专利名称：高取代度羧甲基糯米淀粉及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高取代度羧甲基糯米淀粉及其制备方法。
背景技术：
羧甲基淀粉(CMS)是淀粉在碱性条件下与氯乙酸起醚化反应生成的一种能溶于冷水的高分子电解质(也是一种变性淀粉)。羧甲基淀粉的化学结构、性质及功能均与羧甲基纤维素相似，开发应用前景广阔。 我国变性淀粉的生产绝大多以湿法工艺为主。湿法工艺是将淀粉分散在水或有机溶剂中，配成浓度为35_45%的悬浮液，加氢氧化钠与一氯乙酸于淀粉乳中，在低于糊化的温度条件下与化学试剂进行反应，然后经过滤、清洗、干燥得到产品。为避免淀粉糊化，常需加入抗凝胶剂。湿法工艺有许多缺陷必须增加化学试剂(催化剂、抗凝胶剂等)；反应流程长，后处理困难，需要大量的水洗涤和长时间的干燥，且后处理时会有大量的未反应的试剂与淀粉流失，不仅反应效率较低、取代不均、副反应增加，而且造成大量的碱性废水污染，对环境造成严重破坏，且产品结块严重、粉碎困难。 湿法工艺由于存在上述的缺陷，因此人们又研究出干法工艺。现有干法工艺是直接将淀粉与试剂(只含有20%左右的少量水)混合进行反应，反应物始终保持粉末状态。该工艺是通过控制反应体系的湿度，使淀粉保持在未糊化状态下进行固相反应。现有的干法工艺中通常采用氯乙酸作为醚化剂。现有的干法工艺存在的主要问题是当氢氧化钠以粉末或高浓度溶液状态与氯乙酸混合时，化学反应剧烈，速度难以控制，氯乙酸利用率和反应效率低，制得的羧甲基糯米淀粉的取代度较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高取代度羧甲基糯米淀粉。本发明要解决的另一技术问题是提供一种工艺简单、反应效率高、环境污染小的高取代度羧甲基糯米淀粉的制备方法。 为解决上述技术问题，本发明提供了一种高取代度羧甲基糯米淀粉，该淀粉由下述方法制备获得 (l)碱处理糯米淀粉将摩尔比为l : 1. 25的糯米淀粉和氢氧化钠粉末充分混合均匀，然后加入体积百分比浓度为60 %的异丙醇溶液，搅拌均匀，在35°C的温度下进行碱化反应60分钟后，冷却至室温，其中每0. 059摩尔的糯米淀粉，上述异丙醇溶液的用量为4ml ; (2)醚化反应在经(1)步处理得到的产物中加入与(1)中糯米淀粉的摩尔比为1 : 1的氯乙酸钠，充分搅拌混匀，在70°C的温度下进行醚化反应150分钟后，冷却至室温；
(3)后续处理在经(2)步处理得到的产物中加入乙酸进行中和，使所述的产物至中性，再用体积分数为80%的甲醇水溶液进行洗涤至无氯离子，过滤得滤饼，干燥后经粉碎得到羧甲基糯米淀粉，该糯米淀粉的羧甲基基团取代度不小于0. 88。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种高取代度羧甲基糯米淀粉的制备方 法，包括以下工艺步骤 (l)碱处理糯米淀粉将摩尔比为l : 1. 25的糯米淀粉和氢氧化钠粉末充分混合 均匀，然后加入体积百分比浓度为60 %的异丙醇溶液，搅拌均匀，在35°C的温度下进行碱 化反应60分钟后，冷却至室温，其中每0. 059摩尔的糯米淀粉，上述异丙醇溶液的用量为 4ml ; (2)醚化反应在经(1)步处理得到的产物中加入与(1)中糯米淀粉的摩尔比为 1 : 1的氯乙酸钠，充分搅拌混匀，在70°C的温度下进行醚化反应150分钟后，冷却至室温；
(3)后续处理在经(2)步处理得到的产物中加入乙酸进行中和，使所述的产物至 中性，再用体积分数为80%的甲醇水溶液进行洗涤至无氯离子，过滤得滤饼，干燥后经粉碎 得到羧甲基糯米淀粉，该糯米淀粉的羧甲基基团取代度不小于0. 88。
本发明的制备方法中 体积百分比浓度为60%的异丙醇溶液的加入，使得反应体系的微环境不同于液 相反应，造成了反应部位的局部高浓度，大大提高了反应效率，利用糯米淀粉本身具有很多 支链的分子结构特性，将更多的羧甲基基团引入到糯米淀粉分子链上，所述异丙醇溶液还 具有高度分散的作用，消除了常规干法工艺中仅使用水进行分散而导致产品结块严重的弊
丄山
顺； 采用氯乙酸钠替代氯乙酸作为醚化剂，解决了现有干法工艺中存在的氢氧化钠以 粉末或高浓度溶液状态与氯乙酸混合时反应剧烈、难以控制、氯乙酸利用率和反应效率低 的问题； 采用甲醇水溶液进行洗涤，而甲醇水溶液可通过醇溶液回收塔进行回收、重复利 用，故无污水排放，环保效果明显； 整个反应体系的含水量仅为17%，使得产品的粉碎变得容易； 由于反应完全，避免了氢氧化钠的过多残余，使得本发明羧甲基糯米淀粉的色泽 比现有干法工艺制备的糯米淀粉的色泽要白。
经测试 本发明羧甲基糯米淀粉的羧甲基基团取代度达到0. 88，高于按现有湿法工艺制得 的羧甲基淀粉的取代度(仅0. 6左右)，也高于按现有干法工艺制得的羧甲基淀粉的取代度 (仅0. 4左右)，是一种高取代度的羧甲基糯米淀粉； 本发明羧甲基糯米淀粉的透明度为0. 228(以蒸馏水的透光率为1测定625nm下 的透光率)； 95t:时使用旋转粘度计的2号转子测出本发明羧甲基糯米淀粉溶液(重量百分比 浓度为2% )的粘度为212. 5mPa. s，而同样浓度的现有糯米淀粉溶液的粘度为90mPa. s ;
25t:时使用旋转粘度计的2号转子测出本发明羧甲基糯米淀粉溶液(重量百分比 浓度为2% )的粘度为1593. 3mPa. s，而同样浓度的现有糯米淀粉溶液的粘度为117mPa. s。
可见，本发明羧甲基糯米淀粉在常温下具有高稳定性。 本发明的制备方法中首先用碱处理糯米淀粉，碱化结束后，再加入粉末状的氯乙 酸钠进行醚化反应，然后，在得到的产物中加入乙酸进行中和，使所述的产物至中性，最后 经常规的洗涤、过滤、干燥、粉碎制得羧甲基糯米淀粉。可见，本发明的制备方法采用了碱处理糯米淀粉、醚化反应、后续处理这三个工艺步骤，而现有干法工艺是直接将淀粉与试剂混 合进行反应(为一步法)，因此，本发明的制备方法与现有干法工艺完全不同，解决了现有 干法工艺中试剂无效消耗、利用率低下的问题。 综上所述，本发明羧甲基糯米淀粉具有高取代度的优点；本发明高取代度羧甲基 糯米淀粉的制备方法，其工艺简单、反应效率高、环境污染小。 在本发明的制备方法中所述异丙醇溶液以喷雾方式加入。这样，其可与糯米淀 粉、氢氧化钠粉末混合得更加均匀，使得碱化反应充分。
具体实施例方式
下面将描述本发明的几个实施例，但本发明的内容完全不局限于此。
实施例1 高取代度羧甲基糯米淀粉的制备方法，包括以下工艺步骤 (1)碱处理糯米淀粉将500公斤糯米淀粉和131. 5公斤氢氧化钠粉末充分混合 均匀，然后以喷雾方式加入体积百分比浓度为60%的210. 5升异丙醇溶液，搅拌均匀，在 35t:的温度下进行碱化反应60分钟后，冷却至室温； (2)醚化反应在经(1)步处理得到的产物中加入306公斤粉末状氯乙酸钠，充分 搅拌混匀，在7(TC的温度下进行醚化反应150分钟后，冷却至室温； (3)后续处理在经(2)步处理得到的产物中加入乙酸进行中和，使所述的产物至 中性，再用体积分数为80%的甲醇水溶液进行洗涤至无氯离子，过滤得滤饼，将所得滤饼在 真空干燥系统中干燥后经粉碎得到白色粉末状羧甲基糯米淀粉，该糯米淀粉的羧甲基基团 取代度不小于O. 88。
实施例2 高取代度羧甲基糯米淀粉的制备方法，包括以下工艺步骤 (1)碱处理糯米淀粉将1000公斤糯米淀粉和263公斤氢氧化钠粉末充分混合均 匀，然后以喷雾方式加入体积百分比浓度为60%的421升异丙醇溶液，搅拌均匀，在35°C的 温度下进行碱化反应60分钟后，冷却至室温； (2)醚化反应在经(1)步处理得到的产物中加入612公斤粉末状氯乙酸钠，充分 搅拌混匀，在7(TC的温度下进行醚化反应150分钟后，冷却至室温； (3)后续处理在经(2)步处理得到的产物中加入乙酸进行中和，使所述的产物至 中性，再用体积分数为80%的甲醇水溶液进行洗涤至无氯离子，过滤得滤饼，将所得滤饼在 真空干燥系统中干燥后经粉碎得到白色粉末状羧甲基糯米淀粉，该糯米淀粉的羧甲基基团 取代度不小于O. 88。
权利要求
高取代度羧甲基糯米淀粉的制备方法，包括以下工艺步骤(1)碱处理糯米淀粉将摩尔比为1∶1.25的糯米淀粉和氢氧化钠粉末充分混合均匀，然后加入体积百分比浓度为60％的异丙醇溶液，搅拌均匀，在35℃的温度下进行碱化反应60分钟后，冷却至室温，其中每0.059摩尔的糯米淀粉，上述异丙醇溶液的用量为4ml；(2)醚化反应在经(1)步处理得到的产物中加入与(1)中糯米淀粉的摩尔比为1∶1的氯乙酸钠，充分搅拌混匀，在70℃的温度下进行醚化反应150分钟后，冷却至室温；(3)后续处理在经(2)步处理得到的产物中加入乙酸进行中和，使所述的产物至中性，再用体积分数为80％的甲醇水溶液进行洗涤至无氯离子，过滤得滤饼，干燥后经粉碎得到羧甲基糯米淀粉，该糯米淀粉的羧甲基基团取代度不小于0.88。
2. 根据权利要求1所述的高取代度羧甲基糯米淀粉的制备方法，其特征在于所述异 丙醇溶液以喷雾方式加入。
3. 根据权利要求1或2所述的高取代度羧甲基糯米淀粉的制备方法制得的羧甲基糯米 淀粉，该糯米淀粉的羧甲基基团取代度不小于0. 88。
全文摘要
本发明涉及一种高取代度羧甲基糯米淀粉及其制备方法。该淀粉由下述方法制备获得(1)碱处理糯米淀粉；(2)醚化反应；(3)后续处理在经(2)步处理得到的产物中加入乙酸进行中和，使所述的产物至中性，再用体积分数为80％的甲醇水溶液进行洗涤至无氯离子，过滤得滤饼，干燥后经粉碎得到羧甲基糯米淀粉，该糯米淀粉的羧甲基基团取代度不小于0.88。该淀粉具有高取代度的优点；该淀粉的制备方法，其工艺简单、反应效率高、环境污染小。
文档编号C08B31/12GK101704897SQ200910212559
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者于雷, 江玲, 袁怀波 申请人:于雷