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变性淀粉的生产性能与应用
荆州市汉科生物工程有限公司 郑绍荆
1 变性淀粉的特性
近年来,我国的淀粉业得到了较快的发展,变性淀粉作为深加工的一条重要途径,正从无到有,进入了初步开发阶段,。目前,国内已研制出数十种变性淀粉并投入批量生产。但是我国变性淀粉的生产与国外先进水平相比,还有很大的差距。为了合理、充分地发展我国变性淀粉地生产,现将国外变性淀粉生产技术、性能与应用作一些简要地介绍。
1.1天然淀粉
天然淀粉属于碳水化合物。它是由脱水葡萄糖单位组成,所以,这种淀粉可以通过酶制剂水解成为葡萄糖。
商品型天然玉米淀粉呈一种微黄色粉末,水分含量微12-14%,除1%灰分外,所有干物质含量为碳水化合物。
天然玉米淀粉粉末呈颗粒状,颗粒大小均匀,10-30µ。
天然玉米淀粉不溶于冷水和多数有机溶剂,所以,淀粉制作在水浆中进行,并用重力作用进行精制。
1.2变性淀粉
玉米变性淀粉可改变下列特征:可溶性、糊化温度、峰值粘度、回老作用、凝胶形成和凝沉。
玉米淀粉地变性有:a,化学变性(酯化);b,用水和加热处理产生物理变性(预糊化);c,物理与化学变性(糊精化)。
化学变性的结果为:
1.2.1通过酸和碱水解作用将聚合物地碳链切成短的碎段,或通过氯的氧化作用,将淀粉聚合物的碳链切成段的碎段,使淀粉粘度降低。
1.2.2 形成氧化基,并通过氯的作用,产生脱水葡萄糖单位。
1.2.3 酯化在脱水葡萄糖环第六号碳原子上的伯醇基。
1.2.4 糊精化
糊精化变性可通过下列方法实现:a,淀粉在水中调浆(氧化);b,加工成热干粉(糊精);c,将a,b两项混合,如淀粉磷酸盐。
变性淀粉可呈为:a,颗粒状的粉末(氧化淀粉和白色糊精);b,无定型粉末(黄色糊精和预糊精化淀粉);c,液体(水解产物,如葡萄糖)。
2 变性淀粉的生产与应用
2.1 酸法淀粉
2.1.1 白色糊精
1吨玉米淀粉与1~3千克无机酸相混合,在真空和加热作用下,将混合物干燥至水分含量低于4%,此时温度达到120度,并保持2~4小时。当淀粉在冷水中的溶解度达到35%时,停止反应。然后,将糊精急剧冷却,并重新调湿至水分含量约为10%。这种产品中的玉米原状颗粒仍可鉴别。
2.1.2 黄色糊精
1吨玉米淀粉与1~2千克无机酸相混合,在真空和加热作用下,将混合物干燥至水分含量低于2~3%,保持4小时,然后将混合物移到开式盘底焙烧炉中,在150度温度下,搅拌4~6小时,直至呈黄色并使之在冷水中的溶解度高于90%为止。然后急剧冷却,并重新调湿至水分含量为10%。这种产品中的玉米原状颗粒无法鉴别。
2.1.3 英国糊精
玉米淀粉不与无机酸相混合。而是,1吨玉米淀粉在真空和加热作用下,干燥至水分为2~3%(4小时),再在高温下(200度)焙烧约5小时,然后急剧冷却并重新调湿。
以上糊精可用作纸张标签,信封以及层压板的胶粘剂。
2.1.4 酸法稀糊淀粉
酸法稀糊淀粉由淀粉在水中制浆生产。
5吨玉米淀粉在5吨水中调浆,然后用盐酸把粉浆酸化,直到用滴定法测得水相当量浓度为0.2~2为止。将粉浆加热至30度,并保持16~20小时,再用碳酸钠中和至PH值等于5.2时反应中止。洗涤三次后干燥至水分为12~14%。
酸法稀糊淀粉可用于纺织工业表面施胶,洗衣粉,制片调整粘接以及糖果点心得生产。
2.2氧化淀粉
氧化淀粉氧化度由用途决定。
每千克商品型玉米淀粉含10克氯。
每千克含淀粉12克氯,用于糖果点心生产;每千克含16克氯,用于纺织行业表面施胶;每千克含18~30克氯,用于纺织工业浆剂;每千克含16克氯的氢乙基淀粉,用于砂纸生产。
5吨玉米淀粉在5吨热水中调浆,最终温度为28~32度,将淀粉乳泵送入反应罐中,此时,在20分钟内将每升含氯量为150克的次氯酸钠1000升泵送入反应罐。这就是每千克淀粉含氯量为30克的商品型氧化玉米淀粉。
这种淀粉最初反应温度为30度,由于氧化时产生的热量,最终温度为42~44度;最初PH值为11.2,最终PH值为8.5,PH值的下降是由于在氧化过程中形成的有机酸的缘故。反应时间约为3小时,当测得氯的含量为0~10ppm时,反应中止。再用盐酸将粉浆中和至PH值等于5..2,并在干燥前洗涤三次。
这种淀粉是工业生产的一类重要的变性淀粉,产品颜色洁白,易于糊化,粘度低,凝沉性弱,粘合力强,成膜性好,膜的透明度和强度都很高,广泛应用于造纸工业的施胶剂和胶粘剂,纺织工业的上浆剂等。
2.3乙酰玉米淀粉和氧化玉米淀粉
5吨淀粉在5吨水中调浆,加入150千克碳酸钠;30分钟后,加入30千克醋酐,60分钟后再加入30千克醋酐,1小时后将淀粉乳加热至30℃,然后进行氧化。
这种淀粉广泛用于造纸业细纸表面施胶剂、预涂和外涂。
2.4阳离子淀粉
脱水葡萄糖环第6号碳原子上德伯醇在碱性粉浆中用3-氯-2-氢丙基三甲基-氯化氨醚化剂进行醚化。反应时的温度必须达到48~50℃,所以,有必要加入亚硫酸钠,以压制粉浆的糊化温度。反应时间约4~6小时,然后将PH值调节为5,再洗涤3次后进行干燥。
当阳离子醚化反应结束后,可与每千克含16克氯的淀粉产生氧化,形成一种中间粘度的淀粉糊。
和其他非离子淀粉和阴离子淀粉相比,阳离子淀粉的溶解性好,糊化温度低,粘度可以调节高低,凝沉性、胶粘性、成膜性好,受酸、碱、盐、机械剪切及温度影响的稳定性高。
阳离子淀粉与其他淀粉不同,它具有其他淀粉所不能替代的功能。再造纸工业上,主要用于浆上施胶、表面涂胶、中性施胶以及粘合剂;在纺织工业上,可作为胶体添加剂、稳定剂、增调剂;在工业废水处理上可作为絮凝剂或阴离子交换剂;在油田钻井方面,可作为泥浆处理剂,用于钻井液,定井液和射孔液;在工业材料和建筑业方面,可作为陶瓷及玻璃纤维的真空成形,保温材料的粘接剂。 1/13/2007


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