CN107601951B

CN107601951B - 一种混凝土专用淀粉糖浆及其制备方法

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Publication number: CN107601951B
Application number: CN201710938937.7A
Authority: CN
Inventors: 刘玉春; 赵玉斌; 王德友
Original assignee: Luzhou Bio Chem Technology Shangdong Co ltd; Shandong Luzhou Food Group Co ltd
Current assignee: Luzhou Bio Chem Technology Shangdong Co ltd; Shandong Luzhou Food Group Co ltd
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2037-10-11
Also published as: CN107601951A

Abstract

本发明涉及一种混凝土专用淀粉糖浆及其制备方法，该糖浆以干基计包括如下质量百分比的组分组成：麦芽糖40‑55％、麦芽三糖10‑18％、四糖及以上的多糖22‑28％、葡萄糖酸钠4‑8％、葡萄糖0‑9.5％。本发明创新性的以麦芽糖为主体，以麦芽三糖及以上大分子糖为支撑，并添加适量的葡萄糖酸钠，开发出粘度适中、减水缓凝效果显著的糖浆产品，为混凝土专用糖浆的生产开辟了新途径。

Description

一种混凝土专用淀粉糖浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土专用淀粉糖浆及其制备方法，属于农产品精深加工技术领域。

背景技术

混凝土作为用量最大、适用范围最广、耐久性最好的建筑材料，其地位是其它任何材料所难以取代的。随着混凝土制品的日益增多，混凝土结构的日趋复杂，建筑的高层化和大型化，对混凝土材料提出了许多新的要求。比如调凝、延缓或减少水化热、大流动性、高强且耐久等技术要求，以及尽可能节约能耗，降低成本与快速施工等经济要求。

过去通常采用具有不同矿物组成的水泥来使混凝土拥有某种性能，而变化水泥的矿物组成往往给水泥生产工艺带来诸多困难。工程实践证明，将外加剂作为混凝土的第五组份掺入混凝土之中，是使混凝土获得优良胜能、满足众多不同要求的有效途径。如在混凝土的集中搅拌条件下，由于商品混凝土凝结时间和坍落度要求的不同，人们必须通过在混凝土中掺加泵送剂加以调节，而缓凝剂是配制泵送剂的必备组分。

缓凝剂种类较多，按其化学成分可分为无机和有机两大类。无机缓凝剂包括：硼砂、氯化锌、碳酸锌、铁、铜、锌、镉的硫酸盐，磷酸盐和偏磷酸盐等；有机缓凝剂包括：羟基羧酸及其盐，多元醇及其衍生物，糖类及碳水化合物。

建国初期，我国在此大型水利工程中采用了预拌混凝土，但是由于种种原因，我国商品混凝土的发展比较迟缓，与发达国家相比，形成了很大的差距。我国的商品混凝土搅拌站始建于20世纪70午代后期，随后，由于建设的需要和政府的支持，商品混凝土发展较快，每年以约15％以上的幅度递增，2016年全国商品混凝土产量179200万立方米。但是，我国商品混凝土的发展极不平衡，地区差异较大。在北京、上海、广州、深圳、大连、厦门等大城市，商品混凝土使用量比较大，占这此城巾的混凝土总用量的60％-80％左右，己经接近或达到发达国家的水平。而在西部地区，有的省份则刚刚起步。

目前，木质素磺酸盐是产量最大、应用最为广泛的缓凝减水剂。木质素磺酸盐可以降低水的表面张力，具有定的引气性，而且掺量增加后，引气和缓凝作用更强，所以应避免超掺量使用，否则会由于引气过多和过于缓凝，使混凝土强度降低甚至长期不凝结硬化，造成工程事故。

磷酸盐是近年来研究较多的无机盐缓凝剂，磷酸并无明显的缓凝作用，但某些磷酸盐却有较强的缓凝作用。如焦磷酸钠、多聚磷酸钠、正磷酸盐及其酸式盐。有机类缓凝剂因其原料来源广泛，生产工艺简单，成本较低，缓凝效果明显而受到广泛使用。也有将糖基材料磺化处理制备水泥基材料的添加剂的报道，例如：中国专利文件CN103534222A(申请号：201180070888.0)公开了由糖基材料制备水泥基材料的添加剂，特别是用于净浆、灌浆、砂浆和混凝土应用的外加剂以及用作通过研磨生产水泥的水泥添加剂的方法。但如果对缓凝剂品种使用不当、掺加力式、掺量不当或是施工工艺与措施不当均可引起水泥混凝土的不正常凝结，影响施工质量甚至造成工程事故。如水泥中以硬石膏做调凝剂的时候，糖钙掺入会速凝，造成工程事故。

这样就存在着普遍的、非常重要的问题就是与水泥的相容性问题。即外加剂与水泥以及复合外加剂与水泥之间有时存在着不相容状况，而这种不相容状况有时会导致严重的工程事故和不可估量的经济损失。

因此，研究开发一种混凝土专用淀粉糖浆，发挥其缓凝和减水效果，改善产品与水泥的相容性，提高其对混凝土拌和物的和易性和保坍性，提高混凝土质量，产品具有较高的社会和经济效益。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种制作方便、使用量低，减水率高，使用后混凝土坍落度损失小，其生产和使用过程中对环境无污染混凝土专用淀粉糖浆及其制备方法。

术语说明：

DE值：工业上用DE值(也称葡萄糖值)表示淀粉的水解程度或糖化程度。糖化液中还原性糖全部当作葡萄糖计算，占干物质的百分比称为DE值。

本发明的技术方案如下：

一种混凝土专用淀粉糖浆，以干基计，包括如下质量百分比的组分组成：

麦芽糖40-55％、麦芽三糖10-18％、四糖及以上的多糖22-28％、葡萄糖酸钠4-8％、葡萄糖0-9.5％。

根据本发明，优选的，所述的混凝土专用淀粉糖浆，以干基计，包括如下质量百分比的组分组成：

麦芽糖44-50％、麦芽三糖12-16％、四糖及以上的多糖23-28％、葡萄糖酸钠4-8％、葡萄糖0-9.5％。

麦芽糖45％、麦芽三糖15％、四糖及以上的多糖28％、葡萄糖酸钠4％、葡萄糖8％。

麦芽糖50％、麦芽三糖12％、四糖及以上的多糖24％、葡萄糖酸钠6％、葡萄糖8％。

麦芽糖44％、麦芽三糖16％、四糖及以上的多糖23％、葡萄糖酸钠8％、葡萄糖9％。

根据本发明，优选的，所述的混凝土专用淀粉糖浆，干基占糖浆总质量的60～80％。

根据本发明，上述混凝土专用淀粉糖浆的制备方法，包括步骤如下：

(1)调浆：将淀粉调成淀粉乳，调节pH＝5.4-6.2，加入耐高温ɑ-淀粉酶，搅拌均匀制得淀粉粉浆；

(2)液化：将步骤(1)制得的淀粉粉浆喷射液化，温度控制105-110℃，时间6-9min，降温至90-97℃，维持30～90min，控制DE值12～17％，灭酶制得粉浆液化液；

(3)糖化：将步骤(2)制得的粉浆液化液降温至58-62℃，加入β-淀粉酶、普鲁兰酶，保温糖化24-48小时后灭酶，得到糖化液；

(4)过滤：对步骤(3)制得的糖化液进行过滤，除去糖化液中的不溶性杂质，制得过滤液；

(5)调配：将步骤(4)制得的过滤液中加入葡萄糖酸钠，制得混合糖浆；

(6)浓缩：将步骤(5)制得的混合糖浆蒸发浓缩至干基质量占糖浆总质量的60～80％，即得混凝土专用糖浆。

根据本发明的制备方法，优选的，步骤(1)中淀粉乳的质量浓度为20-35％；

优选的，耐高温ɑ-淀粉酶的加入量为8-14U/g·Ds。(U/g·Ds：为每克干料淀粉添加的ɑ-淀粉酶的单位量)。

根据本发明的制备方法，优选的，步骤(3)中β-淀粉酶的加入量为100-300mL/吨干基淀粉，普鲁兰酶的加入量为50-200mL/吨干基淀粉。优选的，β-淀粉酶含量为700000U/mL；普鲁兰酶含量为1000U/mL。

本发明的有益效果

1、本发明创新性的以麦芽糖为主体，以麦芽三糖及以上大分子糖为支撑，并添加适量的葡萄糖酸钠，开发出粘度适中、减水缓凝效果显著的糖浆产品，为混凝土专用糖浆的生产开辟了新途径。

2、本发明产品添加了葡萄糖酸钠，提高了常规糖浆的减水、缓凝效果。产品生产工艺可控性强，有利于规模化，并且质量稳定，从而确保了混凝土的质量。

3、本发明产品经除渣过滤、简化了糖浆生产工艺，降低了生产成本。

4、本发明的混凝土专用淀粉糖浆，除能够保证混凝土强度和操作条件外，还可节约水泥用量。试验表明：当保持混凝土坍落度不变时，水灰比可减少0.07-0.1，当用水量不变时，坍落度可增大一倍左右，水泥用量可节约10％左右，并还有良好的抗渗性能，如表1所示。

表1

当掺入量为水泥用量的0.6％时，每使用一吨本发明混凝土专用淀粉糖浆可节约水泥15吨。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。

实施例1

一种混凝土专用淀粉糖浆，制备方法包括如下步骤：

(1)调浆：将淀粉调成浓度为20％的淀粉乳，充分搅拌，调匀后，加入纯碱(碳酸钠)调节pH＝5.4，以8U/g·Ds(U/g·Ds为每g干料淀粉添加的ɑ-淀粉酶的单位)的加入量加入耐高温ɑ-淀粉酶，搅拌均匀制得淀粉粉浆；

(2)液化：将步骤(1)制得的淀粉粉浆喷射液化，温度控制105℃，时间6min，经真空冷却，降温至90℃，维持30min，控制DE值12％，灭酶制得粉浆液化液；

(3)糖化：将步骤(2)制得的粉浆液化液降温至58℃，加入β-淀粉酶100ml/吨干基淀粉、普鲁兰酶50ml/吨干基淀粉，保温糖化24小时后灭酶，得到糖化液；

(4)过滤：用过滤机对步骤(3)制得的糖化液进行过滤，以硅藻土或珍珠岩为助滤剂，除去糖化液中的不溶性杂质，制得过滤液；

(5)调配：将步骤(4)制得的过滤液中加入占过滤液干基比例4％的葡萄糖酸钠，制得混合糖浆，所得混合糖浆中，麦芽糖45％、麦芽三糖15％、四糖及以上多糖28％、葡萄糖酸钠4％、葡萄糖8％，均以干基计。

(6)浓缩：将步骤(5)制得的过滤液蒸发浓缩至干物质的量占总质量的60～80％，即得混凝土专用糖浆。

实施例2

一种混凝土专用淀粉糖浆，制备方法包括步骤如下：

(1)调浆：将淀粉调成浓度为28％的淀粉乳，充分搅拌，调匀后，加入纯碱(碳酸钠)调节pH＝5.8，以11U/g·Ds(U/g·Ds为每g干料淀粉添加的ɑ-淀粉酶的单位)的加入量加入耐高温ɑ-淀粉酶，搅拌均匀制得淀粉粉浆；

(2)液化：将步骤(1)制得的淀粉粉浆喷射液化，温度控制108℃，时间7min，经真空冷却，降温至95℃，维持60min，控制DE值15％，灭酶制得粉浆液化液；

(3)糖化：将步骤(2)制得的粉浆液化液降温至60℃，加入β-淀粉酶200ml/吨干基淀粉、普鲁兰酶150ml/吨干基淀粉，保温糖化36小时后灭酶，得到糖化液；

(5)调配：将步骤(4)制得的过滤液中加入占过滤液干基比例6％的葡萄糖酸钠，制得混合糖浆，所得混合糖浆中，麦芽糖50％、麦芽三糖12％、四糖及以上多糖24％、葡萄糖酸钠6％、葡萄糖8％，均以干基计。

实施例3

一种混凝土专用淀粉糖浆，制备方法包括步骤如下：

(1)调浆：将淀粉调成浓度为35％的淀粉乳，充分搅拌，调匀后，加入纯碱(碳酸钠)调节pH＝6.2，以14U/g·Ds(U/g·Ds为每g干料淀粉添加的ɑ-淀粉酶的单位)的加入量加入耐高温ɑ-淀粉酶，搅拌均匀制得淀粉粉浆；

(2)液化：将步骤(1)制得的淀粉粉浆喷射液化，温度控制110℃，时间9min，经真空冷却，降温至97℃，维持90min，控制DE值17％，灭酶制得粉浆液化液；

(3)糖化：将步骤(2)制得的粉浆液化液降温至62℃，加入β-淀粉酶300ml/吨干基淀粉、普鲁兰酶200ml/吨干基淀粉，保温糖化48小时后灭酶，得到糖化液；

(5)调配：将步骤(4)制得的过滤液中加入占过滤液干基比例8％的葡萄糖酸钠，制得混合糖浆，所得混合糖浆中，麦芽糖44％、麦芽三糖16％、四糖及以上多糖23％、葡萄糖酸钠8％、葡萄糖9％，均以干基计。

对比例1

如实施例1所述，不同的是：

通过调整β-淀粉酶的加入量调整糖浆中麦芽糖含量以干基计为30％。

水灰比控制在0.57，水泥用量311Kg/m³，专用糖浆添加量占水泥用量的6％，实施例1与对比例1的混凝土质量如表2所示，由表2可知，本对比例的坍落度和抗压强度均显著降低。

表2

类别	坍落度(mm)	抗压强度(MPa)
			实施例1	82	R<sub>14</sub>41.5
对比例1	57	R<sub>14</sub>31.1

对比例2

如实施例1所述，不同的是：

通过调整β-淀粉酶和普鲁兰酶的加入量调整糖浆中麦芽糖含量以干基计为60％。

水灰比控制在0.57，水泥用量311Kg/m³，专用糖浆添加量占水泥用量的6％，实施例2与对比例2的混凝土质量如表3所示，由表3可知，本对比例的坍落度和抗压强度均显著降低。

表3

类别	坍落度(mm)	抗压强度(MPa)
			实施例2	88	R<sub>14</sub>45.4
对比例2	50	R<sub>14</sub>29.8

对比例3

如实施例1所述，不同的是：

葡萄糖酸钠的加入量以干基计为10％，随着葡萄糖酸钠掺量的加大，不但会严重降低混凝土的早期强度，而且降低中后期强度，这是因为过度缓凝，混凝土长时间不凝结硬化，会造成混凝土内部水分过量的蒸发和散失，使水泥水化反应过缓甚至停止，水化程度低，水化产物少，对混凝土强度造成不可恢复的损失。

表4

类别	坍落度(mm)	抗压强度(MPa)
			实施例1	82	R<sub>14</sub>41.5
对比例3	80	R<sub>14</sub>27.1

对比例4

如实施例1所述，不同的是：

葡萄糖酸钠的加入量以干基计为1％。如果葡萄糖酸钠掺量过小，混凝土起不到良好的缓凝效果，早期强度及中后期强度也会降低。

表5

类别	坍落度(mm)	抗压强度(MPa)
			实施例1	82	R<sub>14</sub>41.5
对比例4	76	R<sub>14</sub>29.5

Claims

1.一种混凝土专用淀粉糖浆，其特征在于，该糖浆以干基计，包括如下质量百分比的组分组成：

麦芽糖40-55%、麦芽三糖10-18%、四糖及以上的多糖22-28%、葡萄糖酸钠4-8%、葡萄糖0-9.5%；

干基占糖浆总质量的60～80%。

2.根据权利要求1所述的混凝土专用淀粉糖浆，其特征在于，所述的混凝土专用淀粉糖浆，以干基计，包括如下质量百分比的组分组成：

麦芽糖44-50%、麦芽三糖12-16%、四糖及以上的多糖23-28%、葡萄糖酸钠4-8%、葡萄糖0-9.5%。

3.根据权利要求1所述的混凝土专用淀粉糖浆，其特征在于，所述的混凝土专用淀粉糖浆，以干基计，包括如下质量百分比的组分组成：

麦芽糖45%、麦芽三糖15%、四糖及以上的多糖28%、葡萄糖酸钠4%、葡萄糖8%。

4.根据权利要求1所述的混凝土专用淀粉糖浆，其特征在于，所述的混凝土专用淀粉糖浆，以干基计，包括如下质量百分比的组分组成：

麦芽糖50%、麦芽三糖12%、四糖及以上的多糖24%、葡萄糖酸钠6%、葡萄糖8%。

5.根据权利要求1所述的混凝土专用淀粉糖浆，其特征在于，所述的混凝土专用淀粉糖浆，以干基计，包括如下质量百分比的组分组成：

麦芽糖44%、麦芽三糖16%、四糖及以上的多糖23%、葡萄糖酸钠8%、葡萄糖9%。

6.权利要求1-5任一项所述的混凝土专用淀粉糖浆的制备方法，包括步骤如下：

（1）调浆：将淀粉调成淀粉乳，调节pH=5.4-6.2，加入耐高温ɑ-淀粉酶，搅拌均匀制得淀粉粉浆；

（2）液化：将步骤（1）制得的淀粉粉浆喷射液化，温度控制105-110℃，时间6-9min，降温至90-97℃，维持30～90min，控制DE值12～17%，灭酶制得粉浆液化液；

（3）糖化：将步骤（2）制得的粉浆液化液降温至58-62℃，加入β-淀粉酶、普鲁兰酶，保温糖化24-48小时后灭酶，得到糖化液；

（4）过滤：对步骤（3）制得的糖化液进行过滤，除去糖化液中的不溶性杂质，制得过滤液；

（5）调配：将步骤（4）制得的过滤液中加入葡萄糖酸钠，制得混合糖浆；

（6）浓缩：将步骤（5）制得的混合糖浆蒸发浓缩至干基质量占糖浆总质量的60～80%，即得混凝土专用糖浆。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中淀粉乳的质量浓度为20-35％，耐高温ɑ-淀粉酶的加入量为8-14U/g·Ds。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中β-淀粉酶的加入量为100-300mL/吨干基淀粉，普鲁兰酶的加入量为50-200mL/吨干基淀粉，β-淀粉酶含量为700000U/mL，普鲁兰酶含量为1000U/mL。