淀粉糊化詳解課件

第四章淀粉糊化第四章淀粉糊化1第一節(jié)淀粉的糊化與糊化溫度淀粉乳：對生淀粉漿進行不停的攪拌可使淀粉顆粒懸浮于水中，形成白色懸液乳。淀粉糊：淀粉在水介質中，通過用化學試劑或升溫等方法使淀粉發(fā)生膨脹和膠狀擴散而形成的粘性物質。第一節(jié)淀粉的糊化與糊化溫度淀粉乳：對生淀粉漿進行不停的攪拌2糊化過程生淀粉漿淀粉乳淀粉顆粒吸水加熱到一定溫度淀粉粒結晶氫鍵破壞淀粉乳淀粉顆粒體積膨脹粒子接觸糊化過程生淀粉漿淀粉乳淀粉顆粒吸水加熱到一定溫度淀粉粒結晶氫3電解質親水性高分子非質子有機溶劑直鏈淀粉含量水分糖類、鹽類淀粉的品種淀粉糊化影響因素電解質親水性非質子直鏈淀水分糖類、鹽類淀粉的品種淀粉糊化4淀粉的凝沉淀粉糊在低溫下靜置一定時間，溶解度降低，渾濁度和黏度增加，特別是高濃度的淀粉糊，會變成凝膠體，這種現(xiàn)象被稱為淀粉的凝沉。淀粉凝沉現(xiàn)象淀粉糊變白渾濁度增加黏度增加不溶性淀粉顆粒沉淀有時淀粉糊變成膠狀物表面形成不溶皮膜淀粉糊中析出水淀粉的凝沉淀粉糊在低溫下靜置一定時間，溶解度降低，渾濁度和黏5淀粉膠黏劑的特點原材料來源豐富，價格低，屬天然原料。淀粉膠黏劑的特點原材料來源豐富，價格低，屬天然原料。6淀粉膠黏劑的特點制備工藝簡單，設備投資少。資金回收快。載體罐主體罐貯存罐貯存罐水淀粉燒堿水蒸汽蒸汽硼砂淀粉燒堿蒸汽淀粉燒堿蒸汽淀粉燒堿蒸汽蒸汽淀粉燒堿蒸汽蒸汽淀粉燒堿蒸汽蒸汽淀粉燒堿貯存罐貯存罐貯存罐主體罐貯存罐貯存罐載體罐主體罐貯存罐貯存罐水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐淀粉蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐燒堿淀粉蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐燒堿淀粉蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐水燒堿淀粉蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐載體罐主體罐貯存罐貯存罐淀粉膠黏劑的特點制備工藝簡單，設備投資少。資金回收快。載主7淀粉膠黏劑的特點無毒，無味，不影響包裝商品的質量；具有較高的抗潮、抗霉能力，并有較高的干燥速度；較好的流動性，無泡沫并有良好的初始粘結能力；裱糊時瓦楞不跑楞、不變形，裱得的紙板有較高的挺度、剝離強度、耐戳強度和耐破度，紙箱有較高的抗壓強度；淀粉膠黏劑的特點無毒，無味，不影響包裝商品的質量；具有較高的8淀粉膠黏劑的特點有一定的存儲期限；廢舊制品可回收利用，也可在自然界自行降解，不會造成環(huán)境污染。淀粉膠黏劑的特點有一定的存儲期限；廢舊制品可回收利用，也可在9其他原料氫氧化鈉適量加入NaOH能起到促進淀粉糊化和減少凝沉的作用，氫氧化鈉一直作為糊化劑來使用。NaOH晶體其他原料氫氧化鈉適量加入NaOH能起到促進淀粉糊化和減少凝沉10NaOH與淀粉中的羥基結合，破壞氫鍵，減弱大分子之間相互作用力，降低糊化溫度。α-1,6-糖苷鍵連接α-1,4-糖苷鍵連接NaOH與淀粉中的羥基結合，破壞氫鍵，減弱大分子之間相互作用11氫氧化鈉NaOH溶于淀粉液時會放出大量的熱量，提高淀粉液的溫度，使得淀粉分子膨脹、糊化；NaOH對淀粉膠有抑制霉變的作用，可使膠黏劑具有較好的流動性；對加入氧化劑進行淀粉改性的氧化淀粉，NaOH可以調節(jié)PH值，保證堿性氧化條件，還會使氧化淀粉的羧基變?yōu)殁c鹽，增加親水性和溶解性

。羧基氫氧化鈉NaOH溶于淀粉液時會放出大量的熱量，提高淀粉液的溫12NaOH不足過量放出熱量少，糊化作用不充足，淀粉膠黏性差，膠液易變稠。對于氧化淀粉，攪拌20min后，淀粉液仍為白色的不透明糊狀，不顯黏性。黏性降低。對于氧化淀粉，制成的瓦楞紙板容易返黃，紙箱表面易出現(xiàn)黑色污漬條紋，造成表面嚴重臟污。NaOH適量膠液流動性好，透明性好，儲存時間長。燒堿的用量一般為淀粉的8%~12%較為合適。NaOH不足過量放出熱量少，糊化作用不充足，淀粉膠黏性差，膠13硼砂硼砂起絡合劑或膠黏劑的作用。絡合劑：能通過與大分子主鏈或支鏈上的基團反應，在大分子之間形成化學橋鍵，而成為不溶的網狀或體型結構的不飽和或多官能團的物質，這種物質可以提高粘結強度?；瘜W橋鍵氫原子就象橋梁一樣，將兩個硼原子連接起來，所以又稱氫橋鍵。硼砂硼砂起絡合劑或膠黏劑的作用。絡合劑：能通過與大分子主鏈或14硼砂不足過量不能有效的提高膠黏劑的黏度，過稀的膠黏劑更易于滲透到紙質內，不利于提高初黏性和降低干燥時間，還易產生脫膠和跑楞現(xiàn)象。黏膠劑產生過度膠黏，使粘接成品上膠膜發(fā)脆，甚至會出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，使膠失去黏著力。在生產中配制時，通常在膠液充分氧化、糊化后加入硼砂。對氧化淀粉膠黏劑，加堿糊化后，其黏度為60s比較適宜，可加入已溶化的硼砂溶劑。硼砂不足過量不能有效的提高膠黏劑的黏度，過稀的膠黏劑更易于滲15氧化劑淀粉在酸、堿、中性介質中與氧化劑作用，氧化所得產物即為氧化淀粉。常用氧化劑：過氧化氫次氯酸鈉高錳酸鉀氧化劑淀粉在酸、堿、中性介質中與氧化劑作用，氧化所得產物即為16過氧化氫它可使淀粉分子鏈上的α-糖苷鍵斷裂，分子鍵變短，并在分子上引入羧基和羰（tang）基

。它能使較大較復雜的淀粉大分子產生氧化降解，分子結構變得相對較小而簡單，故易糊化和溶解。優(yōu)點：氧化淀粉能力強，用量少，無毒無味，氧化過程不給反應帶進雜質離子。缺點：價格比高錳酸鉀和次氯酸鈉貴。過氧化氫它可使淀粉分子鏈上的α-糖苷鍵斷裂，分子鍵變短，并在17次氯酸鈉一般用含有效氯5%~10%的次氯酸鈉溶液。優(yōu)點：價格低廉，氧化效果好。缺點：不穩(wěn)定，關照或者高溫下容易分解，降低有效含氧量，影響用量準確性；氧化淀粉過程中，產生氯氣污染環(huán)境，影響工作人員身體健康。次氯酸鈉一般用含有效氯5%~10%的次氯酸鈉溶液。優(yōu)點：價格18高錳酸鉀優(yōu)點：其自身可以起到指示劑的作用，可由顏色變化判斷反應進行程度，使用比較方便，無氣味，無污染制出的淀粉黏膠粘結力強，膠液穩(wěn)定。缺點：還原產物為棕色的二氧化錳，使膠液呈深咖啡色，用在瓦楞紙箱生產中，紙箱表面有時顯出一條條深色條斑，影響外觀。顏色變化黑棕高錳酸鉀優(yōu)點：其自身可以起到指示劑的作用，可由顏色變化判斷反19輔助劑增塑劑是為了提高膠膜的柔韌性而添加的助劑，常用的增塑劑多為吸濕性物質：如甘油、氧化鈣、乙二醇等。降黏劑又稱稀釋劑，淀粉膠黏劑隨其固含量的提高而降低，為了使淀粉膠黏劑既有較高的固體含量，又有較好的流動性，則需降低黏度，改善其流動性，需添加降黏劑。一般用尿素作為降黏劑。甘油乙二醇輔助劑增塑劑是為了提高膠膜的柔韌性而添加的助劑，降黏劑又稱稀20輔助劑消泡劑又稱為抗泡劑，在工業(yè)生產的過程中會產生許多有害泡沫，需要添加消泡劑。尤其是用過氧化氫做氧化劑，更容易產生氣泡。氣泡的存在，會使涂膠勻度差、瓦楞紙板粘結強度降低。輔助劑消泡劑又稱為抗泡劑，在工業(yè)生產的過程中會產生許多有害泡21消泡劑用量過多，會使膠黏劑表面張力降低，失去黏性，粘結強度達不到要求。消泡劑用量多少合適呢？測試方法：將淀粉膠液裝入一透明度高的瓶中，使勁搖動約兩分鐘，立即停止，觀察瓶中膠液上面的泡沫狀態(tài)，如20~30秒內膠液上面大的泡沫消失，說明用量合適。用量稍大：膠液中小的泡沫消失。消泡劑用量過多，會使膠黏劑表面張力降低，失去黏性，粘結強度達22輔助劑催干劑：因淀粉膠黏劑的固含量低，干燥速度很慢，通常需加入能起到提高淀粉膠黏劑的干燥速度的助劑，這類助劑為催干劑。催干劑填料型催干劑催化型催干劑輔助劑催干劑：催干劑填料型催干劑催化型催干劑23輔助劑防潮劑：出口商品包裝紙條和冷凍食品包裝紙箱膠黏劑對抗水防潮性能要求較高，因此需要摻加能起到防潮作用的助劑，如：糠醛樹脂、脲醛樹脂等。填充劑：是不參與反應的惰性物質，它是為了降低膠黏性的生產成本而加入的礦物質，可提高膠接強度、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性并可降低成本。其品種很多，如石棉粉、鋁粉、云母、石英粉、碳酸鈣、鈦白粉、滑石粉等。各有不同效果，根據(jù)要求選用。輔助劑防潮劑：填充劑：24第二節(jié)淀粉膠黏劑的配置淀粉膠黏劑制備方法斯坦霍爾法氧化法熱制法冷制法多為普通型、快干型膠黏劑，適用于單機和半機械化的瓦楞紙板機適用于高速瓦楞機的連續(xù)式流水操作生產線第二節(jié)淀粉膠黏劑的配置淀粉膠黏劑斯坦霍爾法氧化法熱制法冷制25瓦楞紙板粘合劑的制備，一般采用斯坦霍爾法即兩步法。A、兩步法制備淀粉膠粘劑工藝流程：載體罐主體罐貯存罐貯存罐水淀粉燒堿水蒸汽蒸汽硼砂淀粉燒堿蒸汽淀粉燒堿蒸汽淀粉燒堿蒸汽蒸汽淀粉燒堿蒸汽蒸汽淀粉燒堿蒸汽蒸汽淀粉燒堿貯存罐貯存罐貯存罐主體罐貯存罐貯存罐載體罐主體罐貯存罐貯存罐水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐淀粉蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐燒堿淀粉蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐燒堿淀粉蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐水燒堿淀粉蒸汽水蒸汽載體罐主體罐貯存罐貯存罐載體罐主體罐貯存罐貯存罐瓦楞紙板粘合劑的制備，一般采用斯坦霍爾法即兩步法。載主貯貯水26第一步：載體淀粉（糊化淀粉熟漿）的制備。1.在載體反應罐中放入劑量好的水，加熱30-35℃2.將一定量的淀粉投入主體罐中，邊放邊攪拌約3分鐘。3.攪拌均勻后把濃度一定的燒堿溶液分三次加入載體罐中，邊加邊攪拌約15分鐘。4.加熱反應物到一定的溫度，一般為65-70℃，制得呈米黃色透明狀糊液，載體淀粉（熟膠粘劑）即制得。兩部法制備程序：第一步：載體淀粉（糊化淀粉熟漿）的制備。兩部法制備程序：27第二步：主體淀粉（生淀粉生漿）的制備。1.在主體反應罐中放入一定量的水，加熱至30-35℃。2.將一定量的淀粉投入主體罐中，邊放邊攪拌。3.攪拌均勻后，將硼砂用熱水溶解后加入，攪拌至全溶。4.將載體中制得的“熟膠粘劑”漸漸加入主體罐中，并邊加邊攪拌。5.將“熟膠粘劑”與主體罐中的生膠粘劑攪拌均勻后，即制得半透明狀的半糊化膠粘劑，通往儲存罐內，便可通往機臺使用。兩部法制備程序：第二步：主體淀粉（生淀粉生漿）的制備。兩部法制備程序：28氧化法按原料不同進行分類：以普通淀粉為原料，需在反應釜中加入氧化劑；以氧化淀粉為原料，按說明配置即可。氧化法熱制法冷制法生產的膠液粘結力及防霉能力均較好，但需現(xiàn)配現(xiàn)用。便于存儲和運輸，但對制備工藝要求高。氧化法按原料不同進行分類：氧化法熱制法冷制法生產的膠液粘結力29熱制法：熱制法是指淀粉的氧化與糊化均在加熱的條件下進行冷制法：冷制法是在不加熱的情況下，完成淀粉的氧化與糊化的過程，它只靠氧化反應本身釋放的熱量提高溫度，一般溫度在30度以上。熱制法：熱制法是指淀粉的氧化與糊化均在加熱的條件下進行冷制30熱制法注意事項：易出現(xiàn)凝膠，易堵塞輸送管并且降低粘結性能，故在整個過程中必須充分的攪拌。

氣溫高、水比大時，氧化劑用量少；氣溫低、水比小時，氧化劑用量大。為了減少熱量損失，防止淀粉膠降溫凝固，反應釜應該注意保溫。氧化反應產生氣體、攪拌也會帶進空氣，需加入適量的消泡劑。熱制法注意事項：易出現(xiàn)凝膠，易堵塞輸送管并且降低粘結性能31反應釜H2O2Step1攪拌棒玉米淀粉Step2NaOH稀釋液Step3H2OStep410%硼砂溶液Step5H2OStep6過氧化氫氧化冷制法反應釜H2O2Step1攪拌棒玉米淀粉Step2NaOH稀釋32反應釜H2OStep1攪拌棒玉米淀粉Step2熱水化開的高錳酸鉀Step3濃硫酸Step430%的NaOH溶液Step5硼砂Step6高錳酸鉀氧化冷制法H2OStep7磷酸三丁酯Step8反應釜H2OStep1攪拌棒玉米淀粉Step2熱水化開的高錳33反應釜H2OStep1攪拌棒玉米淀粉Step2Step3H2OStep410%硼砂溶液次氯酸鈉氧化冷制法次氯酸鈉＋反應釜H2OStep1攪拌棒玉米淀粉Step2Step3H234涂前性能：膠黏劑在施涂前的性能。如：外觀、黏度、儲存穩(wěn)定性等。膠黏劑的性能：施涂性能：將膠黏劑涂到瓦楞峰頂并與面紙粘結直至膠黏劑固化期間的性能。如：膠黏劑的流動性、初黏性、干燥性等。使用性能：固化后的膠膜所表現(xiàn)的性能。如：瓦楞紙板的粘結強度等。涂前性能：膠黏劑在施涂前的性能。膠黏劑的性能：施涂性能：將35涂前性能外觀從外觀上看，不同的配制方法所制得的膠黏劑外觀有一定差別。二步法淀粉膠黏劑為白色乳狀液。根據(jù)氧化劑的不同，氧化淀粉的膠黏劑的顏色為白色至茶色的半透明黏性液體。

外觀檢測法：將樣品攪勻，取200-300ml置于500ml燒杯中，觀察有無沉淀、脫水或凝聚現(xiàn)象。用玻璃棒挑起后，樣品可均勻流動，外觀清亮透徹不渾濁為好。涂前性能外觀外觀檢測法：將樣品攪勻，取200-300ml36涂前性能黏度黏度，也寫作粘度。將兩塊面積為1m2的板浸于液體中，兩板距離為1米，若加1N的切應力，使兩板之間的相對速率為1m/s,則此液體的粘度為1Pa·s。粘度高低也是膠粘劑初粘度的表現(xiàn)，而初粘度的高低，直接影響到瓦楞紙板的粘合性能好壞，只有粘度穩(wěn)定，才能保證膠粘劑的粘合質量穩(wěn)定。涂前性能黏度粘度高低也是膠粘劑初粘度的表現(xiàn)，而初粘度的高低37黏度太大太小膠黏劑流動性差，有礙于膠黏劑對被粘物表面的接觸浸潤，滲透能力差，使膠與被粘物之間作用力下降，影響粘結強度，導致紙板上膠量不均勻。上膠輥帶膠量太小，而且會使膠黏劑中水分過多的滲入芯紙和面紙，使紙纖維表面上的膠量減少；過多的水分是紙板干燥非常困難。黏度太大太小膠黏劑流動性差，有礙于膠黏劑對被粘物表面的接觸浸38粘度的影響因素溫度（℃）556065粘度（S）5065140

硼砂的用量也是影響粘度的一個因素，實際應用一定要適量。用量小，使膠粘劑過稀，易于滲透到紙內，造成瓦楞紙板跑楞，塌陷；用量大，會使膠粘劑變成橡皮狀失去粘接力。

溫度對粘度的影響粘度的影響因素溫度（℃）556065粘度（S）5065139粘度的檢測工具及方法：

用手指堵住漏嘴孔，將樣品倒入粘度計中，用玻璃棒將氣泡及多余樣品刮入凹槽內，松開手指，同時立即開動秒表，當試樣流絲中斷，再滴一滴時停止秒表，試樣流出所用秒數(shù)為樣品的粘度。涂-4杯秒表粘度的檢測工具及方法：涂-4杯秒表40固含量固含量是乳液或涂料在規(guī)定條件下烘干后剩余部分占總量的質量百分數(shù)。一定范圍內提高固體含量，有利于提高干燥速度與粘結強度，但固體含量與流動性是相互矛盾的，固體含量的增高，對粘結的配制工藝要求也高。故測定固體含量對于掌握和控制膠黏劑的技術指標有很大作用。膠黏劑的普通測定方法？？固含量的計算公式：固含量一定范圍內提高固體含量，有利于提高干燥速度與粘結強度41拉粘絲性絲長為15~20mm以上者為好，適于單機生產瓦楞紙板用膠黏劑。游離堿含量游離堿是指生產中產品未轉化成碳酸鈣而是以氫氧化鈣或氧化鈣形式而存在的物質。

生產經驗證明，冷制法生產中，游離堿的含量為1.2%時，既可保證膠黏劑的性能，又可保證紙的外觀。游離堿含量測定方法？儲存穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在耐腐蝕性和抗凝沉性上。拉粘絲性游離堿含量儲存穩(wěn)定性42施涂性能初黏性初黏性指膠黏劑將需將粘結的兩層紙板粘結在一起但尚未固化成膠膜這一階段的粘結強度。初黏性較差時，面紙與芯紙之間非常容易發(fā)生開膠、跑邊錯位，嚴重影響粘結強度。檢測方法：粘結面積比較法檢測步驟