专利名称：：一种低温快速酶转化淀粉胶生产方法
技术领域：
：本发明涉及一种低温快速酶转化淀粉胶生产方法，尤其是适用于造纸用表面施胶淀粉的制备工艺。
背景技术：
：随着造纸产品质量的升级，表面施胶在文化用纸和包装用纸上大量使用，使用的目的一是为了阻止液体渗透，二是改善表面结合强度性能；三是为了改善内部强度性能。为了降低生产成本，企业大都在造纸生产车间将原生淀粉直接转化蒸煮后就地使用。原生淀粉常用的转化蒸煮方法有过量蒸汽法、酶转化法和热化学转化法三种。制备方式有连续和间歇蒸煮两种方式。其中过量蒸汽法需要使用把淀粉升温到所需温度的用汽量的125300%过量蒸汽进行连续蒸煮，其显著的效果是非改性原生淀粉的粘度比传统间歇蒸煮或非过量蒸煮要低得多，缺点是能源蒸汽消耗高，淀粉分子量下降严重影响起增强效果，对于生产要求强度好的包装纸来说消耗会增加；热化学转化法是化学降解和高温分散作用的综合作用，是把氧化剂加到淀粉液中在喷射蒸煮器中加热到152°C，并在盘管中停留5分钟，这样就可以完全把氧化剂分散和消耗掉，而得到需要的胶料，常用的化学品是过硫酸铵和过氧化氢，化学品的作用是通过氧化和酸水解解聚的综合作用使淀粉粘度降低，其缺点是要使用化学品，且成本较高；酶转化工艺是通过a-淀粉酶进行转化，先将加有酶的淀粉液加温到约77°C，在此温度下保温30分钟左右，接着以最快速度升温到9(TC左右，在1530分钟内将酶变性失活，转化效果取决于淀粉是否充分糊化、与反应剂的足够接触，同时与酶的灭活控制相关，通过控制酶用量来控制降解程度，从而可以生产各种所需粘度的胶料，获得理想的淀粉成膜强度和流变性及稳定性，因转化过程不使用化学品而环保且成本较热化学法和过量蒸汽法低廉。(参考《PaperMachineOperation》美国B.A.Thorp)现有的酶转化法生产的胶料因为要保证混合均匀，用量不可过低从而导致胶料粘度较低，虽然可以达到表面施胶的前两个目的，但增强效果则不理想、淀粉消耗高和效率低。
发明内容为了克服现有的表面施胶淀粉存在的增强效果则不理想、淀粉消耗高转化效率低等不足，本发明提供一种低温快速酶转化淀粉胶生产方法，该方法转化率易控制，降低了能耗，降低了经济成本。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该低温快速酶转化淀粉胶生产方法，该方法工艺步骤为1)淀粉调浆将淀粉原料与一定量的水混合均匀制成淀粉浆料，将淀粉浆料浓度调至按重量百分比为20%30%;2)将调好的淀粉浆料进行酶解向1)步骤中调好的淀粉浆料中加入按0.003%0.015%的a-淀粉酶，并不间断的搅拌，在60。C8(TC温度下酶解813分钟；3)将酶解后的淀粉进行高温灭酶，同时进行淀粉糊化向喷射蒸煮器中通入115t:137"C高温蒸汽，共蒸煮时间为3分钟4分钟，同时将糊化后的淀粉胶的浓度调为15%25%贮存；4)糊化后的淀粉放入淀粉糊储存槽中在6(TC9(TC温度下保温备用。上述发明中所述的酶为a-淀粉酶；酶解温度根据淀粉原料来源的不同而不同，可以根据不同的淀粉原料将淀粉酶解温度降至该淀粉原料始糊温度以下，刚好由胶体转化为液体时的温度。上述发明中所述的淀粉是玉米、木薯、马铃薯、小麦等原生淀粉。本发明工艺縮短了生产时间，降低了能源消耗，大幅度提高了产品的粘度；将该产品用于纸张的表面施胶，提高了纸张挺度、增强了纸张的抗压抗拉能力，降低了淀粉胶的用量，从而降低了制造成本，确保了企业的竞争力。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1.低温快速酶转化淀粉胶生产工艺示意图；图2.蒸煮过程中淀粉颗粒形态的变化；图3.温度与淀粉酶活性关系4图4.热稳定性关系图5.各种类淀粉粘度峰值和温度的关系图。具体实施例方式为了克服现有的表面施胶淀粉存在的增强效果则不理想、淀粉消耗高转化效率低等不足，本发明提供一种低温快速酶转化淀粉胶生产方法，该方法转化率易控制，降低了能耗，降低了经济成本。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该低温快速酶转化淀粉胶生产方法，该方法工艺步骤如图l:1)通过卸料槽和气泵将淀粉原料输送至淀粉储备灌，在配制淀粉浆料时，开启淀粉储备灌下方的气泵，将淀粉原料输送至淀粉浆制备槽中，在按比例向淀粉浆制备槽加入清水，在淀粉浆制备槽内置搅拌器的作用下混合均匀，将淀粉浆料浓度调至按重量百分比为20%30%，然后将调好的淀粉浆料通过淀粉浆制备槽底部的浆料泵输入淀粉桨储存槽中备用，同时淀粉浆储存槽中搅拌器不间断的搅拌，用以保持浆料的均匀性；2)将淀粉浆储存槽中的淀粉浆料通过桨料泵和淀粉浆料输送管道将淀粉浆料输入酶转化槽，淀粉浆料输送管道上安装有淀粉酶和蒸汽入口，淀粉酶、蒸汽和淀粉浆料一起通过管道输入酶转化槽，并通过酶转化槽内置的搅拌器不间断的搅拌，使酶、淀粉浆料和蒸汽混合均匀，蒸汽温度为60°C80°C，在该温度下酶解813分钟，淀粉酶的添加量为0.003%0.015%;3)将酶解后的淀粉浆料通过浆料泵从酶转化槽输入喷射蒸煮器中，并向喷射蒸煮器中通入115"C137t:高温蒸汽，共蒸煮时间为3分钟4分钟，使淀粉酶在高温下失活，同时对淀粉浆料进行蒸煮糊化，最终淀粉胶的浓度调为15%25%。4)将糊化后的淀粉输入淀粉糊储存槽中，并在6(TC9(TC温度下保上述发明中所述的酶为a-淀粉酶；酶解温度根据淀粉原料来源的不同而不同，可以根据不同的淀粉原料将淀粉酶解温度降至该淀粉原料始糊温度以下，刚好由胶体转化为液体时的温度。上述发明中所述的淀粉是玉米、木薯、马铃薯、小麦原生淀粉中一种或几种。制备胶料时淀粉降解的程度受酶用量、转化温度、转化时间、灭活控制四个主要因互影响，而传统的转化工艺是转化温度不变、时间在1530分钟间和酶用量调整，经过试验表明，淀粉转化时降解反应的程度对温度是最为敏感，粘度是降解程度的反映，见下图2、图5。由图3、图4可出，酶的最佳活性温度在6(TC8(TC，而热稳定性在<70°C。根据酶的上述特征，在55^时还能有90%的活性而热稳定性更好，因而我们可以降低酶转化温度从而达到控制降解反应，适度保留淀粉链长，提高其增强效果的目的。表1不同淀粉品种的转化蒸煮特性。表1不同淀粉品种的转化蒸煮特性<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>可溶性为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例对本发明的制备方法作进一步详细描述1)将天然淀粉玉米淀粉1吨通过卸料槽和气泵将淀粉原料输送至淀粉储备灌，开启淀粉储备灌下方的气泵，将淀粉原料输送至淀粉浆制备槽中，在按比例向淀粉浆制备槽加入清水，在淀粉浆料制备槽内置搅拌器的作用下混合均匀，将淀粉浆料浓度调至按重量百分比为25%，然后将调好的玉米淀粉浆料通过淀粉浆料制备槽底部的浆料泵输入淀粉浆储存槽中备用，同时淀粉浆储存槽中搅拌器不间断的搅拌，用以保持浆料的均匀性；2)将淀粉浆储存槽中的玉米淀粉浆料通过浆料泵和淀粉浆料输送管道将淀粉浆料输入酶转化槽，淀粉浆料输送管道上安装有淀粉酶和蒸汽入口，淀粉酶、蒸汽和淀粉浆料一起通过管道输入酶转化槽，并通过酶转化槽内置的搅拌器不间断的搅拌，使酶、玉米淀粉浆料和蒸汽混合均匀，蒸汽温度依淀粉种类不同设定为67'C，在该温度下酶解ll分钟，淀粉酶的添加量为0.01%;3)将酶解后的淀粉浆料通过浆料泵从酶转化槽输入喷射蒸煮器中，并向喷射蒸煮器中通入13(TC高温蒸汽，共蒸煮时间为4分钟，使淀粉酶在高温下失活，同时对玉米淀粉浆料进行蒸煮糊化。4)将糊化后的玉米淀粉输入淀粉糊储存槽中，并在6CTC温度下保温备用。改进的效果平压由289.8N提高到324.1N，上升34.34，上升11.85%;环压指数由10.4提高到10.8，上升0.43，上升4.10%;裂断长由5.85km提高到6.18km,上升0.34km，上升5.75%;而淀粉消耗下降9.05%，吨纸消耗由75kg下降到61kg，蒸汽消耗还有节约。上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其他实现方式，需要说明的是，在没有脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明保护范围之内。权利要求1.一种低温快速酶转化淀粉胶生产方法，该方法工艺步骤为1)淀粉调浆向淀粉中加入清水，将淀粉浓度调至为按重量百分比计20％～30％；2)将调好的淀粉浆料进行酶解向淀粉浆料中添加α-淀粉酶，酶的用量为淀粉的干基重0.003％～0.015％，酶解时间8～13分钟，酶解温度60℃～80℃；3)将酶解后的淀粉进行高温灭酶，同时进行淀粉糊化向喷射蒸煮器中通入115℃～137℃高温蒸汽，蒸煮时间为3min～4min；4)糊化后的淀粉放入淀粉糊储存槽备用。2.根据权利要求1所述的低温快速酶转化淀粉胶生产方法，其特征在于所述的淀粉是玉米、木薯、马铃薯、小麦原生淀粉中一种或一种以上。3.根据权利要求2所述的低温快速酶转化淀粉胶生产方法，其特征在于淀粉糊储存槽的温度应维持在6(TC9(TC。全文摘要本发明公开了一种低温快速酶转化淀粉胶生产方法，该方法工艺步骤为1)淀粉调浆向淀粉于清水，将淀粉浓度调至为按重量百分比20％～30％；2)将调好的淀粉浆料进行酶解向淀粉浆料中添加淀粉的干基重0.003％～0.015％的α-淀粉酶进行酶解；3)将酶解后的淀粉进行高温灭酶，同时进行淀粉糊化；4)糊化后的淀粉放入淀粉糊储存槽备用。本发明工艺缩短了生产时间，降低了能源消耗，大幅度提高了产品的粘度；将该产品用于纸张的表面施胶，提高了纸张挺度、增强了纸张的抗压抗拉能力，降低了淀粉胶的用量，从而降低了制造成本，确保了企业的竞争力。文档编号D21H21/14GK101649582SQ200910040公开日2010年2月17日申请日期2009年6月23日优先权日2009年6月23日发明者南岳君,张成飞,曹良文,林新阳申请人:东莞玖龙纸业有限公司