Einflüsse auf die Partikelgröße, Stabilität und Hydrolyse von ASA-Emulsionen

ASA Optimisation - Control of Particle Size, Stability and Hydrolysis

Einflüsse auf die Partikelgröße, Stabilität und Hydrolyse von ASA-Emulsionen ASA Optimisation - Control of Particle Size, Stability and Hydrolysis Martorana, Emanuele ; Belle, Jürgen ; Kleemann, Stephan Emulsion , Teilchengröße , Hydrolyse ASA , Emulgierung sizing , alkenyl succinic anhydride (ASA) , emulsion , particle size , hydrolysis Diese Arbeit hat gezeigt, dass eine reproduzierbare Emulgierung von ASA mit optimaler Partikelgröße im Labor gut möglich und kontrollierbar ist. Die wichtigsten Faktoren für die Einstellung der Partikelgröße sind Emulgierzeit, Scherkräfte, ASA-Konzentration und Temperatur. Auch die Wahl des Schutzkolloides und des Emulgators hat einen entscheidenden Einfluss auf die erreichbare Partikelgröße. Bei jeder Emulgierung scheint es ein Optimum bezüglich der Partikelgröße zu geben, welches vor allem vom Stärke bzw. Polymer zu ASA Verhältnis abhängig ist. Die Stabilität und Hydrolyse der ASA-Emulsionen ist vor allem abhängig vom pH-Wert, der Temperatur und der Wasserhärte (Ca2+, Mg2+). Die Neigung zur Bildung von Agglomeraten und Ablagerungen wird allerdings lediglich durch Calciumionen hervorgerufen, da diese im Vergleich zu den ASA-Salzen des Magnesiums deutlich schwerlöslicher sind. Agglomeration und Hydrolyse können beispielsweise durch höhere Zusätze an Stärke bzw. den Einsatz von langkettigen Polymeren (PAM) vermindert werden. Die kationische Ladung des verwendeten Schutzkolloids zeigt erstaunlicherweise keinen bzw. zum Teil sogar einen negativen Einfluss auf die Emulsions- und Hydrolysestabilität des ASA. Zudem spielt die Partikelgröße bei der Bewertung der Hydrolysestabilität und Ablagerungsneigung von ASA-Emulsionen eine entscheidende Rolle. Daher ist es sehr wichtig, beim Vergleich unterschiedlicher Schutzkolloide, nur Emulsionen mit annähernd gleicher Partikelgröße zu vergleichen. Insbesondere Flüssigstärken oder die neuen partikelstabilisierten ASA (Bentonit oder Kieselsäure) stellen bei der Emulgierung von ASA eine sehr gute Alternative zu den standardmäßig verwendeten Kochstärken dar. This work has shown that a reproducible ASA emulsification with optimal particle size is possible, and well controllable, in the laboratory. The most important factors for the adjustment of particle size are emulsification time, shear forces, ASA concentration and temperature. The protection colloid and the emulsifier used are also important factors for the particle size that can be achieved. Concerning the emulsification there is an optimum as regards particle size - which is mainly dependent on the starch or polymer to ASA ratio. The stability and hydrolysis of ASA emulsions depend mainly on pH, temperature and water hardness (Ca2+, Mg2+). However, the tendency to build up agglomerates and deposits is only caused by calcium ions, due to the fact that the ASAcid calcium salts are of much lower solubility than the magnesium salts. Agglomeration and hydrolysis can be reduced by increased starch addition or by the introduction of long-chain polymers such as polyacrylamides. It is surprising that the cationic charge of the used protection colloid showed almost no or even a negative influence on the emulsion and hydrolysis stability of the ASA. Furthermore, particle size plays an important role during the evaluation of hydrolytic stability and deposition. Therefore, it is very important that emulsions and different protection colloids should only be compared at the same particle size. However, high cationic liquid starches or the new “particle stabilized ASA” (bentonite or colloidal silica) seem to be the best alternative solution, as compared to the standard cooking starches. 2008 InProceedings deutsch urn:nbn:de:bvb:m347-opus-164

Einflüsse auf die Partikelgröße, Stabilität und Hydrolyse von ASA-Emulsionen

ASA Optimisation - Control of Particle Size, Stability and Hydrolysis

Martorana, Emanuele ; Belle, Jürgen ; Kleemann, Stephan

Emulsion , Teilchengröße , Hydrolyse

ASA , Emulgierung

sizing , alkenyl succinic anhydride (ASA) , emulsion , particle size , hydrolysis

Diese Arbeit hat gezeigt, dass eine reproduzierbare Emulgierung von ASA mit optimaler Partikelgröße im Labor gut möglich und kontrollierbar ist. Die wichtigsten Faktoren für die Einstellung der Partikelgröße sind Emulgierzeit, Scherkräfte, ASA-Konzentration und Temperatur. Auch die Wahl des Schutzkolloides und des Emulgators hat einen entscheidenden Einfluss auf die erreichbare Partikelgröße. Bei jeder Emulgierung scheint es ein Optimum bezüglich der Partikelgröße zu geben, welches vor allem vom Stärke bzw. Polymer zu ASA Verhältnis abhängig ist. Die Stabilität und Hydrolyse der ASA-Emulsionen ist vor allem abhängig vom pH-Wert, der Temperatur und der Wasserhärte (Ca2+, Mg2+). Die Neigung zur Bildung von Agglomeraten und Ablagerungen wird allerdings lediglich durch Calciumionen hervorgerufen, da diese im Vergleich zu den ASA-Salzen des Magnesiums deutlich schwerlöslicher sind. Agglomeration und Hydrolyse können beispielsweise durch höhere Zusätze an Stärke bzw. den Einsatz von langkettigen Polymeren (PAM) vermindert werden. Die kationische Ladung des verwendeten Schutzkolloids zeigt erstaunlicherweise keinen bzw. zum Teil sogar einen negativen Einfluss auf die Emulsions- und Hydrolysestabilität des ASA. Zudem spielt die Partikelgröße bei der Bewertung der Hydrolysestabilität und Ablagerungsneigung von ASA-Emulsionen eine entscheidende Rolle. Daher ist es sehr wichtig, beim Vergleich unterschiedlicher Schutzkolloide, nur Emulsionen mit annähernd gleicher Partikelgröße zu vergleichen. Insbesondere Flüssigstärken oder die neuen partikelstabilisierten ASA (Bentonit oder Kieselsäure) stellen bei der Emulgierung von ASA eine sehr gute Alternative zu den standardmäßig verwendeten Kochstärken dar.

This work has shown that a reproducible ASA emulsification with optimal particle size is possible, and well controllable, in the laboratory. The most important factors for the adjustment of particle size are emulsification time, shear forces, ASA concentration and temperature. The protection colloid and the emulsifier used are also important factors for the particle size that can be achieved. Concerning the emulsification there is an optimum as regards particle size - which is mainly dependent on the starch or polymer to ASA ratio. The stability and hydrolysis of ASA emulsions depend mainly on pH, temperature and water hardness (Ca2+, Mg2+). However, the tendency to build up agglomerates and deposits is only caused by calcium ions, due to the fact that the ASAcid calcium salts are of much lower solubility than the magnesium salts. Agglomeration and hydrolysis can be reduced by increased starch addition or by the introduction of long-chain polymers such as polyacrylamides. It is surprising that the cationic charge of the used protection colloid showed almost no or even a negative influence on the emulsion and hydrolysis stability of the ASA. Furthermore, particle size plays an important role during the evaluation of hydrolytic stability and deposition. Therefore, it is very important that emulsions and different protection colloids should only be compared at the same particle size. However, high cationic liquid starches or the new “particle stabilized ASA” (bentonite or colloidal silica) seem to be the best alternative solution, as compared to the standard cooking starches.

2008

InProceedings

deutsch

urn:nbn:de:bvb:m347-opus-164


Einflüsse auf die Partikelgröße, Stabilität und Hydrolyse von ASA-Emulsionen ASA Optimisation - Control of Particle Size, Stability and Hydrolysis Martorana, Emanuele ; Belle, Jürgen ; Kleemann, Stephan Emulsion , Teilchengröße , Hydrolyse ASA , Emulgierung sizing , alkenyl succinic anhydride (ASA) , emulsion , particle size , hydrolysis Diese Arbeit hat gezeigt, dass eine reproduzierbare Emulgierung von ASA mit optimaler Partikelgröße im Labor gut möglich und kontrollierbar ist. Die wichtigsten Faktoren für die Einstellung der Partikelgröße sind Emulgierzeit, Scherkräfte, ASA-Konzentration und Temperatur. Auch die Wahl des Schutzkolloides und des Emulgators hat einen entscheidenden Einfluss auf die erreichbare Partikelgröße. Bei jeder Emulgierung scheint es ein Optimum bezüglich der Partikelgröße zu geben, welches vor allem vom Stärke bzw. Polymer zu ASA Verhältnis abhängig ist. Die Stabilität und Hydrolyse der ASA-Emulsionen ist vor allem abhängig vom pH-Wert, der Temperatur und der Wasserhärte (Ca2+, Mg2+). Die Neigung zur Bildung von Agglomeraten und Ablagerungen wird allerdings lediglich durch Calciumionen hervorgerufen, da diese im Vergleich zu den ASA-Salzen des Magnesiums deutlich schwerlöslicher sind. Agglomeration und Hydrolyse können beispielsweise durch höhere Zusätze an Stärke bzw. den Einsatz von langkettigen Polymeren (PAM) vermindert werden. Die kationische Ladung des verwendeten Schutzkolloids zeigt erstaunlicherweise keinen bzw. zum Teil sogar einen negativen Einfluss auf die Emulsions- und Hydrolysestabilität des ASA. Zudem spielt die Partikelgröße bei der Bewertung der Hydrolysestabilität und Ablagerungsneigung von ASA-Emulsionen eine entscheidende Rolle. Daher ist es sehr wichtig, beim Vergleich unterschiedlicher Schutzkolloide, nur Emulsionen mit annähernd gleicher Partikelgröße zu vergleichen. Insbesondere Flüssigstärken oder die neuen partikelstabilisierten ASA (Bentonit oder Kieselsäure) stellen bei der Emulgierung von ASA eine sehr gute Alternative zu den standardmäßig verwendeten Kochstärken dar. This work has shown that a reproducible ASA emulsification with optimal particle size is possible, and well controllable, in the laboratory. The most important factors for the adjustment of particle size are emulsification time, shear forces, ASA concentration and temperature. The protection colloid and the emulsifier used are also important factors for the particle size that can be achieved. Concerning the emulsification there is an optimum as regards particle size - which is mainly dependent on the starch or polymer to ASA ratio. The stability and hydrolysis of ASA emulsions depend mainly on pH, temperature and water hardness (Ca2+, Mg2+). However, the tendency to build up agglomerates and deposits is only caused by calcium ions, due to the fact that the ASAcid calcium salts are of much lower solubility than the magnesium salts. Agglomeration and hydrolysis can be reduced by increased starch addition or by the introduction of long-chain polymers such as polyacrylamides. It is surprising that the cationic charge of the used protection colloid showed almost no or even a negative influence on the emulsion and hydrolysis stability of the ASA. Furthermore, particle size plays an important role during the evaluation of hydrolytic stability and deposition. Therefore, it is very important that emulsions and different protection colloids should only be compared at the same particle size. However, high cationic liquid starches or the new “particle stabilized ASA” (bentonite or colloidal silica) seem to be the best alternative solution, as compared to the standard cooking starches. 2008 InProceedings deutsch urn:nbn:de:bvb:m347-opus-164