專(zhuān)利名稱(chēng)：：利用馬鈴薯淀粉渣制備高粘度羧甲基纖維素鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于羧甲基纖維素鈉制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種用馬鈴薯淀粉渣制備高粘度羧甲基纖維素鈉的方法。
背景技術(shù)：
：羧甲基纖維素鈉是天然纖維在堿性條件下與氯乙酸發(fā)生醚化反應(yīng)所得到的一種大分子化學(xué)物質(zhì)。在水中溶脹時(shí)，可以形成透明的粘稠膠液，在酸堿度方面表現(xiàn)為中性。羧甲基纖維素鈉具有許多優(yōu)良的獨(dú)特性質(zhì)，其水溶液具有粘結(jié)、增稠、乳化、懸浮、成膜、保護(hù)膠體、保護(hù)水分、抗酶解以及代謝惰性等性能，廣泛應(yīng)用于建筑、石油、食品、紡織、洗滌劑、涂料、醫(yī)藥、造紙以及電子元器件等工業(yè)生產(chǎn)中，其用途十分廣泛。羧甲基纖維素鈉的制備方法主要有水媒法、溶媒法和溶液法。傳統(tǒng)方法生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的主要原料是棉絨，其生產(chǎn)成本較高，原料來(lái)源有限。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種利用馬鈴薯淀粉渣制備高粘度羧甲基纖維素鈉的方法，以解決傳統(tǒng)制備羧甲基纖維素鈉方法中原料較貴的問(wèn)題。本發(fā)明利用馬鈴薯淀粉渣制備高粘度羧甲基纖維素鈉的方法，包括以下步驟1)、精制纖維素的制備a)酸解在三口瓶中先加入馬鈴薯淀粉渣，再加入濃度20%的硫酸，其馬鈴薯淀粉渣與濃度20%硫酸的質(zhì)量比為12.25-2.35，在常溫下酸解3h_4h，抽濾、洗滌；b)堿煮經(jīng)酸解后的馬鈴薯淀粉渣加入到濃度10%的氫氧化鈉中，其馬鈴薯淀粉渣與濃度10%的氫氧化鈉的質(zhì)量比為13.0-3.5，在80°C_90°C堿煮3h_4h，抽濾、洗滌；c)漂白經(jīng)堿煮后的馬鈴薯淀粉渣加入到質(zhì)量比為NaClOH2O2=34的漂白液中，其馬鈴薯淀粉渣與漂白液的質(zhì)量比為11.4-1.5，在251-301攪拌漂白20min_30min；d)干燥在80°C-90°C的溫度下干燥后備用；2)、羧甲基纖維素鈉的制備a)堿化在三口瓶中加入精制纖維素和濃度70%的乙醇攪拌混合后加入氫氧化鈉，精制纖維素與氫氧化鈉的質(zhì)量比為10.75-0.9，精制纖維素與濃度70%的乙醇的質(zhì)量比為110.0-11.0，在30°C-35°c攪拌堿化60min_80min；b)醚化堿化完畢后加入乙醇和醚化劑，精制纖維素與醚化劑的質(zhì)量比為11.4-1.6，精制纖維素與乙醇的質(zhì)量比為13.4-3.6，升溫至70°C-75°C反應(yīng)30min-35min后；再加入氫氧化鈉于反應(yīng)體系中，精制纖維素與二次加入的氫氧化鈉的質(zhì)量比為10.25-0.3，在70°C-75°C繼續(xù)反應(yīng)120min_130min；c)中和得到的反應(yīng)液用lmol/L的鹽酸水溶液，在25°C_30°C中和至pH=7.58.0，抽濾；d)洗滌產(chǎn)品用濃度65%的乙醇洗滌兩次，再用濃度95%的乙醇洗滌一次，抽濾；e)烘干所得產(chǎn)品在80°C-90°C烘干，即得到羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品。在2a的堿化步驟中，精制纖維素和濃度70%的乙醇攪拌混合加入氫氧化鈉后再加入抗氧化劑，精制纖維素與抗氧化劑的質(zhì)量比為10.01。抗氧化劑選自亞硫酸鈉。在步驟2)中所述醚化劑為氯乙酸。本發(fā)明制備方法獲得的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品，其理化性狀特征是無(wú)毒無(wú)味，外觀白色或微黃色的纖維狀粉末。馬鈴薯淀粉渣是馬鈴薯生產(chǎn)淀粉過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣，主要成分是水、淀粉、纖維、半纖維、果膠、木質(zhì)素等。本發(fā)明以馬鈴薯淀粉渣為原料用溶媒法制備羧甲基纖維素鈉，替代價(jià)格較貴、來(lái)源有限的精制棉制備羧甲基纖維素鈉，可節(jié)約精制棉，又使馬鈴薯淀粉渣得到充分的利用，并減少馬鈴薯淀粉渣對(duì)環(huán)境所造成的污染。本發(fā)明采用易回收循環(huán)使用的濃度70%的乙醇作為反應(yīng)介質(zhì)，相對(duì)于傳統(tǒng)方法濃度80%的乙醇來(lái)說(shuō)可有效降低生產(chǎn)成本，而且較低濃度乙醇能將反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的鹽類(lèi)雜質(zhì)帶出反應(yīng)體系，使產(chǎn)品純度相對(duì)于傳統(tǒng)方法得到了很大提高，還可以減少洗滌時(shí)乙醇的用里。本發(fā)明采用兩次加入氫氧化鈉，可使反應(yīng)進(jìn)行的比較充分，得到的產(chǎn)品粘度較高；加入抗氧化劑(亞硫酸鈉)可更有效提高產(chǎn)品的粘度。同時(shí)用低濃度65%乙醇洗滌產(chǎn)品，也可有效提高產(chǎn)品純度。因此，本發(fā)明提供的方法與傳統(tǒng)方法相比可制備純度、粘度均比較高的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品，而生產(chǎn)成本較低。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例可以進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實(shí)施例11、精制纖維素制備在三口瓶中加入馬鈴薯淀粉渣30g和濃度20%的硫酸67.5g，在常溫下酸解3h，抽濾、洗滌；經(jīng)酸解后的馬鈴薯淀粉渣加入到90g濃度10%的氫氧化鈉中，在80°C堿煮3h，抽濾、洗滌；經(jīng)堿煮后的馬鈴薯淀粉渣加入到42g質(zhì)量比為NaClOH2O2=34的漂白液中，在30°C攪拌漂白20min;在80°C的溫度下干燥后備用。2、羧甲基纖維素鈉的制備在三口瓶中加入精制纖維素5g和濃度70%的乙醇50g，攪拌混合均勻后加入氫氧化鈉3.75g，在30°C攪拌堿化SOmin；然后加入濃度70%的乙醇17g、氯乙酸7.0g，升溫至70°C反應(yīng)30min后，加入氫氧化鈉1.25g于反應(yīng)體系中，溫度70°C反應(yīng)120min；反應(yīng)液用lmol/L的鹽酸水溶液，在30°C中和至pH=7.58.0，抽濾；產(chǎn)品用濃度65%的乙醇洗滌兩次，再用濃度95%的乙醇洗滌一次，抽濾；所得產(chǎn)品在80°C烘干，即得到羧甲基纖維素鈉成品。將上述實(shí)施例1制得的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品按質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水溶液，以烏氏粘度計(jì)測(cè)其粘度；其余項(xiàng)目按《食品添加劑羧甲基纖維素鈉》GB1904-2005標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，產(chǎn)品質(zhì)量分析結(jié)果見(jiàn)表1。表1質(zhì)量分析結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例21、精制纖維素制備在三口瓶中加入馬鈴薯淀粉渣30g和濃度20%的硫酸69g，在常溫下酸解4h，抽濾、洗滌；經(jīng)酸解后的馬鈴薯淀粉渣加入到IOOg濃度10%的氫氧化鈉中，在90°C堿煮3h，抽濾、洗滌；經(jīng)堿煮后的馬鈴薯淀粉渣加入到43.5g質(zhì)量比為NaClOH2O2=34的漂白液中，在25°C攪拌漂白20min;在90°C的溫度下干燥后備用。2、羧甲基纖維素鈉的制備在三口瓶中加入精制纖維素5g和濃度70%的乙醇52.5g，攪拌混合均勻后加入氫氧化鈉4.125g，在35°C攪拌堿化60min；然后加入濃度70%的乙醇17.5g、氯乙酸7.5g，升溫至70°C反應(yīng)35min后，加入氫氧化鈉1.375g于反應(yīng)體系中，溫度75°C反應(yīng)130min；反應(yīng)液用lmol/L的鹽酸水溶液，在25°C中和至pH=7.58.0，抽濾；產(chǎn)品用濃度65%的乙醇洗滌兩次，再用濃度95%的乙醇洗滌一次，抽濾；所得產(chǎn)品在90°C烘干，即得到羧甲基纖維素鈉成品。將上述實(shí)施例2制得的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品按質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水溶液，以烏氏粘度計(jì)測(cè)其粘度；其余項(xiàng)目按《食品添加劑羧甲基纖維素鈉》GB1904-2005標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，產(chǎn)品質(zhì)量分析結(jié)果見(jiàn)表2。表2質(zhì)量分析結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例31、精制纖維素制備在三口瓶中加入馬鈴薯淀粉渣30g和濃度20%的硫酸70.5g，在常溫下酸解3h，抽濾、洗滌；經(jīng)酸解后的馬鈴薯淀粉渣加入到105g濃度10%的氫氧化鈉中，在90°C堿煮4h，抽濾、洗滌；經(jīng)堿煮后的馬鈴薯淀粉渣加入到45g質(zhì)量比為NaClOH2O2=34的漂白液中，在30°C攪拌漂白20min;在90°C的溫度下干燥后備用。2、羧甲基纖維素鈉的制備在三口瓶中加入精制纖維素5g和濃度70%的乙醇55g，攪拌混合均勻后依次加入亞硫酸鈉0.05g、氫氧化鈉4.5g，在35°C攪拌堿化60min；然后加入濃度70%的乙醇18g、氯乙酸8.0g，升溫至75°C反應(yīng)30min后，再加入氫氧化鈉1.5g于反應(yīng)體系中，溫度75°C反應(yīng)120min；反應(yīng)液用lmol/L的鹽酸水溶液，在30°C中和至pH=7.58.0，抽濾；產(chǎn)品用濃度65%的乙醇洗滌兩次，再用濃度95%的乙醇洗滌一次，抽濾；所得產(chǎn)品在80°C烘干，即得到羧甲基纖維素鈉成品。將上述實(shí)施例3制得的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品按質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水溶液，以烏氏粘度計(jì)測(cè)其粘度；其余項(xiàng)目按《食品添加劑羧甲基纖維素鈉》GB1904-2005標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，產(chǎn)品質(zhì)量分析結(jié)果見(jiàn)表3。表3質(zhì)量分析結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種利用馬鈴薯淀粉渣制備高粘度羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于包括以下步驟1)、精制纖維素的制備a、酸解在三口瓶中先加入馬鈴薯淀粉渣，再加入濃度20％的硫酸，其馬鈴薯淀粉渣與濃度20％硫酸的質(zhì)量比為1∶2.25-2.35，在常溫下酸解3h-4h，抽濾、洗滌；b、堿煮經(jīng)酸解后的馬鈴薯淀粉渣加入到濃度10％的氫氧化鈉中，其馬鈴薯淀粉渣與濃度10％的氫氧化鈉的質(zhì)量比為1∶3.0-3.5，在80℃-90℃堿煮3h-4h，抽濾、洗滌；c、漂白經(jīng)堿煮后的馬鈴薯淀粉渣加入到質(zhì)量比為NaClO∶H2O2＝3∶4的漂白液中，其馬鈴薯淀粉渣與漂白液的質(zhì)量比為1∶1.4-1.5，在25℃-30℃攪拌漂白20min-30min；d、干燥在80℃-90℃的溫度下干燥后備用；2)、羧甲基纖維素鈉的制備a、堿化在三口瓶中加入精制纖維素和濃度70％的乙醇攪拌混合后加入氫氧化鈉，精制纖維素與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1∶0.75-0.9，精制纖維素與濃度70％的乙醇的質(zhì)量比為1∶10.0-11.0，在30℃-35℃攪拌堿化60min-80min；b、醚化堿化完畢后加入乙醇和醚化劑，精制纖維素與醚化劑的質(zhì)量比為1∶1.4-1.6，精制纖維素與乙醇的質(zhì)量比為1∶3.4-3.6，升溫至70℃-75℃反應(yīng)30min-35min后；再加入氫氧化鈉于反應(yīng)體系中，精制纖維素與二次加入的氫氧化鈉的質(zhì)量比為1∶0.25-0.3，在70℃-75℃繼續(xù)反應(yīng)120min-130min；c、中和得到的反應(yīng)液用1mol/L的鹽酸水溶液，在25℃-30℃中和至pH＝7.5～8.0，抽濾；d、洗滌產(chǎn)品用濃度65％的乙醇洗滌兩次，再用濃度95％的乙醇洗滌一次，抽濾；e、烘干所得產(chǎn)品在80℃-90℃烘干，即得到羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的利用馬鈴薯淀粉渣制備高粘度羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于在2a的堿化步驟中，精制纖維素和濃度70%的乙醇攪拌混合加入氫氧化鈉后再加入抗氧化劑，精制纖維素與抗氧化劑的質(zhì)量比為10.01。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用馬鈴薯淀粉渣制備高粘度羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于所述抗氧化劑是亞硫酸鈉。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用馬鈴薯淀粉渣制備高粘度羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于在步驟2)中所述醚化劑為氯乙酸。全文摘要本發(fā)明涉及一種利用馬鈴薯淀粉渣制備高粘度羧甲基纖維素鈉的方法，以解決傳統(tǒng)制備羧甲基纖維素鈉方法中原料較貴的問(wèn)題。本發(fā)明以溶媒法制備羧甲基纖維素鈉，主要分為兩步(1)纖維素精制包括酸解、堿煮、漂白、烘干；(2)醚化包括堿化、醚化、中和、洗滌、干燥。另外，加入抗氧化劑可提高產(chǎn)品粘度。本發(fā)明可以使馬鈴薯淀粉渣得到充分的利用，降低了羧甲基纖維素鈉的生產(chǎn)成本，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。文檔編號(hào)C08B11/12GK101830989SQ20101014899公開(kāi)日2010年9月15日申請(qǐng)日期2010年4月14日優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日發(fā)明者武小莉,白仲蘭,石赟,石輝文申請(qǐng)人:蘭州大學(xué)