ЭлБиб

ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 12 • 2015

атионный крахмал (ККр) — простой эфир

крахмала, получаемый в результате реакции с

химическими соединениями, имеющими груп-

пы с положительным зарядом. Коммерческое значе-

ние приобрели третичные и четвертичные аммониевые

эфиры крахмала.

Рост производства продукции из целлюлозы, необ-

ходимость коагуляции коллоидных примесей хозяйс-

твенных и сбрасываемых вод, потребности других

сфер обусловили широкое развитие технологий раз-

личных видов катионного крахмала.

Крупнейший потребитель ККр — бумажная про-

мышленность. В странах ЕС для этой цели используют

более 1 млн т крахмала в год, из них примерно 250 тыс. т

катионного. К преимуществам ККр по сравнению с

карбометилцеллюлозой (КМЦ) и другими полимерами

относятся значительный экономический и экологичес-

кий эффект при проклейке бумажной массы, а также

повышение качества бумажного листа и более высокая

биологическая и физическая разрушаемость утилизи-

руемой бумаги.

Известно также, что в последние годы ККр широко

используется как флокулянт для очистки сточных вод

и других целей.

В настоящее время катионный крахмал изготавли-

вают так называемым «мокрым» способом, который

состоит из следующих основных операций: водная сус-

пензия крахмала концентрацией 35–40% смешивается

с раствором щелочи и катионирующего реагента. Реак-

ция этерификации продолжается несколько часов,

затем суспензия нейтрализуется кислотой, крахмал

обезвоживается, промывается и высушивается [1].

Недавно специалисты республики Беларусь сооб-

щили об использовании в составе клеев катионного

картофельного крахмала, полученного непосредствен-

но на фабрике полусухим методом [2].

В настоящее время объем производства ККр в Рос-

сии не обеспечивает потребности бумажной промыш-

ленности, которые покрываются значительными пос-

тавками его из‑за рубежа, преимущественно из стран

Западной Европы и Юго-Восточной Азии.

Один из путей решения проблемы замещения части

импорта ККр — увеличение его производства за счет

внедрения в отрасли «сухого» способа катионирования.

По сравнению с известным мокрым способом этот спо-

соб имеет существенные преимущества, так как при этом

снижается расход производственной воды, отсутствуют

сточные воды и снижаются потери сухих веществ.

Сухой процесс позволяет осуществлять гибкость

катионирования и достигать более высоких степеней

замещения (СЗ) гидроксильных групп в крахмале.

Однако повышенные требования по технике безопас-

ности при работе с сухим гидроксидом натрия и дли-

тельность процесса (не менее 7 сут) пока не позволяют

в полной мере освоить в России этот процесс.

Экструзионный способ ввиду сложности техноло-

гии получения катионного крахмала также не нашел

практического применения [3].

По данным [4] приведем сравнительную оценку

качественных результатов катионирования крахмалов

разного происхождения, полученных сухим и мокрым

способом (табл. 1).

Как видим, при одинаковой степени замещения

при мокром или сухом способе эффективность пос-

леднего значительно выше и достигает 90–95%.

Данные, приведенные в этой статье, характеризуют

наличие и количество продуктов реакции, находящих-

ся в промывной воде, фильтрате и готовом ККр, при

сухом и мокром способе катионирования (табл. 2).

УДК 664.2.059.282

Сухой способ катионирования крахмала

Канд. техн. наук Е. К. Коптелова; С.М. Ахаева; д-р техн. наук Н. Д. Лукин

Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов, п. Красково, Московская обл.

Таблица1

Степень замещения крахмалов различного

происхождения и эффективность

сухого и мокрого катионирования

Степень

замещения, м/моль

Эффективность, %

Мокрый способ

Сухой способ

0,01–0,05

около 80

0,01–0,03

50–70

0,01–0,04

70–75

90–95

0,01–0,05

60–75

Таблица 2

Продукты реакции в промывной воде

и готовом ККр со СЗ 0,035м/моль

Продукт

Мокрый способ Сухой способ

1. При промывке, на 1кг

фильтрата и промывной воды:

эпоксид и хлоргидрин, ррм

˂ 10

Отсутствует

диол, ррм

3813

хлорид, г

9,56

крахмал, г

16,8

2. На 1кг катионного крахмала:

эпоксид + хлоргидрин, ррм

˂ 10

диол, ррм

5720

4900

хлорид, г

15,66

7,29

крахмал, г

25,20

7,29

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека