一种生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术的制作方法
【专利摘要】本发明涉及到一种生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，其步骤为：（1）选择糯米淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉为原料，并检测各原料中的直链淀粉含量，一定的比例混合添加去离子水并搅拌。（2）根据淀粉种类的配比和原料特性添加淀粉分支酶，使淀粉分子进一步聚合，聚合反应结束后进行离心，弃上清。（3）取乙酸、氢氧化钠、中间介质、去离子水混合均匀，然后添加离心后的淀粉乳，再次混合均匀后进行化学反应。（4）反应结束后离心、干燥并添加硼砂后进行包装得到成品。本发明利用生物和化学相结合的方法制备了高粘度的淀粉胶黏剂，该淀粉胶黏剂可以广泛用于壁纸、木材等行业辅料粘合剂，为淀粉的进一步深加工利用提供了途径。
【专利说明】一种生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品深加工和胶黏剂领域，具体涉及一种生物化学法制备高粘度淀粉胶技术。
【背景技术】
[0002]胶黏剂又称胶粘剂、粘合剂。是一种能够把同类或不同类的物质粘结或者粘接在一起的物质，通俗称之为胶(水)，与其它连接方式相比，胶黏剂具有重量轻、胶合强度高、应力分布均匀等优点。胶黏剂在工业、交通、医疗、农业、国防和人们的日常生活中各个领域均有应用，不仅为生产生活提供了重要的工具和手段，同时也推动了相关领域科学技术的进步，充分体现了其在现代科技和生产中得重要性。因此有关胶黏剂的制备理论、制备技术和应用技术的研究也备受人们的关注。
[0003]我国胶黏剂技术的发展起步于20世纪50年代末，进入90年代后，有了突飞猛进的发展。胶黏剂产量结构中，以“三醛胶”(脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛树脂胶)产量最大，消费行业包括包装行业(35% )，木材加工(25% )，建筑行业(20% )，汽车运输业(10% )，其它行业(10%)。“三醛胶”具有耐冷热水性能优良、胶合强度较好、固化时间短等优点，但是“三醛胶”最致命的缺点是在使用过程中会散发出刺激性的甲醛气体，长期吸入会引发眼睛刺痛、咽喉发炎、呼吸道受损等病发症，严重的甚至会造成恶性肿瘤，严重危害到人类健康和生态环境。根据胶黏剂中游离甲醛的含量，可将胶黏剂种类分为El、E2、E3级。目前在发达国家主流产品的甲醛含量已经达到El级标准。我国于2002年7月I日也强制执行国家标准GB18580-2001，规定人造板的甲醛释放量必须达到E2级或E2级以上(E2级<30mg/100g, El级<9mg/100g穿孔萃取法)。若游离甲醒含量高于0.lmg/kg,在某些场合是禁止使用的。低毒甚至无毒系列木材胶黏剂已然成为各国研究人员研究的热点和广大人民关注的焦点。
[0004]另外，“三醛胶”中的游离甲醛会给眼睛和皮肤造成强烈剌激，并对呼吸道粘膜产生及其不利的影响。一些脲醛树脂胶黏剂由于生产工艺不同，游离甲醛含量很高，是室内空气污染的主要污染源，也是“装修病”的诱因。世界上很多国家纷纷制定了限制甲酸浓度的法律法规，而美国和欧盟也已经把甲醛定为可能致癌的物之一，以此来限制企业生产中的甲醛释放量。相比较而言，生物质胶黏剂因为原料来源于动植物而更加广泛，而且其可再生性强，甲醛释放量低，从而逐渐赢得了人们的关注。生物质胶黏剂的原料以植物居多，动物原料只占一少部分。其中淀粉类胶點剂以其诸多优点和丰富的来源，成为应用最为广泛的品种。
[0005]淀粉是植物通过光合作用合成的一种天然高分子化合物，是植物中糖类的主要储存形式，主要储存在种子、块茎、果实、根部和叶子中。淀粉是一种纯天然可再生性高分子聚合物，可以机械化、规模化、工业化生产与提纯。因此我们有必要利用新技术对淀粉进行深加工，并在此基础上制备无公害的、高粘度的生物胶黏剂，达到充分发挥淀粉经济价值的目的，实现产品的增值。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，所得的产品粘度高，无公害，成本低具有较强的市场竞争力。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种生物化学法制备糯米胶技术，包括以下步骤:(I)选择糯米淀粉X1克、玉米淀粉X2克、小麦淀粉X3克、马铃薯淀粉X4克为原料，并检测各原料中的直链淀粉含量，分别以a%,b%,c%,d%表示，一定的比例混合添加去离子水并搅拌。(2)根据淀粉种类的配比添加合适的淀粉分支酶，通 过淀粉分支酶的作用实现淀粉分子的进一步聚合，聚合反应结束后进行离心，弃去上清。(3)取乙酸、氢氧化钠、中间介质、去离子水混合搅拌，混合均匀后添加离心后的淀粉乳，混合均匀后在一定温度条件下进行化学反应。(4)反应结束后离心、干燥并添加硼砂后进行包装得到成品。
[0008]所述步骤(1)中糯米淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉的配料比例为任意比例，并记录配比数据。去离子水与淀粉的质量比为1: 0.5~I。
[0009]所述步骤(2)中的淀粉分支酶添加量根据各种淀粉的配比进行添加，其添加量具体为:(10~20) X (X1Xa%+X2Xb%+X3Xc%+X4Xd%)U ;淀粉分支酶的作用温度为40~55°C，作用时间为3-6小时；离心至水份含量为40%~60 %。
[0010]所述步骤(3)中乙酸、氢氧化钠、中间介质、去离子水的混合比例为1:1~
1.5: 3~5: 0.5~1.5 ;乙酸为一氯乙酸或者三氯乙酸中的一种；中间介质为乙醇、氯仿、甲醇、丙酮中的一种；以氢氧化钠和总淀粉干样质量按1:2~4比例将其与上步所得淀粉乳混合；反应温度由25°C升至35°C，升温速度为5~8°C /h,升温至35°C后保持50~90分钟。
[0011]所述步骤(4)中离心至物料水分含量为40%~60%，干燥温度低于60°C，干燥至水份含量为10% -18%，添加硼砂量为1.5-3.5%。
[0012]本发明以纯天然可再生性高分子聚合物淀粉为原料，利用生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，可以机械化、规模化、工业化生产与提纯。该发明对淀粉进行深加工，并在此基础上制备无公害的、高粘度的生物胶黏剂，可以广泛用于壁纸、木材等行业辅料粘合齐?，为充分发挥淀粉经济价值提供了途径。
[0013]具体实例
[0014]本发明将以下下列实例作进一步说明，然而应注意，这些实例仅为例示本发明，而非用以限制本发明的范围。
[0015]实例一
[0016]一种生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，原料配方:去离子540千克、糯米淀粉80千克(直链淀粉含量2% )、玉米淀粉60千克(直链淀粉含量27% )、小麦淀粉70千克(直链淀粉含量25% )、淀粉分支酶总酶活3.53X 105U、三氯乙酸55千克、氢氧化钠60千克、乙醇150mL、硼砂量为7千克。制备步骤如下:
[0017]在反应器内，加入去离子水450千克，开动搅拌器，依次加入四种淀粉；分散均匀后，加入淀粉分支酶，升温至53°C，作用6小时，结束后离心至水份含量为60%，弃上清；接着将三氯乙酸、氢氧化钠、乙醇和90千克去离子水混合均匀后，加入上步所得淀粉乳混合，反应温度由25°C升至35°C，升温速度为6°C /h，升温至35°C后保持70分钟；反应结束后离心至物料水分含量为50%，55°C干燥至水份含量为17%，加入硼砂混合，出料包装即得高粘度淀粉胶黏剂。
[0018]本实施例得到的产品，经检测具备以下特性(I)胶体生产粘度达到146000cps以上；(2)低温稳定性，将产品置于-20°C环境，低温冷冻8小时，取出后，室温自然融化，胶体外观及粘结性能不改变；(3)产品应用，产品兑水100%，正常使用，兑水后粘度为4500cps。
[0019]实例二
[0020]一种生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，原料配方:去离子水450千克、糯米淀粉30千克(直链淀粉含量2% )、玉米淀粉70千克(直链淀粉含量28% )、小麦淀粉60千克(直链淀粉含量31% )、马铃薯淀粉40千克(直链淀粉含量14% )、淀粉分支酶
6.23X 105U、一氯乙酸50千克、氢氧化钠50千克、丙酮150mL、硼砂量为6千克。制备步骤如下:
[0021]在反应器内，加入去离子水400千克，开动搅拌器，依次加入四种淀粉；分散均匀后，加入淀粉分支酶，升温至50°C，作用5小时，结束后离心至水份含量为55%，弃上清；接着将一氯乙酸、氢氧化钠、丙酮和50千克去离子水混合均匀后，加入上步所得淀粉乳混合，反应温度由25°C升至35°C，升温速度为5°C /h，升温至35°C后保持55分钟；反应结束后离心至物料水分含量为60%，55°C干燥至水份含量为15%，加入硼砂混合，出料包装即得高粘度淀粉胶黏剂。
[0022] 本实施例得到的产品，经检测具备以下特性(I)胶体生产粘度达到140000cps以上；(2)低温稳定性，将产品置于_20°C环境，低温冷冻8小时，取出后，室温自然融化，胶体外观及粘结性能不改变；(3)产品应用，产品兑水100%，正常使用，兑水后粘度为41000cpso
【权利要求】
1.一种生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，包括以下步骤:(1)选择糯米淀粉X1克、玉米淀粉X2克、小麦淀粉X3克、马铃薯淀粉X4克为原料，并检测各原料中的直链淀粉含量，分别以a%、b%、c%、d%表示，一定的比例混合添加去离子水并搅拌；(2)根据淀粉种类的配比添加合适的淀粉分支酶，通过淀粉分支酶的作用实现淀粉分子的进一步聚合，聚合反应结束后进行离心，弃去上清；(3)取乙酸、氢氧化钠、中间介质、去离子水混合搅拌，混合均匀后添加离心后的淀粉乳，混合均匀后在一定温度条件下进行化学反应；(4)反应结束后离心、干燥并添加硼砂后进行包装得到成品。
2.如权利要求1所述的生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，其特征在于:所述步骤(I)中糯米淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉的配料比例为任意比例，并记录配比数据；去尚子水与淀粉的质量比为1: 0.5~I。
3.如权利要求1所述的生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，其特征在于:所述步骤(2)中的淀粉分支酶添加量根据各种淀粉的配比进行添加，其添加量具体为:(3~20)X(X1Xa0Zo+ X2Xb%+ X3Xc%+ X4Xd%)U ;淀粉分支酶的作用温度为40~55°C，作用时间为3-6小时；尚心至水份含量为40%~6 0%。
4.如权利要求1所述的生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，其特征在于:所述步骤(3)中乙酸、氢氧化钠、中间介质、去离子水的混合比例为1:1~1.5: 3~5: 0.5~1.5;乙酸为一氯乙酸或者三氯乙酸中的一种；中间介质为乙醇、氯仿、甲醇、丙酮中的一种；以氢氧化钠和总淀粉干样质量按1:2~4比例将其与上步所得淀粉乳混合；反应温度由25°C升至35°C，升温速度为5~8°C /h，升温至35°C后保持50~90分钟。
5.如权利要求1所述的生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术，其特征在于:所述步骤(4)中离心至物料水分含量为40%~60%，干燥温度低于60°C，干燥至水份含量为10%-18%，添加硼砂量为1.5-3.5%。
【文档编号】C09J103/02GK103965802SQ201410203691
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】侯银臣, 黄继红, 惠明, 苏雪锋, 冯军伟, 杜小波, 杨铭乾, 王文 申请人:郑州市中食农产品加工研究院