專利名稱：一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法，屬于乳化劑開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
酯化淀粉是一種重要的變性淀粉，是淀粉的醇羥基與催化劑作用后，解離成陰離子，然后進(jìn)攻帶有部分正電荷的相應(yīng)酯化劑的羰基碳，發(fā)生親核取代反應(yīng)形成酯鍵。酯化淀粉的許多性能優(yōu)于原淀粉，因此，應(yīng)用范圍較廣泛，可用作乳化劑、增稠劑，應(yīng)用于諸如低脂冰淇淋、焙烤食品、奶制品中。將其經(jīng)過交聯(lián)變性后，其黏度增高，抗剪切力強，耐酸堿性好，并具有特殊的熱塑性、疏水性和乳化性，在化學(xué)工業(yè)中可以用作乳化劑，可以將其應(yīng)用于香精香料中，使形成的混合體系更加均勻穩(wěn)定。采用雙螺桿擠壓技術(shù)生產(chǎn)交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯，酯化反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)同時進(jìn)行，使得工藝大為簡便，無“三廢”產(chǎn)生，使生產(chǎn)成本降低。擠壓法生產(chǎn)交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯，在反應(yīng)體系中反應(yīng)物質(zhì)的濃度相對較高，因此能達(dá)到較高的反應(yīng)效率。同時，擠壓機螺桿的高剪切力作用使得反應(yīng)物質(zhì)更加充分的反應(yīng)，擠壓腔內(nèi)的高溫環(huán)境促進(jìn)淀粉酯化變性的同時，可以實現(xiàn)淀粉糊化，從而提高反應(yīng)效率。本發(fā)明為實現(xiàn)采用雙螺桿擠壓技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯奠定了很好的基礎(chǔ)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法。本發(fā)明的技術(shù)方 案 為:—步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法，以玉米淀粉作為原料，以十二烯基琥珀酸酐為酯化劑，以三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑，經(jīng)過雙螺桿擠壓機擠壓后，再經(jīng)干燥、冷卻、粉碎而制得。具體步驟為:(I)物料配比:物料配比:以玉米淀粉100%計，十二烯基琥珀酸酐3% 6%，三偏磷酸鈉1%
2.5% ,氧氧化納0.5% 1.5% ；(2)加水制備混合料:按配比稱取玉米淀粉，加入十二烯基琥珀酸酐、三偏磷酸鈉和氫氧化鈉，加蒸餾水調(diào)節(jié)體系水分含量至30% 40%，混合均勻；(3)擠壓設(shè)備調(diào)試和選擇:進(jìn)料斗的進(jìn)料速度在擠壓開始前調(diào)節(jié)為60r/min，在擠壓開始后調(diào)節(jié)為與擠壓機的螺桿轉(zhuǎn)速同步，達(dá)到100 120r/min ;擠壓機出料口選擇孔徑為4 8mm的模頭；(4)擠壓條件的控制:
擠壓機參數(shù)設(shè)置為螺桿轉(zhuǎn)速為70 150r/min ;將樣品放入進(jìn)料斗，經(jīng)由進(jìn)料斗進(jìn)入擠壓機內(nèi)擠壓，完成酯化和交聯(lián)的同步反應(yīng)；(5)干燥:擠壓反應(yīng)完成后把所得產(chǎn)物放入烘箱，對所得產(chǎn)物進(jìn)行烘干后，在室溫下冷卻，用粉碎機粉碎后過80目篩，將所得粉碎后產(chǎn)品置于密封樣品袋包裝。優(yōu)選的，所述的步驟(2)中，混合均勻后后放置24h至水分分布均勻。優(yōu)選的，所述的步驟(3)中，若在擠壓過程中扭距過大，達(dá)到30Ν.πι時，降低喂料速度至60 80r/min。優(yōu)選的，所述的步驟⑷中，擠壓機套筒的四段溫度分別設(shè)定為60 90°C，80 Iio0Caoo 130°C，110 140°C。優(yōu)選的，所述的步驟(5)中，調(diào)節(jié)烘箱溫度至30 40°C。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的采用雙螺桿擠壓技術(shù)生產(chǎn)交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯，酯化反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)同時進(jìn)行，使得工藝大為簡便，無“三廢”產(chǎn)生，使生產(chǎn)成本降低。擠壓法生產(chǎn)交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯，在反應(yīng)體系中反應(yīng)物質(zhì)的濃度相對較高，因此能達(dá)到較高的反應(yīng)效率。同時，擠壓機螺桿的高剪切力作用使得反應(yīng)物質(zhì)更加充分的反應(yīng)，擠壓腔內(nèi)的高溫環(huán)境促進(jìn)淀粉酯化變性的同時，可以實現(xiàn)淀粉糊化，從而提高反應(yīng)效率。本法用擠壓法制得了產(chǎn)品長鏈脂肪酸淀粉酯，其取代度范圍達(dá)到0.10 0.14。
具體實施例方式下面通過實例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容和效果。
一種一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法，以玉米淀粉作為原料以十二烯基琥珀酸酐為酯化劑，以三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑，經(jīng)過雙螺桿擠壓機擠壓后，再經(jīng)干燥、冷卻、粉碎而制得。(I)物料配比:物料配比:以玉米淀粉100%計，十二烯基琥珀酸酐3% 6%，三偏磷酸鈉1%
2.5% ,氧氧化納0.5% 1.5% ；(2)加水制備混合料:按配比稱取玉米淀粉，加入酯化劑十二烯基琥珀酸酐和交聯(lián)劑三偏磷酸鈉，催化劑氫氧化鈉，加蒸餾水調(diào)節(jié)體系水分含量至30 % 40 %，混合均勻，放置24h至水分含量穩(wěn)定;(3)擠壓設(shè)備調(diào)試和選擇:進(jìn)料斗的進(jìn)料速度在擠壓開始前調(diào)節(jié)為60r/min，在擠壓開始后調(diào)節(jié)為與擠壓機的螺桿轉(zhuǎn)速同步，達(dá)到100 120r/min ;但若在擠壓過程中扭距過大，達(dá)到30N.πι時，則須降低喂料速度至60 80r/min ;擠壓機出料口選擇孔徑為4 8mm的模頭；(4)擠壓條件的控制:擠壓機參數(shù)設(shè)置:螺桿轉(zhuǎn)速為70 150r/min，擠壓機套筒的四段溫度分別設(shè)定為60 90°C，80 110°C，100 130°C，110 140°C;將樣品放入進(jìn)料斗，經(jīng)由進(jìn)料斗進(jìn)入擠壓機內(nèi)擠壓，完成酯化和交聯(lián)的同步反應(yīng)；(5)干燥:
擠壓反應(yīng)完成后把所得產(chǎn)物放入烘箱，調(diào)節(jié)烘箱溫度至30 40°C，對所得產(chǎn)物進(jìn)行烘干后，在室溫下冷卻，用粉碎機粉碎后過80目篩子，將所得粉碎后產(chǎn)品置于密封樣品袋包裝。取代度的測定:稱取樣品1.5g于80mL燒杯中，用1.5mL乙醇潤濕后，加入20mL2.5mol/L鹽酸的乙醇溶液酸化樣品，攪拌30min后，加入40mL90%的乙醇，繼續(xù)攪拌lOmin，移入布氏漏斗中，用90%的乙醇淋洗至洗出液中無氯離子為止，然后將漏斗中樣品移入250mL的燒杯中，加入7.5mL0.25mol/L的標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液,加蒸懼水至150mL,沸水浴20min后,加入I %酚酞指示劑20滴，攪拌，趁熱用0.05mol/L的硫酸溶液滴定至酚酞終點，記錄消耗硫酸的體積，同時要用不加酸酐制備的樣品作空白。實施例1稱取1500克玉米淀粉，加入70克十二烯基琥珀酸酐，25克三偏磷酸鈉，15克氫氧化鈉，調(diào)水分至35%，混合均勻。調(diào)節(jié)擠壓條件，螺桿轉(zhuǎn)速120r/min，擠壓出料溫度110°C，放入擠壓機內(nèi)，擠壓機四段溫度分別設(shè)定為70、90、110、120°C進(jìn)行酯化反應(yīng)。反應(yīng)后把所得產(chǎn)物放進(jìn)烘箱后，把烘箱溫度調(diào)至30 40°C，對擠出物進(jìn)行烘干，在室溫下冷卻，用粉碎機粉碎完樣品后，將所得樣品置于密封樣品袋包裝。經(jīng)過取代度的測定，制得的交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的取代度為0.12。實施例2稱取1500克玉米淀粉，加入45克十二烯基琥珀酸酐，30克三偏磷酸鈉，20克氫氧化鈉，調(diào)水分至35%，混合均勻。調(diào)節(jié)擠壓條件，螺桿轉(zhuǎn)速100r/min，擠壓出料溫度130°C，放入擠壓機內(nèi)，擠壓機四段溫度分別設(shè)定為80、100、120、130°C進(jìn)行酯化反應(yīng)。反應(yīng)后把所得產(chǎn)物放進(jìn)烘箱后，把烘箱 溫度調(diào)至30 40°C，對擠出物進(jìn)行烘干，在室溫下冷卻，用粉碎機粉碎完樣品后，將所得樣品置于密封樣品袋包裝。經(jīng)過取代度的測定，制得的交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的取代度為0.14。
權(quán)利要求
1.一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于，以玉米淀粉作為原料，以十二烯基琥珀酸酐為酯化劑，以三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑，經(jīng)過雙螺桿擠壓機擠壓后，再經(jīng)干燥、冷卻、粉碎而制得。
2.如權(quán)利要求1所述的一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于，具體步驟為: (1)物料配比: 物料配比:以玉米淀粉100%計，十二烯基琥珀酸酐3% 6%，三偏磷酸鈉I % 2.5% ,氧氧化納0.5% 1.5% ; (2)加水制備混合料: 按配比稱取玉米淀粉，加入十二烯基琥珀酸酐、三偏磷酸鈉和氫氧化鈉，加蒸餾水調(diào)節(jié)體系水分含量至30 % 40 %，混合均勻； (3)擠壓設(shè)備調(diào)試和選擇: 進(jìn)料斗的進(jìn)料速度在擠壓開始前調(diào)節(jié)為60r/min，在擠壓開始后調(diào)節(jié)為與擠壓機的螺桿轉(zhuǎn)速同步，達(dá)到100 120r/min ;擠壓機出料口選擇孔徑為4 8mm的模頭； (4)擠壓條件的控制: 擠壓機參數(shù)設(shè)置為螺桿轉(zhuǎn)速為70 150r/min ;將樣品放入進(jìn)料斗，經(jīng)由進(jìn)料斗進(jìn)入擠壓機內(nèi)擠壓，完成酯化和交聯(lián)的同步反應(yīng)；(5)干燥: 擠壓反應(yīng)完成后把所得產(chǎn)物放入烘箱，對所得產(chǎn)物進(jìn)行烘干后，在室溫下冷卻，用粉碎機粉碎后過80目篩，將所得粉碎后產(chǎn)品置于密封樣品袋包裝。
3.如權(quán)利要求2所述的一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，混合均勻后后放置24h至水分分布均勻。
4.如權(quán)利要求2所述的一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中，若在擠壓過程中扭距過大，達(dá)到30Ν.πι時，降低喂料速度至60 80r/mino
5.如權(quán)利要求2所述的一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于，所述的步驟⑷中，擠壓機套筒的四段溫度分別設(shè)定為60 90°C，80 110°C，100 130°C, 110 140°C。
6.如權(quán)利要求2所述的一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于，所述的步驟(5)中，調(diào)節(jié)烘箱溫度至30 40°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一步擠壓制備交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯的方法。以玉米淀粉為原料，十二烯基琥珀酸酐為酯化劑，三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑，通過雙螺桿擠壓機作為反應(yīng)器，一步擠壓實現(xiàn)玉米淀粉的酯化和交聯(lián)，經(jīng)過干燥、冷卻、粉碎等步驟，得到交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯。本發(fā)明方法生產(chǎn)的交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯取代度范圍達(dá)到0.10～0.14，擠壓過程無“廢水”、“廢料”和“廢氣”產(chǎn)生，實現(xiàn)了清潔化制備。交聯(lián)十二烯基琥珀酸淀粉酯可作為優(yōu)良乳化劑，應(yīng)用于提高香精香料穩(wěn)定性和持久性，并且該產(chǎn)品易于生產(chǎn)的連續(xù)化，對環(huán)境無污染，有廣闊的市場潛力。
文檔編號C08B31/04GK103224570SQ20131018633
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者金征宇, 田耀旗, 張靈羽, 周星, 楊哪, 趙建偉, 徐學(xué)明, 謝正軍 申請人:江南大學(xué)