一种醋酸酯淀粉生产过程兼行制备高取代度交联淀粉的方法技术

技术编号:20579136 阅读:27 留言:0更新日期:2019-03-16 03:50
本发明专利技术公开了一种醋酸酯淀粉生产过程兼行制备高取代度交联淀粉的方法。所述方法包括如下步骤:利用其中的乙醛产物兼行制备交联淀粉的方法,包括在淀粉改性过程中保持真空,抽取出醋酸酯化反应产生的挥发溢出的乙醛气体;酯化反应后,调节淀粉乳体系到pH为5.5‑6.5的微酸性下,搅拌升温至40℃‑47℃,继续在真空下抽取出乙醛气体;从反应釜抽取出的气体泵往另外一个pH2.5‑3.5的淀粉乳体系,在此处乙醛被吸收并与淀粉分子产生交联反应,经过乙醛吸收和交联反应的操作,得到取代度高的交联淀粉。本发明专利技术提供的方法可避免或消除现有生产工艺流程乙醛产生的不良问题,对降低乙醛有机挥发物的排放量具有积极的意义。

A method for preparing cross-linked starch with high degree of substitution in the production of acetate starch

The invention discloses a method for preparing cross-linked starch with high degree of substitution concurrently in the production process of acetate starch. The method includes the following steps: preparing cross-linked starch by using acetaldehyde products in the process of starch modification, including keeping a vacuum during starch modification, extracting volatile acetaldehyde gas from acetic esterification reaction; after esterification, adjusting starch emulsion system to slightly acidic pH 5.5 6.5, stirring to 40 47 C, and continuing to extract acetaldehyde gas under vacuum. The gas pump extracted from the reactor is pumped to another starch emulsion system with pH 2.5 3.5, where acetaldehyde is absorbed and cross-linked with starch molecules. Through the operation of acetaldehyde absorption and cross-linking reaction, cross-linked starch with high degree of substitution is obtained. The method provided by the invention can avoid or eliminate the harmful problems caused by acetaldehyde in the existing production process, and has positive significance for reducing the emission of acetaldehyde organic volatiles.

【技术实现步骤摘要】
一种醋酸酯淀粉生产过程兼行制备高取代度交联淀粉的方法
本专利技术涉及高取代度交联淀粉制备领域,具体涉及一种醋酸酯淀粉生产过程兼行制备高取代度交联淀粉的方法。
技术介绍
醋酸酯淀粉是一种重要的变性淀粉,乙酰基含量小于2.5%的醋酸酯淀粉为国内GB2760标准中允许使用的食品添加剂,可用作增稠剂、稳定剂和粘结剂,如果再经过一定的交联处理,应用性能更佳,被广泛地用于食品、造纸和纺织等许多行业。在碱性和室温-40℃的条件下,用醋酸酐或者醋酸乙烯酯处理原淀粉乳,作用一定时间后,经过洗涤精制、离心、干燥、粉碎和过筛等工艺步骤,可得到无味白色的醋酸酯淀粉粉末产品。醋酸乙烯酯(CH2=CHOCOCH3)为无色液体,具有甜的醚味;微溶于水,溶于醇、丙酮、苯、氯仿。用醋酸乙烯酯酯化淀粉容易生成淀粉的醋酸酯衍生物,为工业常用方法,它是通过碱性催化酯基转移作用产生乙酰化反应,主体反应式为:St-OH+CH2=CHOCOCH3→St-O-COCH3+CH3CHO反应同时释放出乙醛(CH3CHO)产物。在碱性下,上述反应生成的醋酸酯淀粉(St-O-COCH3)受碱作用可发生水解反应,醋酸乙烯酯也可发生如下的水解副反应,产生醋酸钠和乙醛的副产物,应该选择优化的工艺条件,尽量抑制或减少醋酸乙烯酯水解副反应的发生。CH2=CHOCOCH3+NaOH→CH3COONa+CH3CHO所以在反应体系中,醋酸乙烯酯不管与淀粉作用生成醋酸酯淀粉,还是与水作用发生水解副反应,添加1摩尔(86g)的醋酸乙烯酯都将产生1摩尔的乙醛(46g)产物。1个含有10吨淀粉【粉乳浓度一般为35%-40%(w/w)】的反应釜,醋酸乙烯酯一般的用量为5.0%对淀粉,则需要醋酸乙烯酯500公斤,反应生成的乙醛约266.44公斤。对于现有的生产工艺流程,都没有对乙醛产物进行专门的回收和特殊的处理。在改应结束后,淀粉醋酸酯经过洗涤精制,这些的乙醛、醋酸钠等产物或污染物,主要随母液和洗液水一起进到污水系统,再进行处理。乙醛与甲醛一样,能够通过生成半缩醛和缩醛的二个步骤,与淀粉分子内的不同的羟基起醚化反应产生交联,低浓度的氢离子对反应有催化作用,pH2.5-3.5为合适的反应pH,基本的反应方程式如下:2St-OH+CH3CHO→2St-O-CHCH3+H2O用醋酸乙烯酯作为淀粉的酯化反应试剂,有专利也利用酯化反应过程生成的乙醛副产物,在同一个反应体系对醋酸酯淀粉进行作用,得到交联醋酸酯淀粉。乙醛是一种无色易流动液体,相对密度0.785,熔点-121℃,沸点20.8℃,有刺激性气味,可与水和乙醇互溶,易燃易挥发,蒸气与空气能形成爆炸性混合物。乙醛虽易溶于水,但其沸点仅为20.8℃,在污水存贮池处,在夏季时节温度高的时间段容易挥发,形成具有刺激气体而四处散发,污染环境,影响企业人员和企业附近居民的身心健康,为目前困扰变性淀粉生产企业的一个环保问题。针对以醋酸乙烯酯为酯化剂作用淀粉制备生产醋酸酯淀粉产生乙醛,而没有进行专门处理和利用的问题和情况,本专利技术了一种将乙醛产物抽提出来并利用它来制备高取代度交联淀粉的方法,在生产醋酸酯淀粉的同时兼行制备交联淀粉,可避免或消除此乙醛产物困扰变性淀粉生产企业的环保问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本专利技术的目的在于提供一种醋酸酯淀粉生产过程兼行制备高取代度交联淀粉的方法。在醋酸乙烯酯制备醋酸酯淀粉的生产过程中,醋酸乙烯酯反应产生了乙醛产物物质,本专利技术从反应釜抽提出这些乙醛产物,吸收到另外一个变性淀粉体系,用于制备高取代度的沸水不溶的交联淀粉。本专利技术提供的一种醋酸酯淀粉生产过程兼行制备高取代度交联淀粉的方法,包括调浆、酯化反应、中和、洗涤、乙醛气体的吸收与反应的步骤,其特征在于,在酯化反应和中和阶段,将醋酸乙烯酯反应产生的副产物乙醛,在体系不同的pH范围,采用真空、升温等方法,抽离出醋酸酯淀粉乳成为乙醛气体,将乙醛气体通往另外一个pH2.5-3.5的淀粉乳体系,在此处乙醛被吸收并与淀粉分子产生交联反应,经过若干次的乙醛吸收和交联反应的操作,制得所述高取代度交联淀粉。进一步地,所述调浆、酯化反应的反应釜为密封良好的压力反应釜,装配有防水防尘的乙醛气体报警检测仪装置。进一步地,在酯化反应阶段,反应温度按照变性淀粉反应需要的温度,在醋酸乙烯酯流加前,保持反应釜的真空度≥0.08MPa,并在整个酯化反应过程保持同样的真空度,不断抽离挥发溢出到反应釜上部空间的乙醛气体到pH2.5-3.5的淀粉乳体系。进一步地,在酯化反应阶段,当反应釜的真空度为0或微有正压时,才开启真空泵抽离挥发溢出到反应釜上部空间的乙醛气体到pH2.5-3.5的淀粉乳体系。进一步地,在醋酸酯淀粉生产的中和阶段,变性淀粉乳用无机酸(可以用10.0%v/v稀盐酸、稀硫酸等无机酸)中和pH至5.5-6.5,升温至40℃-47℃,保持反应釜的真空度≥0.08MPa,搅拌1.0-1.5小时,保持开启真空泵抽离挥发溢出到反应釜上部空间的乙醛气体到pH2.5-3.5的淀粉乳体系。优选地,升温温度为43℃~47℃。进一步地,所述pH2.5-3.5的干固物浓度为40.0%-42.0%(w/w)玉米淀粉或木薯淀粉乳体系,为用来吸收乙醛并与之进行交联反应的体系,根据不同醋酸酯淀粉批次和醋酸乙烯酯的使用量,进行多次的吸收和反应乙醛的重复操作,当数次吸收乙醛的质量总和超过淀粉质量的10.0%后,可视为完成一个运行周期,然后这些乙醛交联淀粉泵去脱液、洗涤脱水、气流干燥、粉碎和包装获得交联。再重新调配型的一罐或一批次的干固物浓度为40.0(w/w)的淀粉乳,接着继续上次的乙醛吸收和反应的程序过程。优选地,pH2.5~3.5的淀粉乳体系的淀粉原料为玉米淀粉。在工业生产中,现有醋酸乙烯酯制备醋酸酯淀粉的一般工艺流程,如图1所示。淀粉→调浆→加入碳酸钠溶液调淀粉乳pH值至9.5-10.5,调温至20℃-40℃→加入醋酸乙烯酯进行酯化反应,用稀碱维持pH值9.0-10.0,保温反应1.5-2.0小时→稀盐酸中和pH5.5-6.5→水洗→脱水→干燥→粉碎→过筛→包装→醋酸酯淀粉产品在上述流程中,乙醛在的阶段开始产生,随着反应的进行而不断产生积累,溶于淀粉乳或者挥发成气体进入到反应釜的上层空间。如反应釜密封性不佳,以及在水性、脱水和干燥等后面的工艺步骤,这些乙醛都可能会挥发成气体,散发出来而污染生产环境。本专利技术依据醋酸乙烯酯制备醋酸酯淀粉的工艺流程,以及乙醛的物化特性、产生的原因和出现的位置等实情(在淀粉酯化反应的阶段开始出现并不断产生,主要聚集在稀盐酸中和阶段),在现有已有的醋酸酯淀粉生产线上,将乙醛产物真空抽提出来,并输送往另外一个变性淀粉的反应(釜)体系用于制备交联淀粉,开发出了一种醋酸酯淀粉生产过程兼行制备高取代度交联淀粉的方法,如图2所示。本专利技术的主要的步骤,包括如下介绍和说明:1、参见比较图1和图2的流程图,本专利技术的醋酸酯淀粉的生产制造及其操作与原有的相比基本不变,主要是针对醋酸酯淀粉生产过程系统中产生的乙醛产物进行回收。其它的淀粉的调浆、调温、调pH,以及醋酸酯酯化的工艺条件及其操作等(醋酸乙烯酯用量、反应pH、温度和时间,以及搅拌方式和强度等等),水洗步骤5及其以后的工艺步骤,可与原有本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种醋酸酯淀粉生产过程兼行制备高取代度交联淀粉的方法,包括调浆、酯化反应、中和、洗涤、乙醛气体的吸收与反应的步骤,其特征在于,在酯化反应和中和阶段,将醋酸乙烯酯反应产生的副产物乙醛,采用真空、升温方法,抽离出醋酸酯淀粉乳成为乙醛气体,将乙醛气体通往pH2.5‑3.5的淀粉乳体系,乙醛被吸收并与淀粉分子产生交联反应,经过乙醛吸收和交联反应的操作,制得所述高取代度交联淀粉。

【技术特征摘要】
1.一种醋酸酯淀粉生产过程兼行制备高取代度交联淀粉的方法,包括调浆、酯化反应、中和、洗涤、乙醛气体的吸收与反应的步骤,其特征在于,在酯化反应和中和阶段,将醋酸乙烯酯反应产生的副产物乙醛,采用真空、升温方法,抽离出醋酸酯淀粉乳成为乙醛气体,将乙醛气体通往pH2.5-3.5的淀粉乳体系,乙醛被吸收并与淀粉分子产生交联反应,经过乙醛吸收和交联反应的操作,制得所述高取代度交联淀粉。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,调浆、酯化反应的反应釜为压力反应釜,装配有防水防尘的乙醛气体报警检测仪装置。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在酯化反应阶段,反应温度按照变性淀粉反应需要的温度,在醋酸乙烯酯流加前,保持反应釜的真空度≥0.08MPa,并在整个酯化反应过程保持同样的真空度,抽离挥发溢出到反应釜上部空间的乙醛气体到pH...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄立新王瑞航杨守职
申请(专利权)人:华南理工大学广州华糖食品有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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