羧甲基淀粉生产应用现状及发展方向
羧甲基淀粉
精品资料
• 由于在淀粉分子(fēnzǐ)中引入了一定量的羧基，所以 羧甲基淀粉较淀粉分子(fēnzǐ)量增大，并表现出羧基 固有的性质如亲水性、络合性等，因而可作为：增稠剂 、稳定剂、赋形剂、成膜剂、崩解剂、絮凝剂、黏合剂 、携污剂、降滤失剂等用于各个行业；
精品资料
• 用于面包、糕点、巧克力等食品中，可使面团持水均匀 稳定、持水适中，使面团发泡均匀结构细腻、口感柔和 松脆，提高产品的质量和档次。
• 用于方便面、挂面制品加工中，可使面团持水均匀、加 速水分子渗透速度，使面团表面光洁、柔韧，切割不起 毛边，面条不易折断。
• 用于奶粉、米糊、奶茶、豆浆品等固体(gùtǐ)速溶饮料中 ，稳定性、品感流动性均有明显改善。
精品资料
• 用于果茶、橙汁、酸奶等软饮料中，提高饮料的粘度、 稳定悬浮的果肉、蛋白等成份，防止饮料分层沉淀，也 可使口感有明显改善。
• 用于果酱、罐头、调料等调味品中，防止产品失水，起 到增稠、赋型等作用。
• 用于冰淇淋、雪糕等冷冻品中，避免冷冻过程中的沉淀 、分层，也可以防止冷冻过程中冰晶冰凌的形成，经得 起温度骤变，使冷冻食品组织结构细腻，提高产品的质 量(zhìliàng)和档次。
精品资料
• 羧甲基淀粉在“九五”期间就被化工部列为列入重 点开发的六种精细化工产品之一，是十大支柱工业 中必不可少的原料；
• 在石油资源日益枯竭，环境污染日趋严重的今天， 发展(fāzhǎn)“低碳经济” 是实现可持续发展 (fāzhǎn)的必经之路；
• 羧甲基淀粉作为一种可替代石油化工产品新型的绿 色生物基材，倍受人类青睐；
精品资料
二、应用(yìngyòng)
食品级羧甲基淀粉
食品级羧甲基淀粉食品级羧甲基淀粉是一种常用于食品加工的食品添加剂，它具有许多特殊的功能和优势。
本文将介绍羧甲基淀粉的定义、生产工艺、应用领域以及其在食品加工中的作用。
一、羧甲基淀粉的定义羧甲基淀粉是一种由淀粉经过酯化反应得到的化学改性产物。
它是一种无色或浅黄色的粉末，具有良好的溶解性和稳定性。
二、羧甲基淀粉的生产工艺羧甲基淀粉的生产主要通过将淀粉与甲酸或甲酸钠在一定的温度和压力下反应，再经过脱色、干燥等工艺步骤得到。
这个过程中需要控制反应条件和反应时间，以确保产品的质量和稳定性。
三、羧甲基淀粉的应用领域1. 食品工业：羧甲基淀粉常被用作增稠剂、稳定剂和乳化剂等。
它可以提高食品的黏稠度，改善食品的质感和口感。
例如，羧甲基淀粉可以用于制作果酱、果冻、酱料等食品，使其具有更好的口感和稳定性。
2. 制药工业：羧甲基淀粉可作为药物的包衣剂和制剂的稳定剂。
它可以增加药物的稳定性和溶解度，延缓药物的释放速度，提高药效。
3. 化妆品工业：羧甲基淀粉可以用于化妆品的增稠剂、稳定剂和乳化剂等。
它可以提高化妆品的质感和稳定性，改善产品的使用体验。
4. 纺织工业：羧甲基淀粉可以用于纺织品的改性处理，提高纺织品的柔软性、防皱性和耐磨性。
四、羧甲基淀粉在食品加工中的作用1. 增稠剂：羧甲基淀粉可以增加食品的黏稠度，使食品更加浓稠。
例如，在制作果酱时，羧甲基淀粉可以使果酱更加浓郁。
2. 稳定剂：羧甲基淀粉可以提高食品的稳定性，延长食品的保质期。
例如，在制作乳酸饮料时，羧甲基淀粉可以防止乳酸菌沉淀和分离。
3. 乳化剂：羧甲基淀粉可以使食品中的油脂和水相互混合，形成乳化体系。
例如，在制作沙拉酱时，羧甲基淀粉可以使油脂和水充分混合，形成稳定的乳状液体。
食品级羧甲基淀粉是一种常用的食品添加剂，它在食品加工中具有增稠剂、稳定剂和乳化剂的作用。
羧甲基淀粉的应用领域广泛，包括食品工业、制药工业、化妆品工业和纺织工业等。
通过合理使用羧甲基淀粉，可以改善食品的质感和口感，提高产品的稳定性和品质。
羧甲基淀粉钠与凝胶性多糖的应用及发展
李元丽 ，刘亚伟 ，刘洁 ，胡 秀娟
（ 河南工业大学粮油食品学院 ，郑州 ４０ ０ ） ５０１
摘 要 ：分别介绍 了羧 甲基淀粉钠和魔芋胶 、海藻酸钠与卡 拉胶等三种凝胶 性多糖 的结 构性 质及其在食
品等工业 中的应用 。羧 甲基淀粉具有 好 的分 散力 和结合力 、吸湿性 、乳 化性 ，稳定 性好 ，透 明度好 等特点 。
ｓａ ｃ ａ ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓｏ ｉｐ ｒｉ ｎ ｆｒ ｅ ｂ ｎ ｉｇ ｓｒ ｎ ｔ ， ｍｏ ｓ ｒ ｂ ｏ ｐ ｉｎ，ｅ ｌｉ ｃ ｔ ｎ，ｇ ｏ ｔ ｂｌ ｙ ｔｒ ｈ ｈ ｓ ｔ ｅｃ ａａ ｔｒｓｉ ｆ ｓ ｅ ｓｏ ｏ ｃ ， ｏ ｄ ｎ ｔ ｇ ｈ ｃ ｄ ｅ ｉｔ ｅ ａ ｓ ｒ ｔ ｕ ｏ ｍｕ ｓｆ ａ ｉ ｉ ｏ ｏ ｄ ｓａ ｉ ｔ ｉ ａ ｄ ｄ ａ ｈ ｎ ｉ ｔ ． Ｔ ｅ ｃ ｒ ｏ ｙ ｔｙ ｔｒ ｈ ｃ ｎ ｉ ｒ ｖ ｏ ｄ ｑ ａ ｉ ｎ ａ ｏ ｉｎ ｆ ａ ｔ ｎ ａ ｅ ｕ ｅ ｓ ａ ｎ ｉｐ ａ ｅｔ ｅ ｃ ｈ ａ ｂ ｘ ｍｅｈ ｌｓａ ｃ ａ ｍｐ ｏ ｅ ｆ ｏ ｕ ｌ ｙ ａ ｄ ｆ ｖ ｒ ｓｇ ｉ ｃ ｎｌ ａ ｄ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ａ ｙ ｔ ｌ ｉ ｙ ｆｏ ｍｕ ｓ ｅ ， ｓ ｂ ｌ ｅ ｎ ｈ ｃ ｅ ｅ ． Ｔ ｅ ｓ ｄ ｕ ａｇ ｎ ｔ ａ ｅ ｗ ｌ ｄ ｓ ｏｖ ｄ ｉ ａｅ ｔ ｏ ｄ ｖｓ ｏ ｉ ｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｒ ｔ ｉ ｚ ｒａ ｄ ｔ ｉｋ ｎ ｒ ｉ ｉ ａ ｉ ｈ ｏ ｉｍ ｌｉ ａｅ ｃ ｎ ｂ ｅｌ ｉ ｌｅ ｎ ｗ ｔｒｗｉ ｇ ｏ ｉｃ ｓｔ ｓ ｈ ｙ，ｇ ｌ ｅ ｐ ｏ ｅｔ ， ｂ ｏ ｏ ａｉ ｉ ｔ ｉ ｍ ｒ ｎ ｒｐ ｒ ｙ ｉ ｃ ｍｐ ｔ ｌ ｙ，ｆ ｂｉ ｌ ｆ ｍｉｇ，ｓａ ｉ ｔ ｎ ｈ ｌｔ ｇｐ ｏ ｅ ｉｓ Ｉ ｏ ｅ ｓ ｄ ａ ｏ ｄ ｉ ｖ ，ｃ ａｉ ｉ ｇ ｏ ｔｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｃ ｅａ ｉ ｒ ｐ ｒ ｅ ． ｔ ｆ ｎ ｕ ｅ ｓａｆ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｌ ｒ ｙｎ ｉ ｎ ｔ ｔ ｏ ｉ ｆ
干法合成高取代度的羧甲基马铃薯淀粉
干法合成高取代度的羧甲基马铃薯淀粉1. 什么是羧甲基马铃薯淀粉？羧甲基马铃薯淀粉是一种改性淀粉，它是通过在淀粉分子中引入羧甲基（carboxymethyl）基团而制得的。
这使得淀粉在性质上发生了改变，包括增加了其溶解性和稳定性。
羧甲基马铃薯淀粉通常用作食品、医药和化妆品等领域的原料，并且在工业上也有许多应用。
2. 干法合成高取代度的羧甲基马铃薯淀粉的意义和挑战干法合成高取代度的羧甲基马铃薯淀粉是一项具有挑战性的技术。
取代度是指淀粉分子上被羧甲基取代的数量，在高取代度的羧甲基马铃薯淀粉中，取代度较高，这意味着淀粉分子上的羧甲基数量较多。
这种淀粉具有更好的水溶性和流变性，因此在某些应用领域具有更广泛的用途。
3. 制备高取代度的羧甲基马铃薯淀粉的方法制备高取代度的羧甲基马铃薯淀粉的方法有许多种，其中之一是干法合成。
干法合成是指在没有水的情况下进行合成反应。
在制备高取代度的羧甲基马铃薯淀粉时，干法合成可以通过控制反应条件来实现高度取代，从而得到所需的淀粉产品。
4. 干法合成技术的发展和应用随着化学合成技术的不断发展，干法合成技术在合成高取代度的羧甲基马铃薯淀粉中得到了广泛的应用。
通过精确控制反应条件，如温度、压力和反应时间等，可以实现对羧甲基的高度取代，从而生产出品质优良的羧甲基马铃薯淀粉产品。
5. 我对干法合成高取代度的羧甲基马铃薯淀粉的个人观点在我看来，干法合成技术为制备高取代度的羧甲基马铃薯淀粉提供了一种高效、可控的方法。
这种方法不仅可以实现对淀粉分子的高度改性，而且能够生产出性能优良的产品，为羧甲基马铃薯淀粉的应用提供了更广阔的空间。
6. 总结通过干法合成，高取代度的羧甲基马铃薯淀粉可以得到精确控制的制备，从而满足各种领域的需求。
这种技术的发展将为淀粉改性领域的研究和应用带来新的机遇和挑战。
相信随着科技和工艺的不断进步，干法合成技术将在羧甲基马铃薯淀粉的制备中发挥越来越重要的作用。
通过以上文章，你可以深入了解干法合成高取代度的羧甲基马铃薯淀粉这一主题。
羧甲基淀粉开发前景
（ 反应液 中还需 加入 ２ ｇ草酸 ）得到 ３ ６ ３ｇ 酚醛清漆 （ ｎ ３ ０ 软化 点 １３ ，Ｏ 当 Ｍ ＝９ ， ０℃ Ｈ 量 １５）。 取 此 树 脂 液 １５ ２ ２ ｇ， 加 入
１ ６ Ｅ — Ｍ ９ ｘ （ 种 环 氧 树 脂 ， 环 氧 当 ９ ｇ ＳＣ １ ５ ｉ 一
关键词 ：淀耪 醚化 装 甲基 淀粉
前 言
染 问题 ，导致人们 转 向淀粉 等取之 不尽 、 用之不竭 ，可生 物降解 ，对环 境无 污 染的 天 然 再 生 资源 的 利 用 、研 究 和 开 发 。 近 十
年 来 ， 国 外对 淀 粉 化 工 的 研 究 十 分活 跃 ， 已开 拓 了许 多 新 的领 域 ， 一 大批 以 淀 粉 为
量 １８ 和 １２ ｇ Ｂ （ ９） ． ５Ｄ Ｕ 一种 固化促 进剂 ） ， 在 １ ５ 下 固 化 ｌ ｈ 所 得 产 品制 成 ２ ７℃ Ｏ， ｍ 薄片 ，其玻璃 化温度 为 １３ ：放 在 ８ ℃ ５℃ ５ 和 ８％ ５ 湿度 的环 境 中静 置 ９ ｈ后 ，其 重量 ６
仅 增 加 １ ２ ％。 、１
基本原料的绿色 化学 品脱颖 丽 出。 羧 甲基淀粉 （ Ｍｓ Ｃ ）是一种 以淀粉 为
原 料 。经 催 化 反 应 制 成 的 变 性 淀 粉 ， 通 常 产 品 为钠 盐 。称 淀 粉 乙 醇 酸 钠 。德 国 称 其
为 超 支 链 淀 粉 （ ｔ －ｍｙｏ ｅ ｔ 。 ｌ ４ Ｕｌ ａａ ｉｐ ｃｉ ｒ ｎ） ９ ０
得产 品。
、
生产 工 艺
ｌ 、反 应 机 理 ： 淀 粉 在 Ｎａ ＯＨ 溶 液 中 ，
与 氯 乙酸进 行 醚化 反 应 ，生 成 Ｃ ＭＳ．其 反应 为 ：（ ＨＩ ）＋ ＣＨ ＣＩ Ｏ ＋ ｎ ＯＨ ．ｎ ￣ Ｃ ＯＨ ２ Ｎａ
2024年羧甲淀粉钠项目可行性分析报告
羧甲淀粉钠项目可行性分析报告目录前言 (4)一、市场分析 (4)(一)、行业基本情况 (4)(二)、市场分析 (5)二、制度建设与员工手册 (6)(一)、公司制度体系规划 (6)(二)、员工手册编制与更新 (7)(三)、制度宣导与培训 (8)(四)、制度执行与监督 (10)(五)、制度评估与改进 (12)三、羧甲淀粉钠项目可行性研究报告 (13)(一)、产品规划 (13)(二)、建设规模 (14)四、羧甲淀粉钠项目概论 (16)(一)、羧甲淀粉钠项目承办单位基本情况 (16)(二)、羧甲淀粉钠项目概况 (17)(三)、羧甲淀粉钠项目评价 (17)(四)、主要经济指标 (18)五、技术方案 (18)(一)、企业技术研发分析 (18)(二)、羧甲淀粉钠项目技术工艺分析 (20)(三)、羧甲淀粉钠项目技术流程 (21)(四)、设备选型方案 (22)六、市场营销策略 (24)(一)、目标市场分析 (24)(二)、市场定位 (25)(三)、产品定价策略 (26)(四)、渠道与分销策略 (26)(五)、促销与广告策略 (27)(六)、售后服务策略 (27)七、风险评估 (27)(一)、羧甲淀粉钠项目风险分析 (27)(二)、羧甲淀粉钠项目风险对策 (28)八、实施计划 (29)(一)、建设周期 (29)(二)、建设进度 (29)(三)、进度安排注意事项 (29)(四)、人力资源配置和员工培训 (30)(五)、羧甲淀粉钠项目实施保障 (30)九、社会责任与可持续发展 (31)(一)、企业社会责任理念 (31)(二)、社会责任羧甲淀粉钠项目与计划 (31)(三)、可持续发展战略 (32)(四)、节能减排与环保措施 (32)(五)、社会公益与慈善活动 (33)十、团队建设与领导力发展 (34)(一)、高效团队建设原则 (34)(二)、团队文化与价值观塑造 (35)(三)、领导力发展计划 (37)(四)、团队沟通与协作机制 (38)(五)、领导力在变革中的作用 (39)十一、公司治理与法律合规 (40)(一)、公司治理结构 (40)(二)、董事会运作与决策 (42)(三)、内部控制与审计 (43)(四)、法律法规合规体系 (44)(五)、企业社会责任与道德经营 (46)前言本项目投资分析及可行性报告是为了规范羧甲淀粉钠项目的实施步骤和计划而编写的。
羧甲基淀粉
羧甲基淀粉一、CMS简介1. 淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体。
淀粉除食用外，工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖、酒精等，也用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制等。
可由玉米、甘薯、野生橡子和葛根等含淀粉的物质中提取而得。
淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。
直链淀粉含几百个葡萄糖单元，支链淀粉含几千个葡萄糖单元。
在天然淀粉中直链的占20%～26%，它是可溶性的，其余的则为支链淀粉。
当用碘溶液进行检测时，直链淀粉液呈显蓝色，而支链淀粉与碘接触时则变为红棕色。
淀粉是植物体中贮存的养分，贮存在种子和块茎中，各类植物中的淀粉含量都较高，大米中含淀粉62%～86%，麦子中含淀粉57%～75%，玉蜀黍中含淀粉65%～72%，马铃薯中则含淀粉超过90%。
淀粉是食物的重要组成部分，咀嚼米饭等时感到有些甜味，这是因为唾液中的淀粉酶将淀粉水解成了二糖--麦芽糖。
食物进入胃肠后，还能被胰脏分泌出来的唾液淀粉酶水解，形成的葡萄糖被小肠壁吸收，成为人体组织的营养物。
支链淀粉部分水解可产生称为糊精的混合物。
糊精主要用作食品添加剂、胶水、浆糊，并用于纸张和纺织品的制造(精整)等。
淀粉燃点约为380℃。
2. 羧甲基淀粉(Carboxymethyl starch sodium，CMS)，分子式：[C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n，是改性淀粉的代表产品，是醚类淀粉的一种，是以小麦、玉米、土豆、红薯（任何一种均可）等淀粉为原料，经物理、化学反应精制而成。
羧甲基淀粉可部分的替代羧甲基纤维素（CMC）的应用，它是能溶于冷水的高分子电解质。
首次制成羧甲基淀粉是在1924年，1940年已工业化生产。
它无味、无毒、不易霉变、当取代度大于0.2以上时易溶于水。
它是一种无毒无味的白色或浅黄色粉末状固体，能迅速溶于冷热水中，形成无色透明胶状液，黏度高，而且对光、热皆稳定，具有极好的分散力、结合力、吸湿性及乳化性（其水溶液可作油/水型或水/油型乳化剂，对油和蜡质均有乳化能力），但不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。
羧甲基淀粉的开发前景
的 乙 醇 酸 洗 出 ，过 滤 、干 燥 后 得 成 品 。 一 般 进 行 一 次 反 应 取 代 度 可 达 到 ０．５左 右 。若 要 达 到 更 高 的 取 代 度 ，可 以 重 复 进 行 反 应 。 甲 醇 、 乙 醇 、异 丙 醇 、丙 酮 都 可 作 溶 剂 ，但 甲 醇 反 应 产 率 较 低 。
２．水 媒 法
水 媒 法 即 以 水 作 为 反 应 介 质 。 在 反 应 器 中 加 入 水 作 分 散 剂 ，在 搅 拌 下 加 入 淀 粉 在 １５℃ 下 搅 拌 １５ｒａｉｎ后 加 入 ＮａＯＨ 进 行 活 化 ，再 在 ２０℃ 搅 拌 ３０ｒ ａｉｎ，加 人 氯 乙 酸 进 行 醚 化 ，反 应完 成 后 ，液 固 分 离 ，其 固 体 用 ５％ 的 盐 酸 洗 涤 至 ｐＨ ＝ ７。 最 后 在 ５０— ８０上 升 ，最 终 可 达 ４０℃ 。 将 所 得 物 料 进 行 固 液 分 离 。 乙 醇 循 环 套 用 ，分 离 出的 固体 即 为 ｃＭｓ粗 品 。
溶 剂 法 开 发 较 早 ，是 生 产 厂 普 遍 采 用 的 工 艺 ，其 缺 点 是 消 耗 乙 醇 量 太 、成 本 高 ，产 品 干 燥 前 水 分 较 高 ，需 长时 问 烘 干 ，耗 能 较 多 。
一 生 产 工 艺 （ 一６］ 、
淀 粉 在 ＮａＯＨ 溶 液 参 与 下 与氯 乙 酸 进 行 醚 化 反 应 ，生 成 ＣＭＳ：
（ Ｈ１０ｑ ） ＋ ｎＣＨ２ＣＩＯ３ＯＨ ＋ ２ｎＮａＯＨ一 （ Ｏ４ＣＨ２（Ｘ）ＯＮａ）ｎ＋ｎＮａＣＪ＋２，１￣ ｏ
氯 乙 酸 还 可 与 ＮａＯＨ 同 时 发 生 下 列 反 应 ：
ｌｏｐｅｃｔｉｎ）。 它 在 造 纸 、纺 织 、印 染 ，医 药 废 水
2023年羧甲基纤维素(CMC)行业市场发展现状
2023年羧甲基纤维素（CMC）行业市场发展现状随着世界经济的不断发展，羧甲基纤维素（CMC）行业也在不断壮大。
CMC是一种含有羧甲基的天然高分子化合物，因其高效的吸水性、稳定性和生物相容性，广泛应用于食品、医药、化妆品、造纸、印染等诸多领域。
本文将从市场规模、发展趋势、行业竞争等方面分析CMC行业的市场发展现状。
市场规模随着各个领域对CMC需求的增加，CMC市场规模也在不断扩大。
据不完全统计，目前全球CMC市场规模已经达到15亿美元左右，预计到2025年将突破20亿美元。
中国作为CMC生产与消费的大国，其市场规模一直处于世界领先水平。
2019年，中国CMC市场销售收入已经超过60亿元，占据全球市场份额的40%以上。
发展趋势1. 环保化CMC在制造纸张过程中是一个重要的组分，但其产生的废水对环境污染较严重。
为此，CMC厂商在提高产品性能的同时，也在探索更加环保的生产工艺，通过降低产生废水的量和使用环保可再生资源替代原材料等方式实现环保化。
2. 提高品质和功能CMC作为一种高分子化合物，具有良好的吸水性、黏附性和稳定性，但在实际应用中还有很多待提高之处。
CMC厂商在注重产品质量的同时，也在向多功能方向拓展，如开发可生物降解、可控释、可自愈合等新型CMC产品，以满足不同领域的需求。
3. 拓展应用领域CMC的应用领域已经涵盖食品、医药、化妆品、造纸、印染等众多领域，但随着技术进步和市场需求的变化，新的应用领域也在不断涌现。
如CMC在油田采油中的应用、CMC在纤维素乙醇生产中的应用等，这也为CMC行业的发展带来了更多机遇。
行业竞争CMC行业竞争激烈，中国市场竞争更是如此。
目前，国内市场上有众多CMC生产企业，其中山东博恒、中储粮食品、中宏化学等企业规模较大。
这些企业竞争主要体现在产品性能、品质、价格等方面。
如何提高自身的技术和管理水平，提高产品的附加值，在激烈的市场竞争中占据市场份额，成为企业需要面对和解决的问题。
羧甲基淀粉的制备及应用科技创新论文
羧甲基淀粉的制备及应用摘要：羧甲基淀粉(CMS)是重要的变性淀粉之一,用途广泛。
本文研究以玉米淀粉为原料,用乙醇溶剂法制备羧甲基淀粉。
探讨固定淀粉用量,氯乙酸用量,氢氧化钠用量,反应体系水分含量,反应温度及反应时间对玉米羧甲基淀粉取代度(DS)的影响,获得制备羧甲基淀粉(CMS)的最佳制备条件。
同时将羧甲基淀粉(CMS)作为重金属捕集剂,研究pH值、投药量、反应时间、CMS取代度等条件对主要重金属污染物Pb2+的去除规律,获得去除Pb2+的最佳条件。
从CMS本身的结构特点以及对水中Pb2+较好的去除效果来看, CMS在处理重金属污水方面具有广阔的应用前景。
关键字：玉米淀粉羧甲基淀粉(CMS)醚化反应重金属捕集剂铅羧甲基淀粉又称变性羧甲基淀粉钠，简称CMS,属阴离子型,是醚化淀粉的一种,为淀粉的主要衍生物之一。
外观呈白色或淡黄色粉末,无毒无嗅,能直接溶解于冷水,其水溶液为无色透明溶液。
CMS及淀粉的分子结构[1]如下:DS是指CMS分子结构中,平均每个葡萄糖残基上的羟基被羧甲基(-CH2COOH)取代的个数。
重金属对人体的危害是巨大的。
溶解在水体之中的重金属会通过直接或是间接的形式作用在我们人类身上,造成身体、机能方面的损伤和障碍。
上个世纪的“水俣病事件”和“骨痛病事件”已给我们留下了深刻的印象,因而当今世界各国对重金属污染的治理都极为重视。
CMS是一种阴离子型淀粉醚,溶于水后,对重金属阳离子首先会有静电吸附作用,其高分子结构中还含有羧基和大量的羟基,可与重金属离子产生螯合、离子交换和多聚阴离子的絮凝作用;而且淀粉基具有长链、支链结构,可以通过架桥作用形成大的絮体,从而加快絮凝沉降速度。
因此将CMS作为重金属捕集剂会兼有电性中和、螯合、架桥三重作用机理,絮凝效果显著。
如作为重金属捕集剂必将是一种具备环保、高效多功能的理想产品。
1羧甲基淀粉的制备方法[2][3][4]1.1 水媒法水媒法是以水为反应介质,先将淀粉配成一定浓度的淀粉乳,然后加入一定浓度的氢氧化钠溶液将淀粉活化,再将合适浓度的氯乙酸溶液加入混合物中搅拌均匀,并在选定温度下醚化反应至规定时间,最后将产物过滤、洗涤、干燥得到产品。
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1998年6月 Jou rnal of Zhengzhou Grain Co llege Jun.1998羧甲基淀粉生产应用现状及发展方向武宗文(河南省科学院同位素研究所,郑州あ450052) 摘要 介绍了国内外羧甲基淀粉生产技术和应用的现状,分析了存在的问题,对改进方法以及C M S今后的发展提出了看法。
文中指出,水媒法由于能耗较大,不易操作,产品质量差,将逐步被干法工艺淘汰;干法C M S生产工艺和设备简单,操作方便,产品质量较好,应用范围宽,有一定的发展前景,生产设备尚待改进和完善;溶媒法产品质量好,但生产工艺和设备较复杂,成本高,应用方面受到一定限制。
目前国内应用C M S的主要行业有:合成洗涤剂、油田钻井、制药、印染、纺织、涂料等,在国外还出现了许多特殊的应用领域。
今后C M S的开发应向高粘度、高取代度产品的方向发展,同时,利用醚化与酸解、辐射降解、接枝、交联等改性方法相结合,即所谓的复合改性,将是开发羧甲基淀粉的新途径。
关键词 羧甲基淀粉;生产;应用;发展分类号 TQ4231991 前言羧甲基淀粉(C M S)自1924年问世以来,经过半个多世纪已发展成为一种重要的淀粉醚类衍生物,应用领域已涉及合成洗涤剂、纺织、印染、油田、医药、食品、造纸、建筑涂料等行业[1],其生产工艺已形成了溶媒法、水媒法、干法等工艺,产品形式也出现了多品种、多规格的格局。
进入90年代,国内外对C M S的研究仍很活跃,仅在1993～1994年间被美国化学文摘收录的有关C M S的文献就有100余条,其中包括48个专利,并且出现了许多特殊的应用领域,如:种子包衣剂[2]、化肥缓释控制剂[3]、矿石造粒[4]、鱼箱供氧等[5]。
在70年代初国内已有医药级C M S 生产应用,但C M S的真正快速发展是在改革开放以后。
进入八十年代以来,国内对C M S的研究开发非常活跃,随着油田钻井的需要,出现了水媒法C M S工艺,之后又出现了干法C M S生产工艺,并在洗涤剂行业得到应用,同时溶媒法工艺也得到了进一步的完善,合成了高取代度C M S。
对C M S的性能研究和取代度测定方法研究也较活跃,除了传统的灰化法外,又出现了酸洗法、分光光度法和硫酸铜沉淀法[6～8],为工业生产中检验控制提供了方便。
近年来,全国各地出现了许多C M S生产厂,C M S在洗衣粉、油田钻井、制药、纺织印染、涂料等行业得到应用,促进了C M S的发展。
本文对国内C M S生产应用现状及存在的问题作以总结和探讨,并对今后C M S的发展提出了自己看法。
收稿日期 1997-11-18 武宗文:男,36岁,助理研究员2 CM S 的生产工艺211 水媒法以往把以淀粉在水悬浮液中反应,只能制取很低取代度的C M S 工艺称为水媒法,这种方法在工业上意义不大。
这里介绍的水媒工艺也可以称为半干法,该工艺生产过程中不使用有机溶剂,使用一定量的水作为反应介质,醚化剂和烧碱以水溶液形式加入。
由于反应体系中水量较多,反应物很易糊化凝胶,在捏合机中形成“团状”物质,搅拌阻力很大,500立升的捏合机需22千瓦的动力,有时甚至发生捏合机轴损坏断裂。
经过几小时的高温捏合后,反应结束。
随着水分蒸发,阻力进一步加大,最后须加入分散剂使“面团”分散为碎块,再经烘干粉碎即得成品。
该工艺的过程中淀粉已糊化凝胶,失去了原淀粉本身的外观和色泽,最终产品呈黄色或黄褐色,这种产品一般用于油田钻井,因颜色较深,不适合洗衣粉、涂料等行业使用。
该工艺虽然不用有机溶剂,但其能耗较大,不易操作,随着干法工艺的发展,予计将逐步淘汰这种水媒法工艺。
212 干法工艺由于水媒法上述缺陷的存在,水量大又是造成这些缺陷的主要原因,因此就出现了干法工艺[9～11]。
所谓干法工艺,即在生产过程中不用水或使用很少量的水,由于反应体系内水量少,反应过程中物料始终保持“干”的分散状,反应物不糊化凝胶,产品仍保持淀粉的颗粒形态和外观、白色、光滑均匀,可用于洗衣粉、涂料、油田、纺织等行业。
干法工艺操作的要点是:烧碱以高浓度碱液或固体状加入,醚化剂以固体氯乙酸钠加入,可以采用少量的乙醇或甲醇,约为淀粉的十分之一即可,以有利于试剂向淀粉颗粒内部渗透和扩散,提高醚化均匀度和产品质量。
另外干法工艺反应温度应符合先低温碱化和醚化,以扩散为主,后期提高反应温度以醚化反应为主,这样有利于醚化均匀度和产品透明度的提高。
反应后期的温度也不能太高,否则随着反应生成水的增加,在温度高时易形成凝胶。
干法工艺设备投资小,操作方便,产品质量较好,适应面较宽。
近年来发展较快,目前大多数C M S 生产厂都采用了干法工艺。
干法工艺目前如能对生产设备改进一下将更趋完善,因为捏合机对干态的分散状反应物搅拌混合效果不好,特别是对于一些小颗粒状的原料或试剂无法捏碎,缺少研磨作用,影响混合分散均匀效果,造成反应不均匀,只能靠增加溶剂量来提高扩散效果。
笔者设想采用一种既有混合效果又有研磨作用的封闭式设备,类似于球磨机的效果,将会较大程度地改善均匀度,有可能在干法工艺中不用有机溶剂便可得到理想效果。
213 溶媒法工艺[12～14]溶媒法以有机溶剂(乙醇或甲醇)为反应介质,淀粉和一定浓度的烧碱溶液以及氯乙酸反应,再经中和、洗涤、过滤、真空干燥等工序制得C M S 。
由于反应在淀粉的醇类溶剂悬浮液中进行,碱化、醚化较均匀,产品透明度高,同时经洗涤除杂后,可生产纯度和粘度较高的产品。
产品仍具有原淀粉的颗粒形态,色泽较白,质量优于干法或溶媒法产品。
溶媒工艺设备较复杂,投资大,操作程序多,且由于生产过程中耗用大量溶剂,成本较高,其售价高出干法产品的一倍多,这使其应用受到一些限制,一般用于食品、医药、印染等行业。
溶媒法反应过程中如控制不好,也易出现糊化凝胶现象,造成反应失败,出料困难,产品报38第2期 武宗文:羧甲基淀粉生产应用现状及发展方向 48 郑州粮食学院学报 第19卷废,特别是在生产较高取代度产品时,这种现象更易发生,这一点应予以重视,解决和防止的办法有:(1)降低反应温度延长反应时间,尤其是反应后期的温度不能高;(2)控制反应体系内的水份含量,应考虑原淀粉所含水份和反应过程中生成的水份;(3)外加添加剂抑制反应体系的糊化凝胶,常用的添加剂有氯化钠、硫酸钠等。
采用上述三种措施,利用溶媒法可以生产取代度>018的C M S,生产高粘度和高取代度产品是今后溶媒法工艺的发展方向。
3 CM S的应用311 合成洗涤剂C M S作为抗污垢再沉积剂,用于洗衣粉的生产配方中,传统的配方中用的是羧甲基纤维素(C M C)。
研究结果表明[15,16],羧甲基淀粉溶液对重金属离子有较好的封锁能力,对固体污垢有较理想的悬浮分散能力,并有防止污垢再污染的效果。
C M S用于洗衣粉配方试验表明,C M S 完全达到C M C同样抗污垢再沉积的效果,每吨洗衣粉原料费用降低31166元,C M S是一种有发展前途的洗涤剂添加剂。
我国洗衣粉行业在80年代末开始使用C M S,由于价格低廉,得到迅速推广,现在许多大中型洗衣粉生产厂已经改用C M S,将来可能完全淘汰C M C,洗涤剂行业也是C M S用量最多的行业。
312 油田钻井C M S作为泥浆降失水剂在油田得到广泛使用,它具有抗盐性,可抗盐至饱和,并具有防塌效果和一定的抗钙能力,已被公认为一类优质的降滤失剂[17,18]。
不过C M S在油田应用也受到一些限制,因为C M S的抗温性较差,一般只能用于浅井作业。
许多研究表明,取代度对C M S 的抗温性影响较大,目前油田用C M S的取代度指标为012～014,抗温120～130℃,当取代度达到018可抗温140～150℃[14,19],同时抗腐败能力也得到提高,因此开发和生产高取代度C M S,在油田钻井中应用将是C M S发展的方向之一。
313 制药早在七十年代,由浙江菱湖食品化工厂在沈阳药学院的协助下,开发生产了医药级C M S,现在已在国内制药行业得到普遍应用。
C M S作为片剂崩解剂,当其在一定的取代度时,具有良好的吸水性和吸水膨胀性,C M S吸水后体积可增大300倍,使药片在崩解介质中迅速吸水膨胀崩解,同时促进药物溶出,以有利于人体对药物的吸收。
应用结果表明,C M S是最优良的药片崩解剂之一。
近年来,随着国家有关部门将药片的崩解速度定为必检项目,制药行业对C M S 的使用量大量增加。
314 印染C M S用于印花糊料有不少文献报道[20-22],并在一些印染厂得到应用,应用结果表明, C M S可以作为活性染料印花糊料,部分或全部代替海藻酸钠,降低成本40%左右。
同时也可以应用于分散2活性、还原等染料印花工艺。
特别是高取代度C M S用于活性染料印花时具有较高的得色率和理想的印花效果。
315 其它纺织、涂料等行业也不同程度地应用了C M S ,纺织浆料中C M S 作为原料之一与PVA 、淀粉等复合使用,可以改善上浆效果。
建筑行业将C M S 作为墙体腻子中的胶料用量较大,也有些涂料厂与C M C 混合使用。
近年来,国外在C M S 的应用方面有不少新的进展,较有价值的应用主要有化肥控制释放和种子包衣剂等。
化肥控制释放是先将化肥造粒,用C M C 或C M S 等多糖类聚合物与PV C 树脂混合制成胶囊包裹化肥,可以使化肥缓慢地向土壤中扩散释放,提高肥效;种子包衣剂是将C M S 或C M C 水解降低粘度,配制成30%的高含固量溶液,用于种子涂覆包衣剂的胶料,易干燥,成膜致密,在土壤中吸水、保水性强,应用效果良好。
316 C M C 与C M S 的比较C M S 与C M C 有许多性能相似,但是二者也存在许多差别。
实践证明,C M S 并不能完全取代度C M C 。
二者在分子结构和产品的技术指标上有差异,胶体的流变性C M C 较C M S 接近牛顿流体,也就是C M S 的假塑性更大。
在应用方面,某些性能相同可以相互代替,如洗衣粉、粘合剂等;某些性能如吸水性和溶解性C M S 优于C M C ,是一个良好的崩解剂和印花糊料;增稠及粘度稳定性等,C M S 不如C M C ,造成C M S 在牙膏、食品等行业的应用效果不如C M C ,对此应有一个客观的认识。
当然C M S 的开发时间较C M C 迟,生产技术和产品质量还有发展前途。
4 CM S 的发展目前,C M S 的低粘度、中粘度及低取代度产品的生产技术和产品质量已基本成熟,以后在加强应用研究,开拓新应用领域的同时,应着重开发高取代度和高粘度C M S 产品,目前这类产品的工业化生产在国内基本处于空白状态。
C M S 的另一发展方向是将淀粉羧甲基化与其它改性方法相结合,进行复合改性或双变性,如交联2醚化、酸解2醚化、辐射降解2醚化、接枝2醚化等,这些产品更具有实际的应用价值。