[发明专利]一种马铃薯阳离子淀粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于变性淀粉生产技术领域，主要涉及一种马铃薯阳离子淀粉的制备方法。

背景技术

阳离子淀粉是一类重要的变性淀粉，指淀粉在一定条件下与阳离子试剂(醚化剂)反应制得的产物。由于在淀粉分子中引入阳离子基团，使阳离子淀粉带有正电荷，易与带负电荷的细小纤维结合，并能将带负电荷的其他添加剂吸附并保持在基质上，使阳离子淀粉具有原淀粉所不具有的特性，如糊稳定性、水溶解性、成膜性、透明度等，并广泛应用于污水处理、造纸、食品、纺织、医药等工业领域。阳离子淀粉的制备方法分为湿法、干法及半干法。湿法工艺存在后处理复杂，能耗高，成本高，且环境污染严重等问题；干法与湿法相比，具有工艺简单、无污染、反应周期短、反应条件缓和等优点，但生产实践中发现，由于其体系含水量过低，导致阳离子淀粉存在反应不均匀、反应活性低等问题，限制了干法工艺的工业普及。半干法工艺的体系含水量介于湿法和干法之间，具备干法工艺的优点，而且能够解决干法反应不均匀的问题，提高反应效率，改善阳离子淀粉品质。

近年来，食品工业不断发展壮大，生产领域涵盖了气-固、液-固和气-液-固多种反应过程，流态化技术在食品工业领域的应用愈加广泛，特别对于大规模连续化生产需求，通常采用流化床设备型式，利用流态化生产来实现。流态化技术具有如下特点：(1)流化床采用的颗粒粒径较固定床要小得多，其比表面积更大，颗粒在气体的作用下，具有液体般自由流动的趋势；气力输送实现了固体的连续加工，因此流化床的生产能力要比固定床大得多，易于工程放大，可以实现大规模连续化生产。(2)流化床内颗粒混合剧烈，两相或三相之间相互摩擦与频繁碰撞使固体表面的更新速率加快，气固接触效果良好，有利于传质过程；同时固体颗粒热容量比同体积气体大得多，气-固之间的强烈扰动增强了颗粒自身及颗粒与流体之间的热量传递的同时，也提高了床层的温度均匀性，避免了床层内的轴、径经过大温差，因此对强放热及强吸热过程均适用。(3)对于需要加热或冷却的工艺过程，流化床层内设置的颗粒强烈的扰动使颗粒与设置于其中的换热管壁面间频繁接触，换热表面的颗粒更新速率加快及管壁流体边界层的破坏增强了床层与管壁间的传热。

本发明联合流态化技术与阳离子化反应，采用半干法工艺制备马铃薯阳离子淀粉，不但能提高反应效率、降低生产成本，而且还能提高阳离子淀粉的取代度和转化率，同时利于大规模连续化生产，为马铃薯阳离子淀粉的实际生产及产业化应用创造有利条件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种马铃薯阳离子淀粉的制备方法，达到提高反应效率、降低生产成本以及提高阳离子淀粉的取代度和转化率的目的。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种马铃薯阳离子淀粉的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将马铃薯淀粉、醚化剂和KOH混合后加入一定量水形成混合液，所述的醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)和2，3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)组成的双醚化剂，CTA和GTA的质量比为1∶1.5，将混合液进行均质处理，所述的均质压力为20-40MPa，均质时间为1-5min，均质后进行微波干燥并进行水分调节得到混合物料，所述的物料含水率为20-30％；(2)将混合物料由恒温管式流化床反应器顶部直接加入，水蒸气从反应器底部通入，使淀粉处于流化状态并进行阳离子化反应得反应产物，所述的水蒸气流量为1-5L/min，醚化剂添加量为淀粉质量的3-7％，KOH与醚化剂的摩尔比为1-3∶1，反应温度为80-120℃，反应压力为0.5-2.5MPa，反应时间为1-3h；(3)将反应产物冻干后进行粉碎、过筛即得阳离子淀粉。

所述的均质处理优选参数为：均质压力25MPa，均质时间2min。

所述的优选物料含水率为25％。

所述的流化床阳离子化反应优选参数为：水蒸气流量3L/min，醚化剂添加量为淀粉质量的5％，KOH与醚化剂的摩尔比2∶1，反应温度105℃，反应压力1.5MPa，反应时间1.5h。

本发明以半干法工艺为基础，采用流态化技术与阳离子化反应相结合的方法制备马铃薯阳离子淀粉，利用流态化技术是马铃薯淀粉与醚化剂充分混合碰撞，增加接触面积，从而利于阳离子化反应，更容易将阳离子基团引入淀粉分子中，提高了反应效率。该方法具有所需工艺设备简单、生产成本低的特点，制得的阳离子淀粉具有较高的取代度和转化率。

附图说明

附图本发明总工艺路线图。

具体实施方式