[发明专利]一种二氧化氯超声半干法制备氧化淀粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物理与化学方法相结合的氧化淀粉的制备方法，具体是一种二氧化氯超声半干法制备氧化淀粉的方法。

技术背景

氧化淀粉是用途最广的一种变性淀粉，广泛应用于造纸、纺织、食品等工业。氧化淀粉用于造纸工业，作为施胶剂和胶粘剂，可提高纸面的光滑性，纸张表面强度，如耐破度、耐折度等，减少纸面掉粉的同时提高纸张平滑度，使纸面更加细腻，并且可以提高纸张的适印性，使印刷品色彩鲜艳悦。在纺织工业上作为浆料，对纱线进行上浆并提供良好的涂层。在食品工业中主要用作各类食品的添加剂、低粘增稠剂，能代替阿拉伯数胶、琼脂制造果冻和软糖类食品，应用氧化淀粉制造软糖，贮存性稳定，生产成本降低，比用酸变性淀粉好。氧化淀粉的市场需求量很大，有待深入的研究，制备出成本低、品质优、性能好的产品。

用于淀粉氧化变性的氧化剂种类较多，但在工业上大批量生产所用的氧化剂主要是次氯酸钠、高锰酸钾、过氧化氢等，其中次氯酸钠是应用最广泛的氧化剂。用次氯酸钠氧化淀粉，此工艺产生废水多,对环境污染很大，不符合环保要求，且淀粉的凝胶强度低。用高锰酸钾氧化淀粉，在中性或酸性介质中时，锰原子由正7价降为正4价，产生棕黑色不溶性的二氧化锰颗粒，使淀粉斑点数急骤增加，白度值下降。过氧化氢在弱酸性或中性条件下比较稳定，在碱性条件下被活化，具有较强的氧化性。所以，过氧化氢氧化均在碱性条件下进行，但氧化淀粉的悬浮液在碱性条件下易变黄，影响淀粉的白度。二氧化氯（ClO₂）是一种水溶性氧化剂，具有适用面广、使用剂量少、反应速度快以及反应产物无毒，对人体无刺激等优点，被世界卫生组织列为A1级安全高效消毒剂。ClO₂作为氧化剂，其毒理试验结果为无毒级。ClO₂氧化能力强，按有效氧计，ClO₂理论上具有的氧化能力是氯气的2.63倍，是次氯酸钠的2.8倍。以ClO₂为氧化剂制备工业用变性氧化淀粉，保证了氧化淀粉用于食品的安全性、高效性和产品质量的稳定性，并且由于反应效率高，ClO₂用量相对减少，反应结束时，反应液中的ClO₂残留量低，节约了洗涤用水量，降低了生产成本，并降低了污染物排放及污染物处理费用，有利于环境保护。因此，研究采用二氧化氯氧化淀粉，是现有次氯酸钠工艺体系无法实现的技术创新。

通常所指超声波，频率范围在2×10⁴～10⁹Hz，与普通声波相比，超声波因其波长短、频率高而具有束射性强和易通过聚焦集中能量的特点。其在介质中传播时，会与介质相互作用产生机械效应、空化作用、热效应和化学效应。近年来，超声波技术也逐渐应用于淀粉领域，超声波技术具有作用时间短、降解非随机性、操作简单易控制及能耗较低等优点，因此被认定为淀粉改性的一种新型物理方法。有研究发现，超声波能改变淀粉颗粒及结晶区的超分子结构，并会减少淀粉结晶区，从而提高淀粉的化学反应性能，增加产物产量，优化产物性能，提高原料利用率，展现出良好的工业应用前景。

传统氧化淀粉的生产方法主要是湿法工艺，即将原淀粉加入水调节成一定浓度的淀粉乳后在一定温度下进行氧化反应。湿法工艺能保持颗粒状态，反应完成后易于过滤、水洗，得纯度高的产品，但存在生产用水量大、工序复杂、能耗高、环境污染严重等缺点。干法工艺是指原淀粉在干态下或干燥后在反应设备中进行分散，同时加入配置好的氧化剂，在一定温度下进行氧化反应的工艺。干法与湿法相比，反应试剂加入少，可避免生产中造成污染环境的过滤、洗涤、干燥等工序，且具有流程短、能耗低、设备简便等优点，是一种节能、绿色的工艺。但是干法反应对原淀粉含水量要求较为严格，加入的水量大大减少，淀粉颗粒不能较好地润张，不利于化学试剂进入淀粉颗粒内部。半干法与干法的最大区别是半干法没有预干燥过程，反应中水分相对较高，有利于化学试剂进入淀粉颗粒内部。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种二氧化氯超声半干法制备氧化淀粉的方法，以解决传统氧化剂与技术制备氧化淀粉存在的缺点，并使氧化淀粉的制备成本低、耗能少、安全、高效和产品质量稳定、对环境污染少。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明一种二氧化氯超声半干法制备氧化淀粉的方法，它的操作步骤如下：

（1）将原淀粉置于烧瓶中，开动搅拌器搅拌，喷雾加入0.1～0.2mol/L二氧化氯溶液，加入的二氧化氯溶液体积量与淀粉质量之比为1～4mL︰1g，搅拌至均匀；