一种非晶颗粒态羧甲基淀粉的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有高化学反应效率，且能生产出溶水速度快、更高稳定性和透明性的羧甲基淀粉的方法。制备过程为：（１）在３０％～６０％体积的乙醇溶液中，将原料淀粉调成１％～４０％质量的淀粉乳；（２）将淀粉乳经加热升温或加碱提高ｐＨ的方法进行非晶化；（３）用淀粉重量的１％～２０％的氯乙酸或氯乙酸钠，并补充碱量使氯乙酸或氯乙酸钠与氢氧化钠摩尔比为１－２∶１－２，反应１～１０个小时，完成羧甲基化改性；（４）用酸中和至ｐＨ为６．５～７．０、过滤并用３０％～９５％体积的乙醇反复洗涤；再经干燥、筛分后包装得到最终产品。该产品可广泛用于医药、食品、纺织、印染、石油、日化、建材、铸造、包装等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及淀粉改性领域，具体是在乙醇溶剂中对淀粉进行非晶化和羧甲基醚化改 性，制备出非晶颗粒态羧甲基淀粉。本技术可直接在变性淀粉生产企业应用，所生产的羧 甲基淀粉产品，可以广泛的应用于医药、食品、纺织、印染、石油钻井、日用化工和建材、 铸造、包装等领域中。
技术介绍
淀粉颗粒内存在无定形区域和结晶区域，无定形区域具有较高的渗透性，化学反应主 要发生在此区域，如果淀粉颗粒存在更多的无定形区域，将会有利于反应的进行，提高反 应活性，而且反应分布均匀。非晶颗粒态淀粉的结晶体系遭到破坏，转化成非晶体系，体 积有所膨胀，内部结构不再那么紧密，但仍能保持完整的颗粒形貌，该淀粉颗粒拥有更高 的渗透性，能更有效的与化学试剂充分接触进行反应。非晶颗粒态淀粉主要制备方法有化 学高交联法、控制中等水分法、盐溶液保护法、微波湿热处理法、乙醇溶剂保护法等。一 方面，由于乙醇溶剂保护法易于控制，制备效果好，且乙醇可以回收，从而降低了生产成 本，便于大规模生产的使用；另一方面，在我国生产羧甲基淀粉主要是使用溶剂法，使用 的溶剂又以乙醇为主，因此，本专利技术实现两个工艺过程的有机结合，即先将淀粉在乙醇环 境中进行非晶化，然后直接在乙醇溶剂中加入醚化剂直接进行醚化反应，形成了本专利技术的 新的制备工艺技术。目前工业企业生产羧甲基淀粉普遍存在反应效率低的问题，尤其是制备高取代度羧甲 基淀粉时，投入大量的氢氧化钠和氯乙酸，不仅增加了生产成本，还产生了大量的酸碱废 液，增加了乙醇洗涤和乙醇回收的负荷。采用本专利技术的技术方案可以减少成本和提高反应 效率，而且，可以得到性能更优越的羧甲基淀粉产品。 ^ yq M廿针对以上技术和问题，本专利技术提供了一种具有高化学反应效率，且能生产出溶水速度 快、更高稳定性和透明性的羧甲基淀粉的方法。本专利技术所述羧甲基淀粉的制备方法，包括如下步骤 (l)淀粉乳调浆在常温下将原料淀粉加入到30% 60%体积的乙醇溶液中，使混合 后淀粉乳的重量百分比浓度为1% 40%;淀粉乳的重量百分比浓度为1% 40%，是指干基淀粉的重量与淀粉乳、乙醇和水形成的悬浮液的重量之比。(2) 淀粉颗粒的非晶化将调节好的淀粉乳悬浮液，经加热升温的方法或加碱提高 pH的方法，实现淀粉颗粒的非晶化和松散化转变；(3) 淀粉的羧甲基化对非晶化后的淀粉乳液的温度调节为25-85'C后，加入相对淀 粉重量为1% 20%的氯乙酸或氯乙酸钠，并补充碱量，使氯乙酸或氯乙酸钠与氢氧化钠 摩尔比为l-2: 1-2，反应1 10个小时，完成羧甲基化改性；(4) 羧甲基淀粉的后处理羧甲基化反应完成后降至室温，加入酸中和至pH为6.5 7.0;然后过滤并用30% 95%体积的乙醇反复洗涤；再经干燥、筛分后包装。所述的原料淀粉可以是玉米、马铃薯、木薯或小麦中分离出来的淀粉的一种或几种混 合物。所述的加热升温的方法，是将淀粉乳加热升温到80-85"C，用偏光显微镜检测至90% 以上的淀粉颗粒的偏光十字消失，即完成了淀粉颗粒的非晶化和松散化转变；所述的加碱提高pH的方法，是指将淀粉乳加热升温到80-85T:或保持到25-55。C，不 断加入氢氧化钠溶液，提高pH，用偏光显微镜检测至90%以上的淀粉颗粒的偏光十字消 失，停止加碱，即完成了淀粉颗粒的非晶化和松散化转变。所述的酸为冰乙酸、盐酸、硫酸、磷酸中的一种或几种。所述的干燥方法是气流、烘箱、滚筒或喷雾干燥。利用本专利技术制备的羧甲基淀粉具有冷水可溶性，溶解均匀快速、高稳定性和透明性的 特点。具体实施方式 实施例l在常温下将10g玉米淀粉加入到9卯g体积浓度为30%的乙醇溶液中，保持搅拌和容 器密闭，使混合后淀粉乳的重量百分比浓度为1%。将淀粉乳均匀搅拌加热升温到8(TC，保温持续搅拌，间歇抽取样品于偏光显微镜下 观察，直至90%以上的淀粉颗粒的偏光十字消失，即完成了淀粉颗粒的非晶化和松散化 转变。对非晶化后的淀粉乳液保持温度为85t，加入0.1g相对淀粉重量为1°/。的氯乙酸，并 补充碱量，使氯乙酸与氢氧化钠摩尔比为1: 2，反应1个小时，完成淀粉的羧甲基化改 性。羧甲基化反应完成后降至室温，加入冰乙酸中和至pH-6.5;然后过滤并用体积浓度为30%的乙醇反复洗涤；再经气流干燥、筛分后包装。 实施例2在常温下将100g木薯淀粉加入到900g体积浓度为40%的乙醇溶液中，保持搅拌和 容器密闭，使混合后淀粉乳的重量百分比浓度为10%。将淀粉乳均匀搅拌加热升温到55i:，保持连续搅拌并缓慢加入氢氧化钠溶液，不 断提高pH，并间歇抽取样品于偏光显微镜下观察，直至90%以上的淀粉颗粒的偏光十字 消失，停止加碱，即完成了淀粉颗粒的非晶化和松散化转变。对非晶化后的淀粉乳液保持温度为55°C，加入10g相对淀粉重量为10%的氯乙酸， 并补充碱量，使氯乙酸与氢氧化钠摩尔比为1: 1，反应5个小时，完成淀粉的羧甲基化 改性。羧甲基化反应完成后降至室温，加入盐酸中和至pH=7.0;然后过滤并用体积浓度为 50%的乙醇反复洗涤；再经烘箱干燥、筛分后包装。 实施例3在常温下将200g马铃薯淀粉加入到800g体积浓度为50%的乙醇溶液中，保持搅拌 和容器密闭，使混合后淀粉乳的重量百分比浓度为20%。将淀粉乳均匀搅拌加热升温到82'C，保温持续搅拌，间歇抽取样品于偏光显微镜下 观察，直至90%以上的淀粉颗粒的偏光十字消失，即完成了淀粉颗粒的非晶化和松散化 转变。对非晶化后的淀粉乳液保持温度为7(TC，加入40g相对淀粉重量为20%的氯乙酸， 并补充碱量，使氯乙酸与氢氧化钠摩尔比为2: 1，反应10个小时，完成淀粉的羧甲基化 改性。羧甲基化反应完成后降至室温，加入硫酸中和至pH=6.5;然后过滤并用体积浓度为 70%的乙醇反复洗涤；再经滚筒干燥、筛分后包装。 实施例4在常温下将300g小麦淀粉加入到700g体积浓度为60%的乙醇溶液中，保持搅拌和 容器密闭，使混合后淀粉乳的重量百分比浓度为30%。将淀粉乳均匀搅拌加热升温到25'C，保持连续搅拌并缓慢加入氢氧化钠溶液，不断 提高pH，并间歇抽取样品于偏光显微镜下观察，直至卯％以上的淀粉颗粒的偏光十字消 失，停止加碱，即完成了淀粉颗粒的非晶化和松散化转变。对非晶化后的淀粉乳液保持温度为25'C，加入45g相对淀粉重量为15%的氯乙酸钠，并补充碱量，使氯乙酸钠与氢氧化钠摩尔比为1: 2，反应8个小时，完成淀粉的羧甲基 化改性。羧甲基化反应完成后降至室温，加入磷酸中和至pH=7.0;然后过滤并用体积浓度为 95%的乙醇反复洗涤；再经喷雾干燥、筛分后包装。实施例5在常温下将400g木薯淀粉和玉米淀粉加入到600g体积浓度为45%的乙醇溶液中， 保持搅拌和容器密闭，使混合后淀粉乳的重量百分比浓度为40%。将淀粉乳均匀搅拌加热升温到85'C，保温持续搅拌，间歇抽取样品于偏光显微镜下 观察，直至90%以上的淀粉颗粒的偏光十字消失，即完成了淀粉颗粒的非晶化和松散化 转变。对非晶化后的淀粉乳液保持温度为6(TC，加入4g相对淀粉重量为1%的氯乙酸钠， 并补充碱量，使氯乙酸钠与氢氧化钠摩尔比为h 2，反应4个小时，完成淀粉的羧甲基 化改性。羧甲基化反应完成后降至室温，加入冰乙酸和盐酸中和至pH-6.5;然后过滤并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非晶颗粒态羧甲基淀粉的制备方法，包括如下步骤：　（１）淀粉乳调浆：在常温下将原料淀粉加入到３０％～６０％体积的乙醇溶液中，使混合后淀粉乳的重量百分比浓度为１％～４０％；淀粉乳的重量百分比浓度为１％～４０％，是指干基淀粉的重量与淀粉乳、乙醇和水形成的悬浮液的重量之比。　（２）淀粉颗粒的非晶化：将调节好的淀粉乳悬浮液，经加热升温的方法或加碱提高ｐＨ的方法，实现淀粉颗粒的非晶化和松散化转变；　（３）淀粉的羧甲基化：对非晶化后的淀粉乳液的温度调节为２５－８５℃后，加入相对淀粉重量为１％～２０％的氯乙酸或氯乙酸钠，并补充碱量，使氯乙酸或氯乙酸钠与氢氧化钠摩尔比为１－２∶１－２，反应１～１０个小时，完成羧甲基化改性；　（４）羧甲基淀粉的后处理：羧甲基化反应完成后降至室温，加入酸中和至ｐＨ为６．５～７．０；然后过滤并用３０％～９５％体积的乙醇反复洗涤；再经干燥、筛分后包装。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张本山，张向阳，于淑娟，李国基，高文宏，朱思明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]