[发明专利]一种磷钨酸和甲苯磺酸催化制备高取代度大米淀粉醋酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷钨酸和甲苯磺酸催化制备高取代度大米淀粉醋酸酯的方法，属于淀粉深加工领域。

背景技术

我国大米有其得天独厚的优越性，在国内外市场占有重要的地位，随着生活水平的提高，人们对大米口感要求越来越高。由于传统的碾米技术，以及加工过程中的循环会产生10％～15％的碎米，这些碎米一般当做饲料使用，但是碎米中的蛋白质，淀粉等营养物质与大米相近，而且价格只有大米的30％～50％，如果不充分利用则会造成大米资原的很大浪费，因此研究开发碎米产品就显得越来越迫切。由于大米中高达70％的淀粉含量，碎米可作为生产变性淀粉的原料。

近年来，已报道的高取代度醋酸酯淀粉的研究很多，但利用大米淀粉制备的并没有见到。高取代淀粉醋酸酯的制备一般采用浓硫酸作催化剂，尽管液体酸价廉，催化活性高但，制得的淀粉取代度能达到要求，但是副反应多、设备腐蚀严重、产率低。人们一直研究新工艺，离子液体法制备虽然绿色环保，制得的产物也符合要求，但是由于高子液体价格过高，工业生产无法实现。用有机酸(如甲苯磺酸等)作为催化剂，虽然产量高，但产物的取代度略微偏低，在2.0～2.5之间，且甲苯磺酸有毒，在沸水中排放会导致环境污染。

磷钨酸是有机反应中常用的催化剂，在国内外主要取代液体酸类，如硫酸、氢氟酸、三氯化铝等。但用磷钨酸作为催化剂制备淀粉醋酸酯的研究并没有报道。在实验室的环境下，进行了用磷钨酸作为催化剂制备大米淀粉醋酸酯的研究，发现磷钨酸的催化效果优于液体酸和甲苯。但由于磷钨酸价格较高，推广有一定的难度。因此，现阶断生产高取代度淀粉醋酸酯的工艺有待改进。

发明内容

本发明为了弥补现有工艺的不足，降低反应过程的副反应发生率，降低设备腐蚀程度，又能降低催化剂成本，保持高取代度，提供了一种经济实惠，产量高，取代度高，产品符合要求，对设备腐蚀小的高取代度淀粉醋酸酯的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种磷钨酸和甲苯磺酸催化制备高取代度大米淀粉醋酸酯的方法，包括以下步骤：

(1)将大米淀粉与冰醋酸混合，得到一定质量分数的淀粉乳，并在室温下充分搅拌；

(2)将淀粉乳升温，依次加入一定量的磷钨酸、甲苯磺酸和醋酸酐；

(3)反应一定时间后，使用蒸馏水充分洗涤，抽滤，真空干燥，得到大米淀粉醋酸酯。

优选的，所述步骤(1)中，将大米淀粉与冰醋酸混合，得到质量分数25％～33％的淀粉乳。

优选的，所述步骤(1)中，搅拌时间为10～20min。

优选的，所述步骤(2)中，将淀粉乳升温到70～80℃。

优选的，所述步骤(2)中，淀粉、冰醋酸、磷钨酸、甲苯磺酸和醋酸酐的质量比为10：(20～30)：(0.5～1)：(2～3)：(20～30)。

优选的，所述步骤(3)中，反应时间为2～3h。

优选的，所述步骤(3)中，将滤饼在50℃下真空干燥24h。

一种大米淀粉醋酸酯，由上述的方法制备而成，其取代度高于2.5。

优选的，所述的大米淀粉醋酸酯的取代度为2.5-2.7。

优选的，所述大米淀粉醋酸酯为淡黄色。

本发明的有益效果：本发明以大米淀粉原料，采用混合催化剂制备高取代度大米淀粉醋酸酯。该方法克服了液体酸作为催化剂时产率低，设备腐蚀严重等诸多缺点，且得到的产物取代度高，较单纯有机酸催化制得的产物有明显的优势。重要的是，磷钨酸虽然价格偏高，但在甲苯磺酸的协同作用下，磷钨酸用量较少，催化效果好，相对于用昂贵的离子液体作溶剂制备淀粉醋酸酯，价格优势明显。因此，该发明的生产工艺特别适用于工厂使用。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实例进一步说明本发明的技术内容和效果。

实施例1

取20份大米淀粉，在室温下与50份冰醋酸搅拌15min充分混合，升温至75℃，加入1份磷钨酸，甲苯磺酸5份，再加入55份醋酸酐，反应2.5h。反应完成后，用大量蒸馏水充分洗涤，在50℃下真空干燥24h，得到取代度为2.53的大米淀粉醋酸酯。

实施例2

取20份大米淀粉，在室温下与50份冰醋酸搅拌15min充分混合，升温至80℃，加入2份磷钨酸，甲苯磺酸4份，再加入54份醋酸酐，反应3h。反应完成后，用大量蒸馏水充分洗涤，在50℃下真空干燥24h，得到取代度为2.62的大米淀粉醋酸酯。

实施例3