专利名称：一种经超声和微波协同作用制备羟丙基淀粉的方法
技术领域：
本发明属于粮食加工领域。尤其涉及一种经超声与微波协同作用制备羟丙基淀粉
的方法。
背景技术：
羟丙基淀粉是一种重要的化学改性淀粉，其改性以后，由于醚化淀粉取代醚键的 稳定性高，羟丙基具有亲水性，能减弱淀粉颗粒结构的内部氢键强度，使其易于膨胀，糊化 容易，糊液透明，流动性好，凝沉性弱，稳定性高。羟丙基玉米淀粉在食品、印刷、纺织、印染、 洗涤剂、造纸、医药、冶金、石油钻井等行业均可应用。在食品工业中可作为增稠剂、悬浮剂 和涂料等，作为增稠剂特别适用于冷冻食品和方便食品，使食品在低温储存时具有良好的 保水性。在造纸工业中可用作纸张内部施胶和表面施胶，使印刷油墨鲜明、均匀，减少油墨 消耗。在纺织工业可用作经纱浆料，提高织造时的耐磨性等。 羟丙基淀粉的加工方法有干法、水分散法和非水分散法。干法加工是淀粉与环氧 丙烷在一定条件下直接进行气固反应。具体加工方法主要有搅拌方式、沸腾方式和挤压方 式等。干法生产反应效率低，所得产物的分子取代度低，不均一，而且产品分离提纯困难 等。水分散法是目前广泛使用的方法，但亦不能制得高取代度产品， 一般分子取代度不大于 0. 3。非水溶剂法是将淀粉分散与醇或酮有机溶剂中，然后与环氧丙烷反应，所得产品的最 高分子取代度在2. 0以下。总的来说，现有的羟丙基淀粉各种加工方法均存在以下问题反 应效率低，所得羟丙基淀粉的分子取代度低，不均一。 超声波是一种在弹性介质中传播的机械波，具有热效应、机械效应和空化效应。超 声波作用于淀粉后，能使淀粉颗粒的表面形成许多微小的孔洞，淀粉糊的黏度下降，能够加 速化学反应过程。微波具有内部加热特性，可使淀粉膨化，同样能使化学反应加速。
发明内容
以环氧丙烷为醚化剂，通过超声波法、微波法协同作用，合成羟丙基玉米淀粉，至 今尚未见任何报道。本发明目的在于为了解决羟丙基淀粉各种加工方法均存在的反应效率 低、所得羟丙基淀粉的分子取代度低、不均一的问题，为淀粉深加工以及超声、微波的应用 提供有益的借鉴。 本发明通过下述方法技术方案来实现 将淀粉原料(可使用玉米淀粉、糯米淀粉、小麦淀粉、绿豆淀粉、马铃薯淀粉、木薯 淀粉等粮谷或薯类淀粉)按质量比配成浓度为10% 50%的淀粉乳，置于超声波的电功率 为200W 800W、频率为20kHz 500kHz的超声波反应器中，超声作用10min 60min，然 后取出，抽滤，烘干，再将其与0. 2% 0. 4%的催化剂-氢氧化钠1. 0% 3. 0%抑制膨胀 剂 -无水硫酸钠、2. 0% 7. 2%环氧丙烷混合，充分搅拌、混合均匀，最后放置在微波反应 器里反应，微波的功率为60W-300W，作用时间为2min 20min。反应完毕，取出用lmol/L 的HCL中和至pH5. 5-6. O，烘干即可得分子取代度为0. 01 2. 00的羟丙基淀粉。
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与以往的加工方法相比，本发明的优点在于反应时间短、反应效率高、产品取代 度在较大范围内可调、产品质量均一稳定、性能好，能在食品、印刷、纺织、印染、洗涤剂、造 纸、医药、冶金、石油钻井等诸多行业使用。
具体实施例方式
以下结合实例对本发明作进一步说明。
例一 将玉米淀粉按质量比配成浓度为40%的淀粉乳，置于超声波的电功率为200W、频 率为20kHz的超声波反应器中，超声作用lOmin，然后取出，抽滤烘干，再将其与O. 32%的氢 氧化钠2. 8%无水硫酸钠、3. 4%环氧丙烷混合，充分搅拌、混合均匀，最后放置在微波反应 器里反应，微波的功率为IOOW，作用时间为2min。反应完毕，取出用lmol/L的HCL中和至 pH5. 5 6. O，烘干，即可得分子取代度为0. 03的羟丙基淀粉。
例二 将小麦淀粉原料按质量比配成浓度为45%的淀粉乳，置于超声波的电功率为 250W、频率为40kHz的超声波反应器中，超声作用30min，然后取出，抽滤烘干，再将其与 0. 35%的氢氧化钠、3. 0%无水硫酸钠3. 8%环氧丙烷混合，充分搅拌、混合均匀，最后放置 在微波反应器里反应，微波的功率为150W，作用时间为3min。反应完毕，取出用lmol/L的 HCL中和至pH5. 5 6. O，烘干即可得分子取代度为0. 09的羟丙基淀粉。
例三 将马铃薯淀粉原料按质量比配成浓度为42%的淀粉乳，置于超声波的电功率为 300W、频率为20kHz的超声波反应器中，超声作用40min，然后取出，抽滤烘干，再将其与 0. 38%氢氧化钠、3. 0%无水硫酸钠3. 9%环氧丙烷混合，充分搅拌、混合均匀，最后放置在 微波反应器里反应，微波的功率为200W，作用时间为2min。反应完毕，取出用lmol/L的HCL 中和至pH5. 5 6. O，烘干即可得分子取代度为1. 50的羟丙基淀粉。
权利要求
一种经超声和微波协同作用制备羟丙基淀粉的生产方法，其特征在于以环氧丙烷为醚化剂，通过超声波法、微波法协同作用，合成羟丙基淀粉。
2. 如权利要求1所述的一种经超声和微波协同作用制备羟丙基淀粉的方法，其特征在于所述的超声波的功率为200W 800W，频率为20kHz 500kHz，作用时间10min 60min。
3. 如权利要求1所述的一种经超声和微波协同作用制备羟丙基淀粉的方法，其特征在 于所述的微波的功率为60W 300W，作用时间2min 20min。
4. 如权利要求1所述的一种经超声和微波协同作用制备羟丙基淀粉的方法，其特征在 于所述的淀粉原料为玉米淀粉、糯米淀粉、小麦淀粉、绿豆淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉等 粮谷和薯类淀粉，原料淀粉的浓度为10% 50%。
5. 如权利要求1所述的一种经超声_微波协同作用制备羟丙基淀粉的生产方法，其特 征在于以环氧丙烷为醚化剂，所述的环氧丙烷的加入量为2. 0% 7. 2%。
6. 如权利要求1所述的一种经超声-微波协同作用制备羟丙基淀粉的生产方法，其特 征在于以氢氧化钠为催化剂，所述的氢氧化钠的加入量为0. 2% 0. 4%。
7. 如权利要求1所述的一种经超声_微波协同作用制备羟丙基淀粉的生产方法，其特 征在于以无水硫酸钠为抑制膨胀剂，所述的无水硫酸钠的加入量为1. 0% 3. 0%。
8. 如权利要求1所述的一种经超声和微波协同作用制备羟丙基淀粉的方法，其特征在 于所述的羟丙基淀粉的分子取代度为0. 01 2. 00。
全文摘要
本发明是一种经超声与微波协同作用制备羟丙基淀粉的方法，属于粮食加工领域。以粮谷或薯类淀粉为原料，以环氧丙烷为醚化剂，氢氧化钠为催化剂，无水硫酸钠为抑制膨胀剂，通过超声波、微波协同作用制备羟丙基淀粉。将淀粉原料按质量比配成浓度为10％～50％的淀粉乳，置于超声波的电功率为200W～800W、频率为20kHz～500kHz的超声波反应器中，超声作用10min～60min，然后取出，抽滤，烘干，再将其与0.2％～0.4％的氢氧化钠1.0％～3.0％无水硫酸钠2.0％～7.2％环氧丙烷混合，充分搅拌、混合均匀，最后放置在微波反应器里反应，微波的功率为60W～300W，作用时间为2min～20min。反应完毕，取出用1mol/L的HCL中和至pH5.5～6.0，烘干，即可得分子取代度为0.01～2.00的羟丙基淀粉。该法反应时间短、效率高，产品质量好，分子取代度大范围可调，应用范围广。
文档编号C08B31/12GK101747445SQ20081015410
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年12月15日
发明者吴聪, 秦志平, 胡爱军, 郑捷 申请人:天津科技大学