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羧甲基淀粉钠工艺技术.请阿里巴巴生意经的高手、专家们帮忙看下

返回列表 来源:未知 浏览:1939 发布日期:2018-04-21 14:22:48【
  采购羧甲基纤维素钠,选择怀化奥晟科技有限公司,本公司28年专业只生产CMC,因为专业所以卓越,目前与多家上市公司有深度合作,期待您的咨询和洽谈,今天是二零一八年四月二十一日,今日的问答内容是《羧甲基淀粉钠工艺技术.请阿里巴巴生意经的高手、专家们帮忙看下》。
  问题补充:
  最佳答案:梭甲基淀粉钠(SodiunlCarboxymethylStarch,简称Na一CMS)又称梭甲基淀粉(CMS)或梭甲基淀粉醚,是一种冷水可溶性的阴离子型淀粉衍生物,其分子单元结构与梭甲基纤维素(CarboxyoethylCellulose,简称CMC)相同,性状相近。但淀粉来源广、生产成本比CMC低、醚化剂用量少、工艺简单;具有价格低、白度好、易溶解、粒度细、不结块等优点;同时还具有增稠、乳化、分散、粘接等优良性能,在电焊条、纺织、印染、造纸、日化、食品、石油、选矿、胶翻剂等领域具有广泛的应用,被誉为“工业味精’,国外20世纪60年代初已具备CMS的规模生产装置;国内起步相对较晚,20世纪70年代虽有医药级CMS的研制成功,但其真正快速发展和拓宽应用领域是20世纪80年代后,高勃度CMS的研制始于20世纪90年代中期冈。近儿年由于淀粉工业的快速发展,淀粉产量增长较快,产品结构得到调整。淀粉行业发展的同时,也存在一些需要解决的问题,如淀粉及深加工产品人均占有量低、综合利用率低、深加工高科技产品少、淀粉转化率低等,淀粉的深加工成了函待解决的问题侧。  目前合成CMS的方法主要有干法或半干法、湿法和溶剂法。虽然工艺不同,但合成原理基本相同:淀粉分子链中的葡萄糖结构单元中的经基与一氯乙酸在碱性环境中发生双分子亲核取代反应形成醚键,生成梭甲基化产物CMS。    1.干法或半干法    干法是将淀粉与定量的氢氧化钠,在粉碎机中充分混合后放人反应釜中,以喷雾的方式加人相当于淀粉干重30%左右的水,在指定的温度和条件下强力混合,进行碱化反应,使淀粉充分溶胀;碱化结束后,冷却至室温,加人计量的粉末状的氯乙酸钠,搅拌下充分混合,在约60℃下进行醚化反应一定时间后,冷却至室温。产品用甲醇的水溶液洗涤,并加人醋酸中和未反应的碱,过滤,烘干,即得到梭甲基淀粉。半干法的合成工艺与干法基本相同,但加水量增至淀粉干重的80%左右。CMS合成方法的研究现状范庆松等I6J以马铃薯为原料,采用干法工艺制备了取代度为0.73的梭甲基淀粉,其合成工艺为淀粉、氯乙酸钠和氢氧化钠的摩尔比1:1:125,碱化和醚化反应温度、时间分别为35℃、60min和70℃、2.5h。张慧等以玉米淀粉为原料,采用干法制备了取代度为035的梭甲基淀粉,工艺条件:氢氧化钠与氯乙酸的摩尔比为3.2,反应体系水的质量分数为20%,醚化反应温度为66℃,时间为3.7h。王磊等同以木薯淀粉为原料,采用半干法工艺制取梭甲基淀粉,其最佳合成工艺条件如下:糊化温度120℃,n(NaOH):n(AGU)=0.54,n(SMCA):n(AGU)二0.45,酒精淀粉比(V/W)为0.3,室温搅拌时间20min。 2.湿法 湿法制备工艺是以水为介质,将一定浓度的氢氧化钠溶液和一氯乙酸加人淀粉乳中,在低于糊化温度下反应,再经过滤、洗涤和干燥而得产品。由于水的加人,使得氢氧化钠和一氯乙酸易于进人淀粉颗粒结构中,反应均匀性高于干法和半干法制备工艺。但梭甲基淀粉在冷水中容易糊化,醚化剂利用率低,产品难于提纯,而且废水量大,造成环境污染。因此,湿法在工业上意义不大,现在已很少使用该法. 乌云等四将淀粉与水按1:巧的比例制得淀粉浆,然后按淀粉浆与40%氢氧化钠溶液以巧O:7的比例(体积比)混合,在40℃下,反应40一50min后,再加人75%的一氯乙酸(反应液与一氯乙酸的体积比为巧:l),直到反应液呈褪糊状即得产物,产物的取代度DS二0.19。田树田等以玉米淀粉为原料,采用酸化一醚化复合变性的方法在水相中酸化时间为45min,液固比为2.5,NaOHJAGU为2.0,CICH多OOHJAGU为1.0.反应时间为Zh,反应温度为60℃,制得了取代度为0.55的梭甲基淀粉。  3.溶剂法  溶剂法是将淀粉悬浮于含有一定水的低碳有机溶剂(甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮等)中,加人NaOH和一氯乙酸,在30~60℃条件下进行反应而获得CMS周。由于溶剂法是以能与水相混溶的有机溶剂为介质,在少量水分存在下进行的醚化反应,因此能提高反应效率,反应完成后产品能保持颗粒状态,产物取代度高且取代基分布均匀;但需要回收溶剂,生产成本相对较高。  (1)异丙醉作溶剂  在各种有机溶剂当中,以异丙醇作溶剂,得到的竣甲基淀粉的取代度相对要来的高、反应效率高。但异丙醇沸点高、不易挥发、能耗较大,而且含水异丙醇有一定的腐蚀性,影响设备寿命。赵瑞玉等四以异丙醇为溶剂,合成了取代度DS>1.5的梭甲基淀粉醚。其合成最佳工艺参数为:氯乙酸:AGU=2.4:1(摩尔比),氢氧化钠:氯乙酸二2.4:1(摩尔比),反应介质中加水3-smL,异丙醇的用量是160一180mL,碱化温度40℃,碱化时间1一15h,醚化温度50℃,醚化时间2一2.5h。张温典等回以异丙醇为溶剂,以木薯淀粉作原料,制备了取代度DS>l.3的木薯竣甲基淀粉。其原料的最佳摩尔比为:木薯淀粉(以AGU计)二氯乙酸=l:3,氢氧化钠:氯乙酸二25:1,醇与水的体积比为19:l,碱化温度3此,碱化时间60min,醚化温度50℃,醚化时间12腼in。左继成等问以异丙醇作溶剂,以玉米淀粉为原料,制得了取代度DS城玲779的梭甲基淀粉,其制备工艺参数为:在淀粉:氯乙酸:氢氧化钠==l:2:5摩尔比条件下进行碱化,碱化温度35℃酷酷客,时间为1.5h,醚化温度55℃,时间sh,蒸馏水25mL。  (2)甲醉作溶剂  甲醇能溶解氢氧化钠并且与淀粉均匀混合,避免了水解副反应发生,提高了醚化反应速率。甲醇能促进与固碱的反应.乙醇不能起这种作用但甲醇有毒性。张淑芬等问以甲醇为溶剂,以玉米淀粉作原料,合成了取代度DS>l.0的梭甲基淀粉,反应效率在90%以上,优化反应条件为:淀粉:一氯乙酸:氢氧化钠=l:1:2(摩尔比),反应温度50℃,反应时间为shoXiaZhau等以甲醇为溶剂,制得了取代度为0.9的梭甲基淀粉,进一步推导出氢氧化钠不仅用来形成淀粉钠,而且还起到中和梭基反应的作用。其合成丁艺为:碱化时间1.5h,醚化温度5此,醚化时间4h,一氯乙酸:淀粉:氢氧化钠=l:1:2(摩尔比)。  (3)乙醇作溶剂  用乙醇作溶剂,得到梭甲基淀粉的取代度相对较低。但乙醇来源广,从价格和安全因素综合考虑,常用溶剂是乙醇和水配制的混合溶剂。杨丽莉[In以无水乙醇作溶剂,制得了平均取代度为1.10的梭甲基淀粉。其合成工艺条件:反应温度50℃,反应时间80min,物料摩尔配比为淀粉:氢氧化钠:一氯乙酸=l:2石:1,乙醇用量为70mL。姜绍通等阴以乙醇作溶剂,以甘薯淀粉作原料,制备了DS可达1.0以上的梭甲基淀粉,其制备工艺条件:AGU:NaOH:CICH厂OOH=1:1.4:0.8,醚化温度45℃,反应时间3h,采用两次加碱的方式。蓝平等11睬用质量分数为86D%的乙醇作溶剂,以木薯淀粉为原料,制备了DS为0.8的竣甲基淀粉。其合成工艺条件为:配料质量比为淀粉:氯乙酸:氢氧化钠二1一0.5~0一0.5~0.6,以氯化按为催化剂,醚化温度为45℃,醚化时间为3h。曹凯光等四以乙醇作溶剂,以红薯淀粉为原料,制备粘度为2048mPa.5的梭甲基淀粉。其合成工艺为:红薯淀粉lmol,乙醇12mol,红薯淀粉:氢氧化钠:氯乙酸=l:1.5:0.75(摩尔比),碱化时间为位75h,碱化温度为35℃,醚化温度为45℃,醚化时间为Zh。曹凯光等四以乙醇作溶剂,李荞以淀粉为原料,制备了赫度值高达1550mPa·S的高勃度李莽梭甲基淀粉。其最佳合成工艺:碱化温度35℃,醚化温度45℃,醚化时间Zh,革莽淀粉:氢氧化钠:一氯乙酸:乙醇二l:1.5:0.75:12(摩尔比)。张洪微等四采用乙醇作溶剂,以多孔马铃薯淀粉为原料,制得了梭甲基多孔淀粉的粘度为1250mPa·s,工艺条件为:碱化时间80min,氢氧化钠用量9.叱,乙醇体积分数95%,碱化温度35℃,醚化时间6h,反应温度60℃,一氯乙酸用量9飞。张筱璐等四以乙醇作溶剂,玉米淀粉为原料,制备了粘度为1128mPa·S的梭甲基淀粉,其最优化实验条件:淀粉、氢氧化钠、氯乙酸的摩尔比为1:0名2二肠,乙醇质量分数为a85,乙醇体积140mL,醚化时间lh,醚化温度5吮二。  (4)其他有机物作溶剂    除了上述三种常用有机物作溶剂外,合成CMS的其他有机溶剂还包括1一丙醇、丁醇、仲丁醇、叔丁醇、丙酮等。Tijisen等四对土豆淀粉梭甲基化反应所用有机溶剂进行了研究,有机溶剂包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、仲丁醇、叔丁醇以及丙酮。结果显示:在理论取代度相同的情况下,取代度与反应效率成正比,其中用异丙醇作溶剂得到的取代度最高.反应效率最大;反应460min后,反应效率为0.80,取代度为0.90;丙醇和丁醇的三种异构体的反应效率为0.70,甲醇和乙醇的反应效率最低,其效率为0.07,而且这个实验结果重现性可以达到90%。Kittiponvatana等四以绿豆淀粉作原料,用1一丙醇作溶剂,在81℃下反应120min,产物的取代度为0.5277;而用2一丙醇作溶剂,在81℃下反应60min,产物的取代度为0.5526。金惠平四对含有13%一15%水的甲醇、乙醇、丙酮和异丙醇作为反应介质的有机溶剂进行了研究。结果发现:在不同的反应介质中,其他条件相同时,制得的梭甲基淀粉的取代度不同,各取代度分别为0.2294、0.3793、0.4756、05897。由于乙醇的来源广泛,价格较异丙醇低廉,但反应效率比异丙醇低,挥发性较强;而异丙醇反应效率较高,但其沸点较(82.5℃),能耗较大,而且含有水的异丙醇有一定的腐蚀性,影响设备的寿命。因此,国内工业上一般用乙醇作为溶剂网。Ragheb等阴用溶剂法合成出了取代度为0.9的CMS,并应用于纺织印染行业。Kwone等四用溶剂法合成取代度为0.4一0.6的CMS,并对其物化性能进行了研究。    近年来,国内对高粘度CMS的研究取得了一定的突破。为了满足各行各业对CMS的需求,近期的研究己朝提高性能、改进工艺、拓宽用途、降低成本、复合化的方向发展。在国内,一些具有原料和技术优势的淀粉生产企业也在进一步加强CMS的生产和研究,不断改进生产工艺和设备、提高产品质量、扩大产量、降低成本、形成规模效益、并重视品种的研究和开发。为了提高CMS的粘度,一些科研人员采用复合变性的方式。杨玉玲等阅采用二氯氧磷作交联剂,刘大胜等13l]采用环氧氯丙烷及三偏磷酸钠作交联剂,通过交联一醚化二元复合变性或三元复合变性得到了高粘度CMS。国外在复合型变性理论和实践中也取得收获,尤其是交联一羡甲基化复合变性淀粉队均。除了交联一竣甲基化复合变性方式之外,氧化一梭甲基化队叨、醋化一梭甲基化等复合变性方法也是制备高粘度竣甲基淀粉的有效方法。  应用现状    由于梭甲基淀粉的性能优良、成本较低,已在许多工业部门得到应用。在食品工业中,CMS可用作增稠剂、稳定剂、保鲜剂和改良剂阴。在纺织工业中,CMS可以部分替代梭甲基纤维素、海藻酸钠与PvA阅,用作经纱上浆的粘附性浆料。在医药行业中,可用作崩解剂、血液扩张剂、药物的乳化剂及悬浮剂,还可以在卫生、垫裙、餐巾纸和婴儿尿布等制品中用作吸水材料阴。    在石油工业中,CMS系钻井泥浆降失水剂具有优异的降失水性能、抗盐性及一定的抗钙盐能力。研究证明:在钻井工业中,使用CMS作为高抗盐钻井液降失水剂比原淀粉优良。淀粉经变性处理,分子链上增加了浚基,一定程度上改变了淀粉侧链的构成;同时进一步破坏了淀粉的形态。梭基的存在大大提高了水溶性、吸附性和水化能力以及抗盐能力,使得CMS形成沉淀的倾向减弱,CMS的吸附使粒子的扩散双电层斥力和水化膜粘弹性斥力增大,从而提高了泥浆中粒子的聚结稳定性,保持了泥浆粒子的多分散度,从而获得良好的钻井泥浆降失水效果。    在造纸工业中,适宜取代度的CMS用作瓦楞纸板及墙纸豁合剂,具有溶解快、胶糊豁性好、稠度高和涂刷使用方便等优点。CMS在纸张涂布中用作勃着剂,可使涂布具有优良的均涂性和勃度稳定性;其保水性能控制了豁合剂对纸基的渗透,使涂布有良好的印刷性能。CMS在洗涤剂中用作抗污垢再沉淀剂,对疏水性合成纤维织物的洗涤效果比CMC更好,且成本比CMC低。CMS具有优良的吸附重金属离子的能力,且可以再生重复使用,是一种值得推广使用的吸附重金属离子的废水处理剂刚。除上述作用外,CMS还可用作皮革的上光剂、着色剂,橡胶浆的稳定剂,泡沫灭火机的泡沫稳定剂,农药塑料中的分散剂、稳定剂和乳化剂,油漆脱模剂,以及种子包衣剂等。    在日化工业中可用作肥皂、家用洗涤剂的抗污垢再沉淀剂,牙膏的添加剂,化妆品中加人CMS可保持皮肤湿润[l]。亦用于高温筑炉、建筑涂料、陶瓷粘接、电子和焊条、壁纸的豁合剂、絮凝剂、乳胶增稠剂、粉煤成型的粘接剂等叫。    存在的向题和发展趋势    目前,CMS低粘度、中粘度产品的研究水平、生产技术和产品质量已基本成熟;但高粘度CMS产品的工业化生产在国内还基本处于空白状态,质量稳定性与国外产品有较大的差距,人均消费量与日本及欧美国家相差甚远。总结近年来梭甲基淀粉合成与应用研究的文献,可以发现CMS的合成目前主要存在如下问题:    ①干法和半干法合成的CMS取代度不高,而且取代基分布于颗粒的表面,产品的溶解性能差;湿法合成时,醚化剂利用率低,淀粉易糊化;溶剂法合成时,需要回收溶剂,提高了生产成本。    ②在溶剂法中,异丙醇的价格较高;甲醇对人体的侵害较为严重,大量使用不利于环境保护和人体健康;丙酮沸点低,易挥发,不易回收。    ③目前有文献采用复合变性的方式来提高CMS的粘度,如交联一按甲基化,但所使用的交联剂中环氧氯丙烷、三氯氧磷有毒,易挥发,对反应装置要求严格。    ④根据淀粉来源和CMS应用领域的不同,缺乏针对性的研究,难以开发出符合某一领域的CMS产品。    ⑤实际应用中,由于CMS糊液粘度不够稳定,限制了CMS应用范围的拓宽。    针对以上存在的问题,今后的研究工作应着重从以下几个方面着手:    ①试图寻找一种介于干法和湿法之间的方法,开发出用较少的溶剂生产出较高粘度的CMS产品。加强对CMS取代基分布情况的研究。    ②寻找更优良的有机物作溶剂。根据有机溶剂的优点,可以使用两种或两种以上的混合有机物作为溶剂。    ③进一步加强对复合变性的理论研究;在交联一浚甲基化复合变性中引人新的性能优良的交联剂(如价廉而性能优异的N一经甲基化合物),从而改进CMS的应用性能。    ④针对淀粉的来源及不同用途,研究其相应的制备工艺,拓宽加工渠道,提高农产品附加值,促进农业良性发展。    ⑤进一步改进CMs的应用性能,如耐热性、稳定性、耐盐性、耐酸性以及抗霉变性等。
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