糖用改性殼聚糖澄清劑的制備及其應(yīng)用工藝研究.pdf

1、殼聚糖(CTS)是一種來(lái)源豐富的天然高分子聚合物,殼聚糖可由年生物合成量達(dá)數(shù)十億噸的甲殼素經(jīng)脫乙?；磻?yīng)得到。殼聚糖具有澄清絮凝作用,可作為澄清劑或者絮凝劑使用,并且具有良好的生物相容性、生物可降解性,無(wú)毒性及抗菌性等特點(diǎn),同時(shí)殼聚糖只能在某些酸性介質(zhì)中溶解,限制了其使用范圍。殼聚糖的化學(xué)改性和修飾是改善殼聚糖應(yīng)用性能的重要途徑之一。
　　 本課題探索研究了一項(xiàng)制糖無(wú)硫澄清工藝,該工藝采用羧甲基化殼聚糖或者季銨化殼聚糖作為澄清劑

2、,對(duì)混合汁進(jìn)行處理,整個(gè)過(guò)程中,沒(méi)有使用SO2。
　　 本論文包括了以下幾部分的工作內(nèi)容:
　　 1.首先對(duì)殼聚糖的物理性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定,并對(duì)殼聚糖作為澄清劑在上浮中處理混合汁進(jìn)行了初步研究,得到殼聚糖處理混合汁的效果數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)作為與改性后殼聚糖澄清劑應(yīng)用于處理混合汁所得效果相比較的參照值。此外,還確定了用于驗(yàn)證改性殼聚糖澄清效果的上浮工藝條件。
　　 2.利用氯乙酸作改性試劑,以微波加熱的形式對(duì)殼聚糖進(jìn)行羧甲

3、基化陰離子改性,合成具有良好水溶性的N,O-羧甲基化殼聚糖。重點(diǎn)討論了微波功率、輻射時(shí)間、反應(yīng)物料比等對(duì)羧甲基化殼聚糖的產(chǎn)率、取代度的影響,以及它們對(duì)羧甲基化殼聚糖作為澄清劑以上浮方式處理混合汁的純度差及色值的影響。側(cè)重考慮各因素對(duì)產(chǎn)品處理混合汁脫色效果的影響,綜合評(píng)定改性效果得到合成的工藝條件。結(jié)果表明:羧甲基化殼聚糖最優(yōu)合成工藝條件為:微波功率600KW,輻射時(shí)間10min,m(氫氧化鈉):m(殼聚糖)=5:1,m(氯乙酸):m(殼

4、聚糖)=6:1,反應(yīng)時(shí)間僅需10min,在最優(yōu)合成工藝條件下,羧甲基化殼聚糖產(chǎn)率63.43％,平均取代度為O.735;羧甲基化殼聚糖澄清效果為:清汁重力純度提高1.05％,脫色率達(dá)到46.50％,除濁率94.96％。此外,還通過(guò)GPC,SEM,FT-IR和1H-MNR對(duì)羧甲基化殼聚糖進(jìn)行了分析及表征。
　　 3.利用3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨作改性試劑,以微波加熱的形式對(duì)殼聚糖進(jìn)行季銨化陽(yáng)離子改性,合成具有水溶性的2-羥丙基

5、三甲基氯化銨殼聚糖。重點(diǎn)討論了微波功率、輻射時(shí)間、反應(yīng)物料比等對(duì)季銨化殼聚糖的產(chǎn)率、取代度的影響,以及它們對(duì)季銨化殼聚糖作為澄清劑以上浮方式處理混合汁的純度差及色值的影響。側(cè)重考慮各因素對(duì)產(chǎn)品處理混合汁脫色效果的影響,綜合評(píng)定改性效果得到合成的工藝條件。結(jié)果表明:季銨化殼聚糖最優(yōu)合成工藝條件為:微波功率400KW,輻射時(shí)間15min,m(氫氧化鈉):m(殼聚糖)=1:1,m(氯乙酸):m(殼聚糖)=6:1,反應(yīng)時(shí)間僅需15min。在最優(yōu)

6、合成工藝條件下,季銨化殼聚糖產(chǎn)率57.73％,平均取代度為0.81O,對(duì)混合汁澄清效果:清汁重力純度提高2.18％,脫色率達(dá)到62.22％,除濁率95.93％。同時(shí),通過(guò)GPC,SEM,FT-IR和1H-MNR對(duì)季銨化殼聚糖進(jìn)行了分析及表征。
　　 4.利用合成的羧甲基化殼聚糖做澄清劑,以上浮的方式處理糖廠(chǎng)混合汁,研究羧甲基化殼聚糖處理混合汁的最優(yōu)工藝條件。重點(diǎn)討論磷酸用量,二次加熱溫度,羧甲基化殼聚糖用量及絮凝劑用量對(duì)混合汁處

7、理的純度差、脫色率、除濁率、上浮速度、過(guò)濾速度及清汁鈣鹽含量的影響。側(cè)重考慮各因素對(duì)脫色效果和純度差的影響,綜合評(píng)定清凈效果,得到最佳澄清處理工藝條件。結(jié)果表明:羧甲基化殼聚糖處理混合汁最優(yōu)工藝條件為:磷酸添加量為250mg/L,羧甲基化殼聚糖澄清劑用量500mg/L,二次加熱溫度90℃,絮凝劑添加量3mg/L。在最優(yōu)化清凈工藝條件下,羧甲基化殼聚糖處理混合汁取得了這些澄清效果:重力純度提高了1.35％,清汁色值1444IU,濁度330

8、MAU,脫色率54.82％,除濁率96.29％,清汁鈣鹽含量0.263％°Bx,上浮速度34.6s,過(guò)濾速度24.1s。
　　 5.利用合成的季銨化殼聚糖作為澄清劑,以上浮的方式處理糖廠(chǎng)混合汁,研究季銨化殼聚糖處理混合汁的最優(yōu)工藝條件。重點(diǎn)討論磷酸用量,季銨化殼聚糖用量,二次加熱溫度及絮凝劑用量對(duì)混合汁處理的純度差、脫色率、除濁率、上浮速度、過(guò)濾速度及清汁鈣鹽含量的影響。側(cè)重考慮各因素對(duì)脫色效果和純度差的影響,綜合評(píng)定清凈效果,

9、得到最佳澄清處理工藝條件。結(jié)果表明:季銨化殼聚糖處理混合汁最優(yōu)工藝條件為:磷酸添加量為300mg/L,二次加熱溫度90℃,季銨化殼聚糖澄清劑用量500mg/L,絮凝劑添加量2mg/L。在最優(yōu)化的清凈工藝條件下,季銨化殼聚糖處理混合汁取得了這些澄清效果:混清汁純度差提高了1.50％,清汁色值1119IU,濁度269MAU,脫色率65.96％,除濁率96.93％,清汁鈣鹽含量O.199％°Bx,上浮速度31.3s,過(guò)濾速度27s。