一种两性淀粉及其制备方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001]本发明涉及两性淀粉制备技术领域，具体的说是一种高效低成本两性淀粉新品种及其制造方法。
[【背景技术】]
[0002]两性淀粉是改性淀粉的一种，其外观为白色粉末状。随着造纸工业越来越多地使用回收废纸作为造纸的主要原料来源，两性淀粉在造纸湿部化工中的作用日显重要。
[0003]目前，两性淀粉的工业化生产都是采用湿法工艺和干法工艺的两步变性法。即先采用湿法生产工艺对淀粉进行阳离子化学变性，再利用干法生产工艺对经过阳离子化学变性的淀粉引进阴离子基团，实现在淀粉的分子链上同时引入带有正电荷的阳离子官能团和带有负电荷的阴离子官能团，从而得到两性化学改性淀粉。
[0004]但是，目前工艺由于制备复杂、工艺周期长，不但制造成本高，产品质量不稳定。同时，由于第二步的干法工艺一般没有对生产的产品进行洗涤，产品中残存大量的无机盐和碱，在下游客户的使用中产生污染，提高了下游客户的污水处理成本。
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【发明内容】
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[0005]本发明的目的是通过采用能在湿法生产工艺装置上的新型阴离子化学剂，在常规湿法生产变性淀粉的工艺条件下并且以水作为溶剂对淀粉同时进行两性化学改性。进而实现同时带有正、负电荷的两性淀粉。其产品的分子结构特性为在同一个分子链的不同位置上接入带有不同极性电荷的基团。
[0006]为实现上述目的，本发明所提出的改性方法是以水作为溶剂，在常规湿法生产工艺条件下进行的化学改性。其反应十分温和，反应过程易于控制和容易实现。
[0007]—种两性淀粉，其特征在于，组分配比如下:
[0008]原料:若干份淀粉或淀粉浆:
[0009]溶剂:水作为溶剂，溶剂用量与原料重量份数比为(100-120):100
[0010]抑制淀粉颗粒膨胀剂:以重量份数计，1-20份[0011 ] 季铵型阳离子醚化剂:以重量份数计，1-10份
[0012]阴离子化学剂:以重量份数计，0.5-30份
[0013]酸碱PH调节剂，用量以调整后的PH值计。
[0014]所述淀粉或淀粉浆来源可以是木薯、马铃薯、玉米、蜡质玉米、红薯等，淀粉可以是木薯淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、红薯淀粉以及上述两种或两种以上淀粉按一定配比的混合淀粉。
[0015]所述酸碱调节剂，采用液碱:浓度3%-5%，盐酸:浓度8%-15%。
[0016]所述抑制淀粉颗粒膨胀剂可以是硫酸钠、氯化钠或包括并不限于上述两种无机盐的其他可以抑制淀粉颗粒膨胀的无机盐类化工产品。
[0017]所述季铵型阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，阴离子化学剂为琥珀酸酐或称作丁二酸酐的一类酸酐。采用丁二酸酐作为酯化剂的，是琥珀酸酐作为化学剂，可在常温，不用加热的条件下进行酯化反应。
[0018]—种所述两性淀粉的制备方法，其特征在于，采用湿法生产工艺，在100份淀粉或淀粉浆中加入1-20份抑制淀粉颗粒膨胀剂，用3-5%浓度液碱调节PH值至10.5-12，升温将反应系统温度加热至40-50度，加入1-10份季铵型阳离子醚化剂反应6小时后，用盐酸将PH值调整到8.0-9.0.加入0.5-30份阴离子化学剂，维持淀粉乳液的PH值不变，加完后保持30-200分钟后将PH值中和到5.5-8.0.洗涤、脱水、干燥、筛分、包装成品。
[0019]先进行醚化化学反应，首先得到各种不同取代度的阳离子变性淀粉，取代度范围为DS = 0.01-0.1，然后再进行琥珀酸酯化，即先醚化后酯化的淀粉化学变性反应顺序。
[0020]本发明当加入不同量的阳离子醚化剂和阴离子酯化剂时，可以得到一系列性能各异的两性淀粉产品。实现了在湿法生产工艺装置上的新型阴离子化学剂，进而实现同时带有正、负电荷的两性淀粉，其产品的分子结构特性为在同一个分子链的不同位置上接入带有不同极性电荷的基团。得到的产品性能优异、成本低廉，解决了湿法-干法两步变性工艺复杂，质量不稳定等两性淀粉工业化生产的难题。
[【具体实施方式】]
[0021]现结合实施例对本发明的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是清楚的。
[0022]一种两性淀粉，其组分配比如下:
[0023]原料:若干份淀粉或淀粉浆:所述淀粉或淀粉浆来源可以是木薯、马铃薯、玉米、蜡质玉米、红薯等，淀粉可以是木薯淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、红薯淀粉以及上述两种或两种以上淀粉按一定配比的混合淀粉。
[0024]溶剂:水作为溶剂，溶剂用量与原料重量份数比为(100-120):100
[0025]抑制淀粉颗粒膨胀剂:100份原料中以重量份数计，1-20份，所述抑制淀粉颗粒膨胀剂可以是硫酸钠、氯化钠或包括并不限于上述两种无机盐的其他可以抑制淀粉颗粒膨胀的无机盐类化工产品。
[0026]季铵型阳离子醚化剂:100份原料中以重量份数计，1-10份，所述季铵型阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，阴离子化学剂为琥珀酸酐或称作丁二酸酐的一类酸酐。采用丁二酸酐作为酯化剂的，是琥珀酸酐作为化学剂，可在常温，不用加热的条件下进行酯化反应。
[0027]阴离子化学剂:100份原料中以重量份数计，0.5-30份
[0028]酸碱PH调节剂，用量以调整后的PH值计。所述酸碱调节剂，采用液碱:浓度3%-5%，盐酸:浓度8%-15%。
[0029]实施例1
[0030]在1200份水中加入1000份木薯淀粉搅拌均匀后，加入抑制膨胀剂100份，用3%的液碱将PH值调整到11.5左右。升温至40-45度，加入50份3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵，反应7小时后，将温度降低到正常室温，pH值中和至8左右。加入80份琥珀酸酐，保持PH值不变直到反应结束。然后，用盐酸中和到PH值=6，0左右。送入后处理进行洗涤、脱水、干燥过100目成品筛，得到阳离子取代度DS = 0.027，阴离子取代度DS = 0.007的木薯两性淀粉产品。
[0031]实施例2
[0032]在2200份水中加入2000份玉米淀粉搅拌均匀后，加入抑制膨胀剂160份，用4.5%的液碱将PH值调整到11.9.左右。加入60份，3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵，升温至50-55度反应8小时后，将温度降低到正常室温，中和至8左右。加入100份琥珀酸酐，保持PH值不变直到反应结束。然后，用盐酸中和到PH值=6，0左右。送入后处理进行洗涤、脱水、干燥过100目成品筛，得到玉米两性淀粉。产品白色、PH值6.5，阳离子取代度DS = 0.025，阴离子取代度DS =
0.006 ο
[0033]实施例3
[0034]在840份水中加入800份马铃薯淀粉搅拌均匀后，加入抑制膨胀剂90份。用3.5%的液碱将ΡΗ值调整到11.8左右。加入40份3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵，升温至40-48度反应6小时后，将温度降低到正常室温，中和至8左右。加入60份琥珀酸酐，保持ΡΗ值不变直到反应结束。然后，用盐酸中和到ΡΗ值=6，0左右。送入后处理进行洗涤、脱水、干燥过100目成品筛，得到马铃薯两性淀粉。产品白色、ΡΗ值6.5，阳离子取代度DS = 0.020，阴离子取代度DS =
0.008。
【主权项】
1.一种两性淀粉，其特征在于，组分配比如下: 原料:若干份淀粉或淀粉浆: 溶剂:水作为溶剂，溶剂用量与原料重量份数比为(100-120):100 抑制淀粉颗粒膨胀剂:以重量份数计，1-20份 季铵型阳离子醚化剂:以重量份数计，1-10份 阴离子化学剂:以重量份数计，0.5-30份 酸碱PH调节剂，用量以调整后的PH值计。2.如权利要求1所述的一种两性淀粉，其特征在于，所述淀粉或淀粉浆来源可以是木薯、马铃薯、玉米、蜡质玉米、红薯等，淀粉可以是木薯淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、红薯淀粉以及上述两种或两种以上淀粉按一定配比的混合淀粉。3.如权利要求1所述的一种两性淀粉，其特征在于，所述酸碱调节剂，采用液碱:浓度3%-5%，盐酸:浓度 8%-15%。4.如权利要求1所述的一种两性淀粉，其特征在于，所述抑制淀粉颗粒膨胀剂可以是硫酸钠、氯化钠或包括并不限于上述两种无机盐的其他可以抑制淀粉颗粒膨胀的无机盐类化工广品Ο5.如权利要求1所述的一种两性淀粉，其特征在于，所述季铵型阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，阴离子化学剂为琥珀酸酐或称作丁二酸酐的一类酸酐。6.—种如权利要求1所述两性淀粉的制备方法，其特征在于，采用湿法生产工艺，在淀粉或淀粉浆中加入1-20份抑制淀粉颗粒膨胀剂，用3-5%浓度液碱调节ΡΗ值至10.5-12，升温将反应系统温度加热至40-50度，加入1-10份季铵型阳离子醚化剂反应6小时后，用盐酸将ΡΗ值调整到8.0-9.0.加入0.5-30份阴离子化学剂，维持淀粉乳液的ΡΗ值不变，加完后保持30-200分钟后将ΡΗ值中和到5.5-8.0.洗涤、脱水、干燥、筛分、包装成品。7.如权利要求6所述两性淀粉的制备方法，其特征在于，先进行醚化化学反应，首先得到各种不同取代度的阳离子变性淀粉，取代度范围为DS = 0.01-0.1，然后再进行琥珀酸酯化，即先醚化后酯化的淀粉化学变性反应顺序。
【专利摘要】本发明涉及一种两性淀粉及其制备方法，其特征在于，以水作为溶剂，琥珀酸酐作为阴离子化试剂，3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂，以及酸碱PH调节剂及抑制淀粉颗粒膨胀剂，当加入不同量的阳离子醚化剂和阴离子酯化剂时，可以得到一系列性能各异的两性淀粉产品。实现了在湿法生产工艺装置上的新型阴离子化学剂，进而实现同时带有正、负电荷的两性淀粉，其产品的分子结构特性为在同一个分子链的不同位置上接入带有不同极性电荷的基团。得到的产品性能优异、成本低廉，解决了湿法-干法两步变性工艺复杂，质量不稳定等两性淀粉工业化生产的难题。
【IPC分类】C08B31/04, C08B31/12, C08B31/16
【公开号】CN105481991
【申请号】CN201610064754
【发明人】倪大光
【申请人】上海盈美机电工程有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月29日