变性淀粉的开发利用淀粉磷酸酯的性质和用法
淀粉磷酸酯是淀粉与磷酸在特定的条件下反应产生的变性淀粉。天然的淀粉磷酸酯存在于马铃薯淀粉中,1919年kerb首次用氯氧化磷合成了淀粉磷酸酯。1958年Neu Korm用干法生产技术,开发了单质型和双质型(或交联型)淀粉磷酸酯,并很快进入了工业化生产,由于淀粉磷酸酯改变了天然淀粉的原有性质,使之更适应于许多应用部门的要求,因此自问世以来,受到人们的注目,特别是由于淀粉磷酸酯产品具有使用方便、性能稳定等特点,已在食品、纺织、造纸、医药、采掘等工业得到应用,新的领域也正在开拓。
一、淀粉磷酸酯的性质
淀粉磷酸酯的分散液纯净,粘性大。单质型磷酸酯淀粉随着取代度(D.S)增加,糊化易于进行,取代度达到0.07在冷水中膨胀,糊液显示了高分子电解质所有的高粘度和结构特性,且透明。最有用的性质是耐老化性,即使取代度为0.01的加热糊化型也不易老化,冻融性强,淀粉磷酸酯作为高分子电解质具有良好的乳化性和保护胶体性,它的水溶液粘度随温度下降而上升,而普通淀粉的水溶液在相同的条件下却相反,其粘度仅为它的1/8~1/10。此外,淀粉磷酸酯还具有抗腐、抗酸、无毒无臭、香味清晰、营养丰富,经过中温和机械加工仍能保持一定的粘度等特性。但是它由于生产所用的化工原料,加工的工艺及反应的条件不同而性能也各有异,例如日本用淀粉和无水磷酸、碳酸氢钠(或NAOH,KOH)在60~70℃下反应得到的交联型淀粉磷酸酯的产品,具有较高的热稳定性,耐酸性和抗机械切力,因此在中温和带酸性以及剧烈的机械搅拌等情况下加工而不降低粘度。高程度胶联性的产品却受热不糊化。美国用淀粉和正磷酸均(铵、钠、钾盐)在90~160℃的温度下反应,能得到冷水糊,粘度(5%水溶液)在5万厘泊以上,而且经反复冷冻20次以上仍能保持原组织和性能不变。苏联用淀粉和磷酸二氢钠、磷酸氢二钠在160℃温度下进行酯化反应4小时后得到的产品,由于钠盐量比例不同,其性能差异也很大,这些产品的粘度可在20~60℃中变化。并且当单基取代了磷酸钠过剩而PH值过低时,能产生水解作用,当单基取代了磷酸钠过剩而PH值过高时能形成分子聚集,当单基取代了的和二基取代了的盐数量相等时,同样会产生水解和酸化,易溶于冷水。
二、淀粉磷酸酯的制法
淀粉磷酸酯的生产方法按其工艺特点及其所需主要设备主要分为干法和湿法。
1 干法:即淀粉和磷酸盐等的混合物在湿润条件下,淀粉成颗粒状态下进行反应,糊料于低温干燥,再经高温烘烤反应、细碎、过筛等步骤即得产品,所需设备并不复杂,但反应的条件必须严格控制。
2 湿法:即淀粉和磷酸盐等的接触系在淀粉的水乳化液进行,混合反应的料液须经过滤分离,所得固体物再经低温干燥,高温烘烤反应、细碎和过筛等步骤即得产品。与干法相比,湿法物料易于混合均匀,反应更充分,但须配置过滤分离设备,工艺流程长,且有废水处理等问题,而干法生产则工艺比较简单,所需设备较少,生产管理较易,也没有废水处理等问题。
一、淀粉磷酸酯的性质
淀粉磷酸酯的分散液纯净,粘性大。单质型磷酸酯淀粉随着取代度(D.S)增加,糊化易于进行,取代度达到0.07在冷水中膨胀,糊液显示了高分子电解质所有的高粘度和结构特性,且透明。最有用的性质是耐老化性,即使取代度为0.01的加热糊化型也不易老化,冻融性强,淀粉磷酸酯作为高分子电解质具有良好的乳化性和保护胶体性,它的水溶液粘度随温度下降而上升,而普通淀粉的水溶液在相同的条件下却相反,其粘度仅为它的1/8~1/10。此外,淀粉磷酸酯还具有抗腐、抗酸、无毒无臭、香味清晰、营养丰富,经过中温和机械加工仍能保持一定的粘度等特性。但是它由于生产所用的化工原料,加工的工艺及反应的条件不同而性能也各有异,例如日本用淀粉和无水磷酸、碳酸氢钠(或NAOH,KOH)在60~70℃下反应得到的交联型淀粉磷酸酯的产品,具有较高的热稳定性,耐酸性和抗机械切力,因此在中温和带酸性以及剧烈的机械搅拌等情况下加工而不降低粘度。高程度胶联性的产品却受热不糊化。美国用淀粉和正磷酸均(铵、钠、钾盐)在90~160℃的温度下反应,能得到冷水糊,粘度(5%水溶液)在5万厘泊以上,而且经反复冷冻20次以上仍能保持原组织和性能不变。苏联用淀粉和磷酸二氢钠、磷酸氢二钠在160℃温度下进行酯化反应4小时后得到的产品,由于钠盐量比例不同,其性能差异也很大,这些产品的粘度可在20~60℃中变化。并且当单基取代了磷酸钠过剩而PH值过低时,能产生水解作用,当单基取代了磷酸钠过剩而PH值过高时能形成分子聚集,当单基取代了的和二基取代了的盐数量相等时,同样会产生水解和酸化,易溶于冷水。
二、淀粉磷酸酯的制法
淀粉磷酸酯的生产方法按其工艺特点及其所需主要设备主要分为干法和湿法。
1 干法:即淀粉和磷酸盐等的混合物在湿润条件下,淀粉成颗粒状态下进行反应,糊料于低温干燥,再经高温烘烤反应、细碎、过筛等步骤即得产品,所需设备并不复杂,但反应的条件必须严格控制。
2 湿法:即淀粉和磷酸盐等的接触系在淀粉的水乳化液进行,混合反应的料液须经过滤分离,所得固体物再经低温干燥,高温烘烤反应、细碎和过筛等步骤即得产品。与干法相比,湿法物料易于混合均匀,反应更充分,但须配置过滤分离设备,工艺流程长,且有废水处理等问题,而干法生产则工艺比较简单,所需设备较少,生产管理较易,也没有废水处理等问题。