2. Thermoplastic starch preparation

2. Thermoplastic starch preparation
The gelatinization of starch is a process that permits the release of starch macromolecules from
granules. It can be carried out by exposing starch granules to heat and shear in the presence of
moisture. In the gelatinization of starch during extrusion, it is important to have strict control
of the energy applied and the moisture content. The gelatinization process is depicted in
Figure 1. The application of excessive heat and shear, such as that observed during extrusion
processing of starch at low moisture content, leads to its thermo-mechanical degradation
(Gomez & Aguilera, 1983, 1984, Lai & Kokini, 1991). Products of starch degradation are mainly
dextrin, and in more extreme cases oligomer and sugar (Gomez & Aguilera, 1983, 1984). Once
starch granules are disrupted, the resulting gelatinized starch (GS) can be mixed with a suitable plasticizer to reduce its melting temperature and improve its processabillity. This
material is known as thermoplastic starch (TPS).

Fig. 1. Schematic representation of starch gelatinization and plasticization processes during
extrusion.
Water is a good plasticizer for TPS but its use leads to a high dependence of final properties
to environmental conditions of humidity. Utilization of plasticizers other than water helps
to stabilize the properties of TPS. The main plasticizer used in TPS composition is glycerol
(Forssell et al. 1997; Mathew & Dufresne, 2002; Souza & Andrade, 2002; Ma & Yu, 2004a; Ma
& Yu, 2004b; Parra et al., 2004; Rodriguez-Gonzalez et al., 2003a; Rodriguez-Gonzalez et al.,
2003b; Rodriguez-Gonzalez et al., 2004; Mali et al., 2005; Chand et al., 2006; Ma et al, 2006;
Teixeira et al., 2007; Talja et al., 2007; Talja et al., 2008; Tena-Salcido et al., 2008; Chaudhary,
2010; Mendez-Hernandez et al., 2011) but other alcohols (Da Roz et al., 2006), polyols
(Mathew & Dufresne, 2002; Parra et al., 2004; Mali et al., 2005; Da Roz et al., 2006; Talja et al.,
2007; Chaudhary, 2010), sugars (Da Roz et al., 2006; Teixeira et al., 2007; Talja, 2008) or
nitrogen compounds such as ethanolamine (Ma et al, 2006), formamide (Ma & Yu, 2004a; Ma
& Yu, 2004b), acetamide (Ma & Yu, 2004a) or urea (You et al., 2003; Ma et al, 2006) have also
been successfully employed. TPS materials have been prepared using casting process
(Mathew & Dufresne, 2002; Parra, et al., 2004; Mali et al., 2005; Chand et al., 2006; Talja et al.,
2007; Talja, 2008) or by melt mixing in batch, internal mixer (Forssell et al. 1997; Da Roz et
al., 2006; Teixeira et al., 2007), or continuous equipment such as single (Souza & Andrade,
2002; Ma & Yu, 2004a; Ma & Yu, 2004b; Ma et al, 2006) or twin-screw extruders (RodriguezGonzalez
et al., 2003a; Rodriguez-Gonzalez et al., 2003b; You et al., 2003; RodriguezGonzalez
et al., 2004; Tena-Salcido et al., 2008; Chaudhary, 2010; Mendez-Hernandez et al.,
2011). In the case of melt mixing processes, starch, plasticizer and water have been fed as dry
blends (Ma & Yu, 2004a; Ma & Yu, 2004b; Da Roz et al., 2006; Ma et al, 2006; Chaudhary, 2010)
or slurries (Rodriguez-Gonzalez et al., 2003a; Rodriguez-Gonzalez et al., 2003b; RodriguezGonzalez
et al., 2004; Tena-Salcido et al., 2008; Mendez-Hernandez et al., 2011). In some cases,
TPS materials prepared by melt mixing have a significant water content which limits the processing temperature far below the processing conditions of most synthetic polymers, i.e.
>150˚C, in order to avoid water vapor bubbles into TPS extrudates (Souza & Andrade, 2002;
Farhat et al., 2003; Ma et al, 2006; Chaudhary, 2010). The development of an extruder
configuration having a venting zone after both starch gelatinization and plasticization
processes were accomplished and before exiting from the die allowed the preparation of
water-free TPS (Favis et al., 2001; Favis et al., 2003, Favis et al., 2005).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2. การเตรียมการเทอร์โมพลาสติกสตาร์ชGelatinization แป้งเป็นกระบวนการที่อนุญาตให้มีการเปิดตัวของโมเลกุลแป้งจากเม็ด มันสามารถทำได้ โดยการเปิดเผยเม็ดแป้งความร้อน และแรงเฉือนในประเทศของความชื้น ใน gelatinization แป้งระหว่างการอัดรีด มันเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องควบคุมอย่างเข้มงวดพลังงานที่ใช้และความชื้น กระบวนการ gelatinization ฎในรูปที่ 1 การประยุกต์ใช้ความร้อนมากเกินไปและแรงเฉือน เช่นที่ปฏิบัติในระหว่างการอัดรีดการประมวลผลของแป้งที่ความชื้นต่ำ นำไปสู่การลดความร้อนกล(โกเมซและคนดัง 1983, 1984 ไล & Kokini, 1991) ผลิตภัณฑ์ของการย่อยสลายแป้งเป็นส่วนใหญ่dextrin, oligomer กรณีเพิ่มเติมและน้ำตาล (โกเมซและคนดัง 1983, 1984) ครั้งหนึ่งเม็ดแป้งมีการหยุดชะงัก แป้ง gelatinized ผลลัพธ์ (GS) สามารถผสมกับกระด้างไนลเหมาะเพื่อลดอุณหภูมิการหลอมเหลว และการปรับปรุง processabillity ของ นี้วัสดุที่เรียกว่าเทอร์โมพลาสติกสตาร์ช (TPS) รูปที่ 1 แป้ง gelatinization และ plasticization กระบวนการระหว่างแผนผังอัดขึ้นรูปน้ำกระด้างไนลดีสำหรับ TPS เป็น แต่การใช้นำไปสู่การพึ่งพาสูงของที่พักแห่งสุดท้ายกับสภาพแวดล้อมความชื้น การใช้ประโยชน์จากพลาสติกนอกจากน้ำช่วยเพื่อรักษาเสถียรภาพคุณสมบัติของ TPS กระด้างไนลหลักที่ใช้ในองค์ประกอบ TPS คือ กลีเซอรอล(Forssell et al. 1997 แม็ตธิว & Dufresne, 2002 อซูและทวารผมน้ำตาลเข้ม 2002 Ma และยู 2004a Maและยู 2004b พาร์รา et al. 2004 เกซส et al. 2003a เกซส et al.,2003b เกซส et al. 2004 มาลี et al. 2005 แชนด์ et al. 2006 Ma et al, 2006Teixeira et al. 2007 Talja et al. 2007 Talja et al. 2008 Tena Salcido et al. 2008 Chaudhary2010 Mendez-Hernandez et al. 2011) แต่แอลกอฮอล์อื่น ๆ (ดา Roz et al. 2006), polyols(แม็ตธิว & Dufresne, 2002 พาร์รา et al. 2004 มาลี et al. 2005 ดา Roz et al. 2006 Talja et al.,2007 Chaudhary, 2010), น้ำตาล (ดา Roz et al. 2006 Teixeira et al. 2007 Talja, 2008) หรือสารประกอบไนโตรเจนเช่น ethanolamine (Ma et al, 2006), formamide (Ma & Yu, 2004a Maและยู 2004b), acetamide (Ma และยู 2004a) หรือยูเรีย (คุณ et al. 2003 Ma et al, 2006) ยังได้ถูกเรียบร้อยแล้วนำมาใช้ TPS วัสดุจัดทำขึ้นโดยใช้กระบวนการหล่อ(แม็ตธิว & Dufresne, 2002 พาร์รา et al. 2004 มาลี et al. 2005 แชนด์ et al. 2006 Talja et al.,2007 Talja, 2008) หรือ โดยการละลายผสมในชุด ภายในเครื่องผสม (Forssell et al. 1997 Roz ดาร้อยเอ็ดal., 2006 Teixeira et al. 2007), หรืออุปกรณ์ต่อเนื่องเช่นเดียว (ซัวซ่าและทวารผมน้ำตาลเข้ม2002 Ma และยู 2004a Ma และยู 2004b Ma et al, 2006) หรือ twin-screw extruders (RodriguezGonzalezet al. 2003a เกซส et al. 2003b คุณ et al. 2003 RodriguezGonzalezet al. 2004 Tena Salcido et al. 2008 Chaudhary, 2010 เมนเดส hernandez เกี่ยวกับ et al.,2011) . ในกรณีผสมกระบวนการละลาย แป้ง กระด้างไนล และน้ำมีการเลี้ยงเป็นแห้งผสม (Ma และยู 2004a Ma และยู 2004b ดา Roz et al. 2006 Ma et al, 2006 Chaudhary, 2010)หรือ slurries (กีเกซ et al. 2003a เกซส et al. 2003b RodriguezGonzalezet al. 2004 Tena Salcido et al. 2008 Mendez-Hernandez et al. 2011) ในบางกรณีเตรียม โดยละลายผสมวัสดุ TPS มีเนื้อหาสำคัญน้ำซึ่งเป็นข้อจำกัดอุณหภูมิกว่าเงื่อนไขการประมวลผลของโพลิเมอร์สังเคราะห์ส่วนใหญ่ เช่น> 150˚C เพื่อหลีกเลี่ยงฟองไอน้ำลงใน TPS extrudates (ซัวซ่าและทวารผมน้ำตาลเข้ม 2002Farhat et al. 2003 Ma et al, 2006 Chaudhary, 2010) การพัฒนาของการอัดรีดการกำหนดค่าที่มีโซนการระบายจากทั้งแป้ง gelatinization และ plasticizationสำเร็จ และก่อนออกจากจากตายได้รับอนุญาตในการจัดกระบวนการน้ำฟรี TPS (Favis et al. 2001 Favis et al. 2003, Favis et al. 2005)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2. การเตรียมแป้งเทอร์โม
เจลของแป้งเป็นกระบวนการที่ช่วยให้การเปิดตัวของโมเลกุลแป้งจากที่
เม็ด มันสามารถดำเนินการได้โดยการเปิดเผยเม็ดแป้งต่อความร้อนและแรงเฉือนในที่ที่มี
ความชื้น ในการเกิดเจลของแป้งในระหว่างการอัดขึ้นรูปนั้นมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะมีการควบคุมอย่างเข้มงวด
ของพลังงานที่นำมาใช้และความชื้น ขั้นตอนการเกิดเจลที่เป็นที่ปรากฎใน
รูปที่ 1 การประยุกต์ใช้ความร้อนมากเกินไปและเฉือนเช่นที่พบในระหว่างการรีด
การประมวลผลของแป้งที่มีความชื้นต่ำนำไปสู่ความเสื่อมโทรมของเทอร์โมเครื่องจักรกล
(Gomez & Aguilera, ปี 1983 ปี 1984 และลาย Kokini , 1991) ผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายแป้งส่วนใหญ่จะเป็น
เดกซ์ทรินและในกรณีที่โอลิโกมากขึ้นและน้ำตาล (Gomez & Aguilera 1983, 1984) เมื่อ
เม็ดแป้งที่จะหยุดชะงักส่งผลให้แป้ง gelatinized (GS) สามารถผสมกับพลาสติที่เหมาะสมเพื่อลดอุณหภูมิหลอมละลายและปรับปรุง processabillity ของมัน นี้
วัสดุที่เป็นที่รู้จักกันเทอร์โมสตาร์ช (TPS).

รูป 1. แผนผังแสดงของแป้งและเจ Plasticization ในระหว่างกระบวนการ
อัดขึ้นรูป.
น้ำเป็นพลาสติที่ดีสำหรับ TPS แต่การใช้งานจะนำไปสู่การพึ่งพาสูงของคุณสมบัติสุดท้าย
ต่อสภาพแวดล้อมของความชื้น การใช้ประโยชน์จากพลาสติกอื่น ๆ กว่าน้ำจะช่วย
ในการรักษาเสถียรภาพคุณสมบัติของ TPS พลาสติหลักที่ใช้ในการประกอบ TPS คือกลีเซอรอล
(Forssell et al, 1997;. แม็ตธิว & Dufresne 2002; Souza & Andrade 2002; Ma & Yu, 2004a; Ma
& Yu, 2004b; โตน et al, 2004;. Rodriguez อนซาเลซ , et al, 2003a. Rodriguez อนซาเลซ, et al.,
2003b; Rodriguez อนซาเลซ, et al, 2004. มาลี et al, 2005;. พรีม et al, 2006; Ma. et al, 2006;
Teixeira et al, 2007. ; Talja et al, 2007;.. Talja et al, 2008; Tena-Salcido et al, 2008;. Chaudhary,
2010.. Mendez-Hernandez et al, 2011) แต่แอลกอฮอล์อื่น ๆ (ดารอซ, et al, 2006) โพลีออล
(แม็ตธิว & Dufresne., 2002; โตน et al, 2004; มาลี et al, 2005;. ดา Roz et al, 2006;. Talja, et al.,
2007; Chaudhary, 2010), น้ำตาล (ดารอซ, et al. 2006. Teixeira et al, 2007; Talja 2008) หรือ
สารประกอบไนโตรเจนเช่น ethanolamine (MA et al, 2006), formamide (MA & Yu, 2004a; Ma
& ยู 2004b) acetamide (MA & Yu, 2004a) หรือยูเรีย (คุณ et al, 2003; Ma. et al, 2006) นอกจากนี้ยังได้
รับการว่าจ้างที่ประสบความสำเร็จ วัสดุพีเอสได้จัดทำขึ้นโดยใช้กระบวนการหล่อ
(แม็ตธิว & Dufresne 2002; โตน, et al, 2004. มาลี et al, 2005;. พรีม et al, 2006;. Talja, et al.,
2007; Talja 2008) หรือโดยการ ละลายผสมในชุดผสมภายใน (Forssell et al, 1997;. ดา Roz et
al, 2006;. Teixeira et al, 2007.) หรืออุปกรณ์อย่างต่อเนื่องเช่นเดียว (Souza & Andrade,
2002; Ma & Yu, 2004a; Ma และยู 2004b; Ma et al, 2006) หรือเครื่องอัดรีดสกรูคู่ (RodriguezGonzalez
, et al, 2003a. Rodriguez อนซาเลซ, et al, 2003b;. คุณ et al, 2003;. RodriguezGonzalez
et al, 2004;. Tena-Salcido et al, 2008;. Chaudhary 2010; Mendez-Hernandez, et al.,
2011) ในกรณีของการละลายกระบวนการผสมแป้งพลาสติและน้ำได้รับการเลี้ยงดูแห้ง
ผสม (MA & Yu, 2004a; Ma & Yu, 2004b; ดา Roz et al, 2006; Ma. et al, 2006; Chaudhary 2010)
หรือ slurries (Rodriguez อนซาเลซ, et al, 2003a. Rodriguez อนซาเลซ, et al, 2003b. RodriguezGonzalez
et al, 2004;.. Tena-Salcido et al, 2008;. Mendez-Hernandez et al, 2011) ในบางกรณี
วัสดุ TPS จัดเตรียมโดยละลายผสมมีปริมาณน้ำที่สำคัญซึ่งจะ จำกัด การประมวลผลอุณหภูมิต่ำกว่าเงื่อนไขการประมวลผลของโพลิเมอร์สังเคราะห์มากที่สุดคือ
> 150C ในการสั่งซื้อเพื่อหลีกเลี่ยงการไอน้ำฟองอากาศเข้าไปใน Extrudates TPS (Souza & Andrade 2002;
Farhat et al, 2003; Ma. et al, 2006; Chaudhary 2010) การพัฒนาเครื่องอัดรีด
การกำหนดค่าที่มีโซนระบายหลังจากที่ทั้งสองแป้งเจและ Plasticization
กระบวนการสำเร็จและก่อนที่จะออกจากการตายที่ได้รับอนุญาตการจัดทำ
น้ำฟรี TPS (Favis et al, 2001;.. Favis et al, 2003 Favis et al., 2005)