摘 要：木薯淀粉用機械活化方法進行攪拌，原材料木薯淀粉需活化1小時，催化劑使用硫酸銅，制備氧化淀粉所用的氧化劑采用常見的過氧化氫，對活化1小時的木薯淀粉干粉制備氧化淀粉工藝進行優(yōu)化，采用相對科學的實驗方法，實驗結果與原工藝條件下木薯淀粉制備氧化淀粉進行對比，發(fā)現(xiàn)新方法制備所得氧化淀粉羧基含量高于原有制作方法的含量。

關鍵詞：機械活化；干法工藝；氧化淀粉

氧化淀粉是淀粉在酸性環(huán)境、堿性或中性介質(zhì)中，加入適量氧化劑的情況下發(fā)生氧化反應得到的產(chǎn)品。氧化淀粉具有很好的流動性，而且其固體含量相對比較高，另外粘性強、透明度好，這諸多優(yōu)點令其受到食品、建材等行業(yè)的青睞。但是在實際制作過程中卻存在很大困難。因此在這種情況下尋找一種高效率的生產(chǎn)工藝改善氧化淀粉生產(chǎn)現(xiàn)狀顯得尤為必要。

1 機械活化木薯淀粉氧化淀粉干法工藝簡介

1.1 氧化淀粉制備原理

氧化淀粉的制備需要合適的氧化劑參與制備過程，傳統(tǒng)的制備效率普遍不高。淀粉和結晶顆粒結構相似，其內(nèi)部卻沒有結晶部位，外部堅固易結晶，將它放在水或化學試劑中不會受到太大影響。在沒有結晶的環(huán)境下，即使存在氧化劑也很難發(fā)生氧化反應，淀粉氧化反應在這種情況下就很難發(fā)生，這就是其氧化度和反應效率不高的根本原因。目前解決這一問題的措施有一種，它利用強堿的催化效應，對淀粉進行預先加工處理，以達到提高其氧化反應效率，增強其氧化度的目的。但是目前這種普遍采用的方法卻存在一定的缺陷，因為其制作成本相對較高而且對環(huán)境污染較大。

1.2 干法制備工藝

干法工藝制備氧化淀粉，其制備環(huán)境大多要求將水的質(zhì)量分數(shù)控制在20%左右，在一定控制條件下，將試劑與淀粉充分混合后得到干燥產(chǎn)品。目前這種工藝因存在反應不均勻、產(chǎn)品質(zhì)量缺乏保障等問題而沒有得到生產(chǎn)廠家的廣泛應用，但與其他制備工藝相比，其優(yōu)勢也是顯而易見的：工藝簡單、流程也相對比較簡短、反應效率高、生產(chǎn)設備要求不高且耗能少、對環(huán)境影響小等。因此利用這種工藝研究木薯淀粉氧化淀粉的制備具有重要意義。

1.3 機械活化淀粉制備方法

機械活化主要針對固體顆粒物，在一系列機械力作用下，將機械能轉化為物質(zhì)的動能，此時固體顆粒結晶體的結構和部分物理方面性能發(fā)生改變，從而引起固體物質(zhì)的化學相關性能增加。機械活化淀粉是通過改變其相關物理特性后產(chǎn)生的淀粉，具體過程為在摩擦、撞擊等一系列物理機械外力的作用下，淀粉結晶的結構被分解破壞，致使其轉變成為低結晶或非結晶狀態(tài)，此時其物理特性也隨之發(fā)生了改變，比較明顯的是其透明度和冷水環(huán)境下的溶解度提高，對淀粉相關特性如老化特性產(chǎn)生了一定影響。

在上述研究基礎上，技術人員探討一種新的處理方法，就是將機械活化運用到淀粉的預處理階段，氧化劑采用過氧化氫，制備工藝采用干法工藝，評價指標是制備淀粉羧基含量。具體研究其氧化劑和催化劑使用量、機械活化及反應時間、溫度變化等對木薯淀粉氧化反應的影響，得出結論，看其是否符合這一工藝優(yōu)化標準。

2 實驗材料與方法

2.1 材料

本次實驗主要應用原料為：木薯淀粉（由廣西農(nóng)墾明陽生產(chǎn)），雙氧水（濃度為30%）、濃鹽酸（濃度為36%）以及冰酸醋，在此試驗中主要用作分析純，且均由汕頭西隴生產(chǎn)。此外，還有一種分析純，即乙醇（濃度為95%），由廣東光華生產(chǎn)。

本實驗中主要使用的儀器為集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（型號為DF-101B，由鞏義市英裕生產(chǎn)）以及電熱鼓風干燥箱（型號為101A-2B，由上海實驗生產(chǎn)）。

2.2 實驗方法

本次實驗過氧乙醇溶液是在常溫下制備的，催化劑選用濃硫酸（4mL濃度為98%），參加化學反應的是雙氧水（30%）和冰醋酸（20mL），反應時間為18小時，可制得約13.5%的過氧乙酸溶液。

氧化淀粉的制備要素是，淀粉40克、催化劑選用無水硫酸銅、將反應物過氧乙酸和濃鹽酸混合密封1天時間、機械活化方法磨介質(zhì)（300mL），一定條件后取樣（50℃干燥5小時）。

測量羧基含量方法：取樣（0.5克），加乙醇30mL（95%），攪拌半小時，然后過濾，用相同濃度的乙醇去除氯離子，轉移樣品至300mL去離子水的燒杯中（容量為500mL），加熱至沸騰狀態(tài)，保持溫度6分鐘左右，在熱溶液中加入酚酞指示劑，用氫氧化鈉標準溶液（0.019·4mol/L）讓指示劑變色，記錄氫氧化鈉體積耗損量V1，另外用原淀粉做對照實驗，同樣記錄氫氧化鈉體積耗損量V2，再通過計算式就能得出羧基含量。

3 實驗結果分析

3.1 反應時間的影響

從圖1中可以看出在1小時以內(nèi)，氧化淀粉羧基含量與時間成正比關系。采用機械活化方法可以使淀粉改變原有性狀，其分子中的羥基能更好的同氧化劑反應。超過1小時候，效果明顯降低。

3.2 反應溫度的影響

從圖2中不難看出，溫度在50℃以上時，淀粉中羧基含量則迅速減少。原因是參加反應的過氧乙酸遇高溫極易產(chǎn)生出氧氣，當溫度高到一定程度，氧氣則來不及參與反應，直接導致羧基含量下降。

3.3 氧化劑用量影響

經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)氧化劑用量增的情況下，會有更多的定份分子與其接觸，使反應效率得到了提高，相應的羧基含量也在上升。當氧化劑超過一定用量時，羧基含量則會明顯下降。

3.4 催化劑用量影響

在實驗中得知增加催化劑的使用量，可以有效提高淀粉的反應效率，超過一定量則會起反作用。適量催化劑則可，超過了一定限度則會引起淀粉大量發(fā)生降解顯現(xiàn)，不利于提高定份氧化效率。所以從實踐中得出，將催化劑用量控制在0.03%左右最能發(fā)揮其效果。

4 結束語

實驗結果表明，采用機械活化方式，以過氧乙酸為氧化劑的木薯淀粉干法制備氧化淀粉是高效可行的。這種工藝應該在工業(yè)生產(chǎn)領域得到推廣應用。

參考文獻

[1]韋艷枝，黃祖強，胡華宇，等.氧化淀粉的機械活化木薯淀粉干法制備[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2012（24）.

[1]譚義秋，黃祖強，農(nóng)克良，等.機械活化木薯淀粉氧化產(chǎn)物的分散性能[J].化學世界，2010（4）.

[3]譚義秋，黃祖強，農(nóng)克良，等.機械活化木薯淀粉氧化產(chǎn)物的結構表征[J].化學研究與應用，2010（3）.

作者簡介：賈國華（1971-），男，工程師，主要從事淀粉設備及相關產(chǎn)品的研發(fā)與制造。

摘 要：木薯淀粉用機械活化方法進行攪拌，原材料木薯淀粉需活化1小時，催化劑使用硫酸銅，制備氧化淀粉所用的氧化劑采用常見的過氧化氫，對活化1小時的木薯淀粉干粉制備氧化淀粉工藝進行優(yōu)化，采用相對科學的實驗方法，實驗結果與原工藝條件下木薯淀粉制備氧化淀粉進行對比，發(fā)現(xiàn)新方法制備所得氧化淀粉羧基含量高于原有制作方法的含量。

關鍵詞：機械活化；干法工藝；氧化淀粉

氧化淀粉是淀粉在酸性環(huán)境、堿性或中性介質(zhì)中，加入適量氧化劑的情況下發(fā)生氧化反應得到的產(chǎn)品。氧化淀粉具有很好的流動性，而且其固體含量相對比較高，另外粘性強、透明度好，這諸多優(yōu)點令其受到食品、建材等行業(yè)的青睞。但是在實際制作過程中卻存在很大困難。因此在這種情況下尋找一種高效率的生產(chǎn)工藝改善氧化淀粉生產(chǎn)現(xiàn)狀顯得尤為必要。

1 機械活化木薯淀粉氧化淀粉干法工藝簡介

1.1 氧化淀粉制備原理

氧化淀粉的制備需要合適的氧化劑參與制備過程，傳統(tǒng)的制備效率普遍不高。淀粉和結晶顆粒結構相似，其內(nèi)部卻沒有結晶部位，外部堅固易結晶，將它放在水或化學試劑中不會受到太大影響。在沒有結晶的環(huán)境下，即使存在氧化劑也很難發(fā)生氧化反應，淀粉氧化反應在這種情況下就很難發(fā)生，這就是其氧化度和反應效率不高的根本原因。目前解決這一問題的措施有一種，它利用強堿的催化效應，對淀粉進行預先加工處理，以達到提高其氧化反應效率，增強其氧化度的目的。但是目前這種普遍采用的方法卻存在一定的缺陷，因為其制作成本相對較高而且對環(huán)境污染較大。

1.2 干法制備工藝

干法工藝制備氧化淀粉，其制備環(huán)境大多要求將水的質(zhì)量分數(shù)控制在20%左右，在一定控制條件下，將試劑與淀粉充分混合后得到干燥產(chǎn)品。目前這種工藝因存在反應不均勻、產(chǎn)品質(zhì)量缺乏保障等問題而沒有得到生產(chǎn)廠家的廣泛應用，但與其他制備工藝相比，其優(yōu)勢也是顯而易見的：工藝簡單、流程也相對比較簡短、反應效率高、生產(chǎn)設備要求不高且耗能少、對環(huán)境影響小等。因此利用這種工藝研究木薯淀粉氧化淀粉的制備具有重要意義。

1.3 機械活化淀粉制備方法

機械活化主要針對固體顆粒物，在一系列機械力作用下，將機械能轉化為物質(zhì)的動能，此時固體顆粒結晶體的結構和部分物理方面性能發(fā)生改變，從而引起固體物質(zhì)的化學相關性能增加。機械活化淀粉是通過改變其相關物理特性后產(chǎn)生的淀粉，具體過程為在摩擦、撞擊等一系列物理機械外力的作用下，淀粉結晶的結構被分解破壞，致使其轉變成為低結晶或非結晶狀態(tài)，此時其物理特性也隨之發(fā)生了改變，比較明顯的是其透明度和冷水環(huán)境下的溶解度提高，對淀粉相關特性如老化特性產(chǎn)生了一定影響。

在上述研究基礎上，技術人員探討一種新的處理方法，就是將機械活化運用到淀粉的預處理階段，氧化劑采用過氧化氫，制備工藝采用干法工藝，評價指標是制備淀粉羧基含量。具體研究其氧化劑和催化劑使用量、機械活化及反應時間、溫度變化等對木薯淀粉氧化反應的影響，得出結論，看其是否符合這一工藝優(yōu)化標準。

2 實驗材料與方法

2.1 材料

本次實驗主要應用原料為：木薯淀粉（由廣西農(nóng)墾明陽生產(chǎn)），雙氧水（濃度為30%）、濃鹽酸（濃度為36%）以及冰酸醋，在此試驗中主要用作分析純，且均由汕頭西隴生產(chǎn)。此外，還有一種分析純，即乙醇（濃度為95%），由廣東光華生產(chǎn)。

本實驗中主要使用的儀器為集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（型號為DF-101B，由鞏義市英裕生產(chǎn)）以及電熱鼓風干燥箱（型號為101A-2B，由上海實驗生產(chǎn)）。

2.2 實驗方法

本次實驗過氧乙醇溶液是在常溫下制備的，催化劑選用濃硫酸（4mL濃度為98%），參加化學反應的是雙氧水（30%）和冰醋酸（20mL），反應時間為18小時，可制得約13.5%的過氧乙酸溶液。

氧化淀粉的制備要素是，淀粉40克、催化劑選用無水硫酸銅、將反應物過氧乙酸和濃鹽酸混合密封1天時間、機械活化方法磨介質(zhì)（300mL），一定條件后取樣（50℃干燥5小時）。

測量羧基含量方法：取樣（0.5克），加乙醇30mL（95%），攪拌半小時，然后過濾，用相同濃度的乙醇去除氯離子，轉移樣品至300mL去離子水的燒杯中（容量為500mL），加熱至沸騰狀態(tài)，保持溫度6分鐘左右，在熱溶液中加入酚酞指示劑，用氫氧化鈉標準溶液（0.019·4mol/L）讓指示劑變色，記錄氫氧化鈉體積耗損量V1，另外用原淀粉做對照實驗，同樣記錄氫氧化鈉體積耗損量V2，再通過計算式就能得出羧基含量。

3 實驗結果分析

3.1 反應時間的影響

從圖1中可以看出在1小時以內(nèi)，氧化淀粉羧基含量與時間成正比關系。采用機械活化方法可以使淀粉改變原有性狀，其分子中的羥基能更好的同氧化劑反應。超過1小時候，效果明顯降低。

3.2 反應溫度的影響

從圖2中不難看出，溫度在50℃以上時，淀粉中羧基含量則迅速減少。原因是參加反應的過氧乙酸遇高溫極易產(chǎn)生出氧氣，當溫度高到一定程度，氧氣則來不及參與反應，直接導致羧基含量下降。

3.3 氧化劑用量影響

經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)氧化劑用量增的情況下，會有更多的定份分子與其接觸，使反應效率得到了提高，相應的羧基含量也在上升。當氧化劑超過一定用量時，羧基含量則會明顯下降。

3.4 催化劑用量影響

在實驗中得知增加催化劑的使用量，可以有效提高淀粉的反應效率，超過一定量則會起反作用。適量催化劑則可，超過了一定限度則會引起淀粉大量發(fā)生降解顯現(xiàn)，不利于提高定份氧化效率。所以從實踐中得出，將催化劑用量控制在0.03%左右最能發(fā)揮其效果。

4 結束語

實驗結果表明，采用機械活化方式，以過氧乙酸為氧化劑的木薯淀粉干法制備氧化淀粉是高效可行的。這種工藝應該在工業(yè)生產(chǎn)領域得到推廣應用。

參考文獻

[1]韋艷枝，黃祖強，胡華宇，等.氧化淀粉的機械活化木薯淀粉干法制備[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2012（24）.

[1]譚義秋，黃祖強，農(nóng)克良，等.機械活化木薯淀粉氧化產(chǎn)物的分散性能[J].化學世界，2010（4）.

[3]譚義秋，黃祖強，農(nóng)克良，等.機械活化木薯淀粉氧化產(chǎn)物的結構表征[J].化學研究與應用，2010（3）.

作者簡介：賈國華（1971-），男，工程師，主要從事淀粉設備及相關產(chǎn)品的研發(fā)與制造。

摘 要：木薯淀粉用機械活化方法進行攪拌，原材料木薯淀粉需活化1小時，催化劑使用硫酸銅，制備氧化淀粉所用的氧化劑采用常見的過氧化氫，對活化1小時的木薯淀粉干粉制備氧化淀粉工藝進行優(yōu)化，采用相對科學的實驗方法，實驗結果與原工藝條件下木薯淀粉制備氧化淀粉進行對比，發(fā)現(xiàn)新方法制備所得氧化淀粉羧基含量高于原有制作方法的含量。

關鍵詞：機械活化；干法工藝；氧化淀粉

氧化淀粉是淀粉在酸性環(huán)境、堿性或中性介質(zhì)中，加入適量氧化劑的情況下發(fā)生氧化反應得到的產(chǎn)品。氧化淀粉具有很好的流動性，而且其固體含量相對比較高，另外粘性強、透明度好，這諸多優(yōu)點令其受到食品、建材等行業(yè)的青睞。但是在實際制作過程中卻存在很大困難。因此在這種情況下尋找一種高效率的生產(chǎn)工藝改善氧化淀粉生產(chǎn)現(xiàn)狀顯得尤為必要。

1 機械活化木薯淀粉氧化淀粉干法工藝簡介

1.1 氧化淀粉制備原理

氧化淀粉的制備需要合適的氧化劑參與制備過程，傳統(tǒng)的制備效率普遍不高。淀粉和結晶顆粒結構相似，其內(nèi)部卻沒有結晶部位，外部堅固易結晶，將它放在水或化學試劑中不會受到太大影響。在沒有結晶的環(huán)境下，即使存在氧化劑也很難發(fā)生氧化反應，淀粉氧化反應在這種情況下就很難發(fā)生，這就是其氧化度和反應效率不高的根本原因。目前解決這一問題的措施有一種，它利用強堿的催化效應，對淀粉進行預先加工處理，以達到提高其氧化反應效率，增強其氧化度的目的。但是目前這種普遍采用的方法卻存在一定的缺陷，因為其制作成本相對較高而且對環(huán)境污染較大。

1.2 干法制備工藝

干法工藝制備氧化淀粉，其制備環(huán)境大多要求將水的質(zhì)量分數(shù)控制在20%左右，在一定控制條件下，將試劑與淀粉充分混合后得到干燥產(chǎn)品。目前這種工藝因存在反應不均勻、產(chǎn)品質(zhì)量缺乏保障等問題而沒有得到生產(chǎn)廠家的廣泛應用，但與其他制備工藝相比，其優(yōu)勢也是顯而易見的：工藝簡單、流程也相對比較簡短、反應效率高、生產(chǎn)設備要求不高且耗能少、對環(huán)境影響小等。因此利用這種工藝研究木薯淀粉氧化淀粉的制備具有重要意義。

1.3 機械活化淀粉制備方法

機械活化主要針對固體顆粒物，在一系列機械力作用下，將機械能轉化為物質(zhì)的動能，此時固體顆粒結晶體的結構和部分物理方面性能發(fā)生改變，從而引起固體物質(zhì)的化學相關性能增加。機械活化淀粉是通過改變其相關物理特性后產(chǎn)生的淀粉，具體過程為在摩擦、撞擊等一系列物理機械外力的作用下，淀粉結晶的結構被分解破壞，致使其轉變成為低結晶或非結晶狀態(tài)，此時其物理特性也隨之發(fā)生了改變，比較明顯的是其透明度和冷水環(huán)境下的溶解度提高，對淀粉相關特性如老化特性產(chǎn)生了一定影響。

在上述研究基礎上，技術人員探討一種新的處理方法，就是將機械活化運用到淀粉的預處理階段，氧化劑采用過氧化氫，制備工藝采用干法工藝，評價指標是制備淀粉羧基含量。具體研究其氧化劑和催化劑使用量、機械活化及反應時間、溫度變化等對木薯淀粉氧化反應的影響，得出結論，看其是否符合這一工藝優(yōu)化標準。

2 實驗材料與方法

2.1 材料

本次實驗主要應用原料為：木薯淀粉（由廣西農(nóng)墾明陽生產(chǎn)），雙氧水（濃度為30%）、濃鹽酸（濃度為36%）以及冰酸醋，在此試驗中主要用作分析純，且均由汕頭西隴生產(chǎn)。此外，還有一種分析純，即乙醇（濃度為95%），由廣東光華生產(chǎn)。

本實驗中主要使用的儀器為集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（型號為DF-101B，由鞏義市英裕生產(chǎn)）以及電熱鼓風干燥箱（型號為101A-2B，由上海實驗生產(chǎn)）。

2.2 實驗方法

本次實驗過氧乙醇溶液是在常溫下制備的，催化劑選用濃硫酸（4mL濃度為98%），參加化學反應的是雙氧水（30%）和冰醋酸（20mL），反應時間為18小時，可制得約13.5%的過氧乙酸溶液。

氧化淀粉的制備要素是，淀粉40克、催化劑選用無水硫酸銅、將反應物過氧乙酸和濃鹽酸混合密封1天時間、機械活化方法磨介質(zhì)（300mL），一定條件后取樣（50℃干燥5小時）。

測量羧基含量方法：取樣（0.5克），加乙醇30mL（95%），攪拌半小時，然后過濾，用相同濃度的乙醇去除氯離子，轉移樣品至300mL去離子水的燒杯中（容量為500mL），加熱至沸騰狀態(tài)，保持溫度6分鐘左右，在熱溶液中加入酚酞指示劑，用氫氧化鈉標準溶液（0.019·4mol/L）讓指示劑變色，記錄氫氧化鈉體積耗損量V1，另外用原淀粉做對照實驗，同樣記錄氫氧化鈉體積耗損量V2，再通過計算式就能得出羧基含量。

3 實驗結果分析

3.1 反應時間的影響

從圖1中可以看出在1小時以內(nèi)，氧化淀粉羧基含量與時間成正比關系。采用機械活化方法可以使淀粉改變原有性狀，其分子中的羥基能更好的同氧化劑反應。超過1小時候，效果明顯降低。

3.2 反應溫度的影響

從圖2中不難看出，溫度在50℃以上時，淀粉中羧基含量則迅速減少。原因是參加反應的過氧乙酸遇高溫極易產(chǎn)生出氧氣，當溫度高到一定程度，氧氣則來不及參與反應，直接導致羧基含量下降。

3.3 氧化劑用量影響

經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)氧化劑用量增的情況下，會有更多的定份分子與其接觸，使反應效率得到了提高，相應的羧基含量也在上升。當氧化劑超過一定用量時，羧基含量則會明顯下降。

3.4 催化劑用量影響

在實驗中得知增加催化劑的使用量，可以有效提高淀粉的反應效率，超過一定量則會起反作用。適量催化劑則可，超過了一定限度則會引起淀粉大量發(fā)生降解顯現(xiàn)，不利于提高定份氧化效率。所以從實踐中得出，將催化劑用量控制在0.03%左右最能發(fā)揮其效果。

4 結束語

實驗結果表明，采用機械活化方式，以過氧乙酸為氧化劑的木薯淀粉干法制備氧化淀粉是高效可行的。這種工藝應該在工業(yè)生產(chǎn)領域得到推廣應用。

參考文獻

[1]韋艷枝，黃祖強，胡華宇，等.氧化淀粉的機械活化木薯淀粉干法制備[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2012（24）.

[1]譚義秋，黃祖強，農(nóng)克良，等.機械活化木薯淀粉氧化產(chǎn)物的分散性能[J].化學世界，2010（4）.

[3]譚義秋，黃祖強，農(nóng)克良，等.機械活化木薯淀粉氧化產(chǎn)物的結構表征[J].化學研究與應用，2010（3）.

作者簡介：賈國華（1971-），男，工程師，主要從事淀粉設備及相關產(chǎn)品的研發(fā)與制造。