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底物临界预混法调控淀粉胶化反应

李光辉 吴仕业(四川轻化工学院轻工系,自贡,643033)


引  言
各类淀粉粘合剂的生产方法不同,产品性能及用途也各异,分别在不同领域有着不同的应用;同时也因各自的特点,在应用中受到不同限制。如粉状的CMS、糊精等,产品性能好、用途广、易贮存运输,但生产过程相对复杂、成本高,应用范围受到局限;又如溶胶类淀粉粘合剂易生产,成本低,但不易贮运,且稳定期短,实际应用也很有限。如何简化淀粉粘合剂的生产过程,降低生产成本,同时提高产品性能,并扩大其应用,是促进淀粉粘合剂生产应用的重要课题之一。本文结合原淀粉的基本性质,将底物临界预混调控淀粉胶化反应的原理,用于淀粉粘合剂的生产与应用,在解决上述问题上,作了有益的探索。

一、实验器材与原料
  1.主要器材
粉磨机;分选筛;搅拌机。  

2.主要原料
淀粉;次氯酸钠(钙);氢氧化钠(固体)。二、实验原理将淀粉转化为粘合剂的胶化反应,可分成两个阶段:(1)淀粉经化学修饰、变构、氧化、调节物添加等理化处理,转化成有潜在胶化能力的原胶粉(其类型及性能随处理方法不同而各异);(2)水合胶化:在一定条件下,原胶粉与一定比例的水经短时理化反应,生成有特定粘度的粘胶液。因此,如果将水的多与少作为淀粉胶化反应能否完成与特定粘度的调控因素,淀粉粘合剂的生产与应用也就可相应分成;1、以淀粉为主料,添加能引起或调节胶化反应的辅料,按反应临界比例、有条件预混,制成有潜在胶化能力的原胶粉;2、使用时,原胶粉按需要与特定比例的水水合胶化,形成一定粘度及用途的粘胶液。

三、原胶粉制备实验 
 1.制备工艺
原料处理(脱杂→粉碎→筛选)→配料→搅拌→检验→分装 

 2.原料配比
(重量分)主料:淀粉:90-92;次氯酸钠(钙):2.5±0.5(按有效氯计辅料:胶化剂:5-8(NaOH固体);调节(延缓、强化)剂:10-12.5(复配比轻钙∶膨润土∶Mg(Si4O10)(OH)2Na2B4O7·10H2O∶Mg8H6(Si12O30)(OH)=2∶3-4∶1-1.5∶0.5∶0.5-1);其它(松脂、尿素等):适量配比: 型(单组分)适用于单次制胶量50kg。主料∶辅料=93-95∶16-21。 型(双组分型)适用于单次制胶量50kg。甲组分:主料∶辅料(除胶化剂)=9395∶10-12;乙组分(胶化剂):6-8。

四、应用实验 
 1.产品性能
成品状态:白色干粉。制胶量及粘稠度:按加水量在原胶粉水=1∶4-20之间随意调节;制胶温度:自然室温(>0℃);稳定性:原胶粉:干燥密封,保存期≥1.5年;胶液:密封存放,稳定期≥20-25天。 
2.应用实验




五、讨 论
在淀粉粘合剂的生产应用中,将反应底物和调节物按反应临界量有条件预混,制成性能稳定、贮运方便、有潜在胶化能力的原胶粉,使用时再按需进行延迟性水调控胶化反应,生成溶胶状粘合剂的实践表明:1.印证了底物与调节物反应临界有条件预混,水调控延迟胶化制胶方法的可行性;2.较大地简化了一般变性淀粉粘合剂生产中的工艺及设备,有一定技术进步意义;同时因能耗、物耗的减少,降低了产品成本(仅略高于原料成本约5-10%);使用成本低于水玻璃类低档粘合剂,而性能、用法相近于价格较贵的CMC、CMS、PVA等,经济效益较明显;3.本法对原料淀粉无类别要求,利于各类淀粉资源的开发与利用;产品用途广泛、用法简便,为相关厂家提供了理想胶源;4.在生产中,按粘合力测算,每吨原胶粉分别相当于水玻璃10-15t;糊精、CMC、CMS等0.8-1.2t;10%PVA溶胶8-10t;面粉1.2-1.5t,不仅能为用户降低成本,也能节省粘合剂的贮运费用;5.产品的其他用途、适用性、优劣性等还需进一步探讨、论证。