CN1314710C - 一种微细化淀粉的制备方法 - Google Patents

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一种微细化淀粉的制备方法，其要点是：将水分含量5.0～25.0%的淀粉投入高频振动式球磨机物料腔，在物料腔内同时放置重量3～20倍于淀粉且硬度高于淀粉的球状物或棒状物，在控制温度-20℃～-1℃、振动频率1000～1450Hz条件下，粉碎2～30小时，制备得到微细化淀粉。本方法大幅度提高了粉碎效率，降低了能耗，减少了损耗。

Description

一种微细化淀粉的制备方法
技术领域
本发明属于一种微细化淀粉的制备方法，具体涉及到利用球磨机制备微细化淀粉的方法。
背景技术
近年来在各种应用中，淀粉颗粒大小与其性质改变越来越受重视。淀粉颗粒在物理破碎下，随着大小，形貌和均匀度的改变，淀粉分子的聚集态结构也发生变化，从而导致理化性质如分散性、溶解度、糊化性质和化学活性等相应发生改变。与传统的化学变性方法相比，物理破碎淀粉使其颗粒微细化，是淀粉深加工的一种新思路、新方法，产品具有更广的用途。
微细化淀粉的制备通常也有化学法和物理法两大类。目前，化学法主要是首先将淀粉分子进行部分酸或酶降解，使其分子量降低，有机溶液脱水之后，应用球磨机球磨。Patel(1983年)等人就是以无水乙醇为介质进行球磨，淀粉浓度为31.4％条件下，球磨6小时可使淀粉粒度达到3μm左右。张力田等(1998年)也对此湿法制备方法进行了进一步研究，可制备出粒度2μm的微细化淀粉。尽管化学湿法处理效果较好，但依然存在着污染大，废水排放多，工艺复杂，产品得率低的缺点。因此，现代先进的超细粉体技术使物理法制备微细化淀粉受到广泛关注。例如，Jane等人(1992年)利用气流粉碎机破碎淀粉，工业化程度高，而且对环境无污染，粉碎分级可连续操作，极大地推动了无污染淀粉微细化的工业化进程，一些研究选用的超音速气流冲击板式粉碎机则具有更强的破碎能力。
上述微细化淀粉的制备中，或能耗极高、损耗较大(如气流粉碎)；或成本较高(如采用湿法加工需配合喷雾干燥)；或处理时间长、效率较低(如普通的球磨法)。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足并提供一种微细化淀粉的制备方法，它能够在确保淀粉品质的前提下，寻求更适宜的振动频率区间，大幅度提高粉碎效率，降低能耗，减少损耗。
实现本发明目的的技术方案是：一种微细化淀粉的制备方法，其特征在于：将水分含量5.0～25.0％的淀粉投入高频振动式球磨机物料腔，在物料腔内同时放置重量为3～20倍于淀粉且硬度高于淀粉的球状物或棒状物，在控制温度-20℃～-1℃、振动频率1000～1450Hz条件下，粉碎2～30小时，制备得到微细化淀粉。
而且，淀粉可以为玉米淀粉、稻米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉或它们的变性淀粉。
而且，球状物或棒状物的材料为不锈钢或氧化锆。
本发明的优点是：1.由于采用了高频振动的方式破碎淀粉，在达到相同粒度的情况下，本制备方法的球磨时间仅为普通球磨法的1/30～1/5，可以大幅提高生产效率。2.采用本制备方法的能耗一般仅为气流粉碎的1/20～1/10，普通球磨法的1/10～1/3，更加节约能源。3.由于球磨时密封球磨腔体，不会涉及到湿法加工中淀粉流失问题，破碎时间短，能耗低，因此本发明的成本较低。同时还不会产生环境污染。4.由于同时采用低温破碎处理，利用冷冻大大增强了淀粉粒的脆性，更加有利于淀粉的破碎，与此同时，淀粉还不会因粉碎中常常出现的急剧升温而导致淀粉的品质的劣变。5.通过调节淀粉的含水量，还可以方便地调整破碎的效率。
具体实施方式
本发明的技术方案是一种微细化淀粉的制备方法，其独到之处在于：将水分含量5.0～25.0％的淀粉投入高频振动式球磨机物料腔，在物料腔内同时放置重量为3～20倍于淀粉且硬度高于淀粉的球状物或棒状物，在控制温度-20℃～-1℃、振动频率1000～1450Hz条件下，粉碎2～30小时，制备得到微细化淀粉。
所述“同时放置”是指在对淀粉进行破碎时，物料腔内应该同时存在淀粉和球状物或者淀粉和棒状物。
所述淀粉可以为玉米淀粉、稻米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉或它们的变性淀粉。
所述球状物或棒状物的材料可以为不锈钢或氧化锆。
以下结合实施例描述本发明的具体实施方式：
实施例1：
高频振动式冷冻球磨机，氧化锆球1.0Kg，水分含量为5.0％的稻米淀粉200g，在1450Hz、-4℃分别球磨5、10、15、20、30小时。得到微细化淀粉样品。其粒径分布见表1：
                      表1  原淀粉及微细化淀粉的粒径分布
  时间(h)   0   5   10   15   20   30
  平均粒径(μm)分布   3.890.191   2.560.232   2.450.287   2.160.312   2.220.325   2.250.350
实施例2：
高频振动式冷冻球磨机，氧化锆球1.0Kg，水分含量为25％的稻米淀粉100g，在1450Hz、-20℃分别球磨5、10、15、20、30小时．得到微细化淀粉样品。其粒径分布见表2：
                        表2  原淀粉及微细化淀粉的粒径分布
  时间(h)   0   5   10   15   20   30
  平均粒径(μm)分布   3.890.191   2.420.239   2.370.297   2.020.323   2.040.335   2.100.351
实施例3：
高频振动式冷冻球磨机，氧化锆球1.2Kg，水分含量为15％的稻米淀粉400g，在1450Hz、-1℃分别球磨2、10、15、20、25小时．得到微细化淀粉样品。其粒径分布见表3：
                         表3  原淀粉及微细化淀粉的粒径分布
 时间(h)   0   2   10   15   20   25
 平均粒径(μm)分布   3.890.191   3.420.203   2.530.287   2.230.332   2.080.338   2.120.362
实施例4：
高频振动式冷冻球磨机，不锈钢球2.0Kg，水分含量为23.0％的玉米淀粉100g，在1000Hz、-20℃分别球磨5、10、20、30小时得到微细化淀粉样品。其粒径分布见表4：
                    表4  原淀粉及微细化淀粉的粒径分布
  时间(h)   0   5   10   20   30
  平均粒径(μm)分布   7.120.390   4.56.00.412   3.170.430   3.030.460   3.090.468
实施例5：
高频振动式冷冻球磨机，不锈钢棒1.5Kg，水分含量为15.0％的马铃薯淀粉100g，在1250Hz、-10℃分别球磨2、10、20、30得到微细化淀粉样品。其粒径分布见表5：
                        表5  原淀粉及微细化淀粉的粒径分布
  时间(h)   0   2   10   20   30
  平均粒径(μm)分布   33.20.372   25.90.389   17.50.410   7.90.443   4.350.458
实施例6：
高频振动式冷冻球磨机，不锈钢棒1.5Kg，水分含量为10.0％的马铃薯淀粉300g，在1000Hz、-1℃分别球磨2、10、20、30得到微细化淀粉样品。其粒径分布见表6：
                          表6  原淀粉及微细化淀粉的粒径分布
  时间(h)   0   2   10   20   30
  平均粒径(μm)分布   33.20.372   27.90.376   20.50.421   11.80.463   6.350.498
实施例7：
高频振动式冷冻球磨机，氧化锆球2.0Kg，水分含量25.0％的甘薯淀粉100g，在1250Hz、-20℃分别球磨2、10、15、20、30小时．得到微细化淀粉样品。其粒径分布见表7：
                           表7  原淀粉及微细化淀粉的粒径分布
  时间(h)   0   2   10   15   20   30
  平均粒径(μm)分布   22.90.293   19.20.298   11.70.304   8.50.316   6.040.338   3.170.333
实施例8：
高频振动式冷冻球磨机，氧化锆球1.2Kg，水分含量为8.0％的甘薯淀粉400g，在1000Hz、-1℃分别球磨2、10、20、30小时．得到微细化淀粉样品。其粒径分布见表8：
                         表8  原淀粉及微细化淀粉的粒径分布
  时间(h)   0   2   10   20   30
  平均粒径(μm)分布   22.90.293   20.10.304   14.70.338   8.310.343   5.870.358

Claims (3)

1、一种微细化淀粉的制备方法，其特征在于：将水分含量5.0～25.0％的淀粉投入高频振动式球磨机物料腔，在物料腔内同时放置重量3～20倍于淀粉且硬度高于淀粉的球状物或棒状物，在控制温度-20℃～-1℃、振动频率1000～1450Hz条件下，粉碎2～30小时，制备得到微细化淀粉。
2、根据权利要求1所述的微细化淀粉的制备方法：淀粉为玉米淀粉、稻米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉或它们的变性淀粉。
3、根据权利要求1或2所述的微细化淀粉的制备方法：球状物或棒状物的材料为不锈钢或氧化锆。
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