CN101029084A - 一种磷酸酯化淀粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多糖聚合物，具体涉及一种磷酸酯化淀粉的制备方法。本发明的磷酸酯化淀粉的制备方法包括以下步骤：(1)在35％～42％的淀粉乳中加入淀粉质量的8％～50％磷酸盐混配物和淀粉质量的1.5％～16％促进剂硬脂酸聚氧化乙烯醚，并使反应物混合均匀，在温度30～60℃下，pH值为5.0～6.5的条件下，反应3～10小时；(2)将步骤(1)所得的反应产物离心分离，然后干燥即可。本发明的制备方法，其磷酸酯化反应在低温下完成，无须经过通常的高温固相反应过程，因此能显著降低能耗，并且更容易对工艺进行控制。而且制备过程中酯化反应效率高，与传统的湿法磷酸酯化反应工艺相比，纯化后的磷酸酯化淀粉的结合磷含量提高了2.5倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及多糖聚合物，具体涉及一种磷酸酯化淀粉的制备方法。
背景技术
淀粉是一种可再生的农业初级加工产品，来源稳定丰富，性价比优势明显，作为天然的多糖聚合物，淀粉被大量用作工业原材料。在实际生产中，采用热、酸、碱、氧化、酶制剂等手段对淀粉大分子进行改性，以获得更优异的产品性能，淀粉改性产品广泛用于食品、医药、造纸、纺织等领域。
磷酸酯化淀粉是淀粉改性产品的一种，属于阴离子型，不溶于水或微溶于水，糊液则具有透明、粘度稳定性好(耐酸、耐热、耐剪切)、凝沉性弱、无毒无嗅、香味清晰等特点。在食品工业上用做增稠剂和乳化剂；医药工业中用于粘合、冲淡、赋型、填充等；纺织工业中作为经纱上浆剂、印染粘合剂以及精整加工的辅料等；造纸工业中淀粉主要用于表面施胶、内部添加剂、涂布、纸板粘合剂，等等。
磷酸酯化淀粉的生产在工业上通常采用“干法”、“湿法”或“半干法”工艺进行。在现有的这些生产工艺中，完成淀粉的磷酸酯化反应，都需要经过140～180℃的高温固相反应过程，这个过程存在温度过高、过程控制要求较高，产物质量波动等不利因素。例如在目前能够检索到的公开的技术文献中，以及在最近公开的公开号为CN1781948，名称为“一种新型干法生产低粘度磷酸酯淀粉生产工艺”的专利申请，和公开号为CN1781949，名称为“一种干法生产高粘度磷酸酯淀粉的生产工艺”的专利申请中所公开的磷酸酯淀粉的生产工艺中，其完成淀粉的酯化反应过程都经过了140～180℃，3～8小时的固相高温反应过程。这种高温固相反应存在耗能大和难以进行工艺控制的缺点。另外，一般的“湿法”工艺尽管具有反应温度较低，过程温和，产品质量均匀的优势，但由于酯化反应效率低，产品结合磷含量很低，在实用上受到极大的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有酯化反应效率高、产品结合磷含量高、反应温度较低、耗能小和和容易进行工艺控制等优点制备磷酸酯化淀粉的方法。本发明的磷酸酯化淀粉的制备方法包括以下步骤：
(1)在淀粉质量百分含量为35％～42％的淀粉乳中，加入淀粉质量的8％～50％的磷酸盐混配物和淀粉质量的1.5％～16％的促进剂硬脂酸聚氧化乙烯醚，并使反应物混合均匀，在温度30～60℃、pH值为5.0～6.5、搅拌的条件下，反应3～10小时；
(2)将步骤(1)所得的反应产物离心分离，然后干燥即可。
为了更好地实现本发明：
本发明所述的制备方法，所述步骤(1)中的磷酸盐混配物优选由如下质量份的磷酸盐组成的混合物：磷酸钠0～30份，磷酸二氢钠10～60份，磷酸氢二钠0～25份；
所述步骤(1)所述的淀粉乳中淀粉质量百分含量优选38％～41％；
所述步骤(1)中加入磷酸盐混配物的质量优选是淀粉质量的10％～15％；
所述步骤(1)中加入促进剂硬脂酸聚氧化乙烯醚的质量优选是淀粉质量的8％～12％；
本发明所述的制备方法，步骤(1)中，调节反应物的pH值较好为调节至5.5；
本发明所述的制备方法，步骤(1)中，反应温度较好为55℃，反应时间较好为5～10小时；
淀粉乳可以直接采用淀粉厂未干燥的淀粉浆，也可以商品淀粉用水调成质量浓度为35％～42％的淀粉乳。
磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和硬脂酸聚氧化乙烯醚可以根据酯化淀粉的用途来选择相应的纯度级别，如果是工业用则选用工业级的原料，如果是生产食品则选用食品级的原料。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明的制备方法，其磷酸酯化反应在低温下完成，无须经过通常的高温固相反应过程，因此能显著降低能耗，并且更容易对工艺进行控制。
(2)本发明的制备方法，酯化反应效率得到显著提高，与传统的湿法磷酸酯化反应工艺相比，纯化后的磷酸酯化淀粉的结合磷含量比不采用促进剂的湿法反应提高了2.5倍以上。
具体实施方式
以下列举本发明的一些优选实施方式，以助于进一步理解本发明，但本发明的实施范围并不局限于此。
以下实施例中所用的磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、硬脂酸聚氧化乙烯醚均为食品级原料。
实施例1
在反应器中加入100Kg水、80Kg玉米淀粉调成淀粉乳，然后加入2.0Kg磷酸钠，1.6Kg磷酸二氢钠，2.8Kg磷酸氢二钠，2Kg的硬脂酸聚氧化乙烯醚，保持每分钟45转的搅拌速度，升温至30℃，调节pH值6.5，恒温反应3小时结束反应，经离心分离及气流干燥得到磷酸酯化淀粉，其结合磷含量为0.04％，白度为90％。
实施例2
在反应器中加入110Kg水、80Kg玉米淀粉调成淀粉乳，然后加入5.8Kg磷酸二氢钠，1.4Kg磷酸氢二钠，1.8Kg硬脂酸聚氧化乙烯醚，保持每分钟60转的搅拌速度，升温至60℃，调节pH值5.0，恒温反应10小时结束反应，经离心分离及气流干燥得到磷酸酯化淀粉，其结合磷含量为0.15％，白度为91％。
实施例3
在反应器中加入100Kg水、80Kg玉米淀粉调成淀粉乳，然后加入9.6Kg磷酸二氢钠，1.2Kg磷酸氢二钠，2.5Kg硬脂酸聚氧化乙烯醚，保持每分钟40转的搅拌速度，升温至58℃，调节pH值5.0，恒温反应8小时结束反应，经离心分离及气流干燥得到磷酸酯化淀粉，其结合磷含量为0.19％，白度为93％。
实施例4
在反应器中加入120Kg水、80Kg玉米淀粉调成淀粉乳，然后加入2.8Kg磷酸钠，14.5Kg磷酸二氢钠，1.2Kg磷酸氢二钠，5Kg硬脂酸聚氧化乙烯醚，保持每分钟80转的搅拌速度，升温至53℃，调节pH值5.5，恒温反应10小时结束反应，经离心分离及气流干燥得到磷酸酯化淀粉，其结合磷含量为0.27％，白度为91％。
实施例5
在反应器中加入92Kg水、80Kg玉米淀粉调成淀粉乳，然后加入18Kg磷酸二氢钠，0.8Kg磷酸氢二钠，5.5Kg硬脂酸聚氧化乙烯醚，保持每分钟80转的搅拌速度，升温至50℃，调节pH值5.2，恒温反应10小时结束反应，经离心分离及气流干燥得到磷酸酯化淀粉，其结合磷含量为0.28％，白度为92％。
实施例6
在反应器中加入92Kg水、80Kg玉米淀粉调成淀粉乳，然后加入26Kg磷酸二氢钠，0.8Kg磷酸氢二钠，8.5Kg硬脂酸聚氧化乙烯醚，保持每分钟45转的搅拌速度，升温至55℃，调节pH值5.2，恒温反应8小时结束反应，经离心分离及气流干燥得到磷酸酯化淀粉，其结合磷含量为0.32％，白度为92％。
实施例7
在反应器中加入92Kg水、80Kg玉米淀粉调成淀粉乳，然后加入38Kg磷酸二氢钠，0.5Kg磷酸氢二钠，2.1Kg磷酸钠，10Kg硬脂酸聚氧化乙烯醚，保持每分钟45转的搅拌速度，升温至53℃，调节pH值5.4，恒温反应8小时结束反应，经离心分离及气流干燥得到磷酸酯化淀粉，其结合磷含量为0.31％，白度为90％。
实施例8
在反应器中加入92Kg水、80Kg玉米淀粉调成淀粉乳，然后加入37Kg磷酸二氢钠，1.5Kg磷酸氢二钠，0.8Kg磷酸钠，12.5Kg硬脂酸聚氧化乙烯醚，保持每分钟45转的搅拌速度，升温至55℃，调节PH值5.2，恒温反应10小时结束反应，经离心分离及气流干燥得到磷酸酯化淀粉，其结合磷含量为0.36％，白度为90％。
实施例9
在反应器中加入92Kg水、80Kg玉米淀粉调成淀粉乳，然后加入38Kg磷酸二氢钠，5.5Kg硬脂酸聚氧化乙烯醚，保持每分钟80转的搅拌速度，升温至50℃，调节pH值5.2，恒温反应10小时结束反应，经离心分离及气流干燥得到磷酸酯化淀粉，其结合磷含量为0.21％，白度为91％。
Claims (8)
1、一种磷酸酯化淀粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)在淀粉质量百分含量为35％～42％的淀粉乳中，加入淀粉质量的8％～50％的磷酸盐混配物和淀粉质量的1.5％～16％的促进剂硬脂酸聚氧化乙烯醚，并使反应物混合均匀，在温度30～60℃、pH值为5.0～6.5、搅拌的条件下，反应3～10小时；
(2)将步骤(1)所得的反应产物离心分离，然后干燥即可。
2、根据权利要求1所述的一种磷酸酯化淀粉的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中的磷酸盐混配物是由如下质量份的磷酸盐组成的混合物：磷酸钠0～30份、磷酸二氢钠10～60份、磷酸氢二钠0～25份。
3、根据权利要求1所述的一种磷酸酯化淀粉的制备方法，其特征是，所述步骤(1)所述的淀粉乳中淀粉质量百分含量为38％～41％。
4、根据权利要求1所述的一种磷酸酯化淀粉的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中加入磷酸盐混配物的质量是淀粉质量的10％～15％。
5、根据权利要求1所述的一种磷酸酯化淀粉的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中加入促进剂硬脂酸聚氧化乙烯醚的质量是淀粉质量的8％～12％。
6、根据权利要求1所述的一种磷酸酯化淀粉的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中，反应物的pH值为5.5。
7、根据权利要求1所述的一种磷酸酯化淀粉的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中，反应的温度为55℃。
8、根据权利要求1所述的一种磷酸酯化淀粉的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中，反应时间为5～10小时。
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