire.
I,e degré d'humidification pendant la mouture
influence de manière considérable les propriétés du produit
fini farineux. La quantité des polysaccharides solubles est
, CA 02231072 1998-03-27
-- 10 --
d'autant plus forte, c'est-à-dire le rendement en
galactomannanes actifs est d'autant plus élevé, que la teneur
en humidité est plus élevée dans la limite d'une mesure
techniquement réalisable. Ceci peut s'expliquer par
l'augmentation du volume cellulaire en raison du degré élevé
d'humidifi-ation. Pendant la mouture, on force les cellules
gonflées a travers un orifice ou un interstice défini, la
cellule me!mbranaire pouvant se déchirer, à condition que les
particules gonflées soient considérablement plus grandes que
les orifices (l'élasticité des cellules joue également un rôle
important). Lors de la préparation de solutions dans l'eau, on
libère les galactomannanes des cellules détruites de cette
façon, ce qui n'est pas le cas pour des cellules non détruites.
Dans ces cas, les galactomannanes restent au sein des cellules
intactes et ne contribuent pas de manière active à la viscosité
des solutions.
Une teneur en humidité d'environ 72 à 75 % est
acceptable lors de la mou-ture pour des raisons pratiques et
techniques. Des teneurs en humidité inférieures à 72 % lors de
la mouture perturbent la qualité de la farine de grains de
guar. Une teneur plus élevée n'apporte aucun avantage.
Un avantage de la présente invention réside dans la
possibilite de préparer des produits pour des solutions ayant
des viscosités basses allant jusqu'à par exemple 45 mPa.s et
des solutions à viscosité allant de 9 000 à 10 000 mPa.s, dans
l'eau à 25''C, pour une concentration à raison de 7%.
Un avantage supplémentaire de l'invention consiste en
la préparation de produits de guar purs, dont la teneur en
protéines descend jusqu'à de 0,2 à 0,5.
3() :Le rendement en i-arine de grains de guar pure varie
entre 70 et: 80 %.
~i'addition de borax, pendant le traitement alcalin ou
pendant une étape de lavage dans des conditions alcalines~
facilite substantiellement la procédure de purification. Une
humidificat:ion excessive ou un gonflement peut être empêché(e)
par 0,05 % de borax, sur la base du poids des splits de départ.
, CA 02231072 1998-03-27
Le produil: fini est, après addition du borax, toutefois
inappropriC~ à l'utilisation dans le domaine des produits
alimentaires, parce que des traces de borax (environ 20 ppm)
subsistent dans le produit iinal.
l]ne formation par dérivés des galactomannanes de la
farine de grains de guar ec;t d'importance pour leur solubilité
dans l'eau froide. Grâce à la formation par dérivés (par
exemple carboxyméthylation, hydroxypropylation, entre autres
choses), on ajoute un ou plusieurs groupements non ioniques,
anioniques ou cationiques, grâce auxquels les galactomannanes,
solubles dans l'eau chaude, deviennent solubles dans l'eau
froide. La formation par dérivés se fait habituellement à la
suite de la purification. Comme lors de l'addition
susmentionnée de borax, l'utilisation de la farine de grains de
guar formée par l'intermédiaire de dérivés n'est pas permise
dans l'industrie des produits alimentaires. La farine de grains
de guar formée par l'intermédiaire de dérivés, en particulier,
activée par des cations, est utilisée cependant par exemple
dans les produits cosmétiques, comme les produits de traitement
des cheveux, les lotions corporelles et des usages similaires.
I,e matériau résultant de la présente invention est
particulièrement avantageux, parce qu'il fournit, dissous dans
l'eau, des solutions d'une transparence élevée. Une solution à
1 % (0,9 % de substance sèche) de la farine de grains de guar
pure, préparée à l'aide de ce nouveau procédé, manifeste une
viscosité de 9 000 à 10 000 mPa.s à 25~C, si des solutions de
ce genre sont préparées dan; un mixeur domestique en utilisant
de l'eau chaude de 90 à 100~C. Les produits très visqueux
présentent une teneur en protéines, comme également en A.I.R.,
de seulement 0,2 à 0,6 %. G:râce au choix des étapes de procédé
nécessaires (traitement à l'acide, lavage à l'eau, traitement à
l'aide d'AIP), on peut obtenir une transparence de la solution
aqueuse allant jusqu'à 94 %. Une solution à 0,5 % de la farine
de grains de guar pure à viscosité extrêmement élevée
manifeste, déjà à une lon~ueur d'onde de 500 nm pour une
cuvette de 1 cm, à 25~C, une transparence de 74 à 81 ~, alors
CA 02231072 1998-03-27
que des solutions de split non traitées, qui ont été préparées
à des concentrations et t:empératures identiques, manifestent
une transparence de 46 à 48 %. La transparence comparable de
solutions des fractions tombantes mentionnées ant~rieurement,
obtenues par fractionnement de produits de guar moulus dans un
hydrocarbu.re halogéné ou fluoré, est d'environ 56 %. La
.viscosité a été d~terminée dans un viscosimètre RVT de la
société Brookfield, la transparence des solutions l'a été dans
un spectrophotomètre.
L'invention sera expliquée dans la suite par
référence à quelques exemp:Les. En tant que matériau de départ
pour les exemples décrits, on a utilisé des splits de la
~qualité la plus élevée. Des indications, comme la quantité de
NaOH utilisée pour la neutralisation, les rapports de lavage,
la teneur en protéines et la viscosité, ressortent des tableaux
correspondants.
:Exemple 1
Traitement: des splits à l'aide d'acide sulfurique concentré à
température ambia~nte, suivi d'une étape de
neutralisation/lavage.
i~u début de la purification, il est devenu apparent
que l'acide sulfurique concentré utilisé ne pénétrait pas dans
les fragme:nts de peau, qui étaient encore reliés aux moitiés
d'endosperme. Ceci empêchail le traitement, comme souhaité, des
couches périphériques qui se trouvaient en-dessous.
. Au cours de cette première série d'essais tessai 1 à
12, tableau I), on a pu réduire la teneur en protéines de 4 % à
1,4 %. Ceci indique que :La plupart des couches traitées à
l'acide ont é'é éliminée-, pendant l'étape de lavage aux
alcalins en vue de la neutrallisation de l'acide.
CA 02231072 1998-03-27
On a pesé les splits dans un becher et on a
rapidement ajouté la quantité nécessaire d'acide sulfurique. On
a mélangé a fond à l'aide d'une spatule en plastique.
Pendant le trait:ement à l'acide, on a mélangé à
5 plusieurs reprises les spl:its. On a alors ajouté de l'eau de
lavage alcaline et on a agité la suspension pendant 5 à 10
minutes. On a récupéré les splits ainsi traités par filtration,
et on les a, si nécessaire, encore une fois lavés. On a
déterminé le poids des filtrats. On a hydraté les splits
1() purifiés jusqu'à une teneur en humidité de 70 %, avant la
mouture, par addition de la quantité d'eau manquante.
On a procédé à la mouture des splits gonflés en
utilisant un moulin de table Retsch.
Exemple II
Traitement des splits par de l'acide sulfurique concentré à
une température de 96 à 103~C pendant 15 à 30 minutes et leur
purification à l'aide d'eau de lavage alcaline et par leur
2()lavage supplémentaire à l'aide d'eau
On a mélangé les splits avec la quantité nécessaire
d'acide sulfurique (10 à 15 %), après les avoir rendus
légèrement alcalins à l'aide d'une solution de NaOH à 0,5 %
~tableau I, essais 13 à 17). Ceci permet le contrôle de la
répartition de l'acide. Les splits alcalins sont jaunes et
deviennent, après le traitement à l'acide, jaune ambré.
On a placé les splits acides sur une plaque en verre
et on les a mis dans un~e étuve à circulation d'air à la
température nécessaire (96 ci 103~CJ.
Après ce traitement, on a lavé les splits, on les a
en l'occurrence simultanément neutralisés et on les a encore
une fois lavés. Le rapport de lavage global était au maximum de
1:10. Le traitement ultérieur s'est fait comme décrit dans
l'exemple ].
CA 02231072 1998-03-27
- 14 -
La teneur en protéines de la farine de grains de guar
purifiée a pu être réduite à 1,2 %. Les données de viscosité
ressortent du tableau IV.
Exemple IIA
On a traité les splits comme dans l'exemple II. En
plus de l'étape de lavage à l'eau, on a déshydraté les splits
gonflés, encore alcalins dans l'essal 18 (tableau I) à l'aide
d'isopropanol chaud ~AIP) dans un rapport de splits:AIP de 1:2
et on les a neutralisés à l'acide acétique, la teneur en
protéines tombant de ce fait en-dessous de 1 %, ce qui provient
du traitement aux alcalins supplémentaires des protéines et de
leur extraction partielle.
Dans les essais 19 et Z0 (tableau I), on a réduit la
quantité d'acide sulfurique à 8 %; une étape de déshydratation
à l'aide d'AIP dans le rapport Splits: AIP de 1:1,8 étant
incluse. La teneur en protéines de la farine de grains de guar
purifiée se situait quelque peu au-dessus de 1 % (voir tableau
I).
Exemple III
Traitement de splits avec 8 % ci'acide sulfurique et à l'aide
d'un traitement alcalin en utilisant des quantités diverses de
NaOH à des températures élevées, lavage à l'eau et
déshydratation.
Les conditions et les résultats des essais décrits
dans la suite sont indiqués dans le tableau II.
On a pesé les splits dans un becher et on a ajouté la
quantité nécessaire d'acide sulfurique, après avoir rendu les
splits légèrement alcalins à l'aide de 5 % de NaOH.
L'hydrolyse a eu lieu a 105~C penc'~nt 20 minutes,
après quoi l'on a ajouté des alcalins pendant juste 7 minutes à
une température de 65 à 70~C et l'on a agité le mélange.
CA 0223l072 l998-03-27
- 15 -
On a lavé les splits alcalins à l'aide d'eau et on
les a déshydratés à l'aide d'AIP dans un rapport de 1:1,6 à une
température de 55 à 62~C, on les a alors séchés, pour éliminer
l'API restant. La teneur en humidité a été amenée à 70% et on a
procédé à la mouture des splits.
Conformément au procécié décrit ci-dessus, on a tout
d'abord traité 100 g de splits à l'aide de 4 g de NaOH à 5 %.
Après 2 à 5 minutes, on a ajouté la quantité habituelle de 8 g
d'un acide sulfurique à 96 % et on a mélangé aussi bien que
possible.
Les quantités d'acide utilisées pour les essais 23,
24, 25 et 26 se différencient légèrement de 8 g, à savoir:
n~ 23: 8,1 g
n~ 24: 8,56 g
n~ 25: 8,28 g
n~ 30: 8,04 g
L'hydrolyse des couches périphériques a eu lieu
pendant 20 minutes à une températ:ure de 102 à 106~C.
On a lavé les splits acides des essais n~ 24, 25, et
26 dans un rapport de 1:2, 1:1,6, respectivement 1:1,6 (70~C) à
l'aide d'eau et on les a ensuite traités à l'aide de NaOH.
On a traité les autres essais une fois à l'aide de
NaOH à 30 % à des températures ~levées, on les a ensuite lavés
à l'eau et on les a déshydratés à l'aide d'AIP. On a éliminé
aussi bien que possible l'alcool à l'aide d'air chaud. On a
humidifié les splits jusqu'à 70 % et on les a moulus dans un
moulin Retsch (tableau II).
Dans les essais 27 à 32 (tableau II), l'eau de lavage
avait, après le traitement aux alcalins, une température de
70~C. Cette augmentation de la température de l'eau a à peine
influencé la viscosité finale (dans un domaine de 4 400 à
5 750 mPa.s), alors qu'un lavage à températures élevées après
le traitement à l'acide a causé une réduction considérable de
la viscosité (essai n~ 26: 1 550 mPa.s).
~ CA 0223l072 l998-03-27
- 16 -
La teneur en protéines des produits purifiés a varié,
pour les essais n~ 21 à 32, entre 0,67 et 1,11 % ~sur la base
d'une humidité de 1-0 %).
Dans le cas des essais n~ 24, 25 et 26, on a d'abord
lavé les splits traités à l'acide à l'aide d'eau et on les a
ensuite, comme décrit ci-dessus, traités aux alcalins. La
teneur en protéines a chut:é à 0,7 %, le risque de dégradation
des galactomannanes se présentant toutefois (voir essai 26,
tableau I-[).
Exemple IV
Traitement des SPLITS à l'aide de 6-11 % d'acide sulfurique à
96 ~ à une température de 105~C, suivi d'une étape de
neutralisation/lavage et d'un traitement aux alcalins, d'un
lavage, d'une déshydratation et d'une neutralisation par
l'acide acétique.
Dans le tableau III, on résume les conditions des
essais décrits dans la suite.
On a procédé à la dé-protéinisation des splits
traités cl l'acide, neutralisés à l'aide d'un fort excédent de
NaOH à 30 % ou de NaOH cl 23 % à des températures élevées de
45 - 50~C, dans les essais n~ 34 et 65, et de 65 - 70~C, dans
les essais restants.
On a lavé à deux reprises, à l'aide d'eau, les splits
traités .~ux alcalins, on les a déshydratés et simultanément
neutralisés à l'aide de '39 % d'acide acétique dans l'AIP. Le
rapport splits:AIP était de 1:1,6.
On a éliminé la majeure partie de l'AIP encore
contenu par traitement à l'aide d'air chaud (70~C), après quoi
on a humidifié les splits à l'aide d'eau jusqu'à 70 %. On a
procédé ensuite à la mouture dans un moulin Retsch.
Les produits dissous dans l'eau ont manifesté des
viscosités pour une transparence simultanément extraordinaire
et une teneur en protéines très faible. Les résultats sont
indiqués dans le tableau VI. Les produits de l'essai n~ 36
FEUILLE MODIFIEE
CA 02231072 1998-03-27
1 ,~
avaient par exemple une teneur en protéines descendant jusqu'à
0,45 %, mais contenaient toutefois 1-2 % d'acétate de sodium.
Exemple V
Elimination des couches périphériques des splits à l'aide de
8 % d'acide sulfurique à 96 %, suivie d'une neutralisation ou
d'un lavage/hydratation, d'un t:raitement aux alcalins et d'un
lavage/déshydratation/neutralisation.
Dans les essais 71-85, on a rendu alcalins, comme
d'habitude, 100 g de splits. On a traité les splits des autres
essais tout d'abord à l'aide de la quantité nécessaire d'acide
sulfurique.
Dans d'autres essais, non énumérés ici, on a traité
les splits neutralisés à l'aide des quantités stoechiométriques
de NaOH en utilisant des solutions de NaOH ayant des
concentrations de 30 %, respectivement de 23 %. On les a lavés
ensuite à deux reprises à l'aide d'eau, à chaque fois dans un
rapport 1:2. On a effectué le traitement alcalin suivant à une
température de 65-70~C pendant 5 minutes, après quoi on a lavé
les splits à l'aide d'eau dans un rapport de 1:3,2 et de 1:8,4,
on les a ensuite déshydratés dans l'AIP, et on les a
neutralisés à l'aide de 99 % d'acide acétique. On a éliminé
l'AIP par traitement à l'aide ci'air chaud et on a moulu les
splits, comme décrit dans les exemples précédents. La teneur en
protéines était de 0,55 %, respe~tivement de 0,65 %.
Dans d'autres essais, non énumérés ici, on a effectué
la première phase de lavage à l'aide d'eau une seule fois
seulement dans un rapport de 1:2. On a pu montrer que le
traitement aux alcalins à une température de 65-70~C, permet
une extraction de plus de protéines que celui qui a été
effectué à une température de 50-55~C.
Quand on a utilisé H3PO4 au lieu de H2SO4, on a
éliminé moins de protéines et Ol- a obtenu des viscosités plus
faibles.
FEUILLE MODIFIEE
CA 0223l072 l998-03-27
- 1~3 -
Exemple VI
Elimination des couches de split périphériques conformément à
l'exemple V, en omettant l'étape de lavage après le traitement
à l'acide.
On a neutralisé les splits acides après l'hydrolyse
des couches périphériques à l'aide de solutions alcalines de
concentration différente. On a alors effectué un traitement aux
alcalins à une température de 65-70~C pendant 7 minutes et on a
lavé les produits à l'eau et on les a déshydratés/neutralisés
et retraités comme d'habitude. L'action de la concentration
d'alcalins lors de la neutralisation influence considérablement
la viscosité finale, comme indiqué ci-dessous. La transparence
a été d'autant améliorée que la concentration en NaOH est plus
basse (voir tableau IV).
Dans l'essai n~ 57, on a traité les splits
neutralisés, après le traitement à l'acide, à l'aide d'une
petite quantité d'eau, avant d'effectuer le traitement à la
soude caustique.
Les essais antérieurs ont montré qu'une
humidification des splits neutralisés, traités à l'acide,
exerce une influence sur la viscosité. On a par conséquent
effectué les essais décrits dans la suite sans cette
humidification. On a simultanément fait varier la concentration
de NaOH pendant le traitement alcalin.
Dans les essais 68 à 7:3 (tableau V), on a utilisé 19%
de NaOH, dans les essais 74 à 76, 24 %, et dans les essais 77 à
79, 24,4 %. Dans les essais 68 à 73, le traitement alcalin a
duré 8 minutes, dans les essais 74 à 79, il a duré 10 minutes.
On a lavé l'essai n~ 73 avec un rapport split:H2O
plus élevé. On a effectué une étape de lavage supplémentaire
dans un rapport de 1:4. Cette purification ,upplémentaire a
fourni un produit à viscosité plus élevée.
Dans les essais 71 à 79 (tableau V), on a rendu
alcalins les splits de départ, ce qui s'est manifesté par un
effet positif sur les viscosités finales.
FEUILLE MODIFIEE
CA 02231072 1998-03-27
- 19 -
Les essais n~ 78 et 79 montrent qu'une déshydratation
alcaline à l'aide d'AIP, suivie d'une neutralisation en deux
étapes, détruit la viscosité finale.
Dans les essais 80 et 81 à 85 ~tableau VI), on a pu
également montré que la concentration des alcalins ou une étape
de lavage pendant ou après la neutralisation des splits acides
cause une diminution de la viscosité.
Exemple VI A
Dispositif expérimental: se référer à l'exemple VI, à la
différence qu'une étape d'humidification suit la première
neutralisation
Essais n~ 60 à 67 (tableau V)
L'essai n~ 60 a fourni une viscosité plus faible,
avec toutefois une transparence plus élevée.
Les essais 61 à 63 représentés dans le tableau VII
montrent nettement l'influence positive de la quantité
d'alcalins utilisée en vue de l'élimination des protéines hors
des splits.
Les essais n~ 64 à 67 montrent qu'un temps de
neutralisation plus long après l'hydrolyse acide des couches
périphériques permet la préparation de produits de guar ayant
une viscosité plus élevée (2 790-3 075 mPa.s par rapport à
2 300 mPa.s).
On a dissous les splits purifiés (sur la base d'une
humidité de 10 ~) dans de l'eau déminéralisée chaude à une
température de 90 à 100~C à une concentration de 1 % en
utilisant un mixeur domestique.
Exemple VII
Purification des splits à l'aide d'acide concentré, traitement
aux alcalins, lavage et déshydratation/neutralisation
FEUILLE MODIFIEE
CA 02231072 1998-03-27
- 20 -
Essais n~ 133 à 141
On a procédé à l'incubation, pendant 10 minutes, à
température ambiante, de 100 g de splits avec 4 g de NaOH à
5 %. On a ajouté 12 g de H2SOq à 96 % et on a ajouté pendant 7
minutes à température ambiante. La réaction a eu lieu alors
pendant 67 minutes à température ambiante. On a ajouté, aux
essais n~ 134 à 141, 88 g d'un NaOH à 23 %, à l'essai n~ 133 88
g d'un NaOH à 18 %. On a agité :le mélange pendant 3 minutes à
79~C et la réaction a eu lieu pendant 14 minutes à une
température de 85 à 62~C.
On a agité l'essai n~ 133 pendant 3 minutes à 57~C et
on a laissé réagir pendant 7 minutes à une température de 74 à
64~C.
On a lavé à deux reprises dans un rapport de 1:8,3.
La première phase de lavage a duré 15 minutes, la deuxlème 10
minutes.
La déshydratation/neutralisation à l'aide d'AIP a eu
lieu dans un rapport de 1:1. On a utilisé des quantités
diverses d'acide acétique (voir la récapitulation globale).
On a effectué une déshydratation à l'aide d'AIP dans
un rapport de 1:0,6 et on a éliminé ensuite l'AIP restant par
séchage des splits dans de l'air chaud.
Les résultats sont indiqués dans le tableau de
récapitulation.
Exemple VIII
On a procédé à l'incubation pendant 10 minutes de
100 g de splits avec 4 g de NaOH à 5 %. On a ajouté 12 g de
H2SO4 à 96 %, on a agité pendant 7 minutes et on a laissé réagir
le mélange pendant 10 minutes à température ambiante. On a
effectué le traitement aux alcalins à l'aide de 20 g de NaOH,
sur la base de 100 g de splits, en tant que solution à 30 %. Le
traitement a eu lieu à 53~C pendant 7 minutes. On a ensuite
lavé pendant 5 minutes à l'aicle d'eau du robinet dans un
rapport de 1:4 et on a à nouveau récupéré les splits par
tamisage. On a lavé à deux reprises en agitant pendant 7
FEUILLE MODIFIEE
CA 02231072 1998-03-27
minutes à l'aide d'eau du robinet, on a récupéré les splits par
tamisage. A suivi une déshydratation/neutralisation à l'aide
d'AIP dans un rapport de 1;1, ensuite une récupération des
splits par tamisage. A suivi une déshydratation supplémentaire
des splits ~ l'aide d'AIP dans un rapport de 1:0,6. On a
éliminé l'AIP restant à l'aide d'air chaud.
En cas d'utilisation d'éthanol à la place d'AIP, on a
constaté la présence de teneurs en acétate de sodium élevés.
On a fait le traitement avec du KOH en tant que
solution alcaline, pour examiner la solubilité de l'acétate de
potassium dans l'AIP. Aucun différence significative n'a pu
être constatée par rapport à l'acétate de sodium.
Dans d'autres essais, non énumérés ici, on a examiné
des variations supplémentaires cle ce procédé. On a procédé à
l'incubation des splits légèrement alcalins pendant 30 minutes
à 100~C, et à 80~C, également pendant 30 minutes, dans un autre
essai. A suivi un traitement à l'aide de 12,4 g de H2SO4 à 96 %.
Exemple IX
Sur-neutralisation des splits t:raités à l'acide par 10% de
NaOH, qui ont alors été traités à l'aide de NaOH chaud à 30 %
pendant 25 à 29 minutes à une température de 65 à 69~C, qui
ont alors été déshydratés et neutralisés.
On est en mesure de préparer, conformément à ce
procédé, des produits ayant des teneurs en protéines d'environ
0,5 %, des viscosités élevées et une transparence élevée.
Exemple X
Traitement des splits à l'aide d'acide sulfurique concentré à
température ambiante, neutralisation à l'aide de soude
caustique à 10 %, traitement aux alcalins des splits à l'aide
de soude caustique à 23 %, lavage des splits, addition de
1,600 kg d'AIP, mouture des splils, neu
FEUILLE MODIFIEE
CA 02231072 1998-03-27
tralisation à l'aide de H3PO4, mouture, déshydratation à l'aide
de 1,000 kg d'AIP, séchage.
A 1,000 kg de splits de qualité supérieure, on a
ajouté 0,120 kg de H2SO4 pendant 7 minutes à température
ambiante on a m~langé, et on a laissé reposer à température
ambiante pendant 60 minutes. On a ajouté, en vue de la
neutralisation de l'acide sulfurique, 1,000 kg de NaOH à 10~,
une température > 53~C étant obtenue, on a mélangé le mélange
pendant 10 minutes à une température de 53 à 63~C. On a ajouté
0,900 kg de NaOH à 23% en atteignant une température de 78~C,
on a mélangé et on a laissé reposer pendant 20 minutes
/
~0
//
/
FEUILLE MODIFI~E
CA 02231072 1998-03-27
agitant par intermittence à une température de 70 à 75~C. On a
ensuite lavé à trois reprises pendant chaque fois 7 minutes à
l'aide de 7,000 kg d'eau du rob:inet à température ambiante. On
a ajouté 1,600 kg d'AIP et on a moulu les splits ainsi traités
pendant 5 minutes dans un moulin à colloïdes. Après la
neutralisation à l'aide de H3PO9 à 85 %, on a moulu pendant 10
minutes supplémentaires et on a filtré le mélange sur un tamis
à gaze de 45 microns. On a a-jouté 1,000 d'AIP et on agité
vigoureusement pendant 7 rninutes. On a séché la ~arine de
grains de guar qui en a résulte. La viscosité mesurée à 25~C
dans un viscosimètre Brookfield d'une solution à 1 % était de
7 900 mPa.s, la transparence mesurée dans un photomètre d'une
solution à 0,5 % était de 89,0 ~" la teneur en protéines était
de 0,43 %, et la teneur en A.I.R était de 0,71 %.
Exemple XII
Farine de grains de guar pure partiellement dépolymérisée
Traitement des splits à l'aide de H2SO4 à 105~C, neutralisation
à l'aide de 30 % de soude caustique, lavage, traitement aux
alcalins à l'aide d'acide caustique à 30 %, lavage,
déshydratation/neutralisation.
On a traité 1,000 kg de splits pendant 18 minutes à
105~C à l'aide de 0,060 kg de H2SO4 à 96 ~. On a ajouté 0,157 kg
de NaOH à 30 % en vue de la neutralisation et on a procédé à
l'incubation du mélange pendant 2 minutes à température
ambiante. On a ensuite lavé les splits pendant 2 minutes à
température ambiante à l'aide de 2,000 ~g d'eau de robinet.
Afin de déprotéiniser partiellement les splits, on a ajouté
1,060 kg de NaOH à 30 %, on a agité le mélange pendant 4
minutes et on a ensuite laissé réagir pendant 7 minutes
supplémentaires à une température de 65-70~C. On a alors lavé
les splits à l'aide de 2,~ kg d'eau de robinet pendant 6
minutes à température ambiante, après quoi on a encore rajouté
kg d'eau de robinet, et on a procédé à l'incubation du
mélange pendant 5 minutes à température ambiante, pour
FEUILLE MODIFIEE
CA 0223l072 l998-03-27
- 24 -
humidifier les splits. On ajouté 1,6 kg à 99 % d'AIP exempt
d'eau, on a incubé pendant 15 minutes à une température de 55-
62~C et on a alors traité à l'aide de 0,066 kg d'acide acétique
à 99%. On a moulu les splits à l'aide d'un moulin à marteaux.
La viscosité mesurée, comme décrit ci-dessus, d'une
solution à 1 % était de 60 mPa.s, la transparence était de 94 %
et la teneur en protéines était de 0,65 %.
Exemple XIII
Farines de grains de guar pures partiellement dépolymérisées à
teneur en protéines extrêmement basse et à transparences
remarquables des solutions aqueuses.
On a traité les splits (1 kg) pendant 60 minutes à
température ambiante à l'aide de 8 pour cent en poids de H2SO4 à
96 %, et on a traité à l'aide de 670 g d'une solution de soude
caustique à 10 %, et alors à l'aide de 1,060 kg d'une solution
de soude caustique à 30 %. Le traitement des splits s'est fait
pendant 20 minutes à l'aide d'une soude caustique à 50 % à
67~C. On a lavé les splits à deux reprises à chaque fois
pendant 2 minutes à l'aide d'eau du robinet dans le rapport 1:5
et à une reprise pendant 6 minutes à l'aide d'eau du robinet
dans le rapport 1:8. On a déshydraté les splits à l'aide de
1,4 kg d'isopropanol à 99 %, et on a moulu les splits purifiés
ensuite dans un moulin à colloides.
On a laissé reposer la suspension à des fins de
sédimentation et on a décanté, après 15 minutes, 4,0 à
4,6 litres du liquide surnageant, après quoi on a encore une
fois ajouté 1,1 kg d'AIP à 99 %. On a chauffé la suspension
sous reflux jusqu'à une température de 60 à 65~C et on a
maintenu cette température constante pendant 2 heures.
Ilne addition supplém~ntaire de 1,2 kg d'AIP à 99 %
facilite la déshydratation. On a neutralisé les produits
alcalins à l'aide de 36 à 60 g d'acide acétique à 99 %, et on
les a encore une fois amenés à la finesse désirée par une
nouvelle mouture humide dans un moulin à colloïdes. On a
FEUILLE MODIFIEE
CA 02231072 1998-03-27
- 25 -
récupéré les produits par filtration et séchage ultérieur du
filtrat "mouillé" à 70~C. On a ajouté 10 ml de H2O2 à 30 % en
vue d'accélérer la dépolymérisation pendant le traitement
alcalin dans la suspension eau/AIP.
On a obtenu les résultats suivants:
Produit
A B C
Rendement en g 792 735 725
Teneur en eau en % 9,6 11,2 6,8
Viscosité à 1 %
mPa.s 5,20 UpM
Température de mesure 25~C
Solution 1 1250 850 35
Solution 2 1650 900 35
Transmission à 0,5 %
cuvette de 1 cm /500 nm
Solution 1/Eau 1:1 85,1 87,0 92,0
Solution 2/Eau 1:1 96,0 95,8 97,2
Protéine en % Nx 6,28 0,25 0,23 0,31
On a préparé la solulion 1 à 25~C et la solution 2 à
90~C dans le mixeur et on a refroidi ensuite jusqu'à 25~C.
Exemple XIV
On a traité 10 kg de splits à une température de 35 à
40~C à l'aide de 1 kg de H2SO,~ à 96-98 % pendant 1 heure, le
mélange initial étant mélangé par intermittence à chaque fois
pendant 30 secondes. On a alors neutralisé les splits traités à
FEUILLE MODIFIEE
CA 0223l072 l998-03-27
- 26 -
l'aide de 1, 64 kg de NaOH à 50 %, ce qui a provoqué une
augmentation de température jusqu'à 50-70~C. Après 15 minutes,
on a lavé les splits neutralisés à deux reprises pendant 2 à
3 minutes à l'aide d'eau du robinet dans un rapport split: eau
du robinet de 1: 5 et ensuite, à encore une reprise pendant
6 minutes dans un rapport split:eau du robinet de 1:8. On a, à
chaque fois, aspiré l'eau de lavage. Les splits purifiés ont
absorbé lors de la procédure de lavage de 80 à 82 % d'eau. On
a moulu les splits fortement hydratés dans un moulin à marteaux
avec une puissance de 30 kg/heure avec aspiration d'air chaud à
une température d'environ 110~C, de sorte que le produit puisse
être séché au cours de la même phase de travail.
Les produits préparés de cette façon présentent, en
solution aqueuse, à une concentration de 1%, sur la base d'une
teneur en eau de 10 % du produit moulu, des valeurs de
viscosité comprises entre 5 000 et 8 350 mPa.s On a préparé les
solutions comme antérieurement dans un mixeur domestique à
l'aide d'eau chaude à 90~C.
La transparence des solutions diluées, mesurées pour
une épaisseur de couche de 1 cm, était de 61-67,5 %.
Les produits préparés de cette façon peuvent être
convertis, dans un deuxième processus à l'aide de 8-10 % de
NaOH (sur la base du poids de départ des splits) dans de l'AIP
aqueux (35 pour cent en poids) à 65-70~C et ensuite par lavage
subséquent à l'aide d'AIP aqueux, en produits presque
transparents comme l'eau, en cas de dissolution dans l'eau.
On a neutralisé le produit alcalin purifié à l'aide
d'acide acétique et ces produits peuvent contenir, selon les
conditions lors du lavage, jusqu'à 12 % d'acétate de sodium.
Exemple XV
Dans la suite, on décrit, suivant l'exemple des
exemples précédents, divers procédés qui fournissent de la
farine de grains de guar pure pour des applications techniques.
CA 02231072 1998-03-27
- 27 -
A. On soumet des splits lavés à l'eau, traités à l'acide à un
traitement aux alcalins subséquent à des températures et des
temps de réaction divers, selon la spécificité du produit
final. Après le traitement aux alcalins, on a lavé les splits à
l'eau, pour éliminer les produi1s de dégradation du traitement
aux alcalins ainsi que les protéines et les alcalins dissous.
Le lavage sans borax conduit à des teneurs en eau
allant jusqu'à 85 % des split:s traités. On déshydrate ces
splits fortement gonflés à l'aide d'AIP aqueux et on les
neutralise après une déshydratation partielle ~environ 5
minutes après addition de l'AIP aqueux).
On peut moudre à l'état humide les splits
partiellement déshydratés dans un moulin à colloïdes, on peut
les récupérer par filtration et on peut les soumettre à un
traitement ultérieur.
B. On traite les splits comme décrit dans A, le traitement
aux alcalins, soit des splits, soit en tant que produit mouillé
moulu de manière grossière, ayant lieu dans une unité de
filtrage/lavage pendant l heure à 70~C. Ce traitement est suivi
d'une extraction à l'aide d'AIP aqueux, neutralisation et
déshydratation également par l'intermédiaire d'AIP aqueux. On
peut sécher le gâteau humide obtenu après ce traitement et on
peut le mettre en oeuvre selon les besoins pour former le
produit fini correspondant.
C. Le traitement des splits se fait comme décrit sous B,
l'addition de H2O2 fournissant toutefois une farine de grains de
guar pure à viscosités plus faibles. Ceci conduit à une
amélioration de la transparence de la solution des produits
finis.
D. Le traitement des splits se fait comme décrit en A.,
toutefois en utilisant des réactifs comme le chloroacétate de
sodium ou le chlorure de glycidyltriméthylammonium, en vue de
la préparation de produits anioniques ou cationiques de grande
CA 02231072 1998-03-27
- 28 -
transparence. On a ajouté ces réactifs dans un réacteur, après
le passage du produit dans l'unité de filtre/de lavage (voir
B).
On sèche le gâteau humide en caoutchouc de grain de
guar pur dans un sécheur à rotation avec de l'air chaud à 80~C.
On pulvérise les produits séchés à la grosseur souhaitée et on
procède alors à leur empaquetage.
Des exemples supplémentaires destinés à
l'illustration de l'invention ressortent des tableaux ci-joints
à partir de la page 11.
CA 02231072 1998-03-27
1/10
Tableau I
Essai n~ NaOH en g Rapport Remarques
de lavage
Pour la Excédent ~ de Viscosité Divers
neutrali- protéines en mPa.s
sation de
l'acide
utilisé
1 03,50 - 1:4,2 3,12 5600
2 10,45 0,21 1:9,2 2,46 5400
3 15,67 - 1:4,2 2,30 4700
4 20,90 0,01 1:15,9 1,83
26,25 0,06 1:9,3 2,46 5100
6 26,25 <17,87> 1:9,1 2,45 4090 Majeure
partie de
7 26,25 0,06 1:9,2 1,91 4800 H2SO1
8 26,25 0,06 1:9,2 2,04 4630 ~liminée
9 26,25 0,06 1:9,3 1,61 4900 par
19,59 0,53 1:9,1 1,79 - lavage
11 39,18 0,12 1:9,5 1,61 4200
12 39,18 <0,16> 1:9,7 1,37 4100
13 39,18 0,01 1:9,4 1,23 6270
14 11,76 0,39 1:9,1 1,42 5600
7,84 0,89 1:9,4 1,22 3400
16 7,84 10,94 1:9,9 1,22 5800
17 7,84 10,94 1:8,8 1,19 4700
18 7,84 15,41 1:10 0,97 6400
19 6,27 12,32 1:8,2 1,10 5200
6,27 18,31 1:12,3 1,08 6280 AIP
AIP
AIP
FEUILLE DE RE.MPLACEMENT
CA 0223l072 l998-03-27
.
2/~0
Tableau II
Essai n~ NaOH en g % de Rapport Remarques
NaOH de
lavage
global
Pour la Excédent Viscosi- ~ de pr. ~ de tr.
neutra- (traite- té à 1 ~
lisation ment en mPa.s
de l'H2SO~ alcalin)
utilisé
21 6,27 21.83 30 1:8,5 5350 1,11
22 6,27 21,83 30 1:8,5 1180 0,89
23 6,35 14,85 30 1:9,5 - 0,84
24 6,71 25,29 30 1:10,6 3560 0,70
6,27 25,79 30 1:10,1 3350 0,74
26 6,27 25,73 30 1:10,1 1550 0,69 83,5
27 6,27 25,73 30 1:10,5 5750 0,76 76,4
28 6,47 25,31 30 1:10,5 4830 0,77 75,8
. 29 6,27 25,73 25 1:10,5 4620 0,67 79,0
6,30 11,21 18 1:10,5 5230 0,87 72,5
31 6,27 25,91 18 1:10,6 4400 0,68 77,5
32 6,27 07,96 50 1:10,5 5350 0,75
pr = Protéine, N% x 6,25
tr = Transparence en % (solution à raison de 0,5 %, 500 nm,
cuvette de 1 cm~
. FEUILLE DE REMPLACEMENT
. CA 02231072 1998-03-27
3/10
Tableau III
Essai NaOH en g ler Traitement aux 2ème Visco- ~ de % de
n~ pour la rapport alcalins rapport sité à pr. tr.
neutrali- d'eau d'eau 1 % en
sation de de de mPa.s
H2SO1 lavage lavage
NaOH en ~ de
g NaOH
33 25,7 30 1:08,5 2900 0,63
34 25,7 30 1:08,5 3900 0,83
6,27 1:2 32,0 30 1:08,9 2050 0,54 88,5
36 32,2 30 1:12,4 2620 0,45 86,5
37 32,0 30 1:12,4 2700 0,52 87,9
38 4,70 1:2 32,0 30 1:12,4 60 0,65 93,7
39 4,70 1:2 32,1 30 1:12,4 210 0,70 88,1
23 244 0,51 94,4
41 6,27 1:2 32,0 23 1:11,6 344 0,54 94,3
42 23 490 0,56 92,0
43 23 632 0,57 90,6
44 6,27 1:2 32,0 23 1224 - 88,5
6,27 1:2 32,0 30 1:08,9 190 0,56 93,9
46 6,27 1:2 32,0 23 1:11,6 276 0,59 93,8
47 (0,18) 1:2 29,7 30 1:11,8 4909 0,76 89,7
48 6,27 24,8 23 1:12,0 1280 0,82 86,8
49 (2,29) 21,6 23 1:14.0 1600 0,81 81,7
6,27
8,67
Tous les rapports splits/AIP = 1:1,6, à l'exception du n~ 33
(1:2)
FEUILLE DE REMPLACEMENT
. CA 0223l072 l998-03-27
4/10
Tableau IV
Essai n~ ~ de NaOH Viscosité à 1 & en & de tr.
mPa.s
20,0 5500 75,2
56 18,0 5300 78,1
58 9,7 4380 85,0
59 7,5 3650 85,5
FEUILLE DE REMPLACEMENT
CA 02231072 1998-03-27
5/1.O
Tableau V
Essai NaOH en q Rapport Traitement au Rapport Split Visco- ~ de i de
n~ d'eau de NaOH d'eau de s/~IP sité a pro- trans-
lavage lavage l ~ téine parence
s
pour la Exce- dans t~) de
neutrali- dent 100~ g concen-
sation de tration
l'acide utilisée
sulfu-
rique
6,27 (30) 0,45 1:0,67 31,830 1:14,4 1:1,6 4060 0,78 83,9
61 6,27 ~18) 0,44 1:0,6 31,830 1:14,4 1:1,6 4500 0,82 83,0
62 6,27 (23) 0,45 1:0,6 63,630 1:14,4 1:1,6 3500 0,62 86,9
63 6,27 123) 0,45 1:0,6 15,930 1:14,4 1:1,6 5220 1,04 74,5
64 6,58 ~23) 0,46 1:0,6 31,830 1:14,6 1:1,6 2300 0,76 78,2
6,27 (23) 0,45 1:0,6 31,830 1:14,4 1:1,6 2300 0,78 77,1
66 6,27 (23) 0,45 1:0,6 31,830 1:14,5 1:1,6 3075 0,79 77,7
67 6,27 (23) 0,45 1:0,65 31,B30 1:14,q 1:1,6 2790 7fl,0
6a 6,27 (23) 0,45 - 31,5 191:14,4 1:1,6 3800 74,0
69 6,27 (23) 0,45 - 31,5 191:14,q 1:1,6 3875 77,1
6,27 (23) 0,65 - 31,5 191:14,4 1:1,6 4800 72,9
71 6,27 (23) 0,65 - 31,5 191:14,4 1:1,6 6050 74,9
72 6,27 (23) 0,65 - 31,5 191:14,4 1:1,6 5000 76,9
. 73 6,27 (23) 0,65 - 31,5 191:18,4 1:2 6600 78,0
74 0,65 - 31,7 5650 7g,0
6,27 ~23) 0,65 - 31,7 231:14,7 5900 75,8
76 0,74 - 31,7 1:1,6 5900 75,8
77 0,64 - 31,7 1:14,9 6100 75,9
78 6,27 (18) 0,64 - 31,7 24,4 1185 81,6
79 0,64 31,7 1900 78,8
Pour les essais 52 et 53, on a effectué le traitement aux
alcalins à une température de 5()-55~C et pour les autres essais
à une température de 65-70~C.
( ) = Concentration de NaOH
FEUILLE DE E~EMPLACEMENT
,~ CA 02231072 1998-03-27
6/~0
Tableau VI
Essal NaOH en g Rapport Traitement au Rapport Splits~ Visco- ~ de ~ de
n- d'eau NaOH d'eau API ~ité à pro- trans-
de de 1 ~ téines parence
lavaqe lavage
pour la Excédent dans ~ de
neutra- 100i g concen-
lisation trat:ion
de uti].i-
l'acide sée
sulfu-
rique
B0 4,71 0,22 1:2 31,8 30 1:12,4 1:1,6 45 92,1
al 6,27 14,97 - 31,7 23 1:11,5 1:1,6 640 88,6
82 6,27 0,63 - 31,8 30 1:14,7 1:1,6 4820 78,3
83 6,27 0,63 - 31,8 30 1:14,7 1:1,6 4520 80,3
84 6,27 0,63 - 31,8 30 1:14,7 1:1,6 3600 81,8
6,27 0,63 - 31,8 30 1:14,7 1:1,6 3800 82,1
86 TA 1:8,3 3,33 0,4 1:8,3 1:1,6 5500 75,1
87 TA 1:8,3 6,66 0,8 1:8,3 1:1,6 4000 77,2
88 TA 1:8,3 1,67 0,2 1:8,3 1:1,6 6170 72,6
89 TA 1:8,3 6,66 0,8 1:8,3 1:2,3 4000 77,6
Température de 65-70~C
Température ambiante
FEUILLE DE RE.MPLACEMENT
CA 0223l072 l998-03-27
7/].0
Tableau VII
.Essai n~ NaOH en g Viscosité à 1% % de % de protéines
transparence
63 15,9 5220 74,5 1,04
61 31,8 4500 83,0 0,82
62 63,6 3500 86,9 0,62
FEUILLE DE REMPLACEMENT
CA 02231072 1998-03-27
.. ~
8 / 1 0
~ ~ ~ U~ ~ ro ~ ~ ~ r~ u~ ~D O r
~ ~~D~D ~Du~ ~ oU~r ~ ~ r r
dP . ~ r r r r r r~n r r ~D r r r
~D a' r~
.~ , ~ _~ O O
-
. _
O O O OO O O OO O O O
~ o r u7 oo o or o ~n.r r r~
D OO ~u~rD ~0~rIne~
D~
,~
V ~D~D~D ~0~D ~D~D~D ~D ~D ~ U~
r~r~~ ~D
~, . . . . . . . ~
r~t
n
tJI rrlr~r7 ~r~ r~) ~ r~7 r~ r r r~l r~
~a ~ ro O~ W~D r~ ~ r~ ~D ~ ro ~D
~a ' ' ~ ' '
O ~ V O
Z _ O~ r ~
~P ~ ~0 1~ alrC) O O O Vl U> ~D N
-- O OO O O O~N N ~ ~ O
O ~D
~n ~D ~D ~D ~D~D ~D r~ r r ~ cn r ~D
~D~D ~D ~O ~D~D ~ D
~ tr. ~D ~D ~D~D ~D ~D ~" ~D ~D ~D ~D ~ o
~ r~) ~ r~ r~r~l r~l r~) r~ r~ r~7 r~ r~
a) 7 ~D r~ ~nr~ rD r~ a~ r~ rs~ ~~
~ ~ O' ~ ~ ~ O' ~
" 7 0 0 0 00 0 0
~ ~ ~ x 3 33 ~ 3
~ U.
H ~ ~ r tr
O ~ r ~rer r~l~r
H o N ~rJ~ N NN N
a~ ~
~ .1
Q D~ o ~ N
tl~ In O~ N r~ D r~ r~ o O O
E-~ W a~rJ~ r~
FEUILLE DE REMPLACEMENT
CA 02231072 1998-03-27
9/10
0 ~ or ~o r ~ o r N r- V~ v~--~ 0 N O ~
r r r rr r r r 0 0 0 r 0 r r 0 r 0 r r
~ 0
o o 0
~ o
o o o oo o o o o o o C~ o o o o o o o o
r 0 v~ oN V V) O O O O V) ~ V) V~ r v) o ~ N
r ~o r ~ D r
~. .
o o
o o m u~
V) V) ~D V) . ~
0 0 0 00 V) V) V) V~ V~ V) V~ v, V~ V~ V~ ; ;
. .
N N ~'IN N O O ~ O O O O O O O O
~ N ; ; ; , ; , ~,, ~. ; , O O
a~
O C~ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C~ O
~ 1 ~ N N N N ~'1 N N N N ~ ~ ~
0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 ~ 0 0 0 0 0 0
U U U U
o r D
V~ V~ V~ V~ U
N N ~~
O ~
O O O OO O O O O O O 0 3 0 o ~ O O
N N N NN N N N N N N N ~ N ~D N N
O O O OO O O ~ ~ N r~ ~ r1 r 0 a~ N N N
FEU I LLE DE REM PLACEMENT
CA 02231072 1998-03-27
;
10/10
~ 0 0 N ~0 0 1--I N ~ 0 N N C~ N N O
rrrrrrrrr0r-rrrrrrrrr
r~o N
~r
o o o o o o o
o o o o~ o o o o o C~ o o o o o o o o o
~0 rr N Cl ~ ~ ~ ~ ~ ~ N ~ ~
.. .. .. .. ... .. ..
O O r~
0 ~
In 0 0 0
o
r r ; 0 N N
O O O ~ N ("I
o o o ~n o o
N N
~''1 ~ ~
.. .. ..
o o o
O tJ ~0
o o
r ~ ~
O O O O O o
D' O' V'
N
~r~o~ N ~ ~ ~ ~ r0~0~
FEU I LLE DE REMPLACEMENT
