專利名稱：：一種低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法，尤其是適用于造紙用表面施膠淀粉的制備工藝。
背景技術：
：隨著造紙產(chǎn)品質(zhì)量的升級，表面施膠在文化用紙和包裝用紙上大量使用，使用的目的一是為了阻止液體滲透，二是改善表面結合強度性能；三是為了改善內(nèi)部強度性能。為了降低生產(chǎn)成本，企業(yè)大都在造紙生產(chǎn)車間將原生淀粉直接轉化蒸煮后就地使用。原生淀粉常用的轉化蒸煮方法有過量蒸汽法、酶轉化法和熱化學轉化法三種。制備方式有連續(xù)和間歇蒸煮兩種方式。其中過量蒸汽法需要使用把淀粉升溫到所需溫度的用汽量的125300%過量蒸汽進行連續(xù)蒸煮，其顯著的效果是非改性原生淀粉的粘度比傳統(tǒng)間歇蒸煮或非過量蒸煮要低得多，缺點是能源蒸汽消耗高，淀粉分子量下降嚴重影響起增強效果，對于生產(chǎn)要求強度好的包裝紙來說消耗會增加；熱化學轉化法是化學降解和高溫分散作用的綜合作用，是把氧化劑加到淀粉液中在噴射蒸煮器中加熱到152°C，并在盤管中停留5分鐘，這樣就可以完全把氧化劑分散和消耗掉，而得到需要的膠料，常用的化學品是過硫酸銨和過氧化氫，化學品的作用是通過氧化和酸水解解聚的綜合作用使淀粉粘度降低，其缺點是要使用化學品，且成本較高；酶轉化工藝是通過a-淀粉酶進行轉化，先將加有酶的淀粉液加溫到約77°C，在此溫度下保溫30分鐘左右，接著以最快速度升溫到9(TC左右，在1530分鐘內(nèi)將酶變性失活，轉化效果取決于淀粉是否充分糊化、與反應劑的足夠接觸，同時與酶的滅活控制相關，通過控制酶用量來控制降解程度，從而可以生產(chǎn)各種所需粘度的膠料，獲得理想的淀粉成膜強度和流變性及穩(wěn)定性，因轉化過程不使用化學品而環(huán)保且成本較熱化學法和過量蒸汽法低廉。(參考《PaperMachineOperation》美國B.A.Thorp)現(xiàn)有的酶轉化法生產(chǎn)的膠料因為要保證混合均勻，用量不可過低從而導致膠料粘度較低，雖然可以達到表面施膠的前兩個目的，但增強效果則不理想、淀粉消耗高和效率低。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的表面施膠淀粉存在的增強效果則不理想、淀粉消耗高轉化效率低等不足，本發(fā)明提供一種低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法，該方法轉化率易控制，降低了能耗，降低了經(jīng)濟成本。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是該低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法，該方法工藝步驟為1)淀粉調(diào)漿將淀粉原料與一定量的水混合均勻制成淀粉漿料，將淀粉漿料濃度調(diào)至按重量百分比為20%30%;2)將調(diào)好的淀粉漿料進行酶解向1)步驟中調(diào)好的淀粉漿料中加入按0.003%0.015%的a-淀粉酶，并不間斷的攪拌，在60。C8(TC溫度下酶解813分鐘；3)將酶解后的淀粉進行高溫滅酶，同時進行淀粉糊化向噴射蒸煮器中通入115t:137"C高溫蒸汽，共蒸煮時間為3分鐘4分鐘，同時將糊化后的淀粉膠的濃度調(diào)為15%25%貯存；4)糊化后的淀粉放入淀粉糊儲存槽中在6(TC9(TC溫度下保溫備用。上述發(fā)明中所述的酶為a-淀粉酶；酶解溫度根據(jù)淀粉原料來源的不同而不同，可以根據(jù)不同的淀粉原料將淀粉酶解溫度降至該淀粉原料始糊溫度以下，剛好由膠體轉化為液體時的溫度。上述發(fā)明中所述的淀粉是玉米、木薯、馬鈴薯、小麥等原生淀粉。本發(fā)明工藝縮短了生產(chǎn)時間，降低了能源消耗，大幅度提高了產(chǎn)品的粘度；將該產(chǎn)品用于紙張的表面施膠，提高了紙張挺度、增強了紙張的抗壓抗拉能力，降低了淀粉膠的用量，從而降低了制造成本，確保了企業(yè)的競爭力。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1.低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)工藝示意圖；圖2.蒸煮過程中淀粉顆粒形態(tài)的變化；圖3.溫度與淀粉酶活性關系4圖4.熱穩(wěn)定性關系圖5.各種類淀粉粘度峰值和溫度的關系圖。具體實施例方式為了克服現(xiàn)有的表面施膠淀粉存在的增強效果則不理想、淀粉消耗高轉化效率低等不足，本發(fā)明提供一種低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法，該方法轉化率易控制，降低了能耗，降低了經(jīng)濟成本。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是該低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法，該方法工藝步驟如圖l:1)通過卸料槽和氣泵將淀粉原料輸送至淀粉儲備灌，在配制淀粉漿料時，開啟淀粉儲備灌下方的氣泵，將淀粉原料輸送至淀粉漿制備槽中，在按比例向淀粉漿制備槽加入清水，在淀粉漿制備槽內(nèi)置攪拌器的作用下混合均勻，將淀粉漿料濃度調(diào)至按重量百分比為20%30%，然后將調(diào)好的淀粉漿料通過淀粉漿制備槽底部的漿料泵輸入淀粉槳儲存槽中備用，同時淀粉漿儲存槽中攪拌器不間斷的攪拌，用以保持漿料的均勻性；2)將淀粉漿儲存槽中的淀粉漿料通過槳料泵和淀粉漿料輸送管道將淀粉漿料輸入酶轉化槽，淀粉漿料輸送管道上安裝有淀粉酶和蒸汽入口，淀粉酶、蒸汽和淀粉漿料一起通過管道輸入酶轉化槽，并通過酶轉化槽內(nèi)置的攪拌器不間斷的攪拌，使酶、淀粉漿料和蒸汽混合均勻，蒸汽溫度為60°C80°C，在該溫度下酶解813分鐘，淀粉酶的添加量為0.003%0.015%;3)將酶解后的淀粉漿料通過漿料泵從酶轉化槽輸入噴射蒸煮器中，并向噴射蒸煮器中通入115"C137t:高溫蒸汽，共蒸煮時間為3分鐘4分鐘，使淀粉酶在高溫下失活，同時對淀粉漿料進行蒸煮糊化，最終淀粉膠的濃度調(diào)為15%25%。4)將糊化后的淀粉輸入淀粉糊儲存槽中，并在6(TC9(TC溫度下保上述發(fā)明中所述的酶為a-淀粉酶；酶解溫度根據(jù)淀粉原料來源的不同而不同，可以根據(jù)不同的淀粉原料將淀粉酶解溫度降至該淀粉原料始糊溫度以下，剛好由膠體轉化為液體時的溫度。上述發(fā)明中所述的淀粉是玉米、木薯、馬鈴薯、小麥原生淀粉中一種或幾種。制備膠料時淀粉降解的程度受酶用量、轉化溫度、轉化時間、滅活控制四個主要因互影響，而傳統(tǒng)的轉化工藝是轉化溫度不變、時間在1530分鐘間和酶用量調(diào)整，經(jīng)過試驗表明，淀粉轉化時降解反應的程度對溫度是最為敏感，粘度是降解程度的反映，見下圖2、圖5。由圖3、圖4可出，酶的最佳活性溫度在6(TC8(TC，而熱穩(wěn)定性在<70°C。根據(jù)酶的上述特征，在55^時還能有90%的活性而熱穩(wěn)定性更好，因而我們可以降低酶轉化溫度從而達到控制降解反應，適度保留淀粉鏈長，提高其增強效果的目的。表1不同淀粉品種的轉化蒸煮特性。表1不同淀粉品種的轉化蒸煮特性<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>可溶性為了便于本領域技術人員的理解，下面將結合具體實施例對本發(fā)明的制備方法作進一步詳細描述1)將天然淀粉玉米淀粉1噸通過卸料槽和氣泵將淀粉原料輸送至淀粉儲備灌，開啟淀粉儲備灌下方的氣泵，將淀粉原料輸送至淀粉漿制備槽中，在按比例向淀粉漿制備槽加入清水，在淀粉漿料制備槽內(nèi)置攪拌器的作用下混合均勻，將淀粉漿料濃度調(diào)至按重量百分比為25%，然后將調(diào)好的玉米淀粉漿料通過淀粉漿料制備槽底部的漿料泵輸入淀粉漿儲存槽中備用，同時淀粉漿儲存槽中攪拌器不間斷的攪拌，用以保持漿料的均勻性；2)將淀粉漿儲存槽中的玉米淀粉漿料通過漿料泵和淀粉漿料輸送管道將淀粉漿料輸入酶轉化槽，淀粉漿料輸送管道上安裝有淀粉酶和蒸汽入口，淀粉酶、蒸汽和淀粉漿料一起通過管道輸入酶轉化槽，并通過酶轉化槽內(nèi)置的攪拌器不間斷的攪拌，使酶、玉米淀粉漿料和蒸汽混合均勻，蒸汽溫度依淀粉種類不同設定為67'C，在該溫度下酶解ll分鐘，淀粉酶的添加量為0.01%;3)將酶解后的淀粉漿料通過漿料泵從酶轉化槽輸入噴射蒸煮器中，并向噴射蒸煮器中通入13(TC高溫蒸汽，共蒸煮時間為4分鐘，使淀粉酶在高溫下失活，同時對玉米淀粉漿料進行蒸煮糊化。4)將糊化后的玉米淀粉輸入淀粉糊儲存槽中，并在6CTC溫度下保溫備用。改進的效果平壓由289.8N提高到324.1N，上升34.34，上升11.85%;環(huán)壓指數(shù)由10.4提高到10.8，上升0.43，上升4.10%;裂斷長由5.85km提高到6.18km,上升0.34km，上升5.75%;而淀粉消耗下降9.05%，噸紙消耗由75kg下降到61kg，蒸汽消耗還有節(jié)約。上述實施例為本發(fā)明較佳的實現(xiàn)方案，除此之外，本發(fā)明還可以其他實現(xiàn)方式，需要說明的是，在沒有脫離本發(fā)明構思的前提下，任何顯而易見的替換均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。權利要求1.一種低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法，該方法工藝步驟為1)淀粉調(diào)漿向淀粉中加入清水，將淀粉濃度調(diào)至為按重量百分比計20％～30％；2)將調(diào)好的淀粉漿料進行酶解向淀粉漿料中添加α-淀粉酶，酶的用量為淀粉的干基重0.003％～0.015％，酶解時間8～13分鐘，酶解溫度60℃～80℃；3)將酶解后的淀粉進行高溫滅酶，同時進行淀粉糊化向噴射蒸煮器中通入115℃～137℃高溫蒸汽，蒸煮時間為3min～4min；4)糊化后的淀粉放入淀粉糊儲存槽備用。2.根據(jù)權利要求1所述的低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法，其特征在于所述的淀粉是玉米、木薯、馬鈴薯、小麥原生淀粉中一種或一種以上。3.根據(jù)權利要求2所述的低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法，其特征在于淀粉糊儲存槽的溫度應維持在6(TC9(TC。全文摘要本發(fā)明公開了一種低溫快速酶轉化淀粉膠生產(chǎn)方法，該方法工藝步驟為1)淀粉調(diào)漿向淀粉于清水，將淀粉濃度調(diào)至為按重量百分比20％～30％；2)將調(diào)好的淀粉漿料進行酶解向淀粉漿料中添加淀粉的干基重0.003％～0.015％的α-淀粉酶進行酶解；3)將酶解后的淀粉進行高溫滅酶，同時進行淀粉糊化；4)糊化后的淀粉放入淀粉糊儲存槽備用。本發(fā)明工藝縮短了生產(chǎn)時間，降低了能源消耗，大幅度提高了產(chǎn)品的粘度；將該產(chǎn)品用于紙張的表面施膠，提高了紙張挺度、增強了紙張的抗壓抗拉能力，降低了淀粉膠的用量，從而降低了制造成本，確保了企業(yè)的競爭力。文檔編號D21H21/14GK101649582SQ200910040公開日2010年2月17日申請日期2009年6月23日優(yōu)先權日2009年6月23日發(fā)明者南岳君,張成飛,曹良文,林新陽申請人:東莞玖龍紙業(yè)有限公司