Спосіб одержання окисненого крохмалю

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения окисленного крахмала, применяемого в качестве связующего в производстве картона при меловании, проклейке его в массе и на поверхности, что значительно увеличивает межслоевую прочность картона. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения модифицированного окисленного крахмала, предусматривающий приготовление смеси реактивов, состоящей из 3мл 3% - ной перекиси водорода и 10мл 1% NaOH. 100г сухого кукурузного крахмала модифицируют распыленной смесью реагентов, тщательно перемешивают, раскладывают тонким слоем и подвергают декстринизации ИК-лучами с длиной волны 6 - 14Мкм при температуре 120°C в течение 6мин. Полученный модифицированный крахмал имеет динамическую вязкость 0,5% - ного клейстера 19,6Па × с, степень растворимости - 0,47%. Известный способ позволяет снизить степень растворимости и повысить вязкость его клейстера. При этом концентрация перекиси водорода в смеси составляет 0,1 - 0,3%, а гидроокиси щелочного металла 0,1 - 0,5% на 100г крахмала, Декстринизацию осуществляют при 120 - 220°C в течение 6 - 20мин длинноволновыми ИК-лучами с длиной волны 6 - 14Мкм. Известный способ обладает рядом недостатков: растворы окисленного крахмала, полученного таким способом, имеют повышенную вязкость, pH - 9 и выше, что значительно сокращает круг возможного применения; высокая температура обработки этих растворов требует большой затраты энергии, создает пожароопасные условия на предприятии; применение специальной установки с ИК-лучами с определенной длиной волны. Перечисленные выше недостатки усложняют процесс получения больших количеств крахмала. Окисленные крахмалы находят широкое применение при производстве картона. Они позволяют увеличить межслоевую прочность картона, также применяются для проклейки в массе, поверхностной проклейки и в качестве связующего агента для мелования. Крахмалы, применяемые для межслоевой проклейки картона, имеющие повышенную вязкость, обладают рядом недостатков: они плохо впитываются в картон, забивают форсунки, поэтому необходимо понижать вязкость растворов. Задача изобретения - упрощение процесса получения, а также получение крахмала с пониженной вязкостью. Поставленная задача решается следующим образом. В способе получения окисленного крахмала, предусматривающем обработку сухого крахмала водным раствором перекиси водорода при перемешивании, согласно изобретению, сначала проводят обработку крахмала мочевиной в количестве 1 - 16% от массы крахмала, при температуре 80 - 90°C в течение 4 - 5 часов, а затем полученный продукт обрабатывают 1 - 5% водным раствором перекиси водорода в количестве 0,35 - 1% от массы продукта, при температуре 60 - 70°C в течение 1 - 2 часов. В реактор загружают крахмал, на 100г крахмала добавляют 1 - 16% мочевины, тщательно перемешивают и выдерживают смесь при температуре 80 - 90°C в течение 4 - 5 часов, охлаждают до комнатной температуры. Затем к смеси добавляют перекись водорода 0,37 - 1% и перемешивают в течение 15 - 20мин. После тщательного перемешивания продукт нагревают 1 - 2 часа при 60 - 70°C и охлаждают. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. В реактор загружают 1000г крахмала (кукурузы), и при перемешивании добавляют 10г (1%) мочевины. Реакционную смесь выдерживают при 80°C в течение 5 часов и охлаждают до комнатной температуры. К 1000г данного продукта прибавляют 350мл 1% перекиси водорода (0,35% H2O2) и перемешивают 15 - 20мин. После этого окисленный продукт перемешивают 1 час при 70°C и охлаждают. Выход продукта 950г (95%); вязкость 0,5% р-р - 1,9Па × с; содержание азота - 0,41%. Пример 2. В реактор загружают 100г кукурузного крахмала и при перемешивании добавляют 2г (2%) мочевины. Реакционную смесь выдерживают при 90°C в течение 5 часов и охлаждают до комнатной температуры. К 100г данного продукта прибавляют 35мл 1% перекиси водорода (0,35%) и перемешивают 15 - 20мин. После этого продукт нагревают 1 час при 70°C и охлаждают. Выход продукта 98г (98%); вязкость 0,5% р-ра 2Па × с; содержание азота 0,9%. Пример 3. 25г картофельного крахмала помещают в реактор, добавляют 1г мочевины (4%) при перемешивании и выдерживают эту смесь в течение 4 часов при температуре 90°C. Продукт охлаждают, добавляют 9мл 1% перекиси водорода (0,36%) и перемешивают 15мин. Затем смесь нагревают при 70°C 1 час и охлаждают. Выход продукта 24,5г (98%); вязкость 0,5% р-ра 2,3Па × с; содержание азота 1,84%. Пример 4. 250г картофельного крахмала помещают в реактор, добавляют 20г мочевины (8%) при перемешивании и выдерживают смесь в течение 4,5 часов при температуре 85°C. Затем смесь охлаждают и добавляют 90мл 1% перекиси водорода (0,36%) при перемешивании в течение 20мин. Продукт нагревают 1,5 часа при температуре 65°C и охлаждают. Выход продукта 246г (98%); вязкость 0,5% р-ра 1,94Па × с; содержание азота 3,6%. Пример 5. 1000г кукурузного крахмала смешивают в реакторе со 100г мочевины (10%) и нагревают в течение 4,5 часа при температуре 85°C. После охлаждения смеси до комнатной температуры добавляют 350мл 1% перекиси водорода (0,35%) и перемешивают 20мин. Затем нагревают продукт 1,5 часа при 70°C и охлаждают. Выход продукта 990г (99%); вязкость 4,5Па × с; содержание азота 4,61%. Пример 6. 4000г кукурузного крахмала помещают в реактор, добавляют 640г мочевины 16% и при перемешивании нагревают 4 часа при 80°C. Смесь охлаждают, добавляют 800мл 1% перекиси водорода (0,2%) и перемешивают 20мин. Продукт нагревают 1 час при 70°C. Выход 4000г (89%); вязкость 0,5% р-ра 6Па × с; содержание азота 7,12%. Пример 7. В реактор загружают 1000г картофельного крахмала и при перемешивании добавляют 70г мочевины (8%). Нагревают смесь при 85°C 4 часа. К охлажденному до комнатной температуры продукту добавляют 200мл перекиси водорода (0,4%) и перемешивают 20мин. Затем продукт нагревают 1,5 часа при 70°C и охлаждают. Выход 980г (98%); вязкость 0,5% р-ра 3Па × с; содержание азота 3,6%. Пример 8. В реактор помещают 1000г крахмала, 80г (8%) мочевины и нагревают при перемешивании в течение 4,5 часов при 80°C. Охлаждают до комнатной температуры полученный продукт и добавляют 200мл 3% перекиси водорода (0,6%), перемешивают 20мин. Затем температуру поднимают до 70°C и выдерживают смесь 2 часа, охлаждают. Выход продукта 980г (98%); вязкость 0,5% р-ра 2,6Па × с. Пример 9. 1000г крахмала смешивают в реакторе со 160г мочевины (16%) и греют 4 часа при 90°C. Продукт охлаждают и добавляют 200мл 4% перекиси водорода (0,8%), перемешивают 15мин, а затем продукт нагревают до 70°C и выдерживают при этой температуре 2 часа, охлаждают. Выход продукта 980г (98%); вязкость 0,5% р-ра 4Па × с. Пример 10. 25г крахмала помещают в реактор, добавляют 2г мочевины (8%) и нагревают при перемешивании 4 часа при 90°C. Продукт охлаждают и добавляют 5мл 5% перекиси водорода (1%). Смесь перемешивают 15мин, а затем нагревают 1,5 часа при 70°C. Выход продукта 24,5г (98%); вязкость 0,5% р-ра 1,8Па × с. Повышение прочностных свойств межслоевой проклейки картона удается достичь введением в крахмал мочевины, а затем окисляя крахмал перекисью водорода. Мочевина, реагируя с остатками глюкозы в крахмале, образует обычные аддукты взаимодействия карбонильных соединений с аминами. Поскольку мочевина имеет несколько нуклеофильных центров, то интермедианты далее реагируют с молекулой крахмала. Мочевина способствует лучшему удерживанию крахмалов на поверхности картона. Экспериментально установлено, что мочевина, взятая менее чем в соотношении крахмал :мочевина - 1 : 0,01 (в г) соответственно не оказывает влияния на вязкость конечного продукта, а в соотношении больше чем 1 : 0,16 плохо присоединяется к крахмалу.