凈水處理劑-氧化淀粉

理化性質

淀粉是由眾多的葡萄糖以甙鍵相連，其中02、03為仲碳原子，06為伯碳原子，在氧化劑的作用下發生氧化生成氧化淀粉。氧化淀粉為白色粉末狀固體，外觀潔白。淀粉在植物中以顆粒形式存在，是一種聚糖碳水化合物，屬于糖類。氧化淀粉中的02、03、06鏈常發生斷裂。氧化淀粉屬于變性淀粉。糊化溫度低、黏度低，粒度穩定性高，不易聚沉。且成膜性好，透明度高。

工藝開發

2.1主要原料

玉米淀粉，含蛋白質為0.2%~0.6%、脂肪0.11%~0.8%、水12%~14%、灰分0.1%、二氧化硫0.004%。淀粉，不應含玉米微粒，以防影響氧化程度的控制，不應發霉，不能含水量過大或結塊，通常使用的商品化淀粉為純白色無定形粉末，細度過100目，水分小于14%。

先將玉米經脫皮粉碎，放入膨化機中，經加熱、加壓和機械作用，使其處于高溫和高壓狀態。此時，玉米顆粒軟化，水分高度過熱，在泄壓的瞬間，巨大的膨脹力使玉米組織形成無數海綿狀、多孔、質地疏松的微小顆粒，再經粉碎、過篩，即得膨化玉米淀粉。

由于采用獨特的改性工藝，無“三廢”的產生，化料的使用量降至不足總量的10%,而且生產成本較低，使用效果好。

工業淀粉的預處理方法是：將淀粉50kg,加水200L,在攬拌下滴加稀堿溶液，調節pH為10,浸漬攪拌40min后于100目過濾去渣，將淀粉乳靜置過夜，排除廢水即可。

玉米淀粉的價格便宜，故采用玉米淀粉為主要原料的成本較低，用戶樂于接受。而且玉米淀粉膠的物理機械性能好，能耗低，干燥速度快。但目前的玉米淀粉經常存在著質量不穩定,儲存期短，儲存時易發生分子間締合，流動性差，顏色深等缺陷。通過對玉米淀粉氧化、糊化，并加入適量的穩定劑可制備出高固含量、儲存穩定性好，并具有一定初儲力。

2.2助劑

①高錳酸鉀：以過硫酸銨為助劑，高錳酸鉀為氧化劑，直接取淀粉生產工序的濕淀粉，加入高錳酸鉀和硫酸進行氧化。

高猛酸鉀是一種紫色固體，在強酸條件下生成無色的二價錳離子，顏色純白，反應十分迅速，氧化程度大，但分子降解較小，反應中無任何氣味。

②其他氧化劑：高鐵酸鉀為暗紫色有光澤的粉末狀固體，極易溶于水，氧化能力甚至強于高錳酸鉀，在強堿性溶液中相當穩定，為極好的選擇性氧化劑，具有無毒、無污染、無剌激性等優點。是KMn04等氧化劑的理想替代品?？蓪⒌矸鄯肿拥牟u基最終氧化為醛基，而仲羥基不受影響，碳鏈也沒有斷開，產品防腐防霉能力好。

高碘酸及其鹽是一類選擇性很強的氧化劑。在水溶液中的高碘酸作用下，淀粉葡萄糖基可形成二醛，而伯醇則不受影響，所得稱為雙醛淀粉（DAS),是一種有發展前途的變性淀粉。

用高碘酸氧化淀粉，最佳工藝條件：（高碘酸鈉）：m(淀粉）為1.1:1,Nal03濃度為0.7mo1/L,反應溫度35~40°C，時間控制在3h,pH在2~1.5。產品醛基質量分數在95%以上。

③氧化淀粉助劑：氧化淀粉的助劑是為了調節其性能各種要求，常用的有下列幾項：

催干劑常用輕鈣、氯化鈣、熟石膏、白黏土、膨潤土等。輕鈣又名沉淀白堊。它能吸收膠水中多余水分，起催干和增白作用。硫酸鈉也被用來作干燥劑，提高初始黏度。

操作和使用過程中產生氣泡，主要是反應用料配比不當或反應時間過短，可加入適量消泡劑消除或回鍋重新反應后再用。常用的消泡劑有硅油、磷酸三丁酯等。消泡劑還有增塑的作用，增加膠黏劑的流動性。

為了終止氧化反應保持膠水流動性，延長儲存期，可加入還原劑，諸如亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉，硫酸錳等。對高錳酸鉀氧化淀粉，若有殘余，在產品儲存過程中會影響淀粉膠稠度和黏度，需要加入硫代硫酸鈉除去剩余高錳酸鉀，用量要合適。

2.3反應原理

淀粉是直鏈型和支鏈型的多糖混合物，其中自鏈淀粉約占20%,支鏈淀粉約占80%。在氧化劑存在下，使淀粉分子中部分還原性端基(第2、4、6碳原子的羥基）先氧化成醛基，進一步氧化成羧基。在氧化過程中，必然伴隨著糖甙鏈斷裂，分子量減小，該反應與氧化程度成正比，因此只要適當控制氧化深度便能制得具一定黏度的氧化淀粉。

糊化可導致淀粉團粒的潤脹和水合，除特殊情況外，糊化一般是在水存在下進行的，玉米淀粉的糊化一般需要3.6~4.2倍的水，若低于此倍水量，則無論怎樣加熱，都不會達到糊化程度。但倍水量又不宜過大。采用1.3倍水量，在此條件下，氧化前對淀粉冰體系進行的加熱處理，稱為預糊化。經預糊化后的產品流動性好，內聚強度高，氧化過程中維持體系pH值在10左右的用堿量多。這是由于預糊化作用使淀粉團粒發生了較大程度的膨脹，氧化劑水溶液能很快滲入到團粒內部，使得淀粉分子基環間的氧橋斷裂降解程度加大，同時支鏈淀粉大分子發生氧化降解的幾率增加，導致產品的儲度下降較多，從而使產品的流動性能得以改善提高。

此外淀粉團粒的膨脹部分地破壞了淀粉分子內的羥基締合，并使羥基被氧化的幾率増多，這均有利于提高淀粉好間的作用力，因此內聚強度有所提高。經預糊化后，氧化反應進行的較徹底，生成的羧基相對較多，所以用于中和羧基以維持pH值的堿液消耗量自然就較多。氧化前對淀粉/水體系進行預糊化處理，對淀粉的氧化改性是極為有利的。