溶液至50～6o℃,按次序打开吸收器D及C的排气孔(注意开动顺序),撤去烧瓶A的
热源,并继续通入氮气.
取下D管及E管,将E管中碘化钾溶液放入51:)0毫升锥形瓶中,洗净,另外将D
管中溶液放入同一锥形瓶中,用5毫升硝酸洗涤D管两侧,用蒸馏水再洗涤两次,放
置5分钟,加5毫升硫酸,用硫代硫酸钠溶液滴定,以淀粉作指标剂.
多,但物料和气相的醚化剂的接触也不够充分,局部还存在死角,所以一般的反应釜不
适宜此醚化反应.反应釜的构造是反应成败的关键,最好是滚动卧式反应釜,因为反应
釜能滚动,所以物料在釜内能滚动,并且在搅动耙桨的翻动下,物料无死角,物料与醚
化剂的接触更充分.搅拌轴是空心并有许多小孔,能在反应过程中进行抽真空,充N
干法生产羟丙ห้องสมุดไป่ตู้淀粉
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产品应用
,
干法生产羟丙基淀粉
顾立基(无锡化工研究设计院)
羟丙基淀粉是性能较好的变性淀粉之一,它有优良性能和非离子化的特性.根据
羟丙基淀粉取代度的不同广泛应用于医药,食品,日用化工,纺织,印染以及石油开采
渍的时间也有一定的影响,温度高浸泡时间可以短一点,温度低浸泡时间长一点,一般
浸渍液控制在20-25~C左右,时间在6O一8O分钟左右为宜
2,环氧丙烷加入速度
淀粉分子上有了一定量的催化剂后,在反应釜中遇到环氧丙烷,在一定的条件下
就能进行反应,环氧丙烷加入量越多反应愈迅速,反应时间也愈短,同时剧烈的反应放
Br2+2KI一——一2KBr+I2
I2+2Na2S20厂2NaI+Na
2.分析议器
AE
3.操作
如图在B管中放入约0.1克红磷及硫酸
镉溶液(50Y/Y+)数毫升,C管中准确放入lO
毫升硝酸银的乙醇溶液,(将33克硝酸银溶
解在不含氮的11O毫升蒸馏水中,加数滴硝
酸酸化,用无水乙醇稀释至1000毫升),D管
淀粉有二种结构.
一
种在大分子中葡萄糖基环间只有1—4甙键联结,大分子呈线型,称为直链淀粉,
一
19—
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纤维素醚工业
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其结构式为:
H
CH20HCH20H
OH
O
另一种除了1—4甙键外还有1-6甙键以及少量的1-3甙键联结,大分子呈分支状
烷,釜内的物料温度升高至88—90~C,釜内的压力开高至O.25mpa左右,用环氧丙烷的
加入量来控制和维持釜内的温度和压力,直至要加的环氧丙烷全部加完,一般反应需
要4—5小时,待釜内的压力回到原先的压力,反应结束放空降温后出料.
c.干燥:
醚化后的物料进入气流干燥器,在干燥时加入一定量的硼砂进行干燥.
好,可降低织造过程中所产生的静电集聚,退浆容易,减少环境污染;在油田钻井中作
泥浆降滤失剂,既能应用于淡水泥浆又能用于盐水泥浆,而同类的羧甲基淀粉钠
CMS—Na抗盐能力较差,只适用于淡水泥浆.随着人们对羟丙基淀粉在应用方面认识
的提高和开发,使用量也迅速地大幅度的提高,我国淀粉资源丰富,价格便宜,变性的
等各行业领域中.在医药行业中用作药片的崩解剂,增稠剂;在食品工业中作食品的增
稠剂,低温稳定剂,防冻剂,乳化剂,还可用于生产食品的包装薄膜;在造纸工业上主要
用作表面施胶和涂布;在印染中作印花糊料和匀染剂,其性能优于传统的助剂如海藻
酸纳,合成龙胶和多种匀染剂;羟丙基淀粉与PVA复配生产的变性淀粉混合浆适用于
卧式滚动反应釜
真空泵
分碎机
3,工艺流程示意图
玉米淀粉
HAC
HaOH—
NaC1
H,O,f离心液回用
一
2l一
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4,工艺过程:
a.淀粉的预处理:.
向搪瓷反应釜内依次加入醋酸溶液和淀粉,酸用量为淀粉的2-5%,搅拌均匀后将
酸溶液反应,生成黄色的碘化银沉淀.
CH3-C.
H—CH3+AgNO厂———AgIAgNO3———’AgI
I
I
用硫氰酸铵标准溶液标定剩余的硝酸银以测定碘丙烷含量,并换算成环氧丙烷%
反应生成的丙烯,由定量的溴的冰醋酸饱和溴化物溶液吸收,然后用硫代硫酸钠标准
溶液标定剩余的溴,反应方程式为:
CH2=CHCH3+Br2_———一CH2BCHBrCH3
中准确加入2O毫升0.12N的溴——溴化钠
的醋酸溶液(将12毫升液体溴和6O克溴化
钠溶解在3600毫升冰醋酸中约为0.12N,贮
藏在棕色瓶中),E管中放入3O毫升碘化钾溶
液(100Y/Y+).
称量干燥过的羟丙基淀粉0.2克左右(可
视样品中取代度的高低增减称量)放入烧瓶
中,调整N气每秒O.6-0.7个气泡,将烧瓶A
淀粉称为支链淀粉,淀粉主要来自小麦,大米,高梁,马铃薯和玉米等中.
普通淀粉的线型多糖具有线型分子的通性,它能够形成结合区,部分结晶形成薄
膜,甚至形成高强度和柔性的纤维,在许多重要用途中直链淀粉具有近似纤维素的性
能,玉米淀粉和马铃薯淀粉具有较多的直链淀粉和高直链淀粉.
淀粉的分子及结构
淀粉在化学结构上是由一葡萄糖缩聚而成的,由于一葡萄糖缩聚方式不同使.
d.粉碎:
干燥后的羟丙基淀粉HPS有一部分呈不规则的块状,用粉碎机进行粉碎成一定
规格目数的微细粉粒.
五,产品质量:
此工艺生产出的羟丙基淀粉为低取代度的HPS,一般DS在0.5-0.65之间已能在
上述各应用领域中应用,在纺织上浆中的HIS,DS控制得更低,0.08-0.1就可以.
成品的质量
水份(%)≤9—12%
\/l’
0CH3
副反应:
1,淀粉-0-CHz-C
J
H—OH+nH2C\-/CH—cH3
CH30
淀粉一0七CH2_-CH一0-kCH2_.CH—OH
CHCH
一
2O一
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2,H2C—CH—CH3+NaCI+H2o——CH3一~H-CH2CI+CH3一H—cH2OH+NaOH
粉易结块,影响产品质量,同时在反应釜壁上会产生挂壁现象影响热量的传递,并且反
应釜的清洗也较麻烦.
5,产品在干燥过程中可加入一些添加剂如硼砂(四硼酸钠),硼酸,阿拉伯树胶,硫
酸盐或磷酸盐改善产品的分散性.
6,干法生产羟丙基淀粉HPS的工艺为较新颖的工艺,与传统制羟丙基淀粉的工
艺比较,节省了大量的有机溶剂甲醇或乙醇,省略了有机溶剂的回收工艺和设备,极大
\0/6Hl
用环氧丙烷与含水8—12%已活化的淀粉即能完成羟丙基醚化反应.淀粉首先在碱
和盐(NaC1)溶液中浸渍,经离心机甩干后水份达到8—12%,与气体环氧丙烷可进行”干
性”反应,并且在淀粉颗粒内达到高取代度而不发生溶胀问题,制造不糊化,冷水溶性
(cws)~羟丙基淀粉HPS.在反应中用磷酸盐或羟酸盐作为催化剂,把强碱性的浓溶液
应,所以控制环氧丙烷的加入量来控制反应釜内的压力,同时也控制了反应的温度和
反应的速度.设备能否在大量放热时带走大量热量也是决定产品好块的因素,反应温
度一般控制在85—9O℃为宜.
3,反应釜的选择
因为是气固相反应,淀粉是固态,环氧丙烷加入量也不能太多,又没有稀释剂的加
入,所以用普通反应釜来反应,则搅拌的阻力太大了,用卧式反应釜阻力虽然降了很
态称为支链淀粉,其结构式为:
CH2OH1CH2OH
O
O
2
OH
O
淀粉在水中的变化大致为吸收,膨胀,糊化三个阶段,淀粉分子具有屏闭效应,不
会和其他物质直接进行各种反应,一定要使淀粉上的羟基具有活性后再在一定的条件
下才能进行反应.
淀粉与环氧丙烷的羟烷基化反应
正反应:
淀粉一OH+HzC—CH—CH淀粉一0一CH厂CH—OH
应,有机溶剂可以用低级脂肪醇或者酮,工艺过程及设备则有较大的更改,在此不作
详述.
产品取代度DS的测定
醚化度是淀粉-9环氧丙烷的醚化程度,也就是淀粉中每个失水葡萄糖单体与环氧
丙烷结合的平均分子数.
1.测定原理:
-
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(例如50%NaOH溶液)喷淋在淀粉表面,或者与碱干混合后进行喷水,这样可使淀粉
充分活化,即能与醚化剂环氧丙烷反应生成未糊化的CWS的羟丙基淀粉HPS.
生产工艺
1,原材料(工业级)
玉米淀粉一
环氧丙烷>/98%
磷酸钠或硫酸钠
醋酸≥95%
烧碱≥95%
食盐
硼砂
2,主要设备
搪瓷反应釜
三足离心机
气流干燥机
地降低了成本,也避免了甲醇在工艺过程中泄漏,给操作工人身体健康带来危害,同时
还降低了工业废液的排放,减少环境污染.
本工艺生产的羟丙基淀粉HPS的取代度在0.5—0.65之间已能满足上述许多应用
领域的需要,而传统制造法制造的羟丙基淀粉的取代度最高只有O.35.若要制取更高