净水处理剂-氧化淀粉

理化性质

淀粉是由众多的葡萄糖以甙键相连，其中02、03为仲碳原子，06为伯碳原子，在氧化剂的作用下发生氧化生成氧化淀粉。氧化淀粉为白色粉末状固体，外观洁白。淀粉在植物中以颗粒形式存在，是一种聚糖碳水化合物，属于糖类。氧化淀粉中的02、03、06链常发生断裂。氧化淀粉属于变性淀粉。糊化温度低、黏度低，粒度稳定性高，不易聚沉。且成膜性好，透明度高。

工艺开发

2.1主要原料

玉米淀粉，含蛋白质为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，不应含玉米微粒，以防影响氧化程度的控制，不应发霉，不能含水量过大或结块，通常使用的商品化淀粉为纯白色无定形粉末，细度过100目，水分小于14%。

先将玉米经脱皮粉碎，放入膨化机中，经加热、加压和机械作用，使其处于高温和高压状态。此时，玉米颗粒软化，水分高度过热，在泄压的瞬间，巨大的膨胀力使玉米组织形成无数海绵状、多孔、质地疏松的微小颗粒，再经粉碎、过筛，即得膨化玉米淀粉。

由于采用独特的改性工艺，无“三废”的产生，化料的使用量降至不足总量的10%,而且生产成本较低，使用效果好。

工业淀粉的预处理方法是：将淀粉50kg,加水200L,在揽拌下滴加稀碱溶液，调节pH为10,浸渍搅拌40min后于100目过滤去渣，将淀粉乳静置过夜，排除废水即可。

玉米淀粉的价格便宜，故采用玉米淀粉为主要原料的成本较低，用户乐于接受。而且玉米淀粉胶的物理机械性能好，能耗低，干燥速度快。但目前的玉米淀粉经常存在着质量不稳定,储存期短，储存时易发生分子间缔合，流动性差，颜色深等缺陷。通过对玉米淀粉氧化、糊化，并加入适量的稳定剂可制备出高固含量、储存稳定性好，并具有一定初储力。

2.2助剂

①高锰酸钾：以过硫酸铵为助剂，高锰酸钾为氧化剂，直接取淀粉生产工序的湿淀粉，加入高锰酸钾和硫酸进行氧化。

高猛酸钾是一种紫色固体，在强酸条件下生成无色的二价锰离子，颜色纯白，反应十分迅速，氧化程度大，但分子降解较小，反应中无任何气味。

②其他氧化剂：高铁酸钾为暗紫色有光泽的粉末状固体，极易溶于水，氧化能力甚至强于高锰酸钾，在强碱性溶液中相当稳定，为极好的选择性氧化剂，具有无毒、无污染、无剌激性等优点。是KMn04等氧化剂的理想替代品。可将淀粉分子的伯羟基最终氧化为醛基，而仲羟基不受影响，碳链也没有断开，产品防腐防霉能力好。

高碘酸及其盐是一类选择性很强的氧化剂。在水溶液中的高碘酸作用下，淀粉葡萄糖基可形成二醛，而伯醇则不受影响，所得称为双醛淀粉（DAS),是一种有发展前途的变性淀粉。

用高碘酸氧化淀粉，最佳工艺条件：（高碘酸钠）：m(淀粉）为1.1:1,Nal03浓度为0.7mo1/L,反应温度35~40°C，时间控制在3h,pH在2~1.5。产品醛基质量分数在95%以上。

③氧化淀粉助剂：氧化淀粉的助剂是为了调节其性能各种要求，常用的有下列几项：

催干剂常用轻钙、氯化钙、熟石膏、白黏土、膨润土等。轻钙又名沉淀白垩。它能吸收胶水中多余水分，起催干和增白作用。硫酸钠也被用来作干燥剂，提高初始黏度。

操作和使用过程中产生气泡，主要是反应用料配比不当或反应时间过短，可加入适量消泡剂消除或回锅重新反应后再用。常用的消泡剂有硅油、磷酸三丁酯等。消泡剂还有增塑的作用，增加胶黏剂的流动性。

为了终止氧化反应保持胶水流动性，延长储存期，可加入还原剂，诸如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠，硫酸锰等。对高锰酸钾氧化淀粉，若有残余，在产品储存过程中会影响淀粉胶稠度和黏度，需要加入硫代硫酸钠除去剩余高锰酸钾，用量要合适。

2.3反应原理

淀粉是直链型和支链型的多糖混合物，其中自链淀粉约占20%,支链淀粉约占80%。在氧化剂存在下，使淀粉分子中部分还原性端基(第2、4、6碳原子的羟基）先氧化成醛基，进一步氧化成羧基。在氧化过程中，必然伴随着糖甙链断裂，分子量减小，该反应与氧化程度成正比，因此只要适当控制氧化深度便能制得具一定黏度的氧化淀粉。

糊化可导致淀粉团粒的润胀和水合，除特殊情况外，糊化一般是在水存在下进行的，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，则无论怎样加热，都不会达到糊化程度。但倍水量又不宜过大。采用1.3倍水量，在此条件下，氧化前对淀粉冰体系进行的加热处理，称为预糊化。经预糊化后的产品流动性好，内聚强度高，氧化过程中维持体系pH值在10左右的用碱量多。这是由于预糊化作用使淀粉团粒发生了较大程度的膨胀，氧化剂水溶液能很快渗入到团粒内部，使得淀粉分子基环间的氧桥断裂降解程度加大，同时支链淀粉大分子发生氧化降解的几率增加，导致产品的储度下降较多，从而使产品的流动性能得以改善提高。

此外淀粉团粒的膨胀部分地破坏了淀粉分子内的羟基缔合，并使羟基被氧化的几率増多，这均有利于提高淀粉好间的作用力，因此内聚强度有所提高。经预糊化后，氧化反应进行的较彻底，生成的羧基相对较多，所以用于中和羧基以维持pH值的碱液消耗量自然就较多。氧化前对淀粉/水体系进行预糊化处理，对淀粉的氧化改性是极为有利的。