專利名稱：一種經(jīng)超聲和微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于糧食加工領(lǐng)域。尤其涉及一種經(jīng)超聲與微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉
的方法。
背景技術(shù)：
羥丙基淀粉是一種重要的化學(xué)改性淀粉，其改性以后，由于醚化淀粉取代醚鍵的 穩(wěn)定性高，羥丙基具有親水性，能減弱淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的內(nèi)部氫鍵強(qiáng)度，使其易于膨脹，糊化 容易，糊液透明，流動(dòng)性好，凝沉性弱，穩(wěn)定性高。羥丙基玉米淀粉在食品、印刷、紡織、印染、 洗滌劑、造紙、醫(yī)藥、冶金、石油鉆井等行業(yè)均可應(yīng)用。在食品工業(yè)中可作為增稠劑、懸浮劑 和涂料等，作為增稠劑特別適用于冷凍食品和方便食品，使食品在低溫儲(chǔ)存時(shí)具有良好的 保水性。在造紙工業(yè)中可用作紙張內(nèi)部施膠和表面施膠，使印刷油墨鮮明、均勻，減少油墨 消耗。在紡織工業(yè)可用作經(jīng)紗漿料，提高織造時(shí)的耐磨性等。 羥丙基淀粉的加工方法有干法、水分散法和非水分散法。干法加工是淀粉與環(huán)氧 丙烷在一定條件下直接進(jìn)行氣固反應(yīng)。具體加工方法主要有攪拌方式、沸騰方式和擠壓方 式等。干法生產(chǎn)反應(yīng)效率低，所得產(chǎn)物的分子取代度低，不均一，而且產(chǎn)品分離提純困難 等。水分散法是目前廣泛使用的方法，但亦不能制得高取代度產(chǎn)品， 一般分子取代度不大于 0. 3。非水溶劑法是將淀粉分散與醇或酮有機(jī)溶劑中，然后與環(huán)氧丙烷反應(yīng)，所得產(chǎn)品的最 高分子取代度在2. 0以下?？偟膩碚f，現(xiàn)有的羥丙基淀粉各種加工方法均存在以下問題反 應(yīng)效率低，所得羥丙基淀粉的分子取代度低，不均一。 超聲波是一種在彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)械波，具有熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和空化效應(yīng)。超 聲波作用于淀粉后，能使淀粉顆粒的表面形成許多微小的孔洞，淀粉糊的黏度下降，能夠加 速化學(xué)反應(yīng)過程。微波具有內(nèi)部加熱特性，可使淀粉膨化，同樣能使化學(xué)反應(yīng)加速。

發(fā)明內(nèi)容
以環(huán)氧丙烷為醚化劑，通過超聲波法、微波法協(xié)同作用，合成羥丙基玉米淀粉，至 今尚未見任何報(bào)道。本發(fā)明目的在于為了解決羥丙基淀粉各種加工方法均存在的反應(yīng)效率 低、所得羥丙基淀粉的分子取代度低、不均一的問題，為淀粉深加工以及超聲、微波的應(yīng)用 提供有益的借鑒。 本發(fā)明通過下述方法技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 將淀粉原料(可使用玉米淀粉、糯米淀粉、小麥淀粉、綠豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯 淀粉等糧谷或薯類淀粉)按質(zhì)量比配成濃度為10% 50%的淀粉乳，置于超聲波的電功率 為200W 800W、頻率為20kHz 500kHz的超聲波反應(yīng)器中，超聲作用10min 60min，然 后取出，抽濾，烘干，再將其與0. 2% 0. 4%的催化劑-氫氧化鈉1. 0% 3. 0%抑制膨脹 劑 -無水硫酸鈉、2. 0% 7. 2%環(huán)氧丙烷混合，充分?jǐn)嚢?、混合均勻，最后放置在微波反?yīng) 器里反應(yīng)，微波的功率為60W-300W，作用時(shí)間為2min 20min。反應(yīng)完畢，取出用lmol/L 的HCL中和至pH5. 5-6. O，烘干即可得分子取代度為0. 01 2. 00的羥丙基淀粉。
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與以往的加工方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)效率高、產(chǎn)品取代 度在較大范圍內(nèi)可調(diào)、產(chǎn)品質(zhì)量均一穩(wěn)定、性能好，能在食品、印刷、紡織、印染、洗滌劑、造 紙、醫(yī)藥、冶金、石油鉆井等諸多行業(yè)使用。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
例一 將玉米淀粉按質(zhì)量比配成濃度為40%的淀粉乳，置于超聲波的電功率為200W、頻 率為20kHz的超聲波反應(yīng)器中，超聲作用lOmin，然后取出，抽濾烘干，再將其與O. 32%的氫 氧化鈉2. 8%無水硫酸鈉、3. 4%環(huán)氧丙烷混合，充分?jǐn)嚢?、混合均勻，最后放置在微波反?yīng) 器里反應(yīng)，微波的功率為IOOW，作用時(shí)間為2min。反應(yīng)完畢，取出用lmol/L的HCL中和至 pH5. 5 6. O，烘干，即可得分子取代度為0. 03的羥丙基淀粉。
例二 將小麥淀粉原料按質(zhì)量比配成濃度為45%的淀粉乳，置于超聲波的電功率為 250W、頻率為40kHz的超聲波反應(yīng)器中，超聲作用30min，然后取出，抽濾烘干，再將其與 0. 35%的氫氧化鈉、3. 0%無水硫酸鈉3. 8%環(huán)氧丙烷混合，充分?jǐn)嚢琛⒒旌暇鶆?，最后放?在微波反應(yīng)器里反應(yīng)，微波的功率為150W，作用時(shí)間為3min。反應(yīng)完畢，取出用lmol/L的 HCL中和至pH5. 5 6. O，烘干即可得分子取代度為0. 09的羥丙基淀粉。
例三 將馬鈴薯淀粉原料按質(zhì)量比配成濃度為42%的淀粉乳，置于超聲波的電功率為 300W、頻率為20kHz的超聲波反應(yīng)器中，超聲作用40min，然后取出，抽濾烘干，再將其與 0. 38%氫氧化鈉、3. 0%無水硫酸鈉3. 9%環(huán)氧丙烷混合，充分?jǐn)嚢?、混合均勻，最后放置?微波反應(yīng)器里反應(yīng)，微波的功率為200W，作用時(shí)間為2min。反應(yīng)完畢，取出用lmol/L的HCL 中和至pH5. 5 6. O，烘干即可得分子取代度為1. 50的羥丙基淀粉。
權(quán)利要求
一種經(jīng)超聲和微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的生產(chǎn)方法，其特征在于以環(huán)氧丙烷為醚化劑，通過超聲波法、微波法協(xié)同作用，合成羥丙基淀粉。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)超聲和微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的方法，其特征在于所述的超聲波的功率為200W 800W，頻率為20kHz 500kHz，作用時(shí)間10min 60min。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)超聲和微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的方法，其特征在 于所述的微波的功率為60W 300W，作用時(shí)間2min 20min。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)超聲和微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的方法，其特征在 于所述的淀粉原料為玉米淀粉、糯米淀粉、小麥淀粉、綠豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉等 糧谷和薯類淀粉，原料淀粉的濃度為10% 50%。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)超聲_微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的生產(chǎn)方法，其特 征在于以環(huán)氧丙烷為醚化劑，所述的環(huán)氧丙烷的加入量為2. 0% 7. 2%。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)超聲-微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的生產(chǎn)方法，其特 征在于以氫氧化鈉為催化劑，所述的氫氧化鈉的加入量為0. 2% 0. 4%。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)超聲_微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的生產(chǎn)方法，其特 征在于以無水硫酸鈉為抑制膨脹劑，所述的無水硫酸鈉的加入量為1. 0% 3. 0%。
8. 如權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)超聲和微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的方法，其特征在 于所述的羥丙基淀粉的分子取代度為0. 01 2. 00。
全文摘要
本發(fā)明是一種經(jīng)超聲與微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉的方法，屬于糧食加工領(lǐng)域。以糧谷或薯類淀粉為原料，以環(huán)氧丙烷為醚化劑，氫氧化鈉為催化劑，無水硫酸鈉為抑制膨脹劑，通過超聲波、微波協(xié)同作用制備羥丙基淀粉。將淀粉原料按質(zhì)量比配成濃度為10％～50％的淀粉乳，置于超聲波的電功率為200W～800W、頻率為20kHz～500kHz的超聲波反應(yīng)器中，超聲作用10min～60min，然后取出，抽濾，烘干，再將其與0.2％～0.4％的氫氧化鈉1.0％～3.0％無水硫酸鈉2.0％～7.2％環(huán)氧丙烷混合，充分?jǐn)嚢?、混合均勻，最后放置在微波反?yīng)器里反應(yīng)，微波的功率為60W～300W，作用時(shí)間為2min～20min。反應(yīng)完畢，取出用1mol/L的HCL中和至pH5.5～6.0，烘干，即可得分子取代度為0.01～2.00的羥丙基淀粉。該法反應(yīng)時(shí)間短、效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，分子取代度大范圍可調(diào)，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號C08B31/12GK101747445SQ20081015410
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者吳聰, 秦志平, 胡愛軍, 鄭捷 申請人:天津科技大學(xué)