ЭлБиб

ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 12 • 2015

егодня известно несколько принципиально раз-

личных способов химического модифицирования

крахмала [1]. Благодаря простоте реализации

наибольшее распространение среди них получил «мок-

рый» метод, заключающийся во внесении в водную сус-

пензию крахмала необходимых реагентов и выдержива-

нии полученной реакционной смеси при нагревании.

Однако повышение рН среды, применяемое при моди-

фицировании, вызывает неизбежное снижение темпе-

ратуры начала клейстеризации крахмальных гранул

а значит увеличение вязкости суспензии крахмала уже

при 40…45 °С и усложнение промывки и обезвоживания

готового продукта.

Для предотвращения негативных изменений структу-

ры гранул биополимера рекомендуется использовать

соли-антиклейстеризаторы (ингибиторы клейстериза-

ции) [1], в качестве которых могут быть NaCl, KCl,

, Na

илиK

[2]. По даннымиссле-

дователей, в зависимости от природы и концентрации

соли способны безусловно снижать или повышать

, а

также как снижать, так и повышать

при различном

содержании в суспензии [3, 4].

Несмотря на значительное количество публикаций о

влиянии солей на состояние системы крахмал—раство-

ритель (в качестве которого чаще всего выступает вода),

в литературе практически отсутствуют сведения об их

роли при получении модифицированных, в частности,

катионных крахмалов.

Основные компоненты, необходимые для получения

катионного крахмала (КтК), —щелочь и алкилирующий

реагент (АР). В качестве последнего наиболее часто в

производственной практике используется 3‑хлор-2‑гид-

роксипропилтриметиламмония хлорид, выпускаемый

под торговым названиемQUAB-188. Щелочь обеспечи-

вает практически мгновенный перевод АР в реакцион-

носпособную эпоксидную форму по уравнению

–

+ OH

–

+ Cl

–

+ H

, (1)

а также катализирует последующее образование про-

стого эфира крахмала.

Из уравнения (1) видно, что хлориды образуются

при алкилировании в реакторе

in situ

в результате гид-

ролиза QUAB-188 в присутствии щелочи.

При получении КтК эпоксидная форма АР реаги-

рует как с крахмалом с образованием искомого про-

стого эфира, так и с водой.

Соответственно в первом и втором случаях форму-

лы выглядят следующим образом:

, (2)

. (3)

–

+ H

Вторая реакция ведет к образованиюинертной к крах-

малу в водной среде гликолевой формы АР— 2,3‑дигид-

роксипропилтриметиламмония хлорида, снижая в целом

эффективность использования АР при получении КтК.

Исследования влияния электролитов на закономерности

превращения АР при алкилировании крахмала практи-

чески отсутствуют.

Материалы и методы

. Для изучения зависимости гид-

ролиза эпоксидной формыАР, описываемого уравнени-

ем (3), от природы и концентрации солей были проведе-

ны эксперименты без внесения крахмала. Для этого к

смеси водных растворов QUAB-188 и NaOH (молярное

соотношение 1:1,5) добавляли навескиNaCl илиNa

и выдерживали при постоянном перемешивании при

40°С в течение 30 мин. Долю вещества АР, подвергшего-

ся гидролизу с образованием гликоля (степень гидроли-

за —

), в общем количестве внесенного вещества АР

определяли в соответствии с методикой, разработанной

O.F. Lubatti [5].

Для оценки влияния антиклейстеризаторов (хлорида и

сульфата натрия) на количественные и качественные

показатели алкилирования крахмала проведен ряд экспе-

риментов, включающих введение в 40%-нуюводнуюсус-

пензию крахмала растворов алкилирующего реагента

(QUAB-188) и NaOH в молярном соотношении 1:2, а

также навесок хлорида или сульфата натрия и выдержи-

вание смеси в течение заданной продолжительности при

перемешивании и при постоянной температуре. Степень

замещения (СЗ) гидроксильных групп глюкопиранозных

звеньев крахмала, достигаемую в результате алкилирова-

ния, вычисляли на основе определения содержания свя-

занного азота по ГОСТ 7698–93 с учетом азота исходного

УДК 66.095.253.094.32:664.286

Влияние солей-антиклейстеризаторов

на процесс получения катионного крахмала

Канд. техн. наук А.Ю. Винокуров

Приокский государственный университет, г. Орел

Д-р техн. наук, профессор Н. Д. Лукин; канд. техн. наук Е. К. Коптелова

ВНИИ крахмалопродуктов, п. Красково, Московская область

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека