[发明专利]一种环境友好型氧化变性淀粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种环境友好型氧化变性淀粉的制备方法。

背景技术

淀粉是绿色植物通过光合作用而生成的一种由多个羟基葡萄糖单元组成的天然高分子碳水化合物。淀粉及其衍生物资源非常丰富，具有毒性低、易生物降解、在自然界中能完全降解，对环境极为友好，已广泛应用于食品、纺织、造纸、石油、建筑和医药等多个工业领域。然而，随着工业生产技术的不断发展，对淀粉性质的要求也越来越苛刻，原淀粉因其结构和性能上的缺陷严重影响了它的实际应用效果。因此，根据淀粉的结构及理化性质开发了淀粉的变性技术，氧化淀粉便是早期研究、使用的重要变性淀粉之一。

淀粉在酸、碱、中性介质中与氧化剂作用所得产品即为氧化淀粉。氧化反应不仅能使糖苷键断裂，还有限地在淀粉分子链上引入羰基和羧基，使直链淀粉的凝沉作用降到最低，大大提高了糊液的稳定性、成膜性、粘合性和透明度。由于氧化淀粉具有上述的优点，加之工艺简单、价格低廉，因此在造纸和纺织等工业中有着广泛的应用。

采用不同的氧化工艺、氧化剂和原淀粉可以制成性能各异的氧化淀粉，其中最常用、经济效果又好的氧化剂主要是次氯酸钠和高锰酸钾。用次氯酸钠氧化淀粉，价格低廉，氧化效果虽好，但次氯酸钠不稳定，易分解出氯气，操作人员经常由于氯气的污染而感到头晕，同时也增加了污水处理方面的要求和成本；用高锰酸钾作氧化剂，无论在低pH值还是高pH值条件下被氧化的淀粉在存放一段时间后都呈棕色，严重影响了产品的外观和使用效果。所以现在急需一种效果好、绿色环保的氧化剂。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种环境友好型氧化变性淀粉的制备方法。双氧水价格低廉、氧化性较强、使用量较少，可大大的节约生产成本。更重要的是，采用双氧水氧化淀粉不仅可得到高纯度、效果优异的产品，过量的双氧水最终分解为水，是一种较为理想的绿色环保氧化剂，大大降低了污水处理费用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种环境友好型氧化变性淀粉的制备方法，具体步骤如下：

（1）混合：首先配制质量浓度为30 ~ 38 %的淀粉乳液，加入混合器中，启动搅拌器，将占淀粉绝干重量的0.01 ~ 0.5 ‰的催化试剂和占淀粉绝干重量的0.1 ~ 20 %双氧水氧化剂加入混合器内与淀粉混合10-20 min；

（2）变性反应：充分混合的物料后，调节反应pH 3 ~ 11、反应温度30 ~ 55 ℃、反应时间1 ~ 5 h；

（3）中和反应：反应3 ~ 8 h后，加入还原剂终止氧化反应；加入中和调节剂，使最终淀粉体系的pH值至7.0 ± 1.0；

（4）筛分、称量、包装：经上述制备的产品，经振动筛筛分后称量包装即可。

本发明所述的淀粉是玉米、木薯、马铃薯、小麦原淀粉的一种或几种任意比混合物。

本发明所述步骤（1）中的催化剂为硫酸铜、硫酸铁、硫酸锌的一种或几种任意比混合物。

本发明所述步骤（1）中双氧水的质量浓度为5 ~ 40 %。

本发明所述步骤（2）中，调节pH为酸性时所用的酸为稀调节剂为盐酸、硫酸、磷酸的一种或几种任意比混合物，质量浓度为2 ~ 20 %；调节pH为碱性时所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠溶液的一种或几种任意比混合物，质量浓度为2 ~ 20 %。

本发明所述步骤（3）中，还原剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠的一种或几种任意比混合物，用量为淀粉绝干重量的0.05 ~ 0.3 ‰。

本发明所述步骤（3）中，中和调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、硫酸和磷酸的一种或几种任意比混合物，质量浓度为1 ~ 30 %。

本发明的有益效果是：本发明在不增加设备投资的情况下，以双氧水为氧化剂，添加适当的催化剂，便可使淀粉中部分还原性链端氧化成羧基，且每个还原性链端氧化便脱掉数以10计的葡萄糖单位，同时又出现新的还原性链端，直至氧化结束。只要适当控制氧化深度便可获得符合需要的氧化淀粉。本发明制备工艺简单合理，使普通原淀粉具有氧化淀粉的低粘、高固体分散性和极小凝胶化作用等基本特性。除此之外，还具有几下几点优势：（1）与常规次氯酸钠氧化淀粉相比，氧化剂用量少，热稳定性强、价格低、投资少；（2）反应分解产物为水和氧气，绿色环保，有利于进一步降低污水处理成本；（3）加入催化剂后，可明显缩短反应时间，生产效率高，质量稳定且能耗大大降低。

具体实施方式