農(nóng)副產(chǎn)品及其加工：5淀粉2

1、第四節(jié)第四節(jié) 變性淀粉變性淀粉一、概述一、概述w概念概念 普通淀粉普通淀粉：原淀粉，由淀粉質(zhì)原料制得的，：原淀粉，由淀粉質(zhì)原料制得的，不再經(jīng)過任何加工處理的工業(yè)淀粉。不再經(jīng)過任何加工處理的工業(yè)淀粉。 變性淀粉變性淀粉：改性淀粉，經(jīng)過物理方法、化學(xué)：改性淀粉，經(jīng)過物理方法、化學(xué)方法及生物化學(xué)方法處理后使原淀粉的結(jié)構(gòu)、物理方法及生物化學(xué)方法處理后使原淀粉的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)改變從而出現(xiàn)特定性能和用途的產(chǎn)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)改變從而出現(xiàn)特定性能和用途的產(chǎn)品。品。w開發(fā)變性淀粉的開發(fā)變性淀粉的必要性必要性：克服原有的缺陷，更適合：克服原有的缺陷，更適合于應(yīng)用的要求于應(yīng)用的要求w前景前景：w分類：分類：

2、二、生產(chǎn)方法二、生產(chǎn)方法w化學(xué)法化學(xué)法：利用淀粉分子的羥基與各類化學(xué)物質(zhì)通利用淀粉分子的羥基與各類化學(xué)物質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)以改變原淀粉的結(jié)構(gòu)，從而改變其性質(zhì)過化學(xué)反應(yīng)以改變原淀粉的結(jié)構(gòu)，從而改變其性質(zhì)w物理法物理法：采用物理方法不添加化學(xué)物質(zhì)不發(fā)生化采用物理方法不添加化學(xué)物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而改變其性能學(xué)反應(yīng)而改變其性能w酶法酶法：在淀粉漿中添加不同的酶制品并進(jìn)行反應(yīng)在淀粉漿中添加不同的酶制品并進(jìn)行反應(yīng)以改變其性能。以改變其性能。濕法濕法干法干法預(yù)糊化預(yù)糊化三、酸變性淀粉（酸解淀粉）三、酸變性淀粉（酸解淀粉）w變性原理變性原理：淀粉分子中淀粉分子中-1，4苷鍵或苷鍵或- 1，6苷鍵苷鍵酸水解斷裂酸水

3、解斷裂w生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝：淀粉漿淀粉漿反應(yīng)反應(yīng)3.5h離心離心中和中和pH6.5洗滌脫水洗滌脫水烘干烘干10MHCl3738回收酸液回收酸液805MNa2CO3除鹽分除鹽分灰分灰分三、酸變性淀粉（酸解淀粉）三、酸變性淀粉（酸解淀粉） 酸解淀粉性質(zhì)：酸解淀粉性質(zhì)：w熱粘度及穩(wěn)定性：熱粘度及穩(wěn)定性：w耐機(jī)械剪切性：耐機(jī)械剪切性：w顆粒保持原狀，不出現(xiàn)新官能團(tuán)顆粒保持原狀，不出現(xiàn)新官能團(tuán) 應(yīng)用：應(yīng)用：w紡織工業(yè)紡織工業(yè)w造紙工業(yè)造紙工業(yè)w食品工業(yè)食品工業(yè)四、酯化變性淀粉四、酯化變性淀粉w淀粉與化學(xué)活潑性高的酯化劑反應(yīng)使淀粉分淀粉與化學(xué)活潑性高的酯化劑反應(yīng)使淀粉分子上引入脂基而得到的產(chǎn)物。子上引入脂基

4、而得到的產(chǎn)物。有機(jī)酸酯有機(jī)酸酯：甲酸、乙酸、高級脂肪酸：甲酸、乙酸、高級脂肪酸無機(jī)酸酯無機(jī)酸酯：硝酸、磷酸、黃原酸：硝酸、磷酸、黃原酸1、淀粉磷酸酯w變性原理變性原理：w生產(chǎn)工藝：干法生產(chǎn)生產(chǎn)工藝：干法生產(chǎn)w磷酸變性淀粉特性磷酸變性淀粉特性：w用途：用途：食品工業(yè)、造紙工業(yè)、紡織業(yè)、膠粘劑工業(yè)、環(huán)保食品工業(yè)、造紙工業(yè)、紡織業(yè)、膠粘劑工業(yè)、環(huán)保w磷酸磷酸交聯(lián)淀粉交聯(lián)淀粉（二酯、三酯）（二酯、三酯）2、淀粉黃原酸酯w變性原理變性原理：w工藝流程：工藝流程：w特性：特性： 能與許多重金屬離子生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)能與許多重金屬離子生成絡(luò)合結(jié)構(gòu) 能與許多天然合成高分子有共聚性、共沉淀能與許多天然合成高分子有共聚

5、性、共沉淀w用途用途：五、淀粉接枝共聚物五、淀粉接枝共聚物高吸水性樹脂高吸水性樹脂概念概念w淀粉接枝共聚物：淀粉與許多高分子單體起接枝共聚反應(yīng)得淀粉接枝共聚物：淀粉與許多高分子單體起接枝共聚反應(yīng)得到的共聚物。到的共聚物。w均聚物：由單體自行聚合，沒有接枝到淀粉分子上去的聚合均聚物：由單體自行聚合，沒有接枝到淀粉分子上去的聚合物物w接枝效率：接枝量占單體聚合總量的百分率接枝效率：接枝量占單體聚合總量的百分率w接枝百分率：接枝共聚物含有接枝高分子的重量百分率接枝百分率：接枝共聚物含有接枝高分子的重量百分率影響接枝共聚物性質(zhì)因素影響接枝共聚物性質(zhì)因素：接枝的高分子種類、不同接枝的高分子種類、不同高分

6、子的接枝比例高分子的接枝比例目的目的：獲得具有天然和人工合成兩類高分子物的性質(zhì)（獲得具有天然和人工合成兩類高分子物的性質(zhì)（天然天然吸水材料缺陷：吸水能力低，不能重復(fù)使用；消耗量大，運吸水材料缺陷：吸水能力低，不能重復(fù)使用；消耗量大，運輸保管不方便）輸保管不方便）接枝共聚物生產(chǎn)原理接枝共聚物生產(chǎn)原理w物理引發(fā)方法物理引發(fā)方法：CoCo放射性元素的放射性元素的射線照射，射線照射，氮氣保護(hù)，使淀粉分子產(chǎn)生活性高的自由基氮氣保護(hù)，使淀粉分子產(chǎn)生活性高的自由基與高分子單體反應(yīng)。與高分子單體反應(yīng)。w化學(xué)引發(fā)方法化學(xué)引發(fā)方法：H H2 2O O2 2氧化還原法、硝酸鈰銨引氧化還原法、硝酸鈰銨引發(fā)法發(fā)法接枝共

7、聚物制法接枝共聚物制法w原料原料：顆粒淀粉、糊化淀粉、變性淀粉：顆粒淀粉、糊化淀粉、變性淀粉w生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法: : Ce(IV) Ce(IV)作催化劑作催化劑 丙烯腈丙烯腈 + + 淀粉淀粉-接枝共聚接枝共聚-皂化皂化-精制精制- -干燥干燥 丙烯酸交聯(lián)劑丙烯酸交聯(lián)劑 + + 淀粉淀粉- -反應(yīng)反應(yīng)- -中和中和- -干燥干燥 羧甲基淀粉羧甲基淀粉 + + 甲醛甲醛-交聯(lián)交聯(lián) 淀粉淀粉+ +聚丙烯酸鈉聚丙烯酸鈉-170170混煉混煉高吸水性樹脂制法實例顆粒狀淀粉與丙烯腈接枝共聚顆粒狀淀粉與丙烯腈接枝共聚高吸水性樹脂性質(zhì)及用途性質(zhì)性質(zhì)w吸水性：好，幾十到幾千倍吸水性：好，幾十到幾千倍w保水性：

8、好保水性：好w耐熱性：差，但耐熱性：差，但100100度以下穩(wěn)定度以下穩(wěn)定w可逆性：具有膨脹收縮可逆性可逆性：具有膨脹收縮可逆性w吸氨能力：樹脂中的吸氨能力：樹脂中的RCOO-RCOO-能吸收能吸收NH3NH3除臭除臭用途用途w保鮮袋、餐巾、紙尿布、樹苗移植用保水劑、土壤保水劑、保鮮袋、餐巾、紙尿布、樹苗移植用保水劑、土壤保水劑、混合物脫水材料、種子涂膜劑混合物脫水材料、種子涂膜劑研究問題研究問題：抗鹽性、評價方法、價格抗鹽性、評價方法、價格六、微生物分解塑料（可降解淀粉基膜）w研究意義：研究意義：w制造方法：制造方法：淀粉塑料原料淀粉塑料原料+增塑劑增塑劑+穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑+填料填料+顏料顏料

9、接枝共聚法接枝共聚法： 淀粉或改性淀粉淀粉或改性淀粉+不飽和單體不飽和單體-接枝共聚或嵌段共聚接枝共聚或嵌段共聚 氫鍵締合法氫鍵締合法： 淀粉淀粉+含有能形成氫鍵基團(tuán)聚合物含有能形成氫鍵基團(tuán)聚合物-混煉混煉 摻合法（物理結(jié)合法）摻合法（物理結(jié)合法）： 淀粉或改性淀粉淀粉或改性淀粉+塑料合成用樹脂塑料合成用樹脂-混合混合實例：淀粉實例：淀粉-聚氯乙烯地膜聚氯乙烯地膜淀粉淀粉- -聚氯乙烯地膜聚氯乙烯地膜淀粉淀粉淀粉黃原酸酯淀粉黃原酸酯糊化淀粉糊化淀粉淀粉淀粉-PVC共混物共混物地膜地膜148度度熱煉機(jī)熱煉機(jī)DOP混煉混煉PVC乳膠乳膠謝謝！謝謝！變性淀粉分類w酸變性淀粉w氧化淀粉：HClO, H

10、2O2, HIO4w酯化淀粉：醋酸酯、磷酸酯、黃原酸酯醋酸酯、磷酸酯、黃原酸酯w醚化淀粉：羥烷基、陽離子、羧甲基、苯甲基羥烷基、陽離子、羧甲基、苯甲基w交聯(lián)類：甲醛交聯(lián)、醋酸交聯(lián)、三氯氧磷交聯(lián)甲醛交聯(lián)、醋酸交聯(lián)、三氯氧磷交聯(lián)w接枝共聚：醋酸乙烯、丙烯腈、丙烯酸醋酸乙烯、丙烯腈、丙烯酸w預(yù)糊化淀粉：w酶轉(zhuǎn)化淀粉主要原理：主要原理：濕法生產(chǎn)變性淀粉濕法生產(chǎn)變性淀粉w變性反應(yīng)在液相條件下變性反應(yīng)在液相條件下進(jìn)行，如降解類、醚類進(jìn)行，如降解類、醚類w工藝流程：工藝流程：P67P67濕法反應(yīng)釜濕法反應(yīng)釜干法生產(chǎn)變性淀粉w變性反應(yīng)在固相條件下進(jìn)行，如放射線處理、表面變性反應(yīng)在固相條件下進(jìn)行，如放射線處理、

11、表面涂層淀粉涂層淀粉w工藝：工藝：P68P68w主要問題：固相反應(yīng)器加熱、反應(yīng)均勻性、產(chǎn)量主要問題：固相反應(yīng)器加熱、反應(yīng)均勻性、產(chǎn)量預(yù)糊化法生產(chǎn)變性淀粉預(yù)糊化法生產(chǎn)變性淀粉w物理方法生產(chǎn)出能溶于冷水又保持原淀粉的其他特物理方法生產(chǎn)出能溶于冷水又保持原淀粉的其他特點。點。淀粉漿淀粉漿預(yù)熱預(yù)熱糊化干燥糊化干燥泵送泵送粉碎粉碎過篩包裝過篩包裝加熱加熱蒸汽加熱蒸汽加熱淀粉磷酸酯變性原理淀粉磷酸酯變性原理w淀粉與一些水溶性磷酸鹽起酯化反應(yīng)，生成淀粉磷酸淀粉與一些水溶性磷酸鹽起酯化反應(yīng)，生成淀粉磷酸酯。常用酯化劑為三聚磷酸鈉、正磷酸鈉酯。常用酯化劑為三聚磷酸鈉、正磷酸鈉淀粉淀粉-OH + Na5P3O10

12、 - 淀粉淀粉-O P- ONa+ Na3HP2O7淀粉磷酸酯特性淀粉磷酸酯特性w取代度：基團(tuán)取代淀粉葡萄糖單位的平均數(shù)取代度：基團(tuán)取代淀粉葡萄糖單位的平均數(shù)w具有陰電荷，電荷數(shù)量與取代度成正比具有陰電荷，電荷數(shù)量與取代度成正比w粘度高，具有低溫穩(wěn)定性粘度高，具有低溫穩(wěn)定性w與許多高分子聚合物有較好的共溶性與許多高分子聚合物有較好的共溶性wD.S0.2，溶于冷水，制得的薄膜柔軟透明，溶于冷水，制得的薄膜柔軟透明 D.S0.2，遇冷水不糊化，顆粒結(jié)構(gòu)不變，遇冷水不糊化，顆粒結(jié)構(gòu)不變磷酸交聯(lián)淀粉磷酸交聯(lián)淀粉w交聯(lián)淀粉：具有多功能團(tuán)的試劑如甲醛、環(huán)氧氯丙烷、三交聯(lián)淀粉：具有多功能團(tuán)的試劑如甲醛、環(huán)氧氯丙烷、三氯氧磷、三縮磷酸鹽等與淀粉分子中的羥基反應(yīng)，將不同氯氧磷、三縮磷酸鹽等與淀粉分子中的羥基反應(yīng)，將不同的淀粉分子經(jīng)交聯(lián)鍵結(jié)合而得。的淀粉分子經(jīng)交聯(lián)鍵結(jié)合而得。w特點：具有較高的糊化溫度，糊粘度穩(wěn)定，在需要高粘度特點：具有較高的糊化溫度，糊粘度穩(wěn)定，在需要高粘度穩(wěn)定性、高溫剪切或低穩(wěn)定性、高溫剪切或低pH時適用。時適用。黃原酸酯變性原理黃原酸酯變性原理w淀粉分子中羥基在堿性條件下與淀粉分子中羥基在堿性條件下與CS2CS2起酯化反應(yīng)，得到起酯化反應(yīng)，得到淀粉黃原酸鈉。淀粉黃原酸鈉。w淀粉淀粉-OH+CS2-淀粉淀粉-O(SNa)=