变性淀粉生产方法的选择
2万吨年马铃薯变性淀粉生产项目建议书[管理资料]
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2万吨/年马铃薯变性淀粉生产项目建议书一、项目概论马铃薯俗称土豆、洋芋,是世界上仅次于小麦、水稻和玉米的第四种主要农作物,在我国城乡人民生活中,主要作为蔬菜食用,加工的产品有淀粉、粉丝、酒精等品种。
随着科技的进步,我国的科研单位已经研究开发出马铃薯淀粉和变性淀粉生产设备,并通过引进外资以合资合作方式引进国外先进技术与设备,大量生产马铃薯变性淀粉。
目前,我国工业化生产的变性淀粉主要有羧甲基淀粉、交联淀粉、酸解淀粉。
氧化淀粉、阳离子淀粉、尿素淀粉、磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉及少量复合变性的变性淀粉,这些产品在纺织、食品、造纸、建材、铸造、石油钻井等领域都有应用。
我国马铃薯常年种植面积为467万公顷左右,鲜薯年总产量6000余万吨,居世界第一位。
,马铃薯淀粉市场价格为5000元/吨,马铃薯变性淀粉市场价格达到7000-8500元/吨,马铃薯深加工前景十分广阔。
变性淀粉又称修饰淀粉或改性淀粉,是原淀粉经物理、化学及酶转化等方法处理,使淀粉氧化、醚化、α化、糊化,改变淀粉的抗酸性、热稳定性、冻融性及抗剪切等性质后所得的产品。
变性淀粉是具有特殊用途的淀粉。
马铃薯淀粉颗粒大,直链淀粉聚合度大,具有糊化温度较低、糊黏度高、弹性好、蛋白质含量低,无刺激,颜色较白,不易凝胶和不易退化等特性,用途广泛,在一些行业中具有其它淀粉不可替代的作用。
马铃薯淀粉既可作为食品加工原料或添加剂用于食品加工,也可作为工业生产辅料用于印染、浆纱、造纸、铸造、医药、化工、轻工、皮革等多种工业领域。
随着科学技术的发展,以原淀粉为原料,经物理、化学方法及酶制剂的处理,可改变原淀粉的溶解度、黏度、渗透性、凝胶性、吸水性等理化性能,产生一系列不同性能的变性淀粉和淀粉衍生物。
变性淀粉和淀粉衍生物的产品种类很多,用途更加广泛,不但提高了淀粉的经济价值,而且各种新产品的性质更适于工业生产的需要。
马铃薯淀粉主要变性淀粉有:氧化淀粉、酯类淀粉、醚类淀粉、阳性淀粉、共聚淀粉等。
变性淀粉制备的实验报告

一、实验目的1. 了解变性淀粉的制备原理和方法;2. 掌握变性淀粉的制备工艺;3. 分析不同制备方法对淀粉性能的影响。
二、实验原理变性淀粉是指通过物理、化学或酶法处理,改变淀粉分子结构、性质和功能的一类淀粉。
本实验主要采用化学法对淀粉进行变性处理,通过改变淀粉的分子结构,使其具有更高的粘度、稳定性、抗老化性等特性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 淀粉:玉米淀粉、马铃薯淀粉;- 化学试剂:环氧氯丙烷、一氯乙酸、氢氧化钠、盐酸、碘液等;- 水浴锅、反应釜、磁力搅拌器、移液管、滴定管、玻璃棒等。
2. 实验仪器:- 分析天平;- 粘度计;- 烘箱;- 冷却器;- pH计。
四、实验步骤1. 淀粉的预处理:将淀粉溶于水中,搅拌均匀,室温下静置30分钟,过滤得淀粉乳。
2. 淀粉的变性处理:(1)制备环氧氯丙烷交联淀粉:- 将淀粉乳与环氧氯丙烷按一定比例混合,在50℃下反应8小时;- 反应结束后,用盐酸调节pH值至7,过滤得交联淀粉。
(2)制备羧甲基淀粉:- 将淀粉乳与一氯乙酸按一定比例混合,在45℃下反应6小时;- 反应结束后,用氢氧化钠调节pH值至7,过滤得羧甲基淀粉。
(3)制备交联-羧甲基复合变性淀粉:- 将交联淀粉与羧甲基淀粉按一定比例混合,在50℃下反应8小时;- 反应结束后,用盐酸调节pH值至7,过滤得交联-羧甲基复合变性淀粉。
3. 性能测试:(1)粘度测试:使用粘度计测定不同变性淀粉的粘度;(2)pH值测试:使用pH计测定不同变性淀粉的pH值;(3)稳定性测试:将变性淀粉在室温下放置24小时,观察其变化。
五、实验结果与分析1. 环氧氯丙烷交联淀粉:- 粘度:交联淀粉的粘度比原淀粉提高了约20%;- pH值:pH值为7;- 稳定性:在室温下放置24小时,无明显变化。
2. 羧甲基淀粉:- 粘度:羧甲基淀粉的粘度比原淀粉提高了约15%;- pH值:pH值为7;- 稳定性:在室温下放置24小时,无明显变化。
木薯变性淀粉生产应用

经常要复合处理,常用是交联稳定化或交联稳定化预糊化
食品常用变性各类
交联淀粉 醋酸酯淀粉 羟丙基淀粉 氧化淀粉 酸解淀粉 预糊化淀粉 复合变性淀粉
交联淀粉
交联淀粉的原理是淀粉的醇羟基与交联剂的 多元官能团形醚键或二酯键,使两个或两个 以上的淀粉分子之间“架桥”在一起,呈多 维空间网络结构的反应,交联作用是指在分 子之间架桥形成化学键,加强分子之间氢键 的作用,当交联淀粉在水中加热时,可以使 氢键盘变弱甚至破坏,然而由于化学架桥的 存在,淀粉的颗粒将不同程度地保持不变 。
增强高淀粉用量时的质构特 口香糖,凝胶软体 性, 改善涂层黏着力 形成高浓软凝胶 乳化稳定 减少酸败 不需蒸煮,节省能源 功能性原淀粉 改善耐酸、高温和剪切 提高人传导性 油炸鸡、鱼等面托糊料 糖果 饮料、色拉调味料 风味包埋剂 方便汤料、调味料 烘焙混料 室温稳定产品 瓶装调味料 杀菌汤料或调味料
谷 谷
颗粒规格, µm 5-25 3-35 10-100 3-30
颗粒形状
多边形 圆形
糊化温度, ℃ 75-80 80-85
直链
28 28 21 17
支链
72 72 79 83
物性特点
混浊、易结皮 透明、不易结 皮 透明、不易结 皮源自土豆根卵形
60-65
木薯
根
截头圆形
60-70
透明、不易结 皮
偏光十字
可明显地改善肉制品、 灌肠制品: 组织结构 切片性 口感和多汁性 提高产品的质量和出 品率
功能性和作用
多年来,在肉制品加工中一直用天然淀粉 作增稠剂来改善肉制品的组织结构,作赋 形剂和填充剂来改善产品的外观和成品率。 天然淀粉不能满足某些工艺的要求。 用变性淀粉代替原淀粉,在灌肠制品及西 式火腿制品加工中应用,能收到满意的效 果。
4变性淀粉

st
_
OH
+
POCl 3
st
+ 3 Na Cl +
H2O
含磷的交联淀粉
(NaPO3)3交联剂
O P
st
_
OH
+
O
_O_ PO P
ONa ONa
O
O
NaOH 或NaCO 3
O st _O _ P _ O _st ONa
+
Na 2H2P2O7
其它交联淀粉
醛类试剂如:甲醛、乙醛、丙烯醛等; 醛类试剂以二官能团的形式参加反应,形成 缩醛而产生交联淀粉。如甲醛交联淀粉。
玉米淀粉和双醛玉米淀粉
马铃薯淀粉和双醛马铃薯淀粉
双醛淀粉的X射线衍射图
NCS DCS1 DCS5
DCS11
10
15
20
25
30
二醛淀粉的每个单元上含有二个羰基,具有很高的活 性可和氨的衍生物反应 C=O + H2N-G → [-C-NH-G] → C=N-G + H2O OH [二醛淀粉上的羰基] 如G为-C-NH
二、淀粉的变性方法
1、什么是变性淀粉
原淀粉经进一步加工,改变性质 使其更适合于应用要求,这种产品 称为变性淀粉。变性的方法有物理 方法、化学方法和酶法等。
2、什么是淀粉衍生物
通过化学方法使淀粉的化学 结构发生变化,改变其性质,这 种方法生产的变性淀粉又称淀粉 衍生物。
《粮油加工技术》课程——变性淀粉

(三)pH值 除酸水解外,pH控制在7~12范围
(四)试剂用量 取决于取代度(DS)要求和残留 量等卫生指标。
变性淀粉生产
(五)反应介质 一般生产低取代度的产品采用 水作为反应介质;高取代度的产品采用有机溶剂作 为反应介质。
(六)产品提纯 干法改性,一般不提纯;湿法
(二)化学变性
用各种化学试剂处理得到的变性 淀粉。一类是使淀粉分子质量下降, 如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊
精等;另一类是使淀粉分子质量
增加,如交联淀粉、酯化淀粉、 醚化淀粉等。
(三)酶法变性
(生物改性) 各种酶处理淀粉,如α环状糊精、β-环状糊精、γ-环状糊精、 麦芽糊精、直链淀粉等。
(四)复合变性
7.化学稳定性
葡萄糖、果糖和淀粉糖浆都具有还原性, 在中性和碱性条件下化学稳定性低,受热易分解生成有色物 质,也易与蛋白质类含氮物质起羰氨反应生成有色物质。蔗 糖不具有还原性,在中性和弱碱性条件下化学稳定性高,但 在pH值9以上受热易分解产生有色物质。食品一般是偏酸性的, 淀粉糖在酸性条件下稳定。
8. 发酵性
❖ 液化程度:DE15-20,碘色反应呈紫红色。水解过度,不利于糖化
酶与底物生成络合结构,影响催化效率。
❖ 液化方法:升温液化法、高温液化法和喷射液化法
1. 升温液化法
30-40%淀粉乳,调pH为,加入0.01mol/LCaCl2、6-8u/g淀粉液化 酶,喷入蒸汽加热到85-90℃,约40min,升温至100℃、5min终止
淀粉糖的原料是淀粉,任何含淀粉的农作物,
如玉米、大米、木薯等均可用来生产淀粉糖,
生产不受地区和季节的限制。淀粉糖在口感、
酸变性淀粉的生产工艺

精品整理
酸变性淀粉的生产工艺
酸变性淀粉又称林特纳淀粉,是指淀粉在糊化温度下被无机酸局部腐蚀而改变了部分特性的淀粉。
工艺操作要点为:
(1)调制淀粉乳:称取10公斤玉米淀粉,在搅拌下倒入已加适量自来水的搪瓷罐里,搅拌均匀;
(2)酸解:接通加热和控温设备,使淀粉乳升温到37-38℃加入约3升10N HCl,恒温酸解3.5小时;
(3)回收酸液:把酸变性淀粉乳倒入不锈钢甩干机中,开机甩约20分钟,添加4升自来水,再甩约5分钟,回收酸液供下批生产用,如果没有不锈钢甩干机,或者不需要回收酸液,可以免去这一操作;
(4)中和:用5N Na2CO3溶液中和含酸酸变性淀粉乳至pH6.0左右,甩干;
(5)清水冲洗:用自来水冲洗至流出液无咸味止,甩干得酸变性淀粉湿粉
(6)烘干:80℃下烘干,使含水量在12%以下,即得成品。
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变性淀粉的概念为改善淀粉的性能、扩大其应用范围,利用物理、化学或酶法处理,在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质,从而改变淀粉的天然特性(如:糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透明性等),使其更适合于一定应用的要求。
这种经过二次加工,改变性质的淀粉统称为变性淀粉。
变性的目的:一是为了适应各种工业应用的要求。
如:高温技术(罐头杀菌)要求淀粉高温粘度稳定性好,冷冻食品要求淀粉冻融稳定性好,果冻食品要求透明性好、成膜性好等。
二是为了开辟淀粉的新用途,扩大应用范围。
如:纺织上使用淀粉;羟乙基淀粉、羟丙基淀粉代替血浆;高交联淀粉代替外科手套用滑石粉等。
酸变性淀粉(一)生产工艺及反应条件水无机酸碱水I I 1 I淀粉f淀粉乳一反应f中和f洗济-脱水f干燥f成品1、淀粉乳浓度一般为36%〜40%。
2、酸作为催化剂而不参与反应。
不同的酸催化作用不同,盐酸最强,其次为硫酸和硝酸。
酸的催化作用与酸的用量有关,酸用量大,则反应激烈。
3、当温度在40〜55C时,粘度变化趋于稳定,因此反应温度一般选在40〜55C范围(二)性质a)酸变性淀粉具有较低的热糊粘度,既有较高的热糊流度。
冷热糊粘度比值大于原淀粉,易发生凝沉。
b)酸变性淀粉组分的相对分子质量随流度升高而降低。
c)随着酸处理程度的增高,淀粉分子减小,碱值逐渐升高。
酸解淀粉的特性粘度随流度增加而降低。
d)酸解反应在颗粒的表面和无定形区,颗粒仍处于晶体结构,具有偏光十字。
(三)应用1、纺织工业用作经纱浆料。
2、建筑工业用于制造无灰浆墙壁结构用的石膏板。
3、食品工业用于制造胶姆糖。
4、造纸工业用作表面施胶剂。
变性淀粉在造纸工业中的应用纸制品的基本成分是纤维素,纸张的生产过程中,含有较多水的纤维浆液经压榨去水,使纤维素紧密相连以达到最佳结合。
为此,必须将纤维素精磨成微纤维,增大交织面积,但过分精磨会失去固有的特性,如透气性、柔韧性和白度。
变性淀粉基础知识

一、预糊化淀粉:预糊化淀粉是一种加工简单,用途广泛的变性淀粉,应用时只要用冷水调成糊,免除了加热糊化的麻烦。
广泛应用与医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。
! M# c* ^$ s0 p# h淀粉的糊化:淀粉粒在适当温度下(各种来源的淀粉所需温度不同,一般60~80℃)在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。
糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序(晶质与非晶质)态的淀粉分子之间的氢键断开,分散在水中成为胶体溶液。
糊化作用的过程可分为三个阶段:(1)可逆吸水阶段,水分进入淀粉粒的非晶质部分,体积略有膨胀,此时冷却干燥,颗粒可以复原,双折射现象不变;(2)不可逆吸水阶段,随着温度升高,水分进入淀粉微晶间隙,不可逆地大量吸水,双折射现象逐渐模糊以至消失,亦称结晶“溶解”,淀粉粒胀至原始体积的50~100倍;(3)淀粉粒最后解体,淀粉分子全部进入溶液。
4 A糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。
将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥,可得易分散与凉水的无定形粉末,即“可溶性α-淀粉”。
C2、淀粉糊化作用的测定方法:有光学显微镜法,电子显微镜法,光传播法,粘度测定法,溶胀和溶解度的测定,酶的分析,核磁共振,激光光散射法等。
工业上常用粘度测定法,溶胀和溶解度的测定。
二、酸变性淀粉M在糊化温度以下,用无机酸处理淀粉,改变其性质的产品称为酸变性淀粉。
反应机理:在用酸处理淀粉的过程中,酸作用于糖苷键使淀粉分子水解,淀粉分子变小。
淀粉颗粒是由直链淀粉和支链淀粉组成,前者具有α-1,4键,后者除α-1,4键,还有少量α-1,6键,这两种糖苷键被酸水解的难易存在差别。
由于淀粉颗粒结晶结构的影响,直链淀粉分子间经由氢键结合成晶态结构,酸渗入困难,其α-1,4键不易被酸水解。
而颗粒中无定形区域的支链淀粉分子的α-1,4键、α-1,6键较易被酸渗入,发生水解。
2 J; K/ J, i* S1 I+ S4 q1 d+ k工艺与原理:通常制取酸变性淀粉是使用浓淀粉淤浆,含固量约为36%~40%,加热到糊化温度之下(常为40~60℃),加入无机酸并搅拌一个小时或几个小时。
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变性淀粉生产方法的选择 2010-05-17 09:18 变性淀粉生产工艺的选择 变性淀粉品种多达几千种,但其工艺生产方法归纳起来主要有三种:湿法,干法和蒸煮法;这三种方法各有其 优缺点,选择变性淀粉生产方法应该根据生产品种及品种的多少,生产规模,装备水平,工艺成熟程度、生产成本、环境保护等因素综合考虑,原则上讲多品种,大规模生产应以湿法为主,而单一品种、大规模生产则应以干法为主。 干、湿生产方法的比较 干、湿法是变性淀粉生产中最常用的方法,各自有自己的特点和优缺点,大致比较如下: 1、 湿法应用普遍,产品多,工艺相对成熟而干法往往产品少,针对性强。 2、 湿法反应条件相对温和(如温度、压力等),而干法往往反应条件要求高,如温度一般要求140-180?,有时还要在真空条件下反应。 3、 湿法反应时间相对较长,而干法则较短。 4、 湿法流程较长,而干法则相对较短,成本较低。 5、 湿法回收率低,而干法回收率高。 6、 湿法产品质量较稳定,而干法相比则较差。 7、 湿法需耗水,故有排污和污染问题;而干法基本无污染产生(排出的气体为水蒸汽)。为此,非常适合环境要求高的城市企业投资建议和生产。 8、 湿法反应设备结构简单,而干法反应器则构造复杂,有些还需特殊的制造工艺和材料。 综上,应根据所生产的产品品种、质量要求、投资概算、市场定位、人员素质、环保情况以及发展动向等进行综合考虑后正确选择生产方法。 主要设备介绍: 1、 湿法反应器: ? 工艺要求:拌料均匀,无死角;耐腐蚀,保温好,易排放。 ? 工作原理:在均匀的搅拌以及一定的工艺条件下进行反应,然后顺利排出反应物料。 ? 结构:罐身、搅拌叶,挡板,加热夹层,盘式加热管,各物料进出管,保温层,人孔及观察孔。 罐身:一般以圆柱体为主体,上下盖为小锥体,其直径与高度之比取:1:1-1.5为宜,锥顶坡角10-12度,锥底坡度5-8度,材质:搪瓷;玻璃钢(一般规模较大的企业多采用玻璃钢材质)。 搅拌叶:多采用浆式或叶轮式浆叶;偏心安装(离中心1/3)。材质:含钼不锈钢。转速:150-200转/分 挡板:挡板连接在罐身内壁,防浆液形成旋流,利于均匀搅拌。材质:不锈钢。 加热夹层:用于加热和保温罐内浆液,其构造与常见的食品、化工设备一样;加热介质多为热水;但现一般较大型的生产厂多使用了外加热器,故取消了夹层结构。 盘式加热管:用于加热和保温反应罐内浆液,加热面积需经热量衡算后确定;材质:含钼不锈钢。由于盘式加热管的加热不够均匀和死角较多等缺点,故一般厂家多改用外加热方式,而取消了盘式加热管。 物料进出管:注意先取适合的位置,以方便操作和满足工艺要求。 保温层:多采用珍珠岩、石棉等材料。 人孔及观察孔:人孔用于维护和检修用,多设置于罐顶;观察孔用于对反应物料的观察,亦多设于罐顶。 ?其它: a、 反应罐身上应设有相应的工艺采样设施。 b、 搅拌装置最好可无级调速。 c、 搪瓷反应釜已经标准化和系列化,选用前可详细查阅。 2、 真空耙式干燥机: ?工艺要求:搅拌均匀无死角,耐腐蚀,易排料,好操作。 ?工作原理:用蒸汽或导热油通入干燥机的夹套中,并在内设耙齿的不断搅拌下(防止结块、粘壁及有利均匀加热)加热反应物料。工作方式:间歇式工作。 ?主要结构:机身、传动系统、加热夹套、空心轴、耙齿以及真空或引风系统。 加热夹套:用于导入加热介质,如蒸汽或导热油。 空心轴:可导入加热介质,以获取良好的均匀加热效果及提高效率。 齿耙:用于翻滚物料,达均匀及防过热的目的。有些企业结合自己的实际,已将齿耙改为螺带形。 真空及引风系统:用于排出反应中产生的蒸汽,主要设备为引风机或抽真空装置。 ?设备材质:含钛不锈钢。 ?规格(系列):体积0.5-25m3 ; 传热面积5-100 m2; 动力:2-90KW。 ?设计注意:反应物料力求加热均匀,不粘壁,不结块不过热以及排料易。 3、 滚筒式干燥机: ?工作原理:利用通入转鼓中的蒸汽加热转鼓,然后又将流加到转鼓表面的淀粉乳加热、糊化和干燥,最终成薄片状产出。 ?主要结构:机架、转鼓、小辊筒、布料器、刮料装置、排气装置。 转鼓:耐压容器(工作压力8-10kg/cm2),外形为圆柱状筒体,材质为不锈钢或筒体外表面喷镀特殊金属材料,筒身两端为空心轴结构,便于设置加热蒸汽的进入及冷凝水的排出装置。 布料器:可移动的落料装置,以便于均匀布料。 刮料装置:主要由刀片、刀架及压紧机构组成,目的是将已干燥的物料干净地从转鼓表面刮落。 ?形式及规格:设备形式有单辊(转鼓)和双辊型,已有多种型号或产量的设备规格供选择。 4、 其它设备: ?锥式螺旋混合器:用于物料的混合。罐体为倒锥形,内设一条或两条搅拌螺旋。有些除螺旋自转外,还沿锥面作园周运动,以达到更均匀混合的目的。 ?洗涤旋流器:用于变性淀粉的洗涤,其结构、规格、型号与生产普通淀粉的旋流器一样并已标准系列化。洗涤级数可参考取4级。 ?板式换热器:作反应物料(外)加热、保温用;优点:传热效率高;加热均匀少死角;设备体积小、重量轻、易布置等;材质:含钛不锈钢,产品型号及规格已标准系列化。 ?气流干燥器:与原淀粉的气流干燥器基本相同,但在设计时要注意一般变性淀粉的粒度比原淀粉小,并以此设计或选取收集器。材质:不锈钢或铝板。 5、 小结: 变性淀粉工艺、设备并不太复杂,但要生产出高质量高标准高稳定性的产品却十分不易。 淀粉基降解塑料的四大类及其研究进展 ________________________________________ 2005-6-20 11:06:08 塑料制品正在被广泛应用于人们生产和生活的各个领域,塑料以其质轻、防水、耐腐蚀、强度大等优良的性能受到人们的青睐。 然而,大量废弃的塑料制品因为其不可降解性而带来了“白色污染”的困扰。为此,从70年代以来,人们开始了对降解塑料的研究和开发。 淀粉作为一种天然高分子化合物,其来源广泛,品种繁多,成本低廉,且能在各种自然环境下完全降解,最终分解为CO2和H2O,不会对环境造成任何污染,因而淀粉基降解塑料成为国内外研究开发最多的一类生物降解塑料。 到目前为止,淀粉基降解塑料主要有填充型、光,生物双降解型、共混型和全淀粉塑料四大类。 淀粉的结构和性能 天然淀粉是以内部有结晶结构的小颗粒状态存在的,其分子结构有直链和支链两种。对于不同的植物品种,其淀粉颗粒的形态,大小H以及直链淀粉和支链淀粉含量的比例都各不相同。淀粉颗粒的粒径大都在15,100μm。直链淀粉的葡萄糖以α,D,1.4,糖苷键结合的链状化合物,相对分子质量为(20,200)×104。支链淀粉中各葡萄糖单元的连接方式除α,D,1,4,糖苷键外,还存在α,D,1,6,糖苷键,相对分子质量为(100,400)×106。淀粉的性质与淀粉的相对分子质量、支链长度以及直链淀粉和支链淀粉的比例有关。实验证明高直链含量的淀粉更适合于制备塑料,所得制品具有较好的机械性能。 天然淀粉分子间存在氢链,溶解性很差,亲水但并不易溶于水。加热时没有熔融过程,300?以上分解。然而淀粉可以在一定条件下通过物理过程破坏氢键变成凝胶化淀粉(gelatinized starch)或叫解体淀粉(destructurized starch)。这种状态的淀粉结晶结构被破坏,分子变得无序化。 有两种途径可以使淀粉失去结晶性:一是使淀粉在含水大于90,的条件下加热,至60?,70?时淀粉颗粒首先溶胀,而后达到90?以上时淀粉颗粒消失而凝胶化。二是在水含量小于28,的条件下将淀粉在密封状态下加热,塑炼挤出,这时淀粉经受了真正的熔融。这种条件下的淀粉有人称之为解体淀粉,有人称之为凝胶化淀粉。这种淀粉和天然颗粒状淀粉不同,加热可塑,所以有人称之为热塑性淀粉(thermoplastic starch)。
填充型淀粉塑料 1973年,Griffin首次获得淀粉表面改性填充塑料的专利。到80年代,一些国家以Griffin的专利为背景,开发出淀粉填充型生物降解塑料。填充型淀粉塑料又称生物破坏性塑料,其制造工艺是在通用塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂,然后加工成型,淀粉含量不超过30,。填充型淀粉塑料技术成熟,生产工艺简单,且对现有加工设备稍加改进即可生产,因此目前国内可降解淀粉塑料产品大多为此类型。 天然淀粉分子中含有大量羟基使其分子内和分子间形成极强的氢键,分子极性较大,而合成树脂的极性较小,为疏水性物质。因此必须对天然淀粉进行表面处理,以提高疏水性和其与高聚物的相容性。目前主要采用物理改性和化学改性两种方法。 (一)物理改性 物理改性是指淀粉细微化、通过挤压机破坏淀粉结构或添加偶联剂、增塑剂等添加剂以增加 淀粉与通用塑料的相容性。天津大学的于九皋将淀粉颗粒细微化,然后选出一种偶联剂在淀粉颗粒表面形成单分子包裹层以掩盖其表面的羟基,即对淀粉颗粒进行亲油性改性,使得淀粉颗粒的吸油量大大增加,而吸水量显著降低。通过此工艺处理的淀粉明显地改善了淀粉与合成树脂间的相容性。G(Griffin等用硅氧烷与淀粉和水混合干燥,再与自氧化剂和普通塑料共混挤出,制成降解塑料母粒。加拿大的St(Lawarnce淀粉公司采用此项技术工业化生产出Ecostar可降解塑料母粒。Greizerstein H B等人对PE/Ecostar Plus共混物制成的塑料袋进行堆肥实验,发现该研究采用的淀粉降解剂并不能有效促进PE在堆肥内部的降解。 (二)化学改性 化学改性通常是向淀粉分子引入疏水基团,使其在淀粉和合成树脂之间起到增强相容性的作用,改性方法有酯化、羟烷基化或接枝共聚、醚化、交联改性等。目前用化学改性方法生产的淀粉塑料品种有淀粉一乙烯俩烯酸共聚物,德国Cabot塑料公司的PE9321、意大利蒙特爱迪生公司的淀粉僳丙稀塑料、美国Coloron公司的酯化淀粉,PE、醚化淀粉,PE和接枝共聚物,淀粉,树脂、美国Agrl,Tech公司的糊化淀粉/聚酯(或聚乙烯、聚丙稀酸酯)。