[发明专利]一种制备羧甲基变性淀粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于变性淀粉技术领域，具体涉及非晶颗粒态处理，结合微波法、干法、溶剂法部分工艺制备羧甲基变性淀粉的方法。

背景技术

随着工业和科学技术的迅速发展，在众多淀粉产品中，变性淀粉占有非常重要的地位，是拓宽淀粉应用的主要途径。变性淀粉是指利用物理、化学或者生物酶制剂方法，通过分子切断、重排或在淀粉分子中引入官能团，加强原淀粉的某些品质或者引进原淀粉所不具备的一些特性，以适应现代工业对淀粉品质提出的更高要求而制备的淀粉衍生物。

羧甲基变性淀粉(Carboxymentyl Starch，CMS)又称淀粉甘醇酸钠，是淀粉的羧甲基衍生物，是变性淀粉的主要品种之一。羧甲基淀粉能直接溶于冷水，具有亲水性好、常温易凝胶化，糊的粘度稳定、透明度高、冻融稳定性好等优点。目前羧甲基淀粉已被广泛应用于纺织、印染、造纸、医药、食品、化妆品、建材、胶黏剂、皮革和油田开发助剂等众多领域，享有“工业味精”之称。

目前，羧甲基淀粉的制备方法主要有水媒法、干法、半干法和溶剂法；水媒法生产的羧甲基淀粉取代度(DS)较低，一般都在0.1以下，而且反应时间较长，需3-12h不等。干法、半干法制备的羧甲基淀粉虽然取代度较高，但对设备要求较高，淀粉和化学试剂混匀困难，反应不均一，且取代基仅分布在淀粉颗粒表面，产品溶解性差，副产物难以除去，影响产品质量。溶剂法克服了水媒法不能制备较高取代度产品的缺点，但是洗涤产品时又需要大量的有机溶剂，致使成本提高，而且在生产DS＞0.5的高取代度产品时，易发生反应物结块，造成搅拌器抱死，反应无法继续的现象。

综上所述几种制备方法通常都是直接以淀粉作为原料，淀粉颗粒是由结晶区和非结晶区构成，由于结晶区的存在，试剂很难进入到淀粉颗粒的内部，一方面导致结晶区内化学反应的效率和活性降低，另一方面导致淀粉颗粒外部和内部、以及结晶区和非晶区的化学反应程度不均匀，从而影响变性淀粉的品质以及应用效果。而非晶颗粒态是一种特殊的淀粉物态形式，是介于淀粉的多晶颗粒态和非晶糊化态的中间体系，由于非晶颗粒态淀粉具有颗粒态，但没有结晶性的限制，因此与试剂作用时会更加容易。

另外，微波属于一种无梯度的加热方式，其热效与传统的加热不同，它可以进入到物体内部，随着电磁场的变化，使杂乱无章的分子运动变成有序的高频振动，短时间内产生大量的热能，更重要的是这种热能产生于介质内部，不但可以加速化学反应速率，还可以引起一些化学反应的动力学改变。

发明内容

本发明克服了现有羧甲基淀粉制备技术的不足，在综合现有淀粉改性技术优点的基础上，提供一种结合非晶颗粒态预处理、干法、微波法、溶剂法制备羧甲基淀粉的新型工艺。该制备方法具有反应效率高、反应周期短、反应能耗低、产品取代度高等特点。

本发明采取的技术方案是：以非晶颗粒态淀粉为基础，微波法为核心，结合干法和溶剂法的部分工艺，制备羧甲基淀粉的方法，其步骤如下：

(1)、试剂配制：

①、氢氧化钠乙醇液配制：将容器置于冷水浴中，将13～108g的氢氧化钠溶于14～113ml纯水中，待其溶解后，缓缓加入35～282ml 95％的乙醇，搅拌使其完全溶解。

②、氯乙酸钠乙醇液配制：将容器置于冷水浴中，将5～143g的氢氧化钠溶于6～150ml纯水中，待其溶解后，缓缓加入15～375ml 95％的乙醇，搅拌使其完全溶解后，再向其中缓缓加入14～352g的氯乙酸，搅拌使其完全反应。

(2)、操作步骤：

①、非晶颗粒态预处理：将312～1560ml纯水和488～2440ml 95％乙醇混合后，在搅拌状态下加入200g～1000g干基淀粉，保持搅拌和反应容器密闭，维持反应体系温度为85℃，保持40r/min的速度，搅拌反应30～35min，反应结束后，进行离心，收集滤液；

②、碱化反应：将滤饼破碎后，在搅拌状态下，喷洒配制好的氢氧化钠乙醇液，在25℃下搅拌，保持55r/min的速度，碱化反应25～30min，待碱化反应结束后，在50～55r/min速度的搅拌状态下，再喷入配制好的氯乙酸钠乙醇液，搅拌10～20min，使其混合均匀；

③、醚化反应：将反应混合物以3～6mm的厚度均匀铺开，置于微波反应器中，设定微波功率为400～1500w，照射时间5～15min；

④、洗涤过程：将微波照射产物用定量的乙醇洗涤、离心后，收集滤液，直至滤液经定量的硝酸银溶液检测，无白色絮状沉淀物为止；

⑤、干燥、粉碎、包装：经干燥、粉碎、筛分、包装制得不同取代度的羧甲基淀粉。