CN105778160B

CN105778160B - 一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法

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Publication number: CN105778160B
Application number: CN201610163293.4A
Authority: CN
Inventors: 姜应新; 竺亚庆; 陈小刚
Original assignee: ZHEJIANG ZHONGTONG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG ZHONGTONG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2019-02-01
Anticipated expiration: 2036-03-22
Also published as: CN105778160A

Abstract

本发明涉及一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法，以环氧丙烷作溶剂制备羟丙基淀粉，之后溶胶制备胶囊，从原料淀粉到胶囊制备过程避免了大量醇溶剂和水的使用，醚化后环氧丙烷可循环套用。本发明大大简化了传统方法制备羟丙基淀粉及溶剂回收的过程，工艺及设备简单，易于操作，无三废排出，绿色环保，所得羟丙基淀粉胶囊产品质量稳定。

Description

一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法

技术领域

本发明涉及一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法，应用于食品、医药、建材、造纸、日化等领域。

背景技术

由于羟丙基淀粉具有良好的性质，所以被广泛应用于食品、医药、造纸、油田开采、纺织及日化等行业，并且随着其应用开发研究的深入，具有良好的成膜性的羟丙基淀粉已经被用于制备植物胶囊。目前，市场上新兴的羟丙基淀粉胶囊主要以羟丙基淀粉为原料制备。并且，羟丙基淀粉胶囊在诸多性能上已经与明胶胶囊相接近。但是，羟丙基淀粉胶囊的原料，羟丙基淀粉，因为其制备方法及工艺仍主要以湿法及有机溶剂法为主制备，所以在生产过程中存在巨大的环境压力，同时增大了羟丙基淀粉原料的制造成本。

羟丙基淀粉根据工艺及产品性能不同，其制备方法可归为三种：干法、湿法和有机溶剂法。

干法反应是淀粉颗粒直接与环氧丙烷的气—固反应。催化剂有碱、磷酸盐、硫酸盐、氯化钙、氯化钠、羧酸盐(醋酸、抗坏血酸、柠檬酸、酒石酸盐等)及叔胺等。常用的方法是将氢氧化钠磨成粉末(大小为0.02-0.04mm)，再与淀粉混合均匀，淀粉含水7%-10%。将混合物置于密闭的容器内，通入环氧丙烷，在0.3MPa压力和85℃下反应。

干法虽然可以得到洁白、粉状、取代度较高的羟丙基淀粉。但其反应通常在汽化温度下进行，这样可能伴随着淀粉的降解，成品难以纯化。环氧丙烷在高温、高压相碱性催化剂作用下发生聚合反应，有爆炸危险。有些无机盐有毒，在乙醇中溶解度小，很难除去，而且有味道。故干法在实际生产中很少有所应用。

目前实际工业化生产中应用较广的为湿法及有机溶剂法。

湿法即水溶液法。在碱性水溶液中，将淀粉乳与环氧丙烷进行醚化反应，加入硫酸钠抑制淀粉颗粒膨胀，用量约为干淀粉重的5-10%，制得羟丙基含量在0.5%左右的羟丙基淀粉。淀粉乳湿法是工业上制备羟丙基淀粉的基本方法。目前工业化的方法，都是利用淀粉同环氧丙烷在碱性条件进行醚化反应。

该法的缺点是产品羟丙基含量偏低(一般小于0.5%)，而且有副产物生成。因环氧丙烷与空气混合有可能爆炸，故需通氮气排出空气，在密闭反应器中进行。

有机溶剂法出现较晚，是1958年Kesler开发成功的，以有机溶剂为分散剂，在氢氧化钠的催化下将淀粉与环氧丙烷反应。在有机溶剂中反应，比在含水介质中反应或干法反应优越，可在高温下及较短时间内制得较高取代度的产品，需要时还可连续进行。反应结束后，经离心、洗涤除去副产品。常用的有机溶剂有：甲醇、乙醇、异丙醇、苯等。此法的缺点是溶剂的回收及提纯比较麻烦，在有机溶剂的选择，具体工艺过程的控制中存在诸多的问题，而且生产成本高，这都严重影响此法的应用和推广。

由此可见，传统羟丙基淀粉的制备都需要以大量的水或者醇作为溶剂，反应结束后废液处理过程对环境造成较大影响。

有基于此，提出本发明。

发明内容

针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法，本发明所应用方法简单实用，从淀粉制备胶囊过程，最大限度的减少中间环节，对于降低胶囊产品成本，提高企业竞争力具有巨大作用。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）将淀粉醚化、过滤并中和；

（2）溶胶：将水、羟丙基淀粉、凝胶剂、增塑剂、柔韧剂和其它助剂蘸胶成型。

所述步骤（1）中的淀粉醚化包括以下步骤：向三口瓶中加入环氧丙烷和氢氧化钠，搅拌，升温，然后加入淀粉或淀粉降解物，反应结束后过滤，滤液循环使用。

所述的淀粉为玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、大米淀粉、小麦淀粉或豌豆淀粉中的一种或几种；所述的淀粉降解物为以所述淀粉为原料制得的糊精、水溶淀粉或葡萄糖中的一种或几种。

所述环氧丙烷的浓度为90%-95%，其余量为水，所述醚化的反应温度为10-70℃，反应时间为2-24小时。

所述淀粉质量与环氧丙烷体积比为=1g：1.5-4ml。

制得的羟丙基淀粉中羟丙基含量为0.1%-20%。

所述步骤（1）中和的步骤为：反应结束后过滤得到羟丙基淀粉滤饼，将滤饼打碎，翻滚状态下均匀喷淋乙酸中和。

所述步骤（2）溶胶的步骤为：羟丙基淀粉的溶胶浓度为10-50%，其余量为水，溶胶温度为85-95℃，溶胶真空度为0-0.01MPa，环氧丙烷回收循环使用。

所述步骤（2）中总固形物含量比例为羟丙基淀粉61-95%，凝胶剂1-3%，增塑剂1-5%，柔韧剂0-30%，其它助剂0-1%。

所述的凝胶剂为卡拉胶、琼脂中的一种或者两种；所述的增塑剂为甘油、丙二醇、聚乙二醇中的一种或者几种；所述的柔韧剂为羧甲基纤维素，羟丙甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种；所述的其他助剂为遮光剂、色素、香精或防腐剂。

本发明的有益效果如下：

本发明出发点为减少不必要的浪费，去掉辅助溶剂，以最少量的水作为碱的溶剂，反应后过滤的环氧丙烷溶剂只需补加必要的环氧丙烷和碱就可以重新使用。羟丙基淀粉滤饼中的环氧丙烷在溶胶过程中回收再利用，最低限度的减少反应对环境的影响。本发明无三废排出，中和过程中所产生的少量乙酸钠可作为胶囊防腐剂使用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为实施例1的产品示意图；

图3为实施例2的产品示意图；

图4为实施例3的产品示意图；

图5为实施例4的产品示意图；

图6为实施例5的产品示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明中的所有原料均可以通过本领域熟知的方法制得，也可以采用市售产品。

实施例1

羟丙基淀粉胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）将淀粉醚化、过滤并中和；

a、淀粉醚化包括以下步骤：向三口瓶中加入环氧丙烷和氢氧化钠，搅拌，升温，然后加入淀粉或淀粉降解物，反应结束后过滤，滤液循环使用。

淀粉为玉米淀粉和蜡质玉米淀粉；淀粉降解物为以玉米淀粉和蜡质玉米淀粉为原料制得的糊精。

环氧丙烷的浓度为90%，其余量为水，所述醚化的反应温度为10℃，反应时间为2小时。

淀粉质量与环氧丙烷体积比为=1g：1.5ml。

制得的羟丙基淀粉中羟丙基含量为0.1%。

b、中和的步骤为：反应结束后过滤得到羟丙基淀粉滤饼，将滤饼打碎，翻滚状态下均匀喷淋乙酸中和。

羟丙基淀粉的溶胶浓度为10%，其余量为水，溶胶温度为85℃，溶胶真空度为0.01MPa，环氧丙烷回收循环使用。

总固形物含量比例为羟丙基淀粉61%，凝胶剂3%，增塑剂5%，柔韧剂30%，其他助剂1%。

凝胶剂为卡拉胶；增塑剂为甘油；柔韧剂为羧甲基纤维素；其他助剂为香精。

实施例2

羟丙基淀粉胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）将淀粉醚化、过滤并中和；

淀粉为马铃薯淀粉和木薯淀粉；淀粉降解物为以马铃薯淀粉和木薯淀粉为原料制得的水溶淀粉。

环氧丙烷的浓度为90%，其余量为水，所述醚化的反应温度为40℃，反应时间为10小时。

淀粉质量与环氧丙烷体积比为=1g：3.5ml。

制得的羟丙基淀粉中羟丙基含量为5.0%。

羟丙基淀粉的溶胶浓度为30%，其余量为水，溶胶温度为85℃，溶胶真空度为0.01MPa，环氧丙烷回收循环使用。

总固形物含量比例为羟丙基淀粉95%，凝胶剂1%，增塑剂3%，其它助剂1%。

凝胶剂为琼脂；增塑剂为聚乙二醇；其他助剂为香精。

实施例3

羟丙基淀粉胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）将淀粉醚化、过滤并中和；

淀粉为大米淀粉和小麦淀粉；淀粉降解物为以大米淀粉和小麦淀粉为原料制得的水溶淀粉。

环氧丙烷的浓度为90%，其余量为水，所述醚化的反应温度为50℃，反应时间为18小时。

淀粉质量与环氧丙烷体积比为=1g：2ml。

制得的羟丙基淀粉中羟丙基含量为12.1%。

总固形物含量比例为羟丙基淀粉91%，凝胶剂3%，增塑剂5%，其他助剂1%。

凝胶剂为卡拉胶；增塑剂为甘油；其他助剂为色素和遮光剂。

实施例4

羟丙基淀粉胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）将淀粉醚化、过滤并中和；

淀粉为木薯淀粉和大米淀粉；淀粉降解物为以木薯淀粉和大米淀粉为原料制得的水溶淀粉。

环氧丙烷的浓度为95%，其余量为水，所述醚化的反应温度为70℃，反应时间为24小时。

淀粉质量与环氧丙烷体积比为=1g：4ml。

制得的羟丙基淀粉中羟丙基含量为20.0%。

羟丙基淀粉的溶胶浓度为50%，其余量为水，溶胶温度为95℃，溶胶真空度为0.01MPa，环氧丙烷回收循环使用。

总固形物含量比例为羟丙基淀粉93%，凝胶剂2%，增塑剂5%。

凝胶剂为琼脂；增塑剂为聚乙二醇。

实施例5

羟丙基淀粉胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）将淀粉醚化、过滤并中和；

淀粉为豌豆淀粉；淀粉降解物为豌豆淀粉为原料制得的葡萄糖。

环氧丙烷的浓度为92.5%，其余量为水，醚化的反应温度为40℃，反应时间为13小时。

淀粉质量与环氧丙烷体积比为=1g：2.5ml。

制得的羟丙基淀粉中羟丙基含量为9.8%。

羟丙基淀粉的溶胶浓度为30%，其余量为水，溶胶温度为90℃，溶胶真空度为0.01MPa，环氧丙烷回收循环使用。

总固形物含量比例为羟丙基淀粉95%，凝胶剂1%，增塑剂1%，柔韧剂2%，其它助剂1%。

凝胶剂为琼脂和卡拉胶；增塑剂为甘油和丙二醇；柔韧剂为羟丙甲基纤维素；其他助剂为防腐剂和香精。

对比例1

采用干法反应的方法制得羟丙基淀粉胶囊。

得到洁白、粉状、取代度较高的羟丙基淀粉。

对比例2

采用湿法的方法制得羟丙基淀粉胶囊。

对比例3

采用有机溶剂法制得羟丙基淀粉胶囊，采用甲醇、乙醇、异丙醇、或苯等溶剂。

性能分析

对比例1反应在汽化温度下进行，反应过程高温高压，对设备要求很高。并且由此方法制得的成品纯化率低，环氧丙烷在高温、高压碱性催化剂作用下发生聚合反应，有爆炸危险。部分无机盐在乙醇中溶解度小，很难除去，而且有味道。

对比例2只能制备羟丙基含量偏低的产品（小于0.5%），低含量的羟丙基对于改善变性淀粉的性质有很大局限性，制约产品应用。

对比例3是溶剂的回收及提纯比较麻烦，在有机溶剂的选择，具体工艺过程的控制中存在诸多的问题，如溶剂昂贵、易燃、有毒,产品难于纯化,而且生产成本高，这都严重影响此法的应用和推广。

实施例1-5中，从原料淀粉到胶囊制备过程避免了大量醇溶剂和水的使用，醚化后环氧丙烷可循环套用，大大简化了传统方法制备羟丙基淀粉及溶剂回收的过程，工艺及设备简单，易于操作，无三废排出，绿色环保，所得羟丙基淀粉胶囊产品质量稳定，产品的纯化率高、羟丙基均较高，可以达到20%、且成本较低，仅为传统有机溶剂方法的1/2。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将淀粉醚化、过滤并中和；

（2）溶胶：将水、羟丙基淀粉、凝胶剂、增塑剂、柔韧剂和其它助剂蘸胶成型；

所述步骤（1）中的淀粉醚化包括以下步骤：向三口瓶中加入环氧丙烷和氢氧化钠，搅拌，升温，然后加入淀粉或淀粉降解物，反应结束后过滤，滤液循环使用；

2.如权利要求1所述羟丙基淀粉胶囊的制备方法，其特征在于：所述的淀粉为玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、大米淀粉、小麦淀粉或豌豆淀粉中的一种或几种；所述的淀粉降解物为以所述淀粉为原料制得的水溶淀粉。

3.如权利要求1所述羟丙基淀粉胶囊的制备方法，其特征在于：所述环氧丙烷的浓度为90%-95%，其余量为水，所述醚化反应温度为10-70℃，反应时间为2-24小时。

4.如权利要求1所述羟丙基淀粉胶囊的制备方法，其特征在于：所述淀粉质量与环氧丙烷体积比为=1g：1.5-4ml。

5.如权利要求1所述羟丙基淀粉胶囊的制备方法，其特征在于：制得的羟丙基淀粉中羟丙基含量为0.1%-20%。

6.如权利要求1所述羟丙基淀粉胶囊的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中和的步骤为：反应结束后过滤得到羟丙基淀粉滤饼，将滤饼打碎，翻滚状态下均匀喷淋乙酸中和。

7.如权利要求1所述羟丙基淀粉胶囊的制备方法，其特征在于所述步骤（2）中总固形物含量比例为羟丙基淀粉61-95%，凝胶剂1-3%，增塑剂1-5%，柔韧剂0-30%，其它助剂0-1%。

8.如权利要求1所述羟丙基淀粉胶囊的制备方法，其特征在于：所述的凝胶剂为卡拉胶、琼脂中的一种或者两种；所述的增塑剂为甘油、丙二醇、聚乙二醇中的一种或者几种；所述的柔韧剂为羧甲基纤维素，羟丙甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种；所述的其他助剂为遮光剂、色素、香精或防腐剂。