CN1935848A - 一种速溶型化学改性植物胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用豆类植物胶片进行化学反应、挤压膨化、干燥、粉碎，以获得一种速溶型化学改性植物胶的制备方法。在现有技术中，化学改性植物胶就是利用植物胶粉悬浮分散于低碳醇类有机溶剂中，以亲水性化学物质及其它相关辅助助剂为原料，在一定的压力和温度下进行化学反应，然后将胶粉与溶剂进行离心分离、干燥而获得的，该方法存在废水、废弃物的排放，污染环境等缺点。本发明利用豆科类植物胶片进行化学反应、挤压膨化、干燥、粉碎，以获得一种速溶型化学改性植物胶。其通过挤压膨化，改变了植物胶中的高分子链结构，使高分子更容易在水中分散和溶胀，且生产过程中无废水、废气、废弃物排放，对环境影响极小。

Description

一种速溶型化学改性植物胶的制备方法

技术领域：

本发明涉及一种利用豆类植物胶片进行化学反应、挤压膨化、干燥、粉碎，以获得一种速溶型化学改性植物胶的制备方法。

背景技术：

在现有技术中，化学改性植物胶就是利用植物胶粉悬浮分散于低碳醇类有机溶剂中，以亲水性化学物质及其它相关辅助助剂为原料，在一定的压力和温度下进行化学反应，然后将胶粉与溶剂进行离心分离、干燥而获得的。

该方法存在如下的缺点：

1、产物的高分子链在水中分散速度慢，影响了其水中的溶胀速度。常温下需在水中分散、浸泡达1小时以上才能达到其水溶液的最终粘度。

2、分离后的有机溶剂必需进行回收，回收过程中存在废气排放，环境污染和安全风险较大。

3、由于部分植物胶粉的细度细小，反应过程中有机溶剂与植物胶粉不易彻底分离，致使部分胶粉残留于分离后的溶剂中，在对溶剂进行回收后存在废水、废弃物的排放，污染环境。

4、植物胶粉在化学反应的过程反应效率较低、反应时间长，加大了植物胶中高分子所受到的降解，反应后产物的分子量大大降低，降低了胶粉水溶液的粘度及使用效率。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种无废水、废气、废弃物排放，对环境影响极小且反应效率高的速溶型化学改性植物胶的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种速溶型化学改性植物胶的制备方法，其利用豆科类植物胶片进行化学反应、挤压膨化、干燥、粉碎，以获得一种速溶型化学改性植物胶；

(1)、化学反应的重量配比为：

水                    30-140份

豆科类植物胶片        100份

亲水性化学物质        10-40份

无机碱                2-30份

无机或有机酸          2-30份

(2)、化学反应工艺步骤为：

按照上述化学反应配比，利用50℃以上的热水或蒸气与植物胶片、无机碱进行混合并在50℃以上保温30分钟至1小时，使植物胶片充分吸水膨胀，从而将其紧密的分子结构拉开而变得膨松。然后加入所需的亲水性化学物质和无机或有机酸，于50-100℃下反应为0.5-4小时，即得含水为20-60％的化学改性植物胶片，经挤压膨化、干燥、粉碎后，即得含水低于10％的速溶型化学改性植物胶粉。

所述的植物胶片是指将瓜尔豆、香豆、田菁豆、槐豆等含有半乳糖或甘露糖的豆科类植物的种子经过去掉种皮和胚后，所获得的粒度在40目以下的片状或粒状的胚乳部分。

所述的亲水性化学物质是指含有羟基的低碳有机物，包括：碳原子不超过4的如环氧乙烷、环氧丙烷、氯乙酸、氯乙醇、氯乙酸钠。

所述的无机碱是指钠、钾的氢氧化物或碱性盐，如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾。

所述的酸是指各类能溶于水的无机或有机酸，如盐酸、硫酸、乙酸。

所述的挤压膨化、干燥、粉碎的具体过程如下：

利用辊式挤压机、螺杆挤压式膨化机挤压式设备将上述化学改性植物胶片进行挤压膨化，使其分子结构进一步松散而获得粒度较粗的渣状膨化化学改性植物胶；

将渣状膨化化学改性植物胶于100℃下进行干燥至其含水达到10-20％，然后利用超微粉碎机进行粉碎、分选、包装，即得含水低于10％的速溶型化学改性植物胶粉。

本发明生产的化学改性植物胶相对于现有技术相比，在生产工艺及产品性能上进行了根本的改进，因而具有以下几个优点：

1、通过挤压膨化，改变了植物胶中的高分子链结构，使高分子更容易在水中分散和溶胀。生产所得到的化学改性植物胶粉大大提高了在水中的溶解速度，使胶粉在水中分散几分钟后即可达到最终粘度，尤其适合于野外现场配制。

2、生产过程中无废水、废气、废弃物排放，对环境影响极小。

3、化学反应过程中不再使用有机溶剂，加快了反应过程、提高了反应效率，胶粉中高分子所受到的降解程度小，产物能保持更高的水溶液粘度，提高了胶粉的使用效率。

具体实施方式：

本发明速溶型化学改性植物胶的制备方法，其利用豆科类植物胶片进行化学反应、挤压膨化、干燥、粉碎，以获得一种速溶型化学改性植物胶；

(1)、化学反应的重量配比为：

水                    30-140份

豆科类植物胶片        100份

亲水性化学物质        10-40份

无机碱                2-30份

无机或有机酸          2-30份

(2)、化学反应工艺步骤为：

按照上述化学反应配比，利用50℃以上的热水或蒸气与植物胶片、无机碱进行混合并在50℃以上保温30分钟至1小时，使植物胶片充分吸水膨胀，从而将其紧密的分子结构拉开而变得膨松。然后加入所需的亲水性化学物质和无机或有机酸，于50-100℃下反应为0.5-4小时，即得含水为20-60％的化学改性植物胶片。

挤压膨化、干燥、粉碎步骤如下：

利用辊式(二辊、三辊或多辊)挤压机、螺杆(单螺杆或双螺杆)挤压式膨化机等挤压式设备将上述化学改性植物胶片进行挤压膨化，使其分子结构进一步松散而获得粒度较粗的渣状膨化化学改性植物胶。

将渣状膨化化学改性植物胶于100℃下进行干燥至其含水达到10-20％，然后利用超微粉碎机进行粉碎、分选、包装，即得含水低于10％的速溶型化学改性植物胶粉。

上述的植物胶片是指将瓜尔豆、香豆、田菁豆、槐豆等含有半乳糖或甘露糖的豆科类植物的种子经过去掉种皮和胚后，所获得的粒度在40目以下的片状或粒状的胚乳部分。

上述的亲水性化学物质是指含有羟基的低碳有机物，包括：碳原子不超过4的如环氧乙烷、环氧丙烷、氯乙酸、氯乙醇、氯乙酸钠。

上述的无机碱是指钠、钾的氢氧化物或碱性盐，如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾。

上述的酸是指各类能溶于水的无机或有机酸，如盐酸、硫酸、乙酸。

具体实施例1：

于带搅拌器和加热装置的密闭反应器中分别加入100份瓜尔胶片、10份固体氢氧化钠，搅拌、同时加入100份90℃的热水进行混合，继续搅拌10分钟后停止搅拌，于60±2℃下保温30分钟。

再启动搅拌器，向反应器内加入15份环氧丙烷，于70-75℃下反应2小时。降温至40℃以下，搅拌，慢慢加入31％的工业盐酸28份，加完盐酸后继续搅拌30分钟，得到化学改性的羟丙基瓜尔胶片。

利用三辊挤压机将羟丙基瓜尔胶片进行挤压，挤压后的产物体积会增加5倍以上。将挤压后的产物通过脉冲式气流干燥机进行干燥，并保持干燥机内的温度不高于80℃，干燥后的物质进入带有微粉分级功能的超微粉碎机进行粉碎、分选、包装，即得含水低于10％的速溶型羟丙基瓜尔胶粉。

具体实施例2：

于带搅拌器和加热装置的密闭反应器中分别加入100份瓜尔胶片、8份固体氢氧化钠，搅拌、同时加入100份90℃的热水进行混合，继续搅拌10分钟后停止搅拌，于60±2℃下保温30分钟。

再启动搅拌器，向反应器内加入30份氯乙酸钠，于70-75℃下反应2小时。降温至40℃以下，搅拌，慢慢加入31％的工业盐酸24份，加完盐酸后继续搅拌30分钟，得到化学改性的羧甲基瓜尔胶片。

利用三辊挤压机将羧甲基瓜尔胶片进行挤压，挤压后的产物通过脉冲式气流干燥机进行干燥，并保持干燥机内的温度不高于80℃，干燥后的物质进入带有微粉分级功能的超微粉碎机进行粉碎、分选、包装，即得含水低于10％的速溶型羧甲基瓜尔胶粉。

具体实施例3：

于带搅拌器和加热装置的密闭反应器中分别加入100份香豆胶片、5份固体氢氧化钠，搅拌、同时加入60份80℃的热水进行混合，继续搅拌10分钟后停止搅拌，于50-55℃下保温30分钟。

再启动搅拌器，向反应器内加入10份环氧丙烷，于70-75℃下反应2小时。降温至40℃以下，搅拌，慢慢加入31％的工业盐酸15份，加完盐酸后继续搅拌30分钟，得到化学改性的羟丙基香豆胶片。

利用三辊挤压机将羟丙基香豆胶片进行挤压，挤压后的产物通过脉冲式气流干燥机进行干燥，并保持干燥机内的温度不高于80℃，干燥后的物质进入带有微粉分级功能的超微粉碎机进行粉碎、分选、包装，即得含水低于10％的速溶型羟丙基香豆胶粉。

Claims (6)

1、一种速溶型化学改性植物胶的制备方法，其利用豆科类植物胶片进行化学反应、挤压膨化、干燥、粉碎，以获得一种速溶型化学改性植物胶；

(1)、化学反应的重量配比为：

水                30-140份

豆科类植物胶片    100份

亲水性化学物质    10-40份

无机碱            2-30份

无机或有机酸      2-30份

(2)、化学反应工艺步骤为：

按照上述化学反应配比，利用50℃以上的热水或蒸气与植物胶片、无机碱进行混合并在50℃以上保温30分钟至1小时，使植物胶片充分吸水膨胀，从而将其紧密的分子结构拉开而变得膨松。然后加入所需的亲水性化学物质和无机或有机酸，于50-100℃下反应为0.5-4小时，即得含水为20-60％的化学改性植物胶片，经挤压膨化、干燥、粉碎后，即得含水低于10％的速溶型化学改性植物胶粉。

2、根据权利要求1所述的速溶型化学改性植物胶的制备方法，其特征在于：所述的植物胶片是指将瓜尔豆、香豆、田菁豆、槐豆等含有半乳糖或甘露糖的豆科类植物的种子经过去掉种皮和胚后，所获得的粒度在40目以下的片状或粒状的胚乳部分。

3、根据权利要求1所述的速溶型化学改性植物胶的制备方法，其特征在于：所述的亲水性化学物质是指含有羟基的低碳有机物，包括：碳原子不超过4的如环氧乙烷、环氧丙烷、氯乙酸、氯乙醇、氯乙酸钠。

4、根据权利要求1所述的速溶型化学改性植物胶的制备方法，其特征在于：所述的无机碱是指钠、钾的氢氧化物或碱性盐，如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾。

5、根据权利要求1所述的速溶型化学改性植物胶的制备方法，其特征在于：所述的酸是指各类能溶于水的无机或有机酸，如盐酸、硫酸、乙酸。

6、根据权利要求1所述的速溶型化学改性植物胶的制备方法，其特征在于：所述的挤压膨化、干燥、粉碎的具体过程如下：

利用辊式挤压机、螺杆挤压式膨化机挤压式设备将上述化学改性植物胶片进行挤压膨化，使其分子结构进一步松散而获得粒度较粗的渣状膨化化学改性植物胶；

将渣状膨化化学改性植物胶于100℃下进行干燥至其含水达到10-20％，然后利用超微粉碎机进行粉碎、分选、包装，即得含水低于10％的速溶型化学改性植物胶粉。