Solvation of Starch by Ionic Liquid

Monika KNOTKOVÁ

Bachelor's thesis

Abstract:

Ionic liquids (ILs) utilized for cellulose dissolution have gained increasing attention in recent years, but the number of the reports using ILs for starch is still limited. In this study, thirteen ionic liquids with different cations and anions were used to dissolution of starch. Solvation of corn, wheat and cassava starch by ionic liquids based on imidazolium, ammonium, phosphonium and cholinium was qualitatively studied and compared with gelatinization process in water. Presence of water in the system ionic liquid ? starch was also examined in dependence of temperature at which dissolution occurred. Ionic liquids with cations as 1-butyl-3-methylimidazolium, N, N ? dimethyl ? N -(2-hydroxyethyl) ammonium, trihexyl (tetradecyl) phosphonium, 1-ethyl-3- methylimidazolium, propylcholinium, trimethylbutylammonium and anions as levulinate, acetate, methyl phosphite, dimethyl phosphate, methyl sulfate, chloride, tetrachloroaluminate, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, ethylsulfate, triflate were used. Solubility of starch was investigated by optical microscope using the hot stage system. Density, viscosity and thermal properties of some ionic liquids capable to dissolve the starch were examined. Enthalpy of dissolution of corn starch in 1-butyl-3-methylimidazolium methyl phosphite was examined by micro differential scanning calorimetry. Rheological properties of 1-butyl-3-methylimidazolium methyl phosphite and mixture 1-butyl-3-methylimidazolium methyl phosphite - corn starch and 1-butyl-3-methylimidazolium methyl phosphite - corn starch - water were examined by rheometer.

Abstract:

Iontové kapaliny používané pro rozpouštění celulózy získávají v posledních letech rostoucí pozornost, ale množství odborných článků zabývajících se použitím iontových kapalin pro škrob je stále omezené. V této práci bylo použito třináct iontových kapalin s odlišnými kationty a anionty pro rozpouštění škrobu. Rozpouštění kukuřičného, pšeničného a kasavového škrobu pomocí iontových kapalin založených na imidazoliu, amoniu, fosfoniu a choliniu bylo kvalitativně studováno a porovnáno s želatinačním procesem ve vodě. Přítomnost vody v systému iontová kapalina ? škrob, byla zkoumána v závislosti na teplotě, při které nastalo rozpouštění. Byly použity iontové kapaliny s kationty jako 1-butyl-3-methylimidazolium, N, N ? dimethyl ? N - (2-hydroxyethyl) amonium, trihexyl (tetradecyl) fosfonium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, propylcholinium, trimethylbutylamonium a anionty jako levulinát, acetát, methyl fosfit, dimethyl fosfát, methyl sulfát, chlorid, tetrachloroaluminát, bis (trifluoromethansulfonyl) imid, ethylsulfát, triflát. Rozpustnost škrobu byla zkoumána pomocí optického mikroskopu s vyhřívaným stolkem. U iontových kapalin, ve kterých byl škrob rozpustný, byla určena hustota, viskozita a tepelné vlastnosti. Entalpie rozpouštění kukuřičného škrobu v 1-butyl-3-methylimidazolium methyl fosfitu byla zkoumána pomocí mikro diferenciálního skenovacího kalorimetru. Reologické vlastnosti 1-butyl-3-methylimidazolium methyl fosfitu a směsi 1-butyl-3-methylimidazolium methyl fosfit - kukuřičný škrob a 1-butyl-3-methylimidazolium methyl fosfit - kukuřičný škrob - voda byly zkoumány pomocí reometru.

Keywords

iontová kapalina, škrob, rozpouštění, hustota, viskozita, tepelné vlastnosti, reologické vlastnosti, entalpie rozpouštění, želatinace, diferenciální skenovací kalorimetr, optický mikroskop

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 8. 2012

Accessible from:: 24. 8. 2012

Thesis defence

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Bachelor programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Chemistry and Materials Technology