高取代羧甲基淀粉鈉的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高取代羧甲基淀粉鈉的制備方法。包括淀粉堿化、淀粉醚化、深度純化過程，其特征在于，該方法綜合采用了多步醚化反應(yīng)與高溫攪拌技術(shù)；所述多步醚化反應(yīng)與高溫攪拌技術(shù)是先向混合多元溶劑中依次分步加入反應(yīng)堿和淀粉原料進(jìn)行浸潤堿化反應(yīng)，后在高溫攪拌下，通過加壓以霧狀的形式將剩余堿液分次噴入反應(yīng)體系中，加入醚化劑經(jīng)過四次醚化過程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明堿化醚化過徹底、轉(zhuǎn)化率高、生產(chǎn)效率高。
【專利說明】高取代羧甲基淀粉鈉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高取代羧甲基淀粉鈉的制備方法。
【背景技術(shù)】[0002]目前，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，羧甲基淀粉鈉的用途越來越廣，其在食品工業(yè)領(lǐng)域具廣闊的應(yīng)用空間，包括:在加工果醬、糖汁、果子露及辣醬時用作黏性劑和增量劑；用于生產(chǎn)點心食品時可使組織均勻、細(xì)致、外形美觀；用于制造冰激凌時可阻止冰晶的生長；在制作蛋黃醬或調(diào)味品中作增稠劑，在果凍、蛋糕和烘焙儀食品中作為穩(wěn)定劑等；另外，其還可形成薄膜用于蔬菜、水果、蛋及茶葉的表面處理，使之長期保持原色澤及風(fēng)味。在石油工業(yè)方面，羧甲基淀粉鈉還廣泛應(yīng)用于石油鉆井液中。
[0003]現(xiàn)有的羧甲基淀粉鈉的制備工藝是將堿一次性完全投入到溶劑中，再將淀粉投入已配置的堿溶液中先經(jīng)堿化過程，然后再加入醚化劑-氯乙酸，升溫至70~75°C，進(jìn)行醚化反應(yīng)，并保持若干小時；再經(jīng)洗滌、干燥處理后得到產(chǎn)品。這種制備羧甲基淀粉鈉的方法存在很多缺點，具體而言主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
[0004]一是所獲得的產(chǎn)品，顆粒偏大，且不均勻，其中的取代度、粘度等性能指標(biāo)不高且不穩(wěn)定，堿化過程不徹底、不完善，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的使用效果。
[0005]二是傳統(tǒng)工藝將堿一次性完全投入到溶劑中，結(jié)果導(dǎo)致，溶解速度很慢，分布也不均勻，嚴(yán)重影響了淀粉的堿化效果，繼而影響醚化效果，最終得不到高取代度的產(chǎn)品，而且產(chǎn)品的耐鹽性、耐酸性也達(dá)不到應(yīng)用性能指標(biāo)的要求。
[0006]三是傳統(tǒng)的制備淀粉羧甲基淀粉鈉的方法極易發(fā)生局部反應(yīng)，造成醚化不徹底，轉(zhuǎn)化率低，副反應(yīng)增加，導(dǎo)致產(chǎn)品的取代度不均勻，取代度不高，生產(chǎn)效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種堿化醚化過徹底、轉(zhuǎn)化率高、生產(chǎn)效率高的高取代羧甲基淀粉鈉的制備方法。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]高取代羧甲基淀粉鈉的制備方法，包括浸潤堿化、多步醚化、深度純化過程，其特征在于，該方法綜合采用了多步噴浸醚化反應(yīng)與高溫攪拌技術(shù)；
[0010]所述多步噴浸醚化反應(yīng)與高溫攪拌技術(shù)是先向復(fù)合溶劑中依次加入部分堿和淀粉原料進(jìn)行浸潤堿化反應(yīng)，后在高溫攪拌下，通過加壓將剩余堿液分次噴入反應(yīng)體系中，加入醚化劑經(jīng)過四次醚化過程。優(yōu)選的技術(shù)方案是:該反應(yīng)中原料為淀粉，復(fù)合溶劑由90% -95%的乙醇、3% -9%的水組成，堿為NaOH，醚化劑為濃度96.5%的氯乙酸；
[0011]堿化階段充分?jǐn)嚢枋菍崿F(xiàn)淀粉均勻堿化的保證，本發(fā)明采用螺帶醚化反應(yīng)釜，即在攪拌軸上增加橫梁，橫梁上鑲有螺帶，增大了攪拌面積，并且在高溫的條件下，通過快速攪拌保證了淀粉與堿的充分接觸、浸潤和滲透；
[0012]較詳細(xì)的，本發(fā)明制備高取代羧甲基淀粉鈉的方法包括如下步驟:[0013]a、向反應(yīng)釜內(nèi)注入由71%~87%異丙醇、10%~20%乙醇、3%~9%水組成的復(fù)合溶劑重量份為40~80份；
[0014]b、將反應(yīng)釜打開入孔蓋，投入片堿重量份為2~4.5份，升溫至70~75°C，恒溫連續(xù)攪拌20~80min ；
[0015]C、降溫至22~18°C，打開入孔蓋，投入淀粉重量份為5.4-5.8份，關(guān)閉反應(yīng)釜、抽真空，恒溫在22~28°C，連續(xù)攪拌60~90min ；
[0016]d、向反應(yīng)釜投入濃度為96.5%的氯乙酸重量份為4.3~4.4份，連續(xù)攪拌40min，然后將溫度升至55~60°C,進(jìn)行第一次醚化,恒溫醚化30~50min ；
[0017]e、將重量份為0.3-0.4份的堿液由加壓泵通過環(huán)形多孔噴淋管噴入醚化反應(yīng)釜，恒溫60~65°C進(jìn)行二次醚化，同時抽真空后再充入氮氣至2mpa，反復(fù)3次；
[0018]f、醚化恒溫20~30min后，同樣加壓噴入0.3~0.4份堿液后再恒溫至60~65°C進(jìn)行三次醚化，同時抽真空后再充入氮氣至2mpa，反復(fù)3次；
[0019]g、通過加壓以霧狀的形式將0.35~0.42份的堿液噴入已浸潤的反應(yīng)體系中，升溫65~70°C，恒溫醚化20~30min，同時抽真空后再充入氮氣至2mpa，反復(fù)3次；
[0020]h、將0.25~0.29份醋酸與0.25~0.29份溶劑混合均勻后，加入釜內(nèi)中和，30min后，測量PH值為6.5，即為合格，出料，烘干進(jìn)行成品包裝。
[0021]它的最優(yōu)方案是:a、向反應(yīng)釜內(nèi)注入復(fù)合溶劑重量份為58份；b、將反應(yīng)釜升溫至220C，抽真空，打開人孔 蓋，投入片堿重量份4.2份，升溫至72°C，恒溫連續(xù)攪拌40min ;c、降溫至20°C，抽真空，打開入孔蓋，投入淀粉重量份5.6份，關(guān)閉反應(yīng)釜、抽真空，恒溫在26°C，連續(xù)攪拌68min ;d、向反應(yīng)釜投入濃度為96.5%的氯乙酸重申量份4.3份，恒溫28°C，連續(xù)攪拌40min，然后將溫度升至60°C，進(jìn)行第一次醚化，恒溫醚化40min ;e、將0.39份堿液由加壓泵通過環(huán)形多孔噴淋管噴入反應(yīng)釜，恒溫602°C進(jìn)行二次醚化，同時抽真空后再充入氮氣至2mpa，反復(fù)3次；f、醚化恒溫24min后，同樣加壓霧狀噴入重量份0.39份堿液后再恒溫至63°C進(jìn)行三次醚化，同時抽真空后再充入氮氣至2mpa，反復(fù)3次；g、通過加壓以霧狀的形式將重量份0.37份的堿液噴入已浸潤的反應(yīng)體系中，升溫69°C，恒溫醚化30min，同時抽真空后再充入氮氣至2mpa，反復(fù)3次；h、將重量份0.29份醋酸與重量份0.29份溶劑混合均勻后，加入爸內(nèi)中和，30min后,測量pH值為6.5,即為合格，出料，烘干進(jìn)行成品包裝。
[0022]經(jīng)過大量的實驗和分析計算結(jié)果可知，以本發(fā)明方法制得的產(chǎn)品具有超高取代度其取代度為1.0~1.5，該制備方法采用噴浸、霧狀攪拌的加堿方式，最大限度抑制了副反應(yīng)的發(fā)生和產(chǎn)品的降解；通過各階段合理的堿液噴浸的控制，使醚化反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，在保證一定醚化效率的前提下，得到超高取代度的CMS產(chǎn)品。
[0023]上述制備高取代羧甲基淀粉鈉的噴浸反應(yīng)與高溫霧狀攪拌的技術(shù)工藝所采用的淀粉，若采用木薯淀粉或者土豆淀粉，會使效果更加優(yōu)越。噴浸反應(yīng)與高溫霧狀攪拌技術(shù)的采用使淀粉堿化過程更徹底、完善，使反應(yīng)均勻且反應(yīng)程度顯著提高，所獲產(chǎn)品的性能與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法所獲產(chǎn)品相比,耐酸性提高20%以上，耐鹽性提高30%以上。
[0024]通過本發(fā)明技術(shù)方案生產(chǎn)的高取代羧甲基淀粉鈉已通過試驗、檢測、鑒定和試用，結(jié)果證明該種高取代羧甲基淀粉鈉具有特殊優(yōu)越的品質(zhì):
[0025](I)產(chǎn)品的取代度高，取代基分布均勻性好，具有高粘度、高鈉含量、高酸粘比、高鹽粘比的特點，同時，耐溫性能顯著提高。(2)假塑性好(剪切變稀薄)，使其具有優(yōu)越的懸浮穩(wěn)定性和良好的口感。(3)杜絕了凝膠顆粒的產(chǎn)生。(4)產(chǎn)品比重大，溶解后的溶液透明度高，透光率好，流動性好。(5)配伍性好，能與其它穩(wěn)定劑產(chǎn)生協(xié)同增效效應(yīng)。(6)與普通淀粉鈉相比，可減少用量，改善口感，延長保質(zhì)期。
[0026]本發(fā)明所生產(chǎn)的高取代羧甲基淀粉鈉是新一代增稠劑，具有增稠、乳化、賦行和保鮮等多種功能，可代替明膠、瓊脂、海藻酸鈉、黃原膠等的作用。經(jīng)過多家單位使用和試驗，驗證這種產(chǎn)品具有增稠、乳化、賦型和保鮮等多種功能，其可代替明膠、瓊脂、海藻酸鈉、黃原膠等的作用，廣泛應(yīng)用于乳制品、果汁、冷食、冷欽，方便面，乳酸菌飲料，水果產(chǎn)品，罐頭食品，醬狀和液體調(diào)味，還可以用于石油鉆井等眾多行業(yè)。
[0027]本發(fā)明采用噴浸反應(yīng)與高溫霧狀攪拌的技術(shù)工藝制備的高取代羧甲基淀粉鈉與傳統(tǒng)的方法制備的竣甲基淀粉在節(jié)約物料、節(jié)省時間、廣品性能提聞和提聞效率等方面取得了優(yōu)異的技術(shù)效果，所獲產(chǎn)品的性能與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法所獲產(chǎn)品相比，耐酸性提高20%以上，耐鹽性提高30%以上，生產(chǎn)效率提高了 20%以上，粘度也有較大提高。食用改性高取代竣甲基淀粉納的技術(shù)指標(biāo)，參見表一。
[0028]表一:
[0029]產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種高取代羧甲基淀粉鈉的制備方法，包括淀粉堿化、淀粉醚化、深度純化過程，其特征在于，該方法綜合采用了多步醚化反應(yīng)與高溫攪拌技術(shù)；所述多步醚化反應(yīng)與高溫攪拌技術(shù)是先向混合多元溶劑中依次分步加入反應(yīng)堿和淀粉原料進(jìn)行浸潤堿化反應(yīng)，后在高溫攪拌下，通過加壓以霧狀的形式將剩余堿液分次噴入反應(yīng)體系中，加入醚化劑經(jīng)過四次醚化過程。
2.如權(quán)利要求1所述的高取代羧甲基淀粉鈉的制備方法，其特征在于，所述淀粉原料與混合溶劑由90% -95%的乙醇、3% -9%的水組成，所述堿為NaOH，所述醚化劑為濃度96.5%的氯乙酸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高取代羧甲基淀粉鈉的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: a、向反應(yīng)釜內(nèi)注入由71%~87%異丙醇、10%~20%乙醇、3%~9%水組成的復(fù)合溶劑重量份為40~80份； b、將反應(yīng)釜打開入孔蓋，投入片堿重量份為2~4.5份，升溫至70~75°C，恒溫連續(xù)攪拌 20 ~90min ； C、降溫至22~25°C，抽真空，打開入孔蓋，投入淀粉5.4~5.8份，關(guān)閉反應(yīng)釜、抽真空，恒溫在22~28°C，連續(xù)攪拌60~90min ； d、向反應(yīng)釜投入 濃度為96.5%的氯乙酸4.3-4.4份，恒溫28~30°C，連續(xù)攪拌40min，然后將溫度升至55~60°C，進(jìn)行第一次醚化，恒溫醚化20~40min ； e、將0.3~0.4份堿液由加壓泵通過環(huán)形多孔噴淋管噴入反應(yīng)釜，恒溫60~65°C進(jìn)行二次醚化，同時抽真空后再充入氮氣至2mpa，反復(fù)3次； f、醚化恒溫20~30min后，同樣加壓霧狀噴入0.3-0.40份堿液后再恒溫至60~65°C進(jìn)行三次醚化，同時抽真空后再充入氮氣至2mpa，反復(fù)3次； g、通過加壓以霧狀的形式將0.35-0.42份的堿液噴入已浸潤的反應(yīng)體系中，升溫65~70°C，恒溫醚化20~30min，同時抽真空后再充入氮氣至2mpa，反復(fù)3次； h、將重量份為0.25-0.29份醋酸與重量份為0.25-0.29份溶劑混合均勻后，加入釜內(nèi)中和，30min后，測量pH值為6.5，即為合格，出料，烘干進(jìn)行成品包裝。
【文檔編號】C08B31/12GK103554282SQ201210562243
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】李振坤 申請人:新疆光大山河化工科技有限公司