CN110284362B - 施胶淀粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种施胶淀粉及其制备方法，该方法包括：向第一淀粉浆液中加入淀粉酶以进行酶切处理，获得第一淀粉乳液；对第二淀粉浆液进行加热保温处理直至达到半糊化状态，以得到第二淀粉乳液；将所述第一淀粉乳液与所述第二淀粉乳液按照预设比例混合均匀，以得到施胶淀粉。通过上述方式，本申请能够提高施胶淀粉的强度。

Description

施胶淀粉及其制备方法

技术领域

本申请涉及淀粉技术领域，特别是涉及一种施胶淀粉及其制备方法。

背景技术

淀粉是一种来源丰富的碳水化合物，是造纸工业的主要原料，例如在施胶工艺中，所使用的施胶液主体主要为淀粉。

当前，表面施胶使用淀粉一般是采用酶切处理制备得到，在兼顾施胶品质的同时，亦可最大程度的降低施胶成本。然而，本申请的发明人在长期的研发过程中发现，淀粉经过酶切后，分子链被切断，从而会在一定程度上降低淀粉本身的强度，从而降低表面施胶质量。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种施胶淀粉及其制备方法，能够提高施胶淀粉的强度。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种施胶淀粉的制备方法，所述方法包括：向第一淀粉浆液中加入淀粉酶以进行酶切处理，获得第一淀粉乳液；对第二淀粉浆液进行加热保温处理直至达到半糊化状态，以得到第二淀粉乳液；将所述第一淀粉乳液与所述第二淀粉乳液按照预设比例混合均匀，以得到施胶淀粉。

其中，所述向第一淀粉浆液中加入淀粉酶以进行酶切处理，获得第一淀粉乳液，包括：向原淀粉中加入水得到所述第一淀粉浆液；向所述第一淀粉浆液中加入所述淀粉酶混合均匀后，加热至第一温度，并保温第一时间，以进行酶切反应；所述酶切反应后，进一步加热至第二温度，并保温第二时间以对所述淀粉酶进行灭活处理，获得所述第一淀粉乳液。

具体地，所述第一淀粉浆液的浓度为30～40％；所述淀粉酶的加入量为所述原淀粉绝干质量的0.1～1.0‰；所述原淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的至少一种。

具体地，所述淀粉酶为α-淀粉酶；所述第一温度为75～85℃，所述第一时间为10～60min；所述第二温度为95～100℃，所述第二时间为10～60min。

其中，所述对第二淀粉浆液进行加热保温处理直至达到半糊化状态，以得到第二淀粉乳液，包括：向原淀粉中加入水得到所述第二淀粉浆液；向所述第二淀粉浆液中加入碱性催化剂并混合均匀，保持pH值为预设pH值，得到混合浆液；将所述混合浆液加热至第三温度，并保温第三时间，以进行半糊化处理，得到所述第二淀粉乳液。

具体地，所述第二淀粉浆液的浓度为30～40％；所述第三温度为55～60℃，所述第三时间为10～60min；所述预设pH值为10.0～11.0。

具体地，所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸氢钠中的至少一种配制成的浓度为5～10％的溶液；所述原淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的至少一种。

其中，将所述第一淀粉乳液与所述第二淀粉乳液按照预设比例混合均匀，以得到所述施胶淀粉，包括：将所述第一淀粉乳液与所述第二淀粉乳液按照所述预设比例混合均匀，得到混合淀粉乳液；对所述混合淀粉乳液搅拌第四时间，得到所述施胶淀粉。

具体地，所述预设比例为1:9～9:1；所述混合淀粉乳液的浓度为8～12％；所述第四时间为10～20min。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种施胶液，所述施胶液包含施胶淀粉，所述施胶淀粉由如上所述的方法制备得到。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请施胶淀粉的制备方法中，将第二淀粉浆液处理为半糊化状态，然后与酶切处理得到的第一淀粉乳液混合在一起，能够弥补酶切处理后的强度下降，从而提高施胶淀粉的强度，同时，将第二淀粉乳液在半糊化状态下与第一淀粉乳液混合得到施胶淀粉的粘度低，从而又有利于施胶运转。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请施胶淀粉的制备方法一实施方式的流程示意图；

图2是图1中步骤S101的流程示意图；

图3是图2中步骤S102的流程示意图；

图4是图3中步骤S103的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请施胶淀粉的制备方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：

步骤S101：向第一淀粉浆液中加入淀粉酶以进行酶切处理，获得第一淀粉乳液；

其中，本申请中第一淀粉浆液可以是原淀粉与水的混合液。

淀粉酶可以为α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶、异淀粉酶等中的至少一种。

需要指出的是，由于淀粉本身具有糊化温度高、成膜性以及透明性不好等缺点，难以满足造纸工业施胶的需要，本申请中将第一淀粉浆液进行酶切处理，从而改善淀粉的原有性质。本实施方式中，经过酶切处理后，第一淀粉乳液处于完全糊化的状态，而由于经酶切处理后，淀粉的分子链被切断，导致第一淀粉乳液的粘度下降，从而影响淀粉本身的延展性和强度，进一步会影响施胶后纸张的强度。

步骤S102：对第二淀粉浆液进行加热保温处理直至达到半糊化状态，以得到第二淀粉乳液；

第二淀粉浆液也可以是原淀粉与水的混合液，具体可以与第一淀粉浆液相同，也可以不同，此处不做限定。

碱性催化剂可以为氢氧化钠、碳酸氢钠等中的至少一种，或者由其至少一种配制成的溶液。

半糊化状态是指第一淀粉浆液未完全糊化，将第二淀粉浆液进行加热保温处理后，达到半糊化状态，由于未经酶切处理，因此，第二淀粉浆液的强度高，同时半糊化状态的淀粉乳液的粘度也不高，因此不会影响后期施胶时的运转性。

需要指出的是，本申请中并不限定步骤S101和步骤S102的先后顺序。

步骤S103：将第一淀粉乳液与第二淀粉乳液按照预设比例混合均匀，以得到施胶淀粉。

在第一淀粉乳液与第二淀粉乳液制备完成后，可根据实际需求将二者按照一定的比例混合在一起，即获得本申请施胶淀粉。

其中，还可以根据实际使用需求对第一淀粉乳液或者第二淀粉乳液进行稀释处理，然后再进行混合。

本实施方式中，将第二淀粉浆液处理为半糊化状态，然后与酶切处理得到的第一淀粉乳液混合在一起，既具有淀粉经过酶切处理后的较为优良的性能，又能够弥补酶切处理后的强度下降，从而提高施胶淀粉的强度，同时，将第二淀粉乳液在半糊化状态下与第一淀粉乳液混合得到施胶淀粉的粘度低，从而又有利于施胶运转。

其中，请参阅图2，在一实施方式中，步骤S101包括：

步骤S1011：向原淀粉中加入水得到第一淀粉浆液；

其中，原淀粉可以为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉等中的至少一种。

其中，原淀粉和水的加入量可以根据所需要的第一淀粉浆液的浓度而定。其中，第一淀粉浆液的浓度可以为30～40％，具体可以为30％、35％、40％等。

步骤S1012：向第一淀粉浆液中加入淀粉酶混合均匀后，加热至第一温度，并保温第一时间，以进行酶切反应；

本步骤中对第一淀粉浆液进行酶切，因此，第一温度为淀粉酶的活性温度。

在一个应用场景中，淀粉酶为α-淀粉酶，此时，第一温度可以为75～85℃，具体可以为75℃、80℃、85℃等；第一时间可以为10～60min，具体可以为10min、20min、40min、60min等。另外，α-淀粉酶的加入量可以为原淀粉绝干质量的0.1～1.0‰，具体如0.1‰、0.2‰、0.4‰、0.6‰、0.8‰、1.0‰等。

当然，在淀粉酶为其它时，对应的第一温度和第一时间可以为其它，此处不做具体限定。

步骤S1013：酶切反应后，进一步加热至第二温度，并保温第二时间以对淀粉酶进行灭活处理，获得第一淀粉乳液。

其中，在第一淀粉浆液发生酶切反应后，进一步根据需求对淀粉酶进行灭活处理方可完成对第一淀粉浆液的酶切处理，因此，第二温度即可以为淀粉酶的灭活温度。在上述应用场景中，淀粉酶为α-淀粉酶，此时，第二温度可以为95～100℃，具体如95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃等，第二时间可以为10～60min，具体可以为10min、20min、40min、60min等。

通过上述方法，利用淀粉酶对第一淀粉浆液进行酶切处理，以改善淀粉的原有性质，并且采用这种方法进行处理，条件温和，环保无污染。

其中，请参阅图3，在一实施方式中，步骤S102包括：

步骤S1021：向原淀粉中加入水得到第二淀粉浆液；

其中，本实施方式中的原淀粉与第一淀粉浆液中所使用的原淀粉可以相同或者不同，具体也可以为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉等中的至少一种。

第二淀粉浆液的浓度可以为30～40％，具体可以为30％、35％、40％等。

步骤S1022：向第二淀粉浆液中加入碱性催化剂并混合均匀，保持pH值为预设pH值，得到混合浆液；

其中，碱性催化剂可以为氢氧化钠、碳酸氢钠中的至少一种配制成的浓度为5～10％的溶液，其中，碱性催化剂的浓度具体可以为5％、6％、8％、10％等。

其中，预设pH值可以为10.0～11.0，具体如10.0、10.5、11.0等。

步骤S1023：将混合浆液加热至第三温度，并保温第三时间，以进行半糊化处理，得到第二淀粉乳液。

其中，对混合浆液进行加热以及保温处理具体是使混合浆液达到半糊化状态。

其中，第三温度可以为55～60℃，具体如55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃；第三时间可以为10～60min，具体如10min、20min、40min、60min等。

需要指出的是，本实施方式中先向第二淀粉浆液中加入碱性催化剂，然后对得到的混合浆液进行加热处理从而达到半糊化的状态。碱性催化剂的加入能够降低第二淀粉浆液的进行加热糊化的温度，从而能够使得第二淀粉浆液较快速得达到半糊化的状态。另外，在利用最终得到施胶淀粉对纸张进行施胶时，碱性催化剂还能够促进施胶后施胶淀粉的糊化。

其中，请参阅图4，在一实施方式中，步骤S103还包括：

步骤S1031：将第一淀粉乳液与第二淀粉乳液按照预设比例混合均匀，得到混合淀粉乳液；

其中，预设比例可以根据对施胶淀粉的粘度以及浓度等的具体需求而定。例如，预设比例可以为1:9～9:1，具体如1:9、3:7、5:5、7:3、9:1等。

其中，为了满足施胶要求，混合淀粉乳液的浓度可以为8～12％，具体如8％、9％、10％、11％、12％等。

步骤S1032：对混合淀粉乳液搅拌第四时间，得到施胶淀粉。

其中，对混合淀粉乳液搅拌的第四时间可以为10～20min，具体如10min、15min、20min等，只要能够将混合淀粉乳液搅拌均匀即可，此处不做具体限定。

本申请施胶液一实施方式中，施胶液所包含的施胶淀粉由上述本申请施胶淀粉的制备方法实施方式中的方法制备得到。

其中，具体的制备方法的相关详细内容请参见上述实施方式，此处不再赘述。

需要指出的是，施胶液还可以进一步包含一定量的施胶剂，如阿拉伯胶、植物蛋白、氨基酸衍生物、海藻酸钠、聚乙烯醇，甲基纤维素、CMC、SAE、APM，以及石蜡、苯乙烯-马来酸酐共聚物、PUD、氟碳化合物等，以进一步提升施胶液的增强效果。

下面通过具体的实施例和对比例来对本申请上述方案进行具体说明。

对比例：

称取200g水分含量为14％的木薯原淀粉，向其中加入230g水制备得到淀粉浆液，在搅拌状态下加入原淀粉绝干质量0.15‰的α-淀粉酶，搅拌均匀并加热，在加热至80℃时保温20min，然后快速升温至98℃，保温30min，保温结束后，稀释到浓度为10％，制备得到施胶淀粉。

实施例：

第一淀粉乳液的制备：

1、称取200g水分含量为14％的木薯原淀粉，向其中加入230g水制备得到第一淀粉浆液，在搅拌状态下加入原淀粉绝干质量0.10‰的α-淀粉酶，搅拌均匀并加热，在加热至温度80℃时保温20min，然后快速升温至98℃，保温30min，保温结束后，稀释到浓度为10％，制备得到第一淀粉乳液A1。

2、称取200g水分含量为14％的木薯原淀粉，向其中加入230g水制备得到第一淀粉浆液，在搅拌状态下加入原淀粉绝干质量0.15‰的α-淀粉酶，搅拌均匀并加热，在加热至温度80℃时保温20min，然后快速升温至98℃，保温30min，保温结束后，稀释到浓度为10％，制备得到第一淀粉乳液A2。

第二淀粉乳液的制备：

1、称取200g水分含量为14％的木薯原淀粉，向其中加入230g水制备得到第二淀粉浆液，再进一步加入淀粉绝干量0.5％的碱性催化剂，混合均匀后搅拌30分钟，然后加热升温至60℃时保温20min，使得乳液呈现半乳化状态，然后稀释到浓度为10％，制备得到第二淀粉乳液B1。

2、称取200g水分含量为14％的木薯原淀粉，向其中加入230g水制备得到第二淀粉浆液，再进一步加入淀粉绝干量1.0％的碱性催化剂，混合均匀后搅拌30分钟，然后加热升温至60℃时保温20min，使得乳液呈现半乳化状态，然后稀释到浓度为10％，制备得到第二淀粉乳液B2。

(1)对上述各实施例与对比例中制备所得到的产物进行性能测试，得到的测试结果如下表所示：

表1淀粉物性测试结果

项目	对比例	A1	A2	B1	B2
						浓度，％	10	10	10	10	10
粘度，mPa·s	10	12	10	15	12

从表1中可以看出，相同浓度条件下，与对比例相比，实施例中所制得的淀粉的物性基本维持。

(2)取制备样品A、B，按照不同比例进行混合，充分搅拌后，在未进行表面施胶的纸上进行表面施胶，施胶量控制在2g/m²，60℃时检测淀粉胶液及纸张物性，结果如下表所示：

表2淀粉胶液物性测试结果

表3施胶纸张物性测试结果

由表2和表3中能够看出，在其它条件均相同的情况下，与对比例中所制备的施胶淀粉施胶后的纸张相比，实施例1-12中制备的施胶淀粉施胶后的纸张的强度增强，如拔蜡、内聚力、耐折均得到了显著提升。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种施胶淀粉的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

向第一淀粉浆液中加入淀粉酶以进行酶切处理，获得第一淀粉乳液；

对第二淀粉浆液进行加热保温处理直至达到半糊化状态，以得到第二淀粉乳液；

将所述第一淀粉乳液与所述第二淀粉乳液按照预设比例混合均匀，以得到施胶淀粉；

其中，所述第一淀粉浆液和第二淀粉浆液均通过向原淀粉中加入水得到；所述第一淀粉浆液的浓度为30～40％；所述第二淀粉浆液的浓度为30～40％；

所述将所述第一淀粉乳液与所述第二淀粉乳液按照预设比例混合均匀，以得到所述施胶淀粉，包括：

将所述第一淀粉乳液与所述第二淀粉乳液按照所述预设比例混合均匀，得到混合淀粉乳液；

对所述混合淀粉乳液搅拌第四时间，得到所述施胶淀粉；

所述预设比例为1:9～9:1；

所述混合淀粉乳液的浓度为8～12％；

所述第四时间为10～20min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述向第一淀粉浆液中加入淀粉酶以进行酶切处理，获得第一淀粉乳液，包括：

向所述第一淀粉浆液中加入所述淀粉酶混合均匀后，加热至第一温度，并保温第一时间，以进行酶切反应；

所述酶切反应后，进一步加热至第二温度，并保温第二时间以对所述淀粉酶进行灭活处理，获得所述第一淀粉乳液。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述淀粉酶的加入量为所述原淀粉绝干质量的0.1～1.0‰；

所述原淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述淀粉酶为α-淀粉酶；

所述第一温度为75～85℃，所述第一时间为10～60min；

所述第二温度为95～100℃，所述第二时间为10～60min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述对第二淀粉浆液进行加热保温处理直至达到半糊化状态，以得到第二淀粉乳液，包括：

向所述第二淀粉浆液中加入碱性催化剂并混合均匀，保持pH值为预设pH值，得到混合浆液；

将所述混合浆液加热至第三温度，并保温第三时间，以进行半糊化处理，得到所述第二淀粉乳液。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述第三温度为55～60℃，所述第三时间为10～60min；

所述预设pH值为10.0～11.0。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸氢钠中的至少一种配制成的浓度为5～10％的溶液；

所述原淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的至少一种。

8.一种施胶液，所述施胶液包含施胶淀粉，其特征在于，所述施胶淀粉由权利要求1～7任一项所述的方法制备得到。

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