淀粉和变性淀粉的粘度测定方法

淀粉和改性淀粉的粘度测定方法陈明(广东省湛江市产品质量监督所湛江524044 )陈玲黄新(华南理工大学510641 )认为，粘度大小、性质是淀粉和改性淀粉最重要的性质之一。 介绍了淀粉行业使用的各种粘度计、粘度测定方法和注意事项。 关键词淀粉改性淀粉糊粘度测定开始时纸制品的基本成分是纤维素纤维，其他材料也加工改善了纸的最终性能，满足了各种用途。 其中淀粉的黏附特性已被认识，特别是改性淀粉与纤维的黏附强度大于纤维与纤维的黏附力，可以明显改善纸品的特性。 因此，淀粉自古以来就被用于湿部添加、表面尺寸、压光尺寸、涂布、瓦楞纸的粘接等造纸工业。 淀粉目前已成为造纸行业第二类使用量最大的原材料，变性淀粉最大的用户是造纸工业。 在造纸工业中，淀粉主要以焚烧和糊化的形式使用，除了要注意适当的分散和渗透外，淀粉糊液的性质很重要，其中粘度变化是最重要的特性之一。 例如，在透明纸中，淀粉糊需要使纸完全饱和，因此通常使用浓度20 %30 %淀粉糊，要求使用低粘度型的改性淀粉. 因此淀粉粘度的测定和控制(变性)是产品质量控制的重要方面。 测量流体物质粘度的方法有很多，制作各种粘度计。 常用的是毛细管粘度计、旋转粘度计、落球式粘度计、振动式粘度计等，还具备恒温变温装置。 其次，淀粉糊的使用浓度、粘度大，变化范围广，多为非牛顿流体，流变特性变化大。 因此，所有淀粉制品的粘度测定方法、仪器和操作条件，难以统一规范和标准化。 改性淀粉在国内的发展时间不长，生产规模小，管理相对滞后，企业改性淀粉标准的粘度测定方法、参数、条件和表示方式多样，它们多取决于厂家自身的条件、需求和习惯。 为此，介绍了各种粘度计在淀粉行业的应用情况、测定方法和注意事项等。 1恩氏粘度计恩氏粘度计为短管式粘度计，求出糊流动时间的粘度，GB8884 - 88食用马铃薯淀粉国标，QB1840 - 93工业薯类淀粉部标准，粤Q/QB9 - 85机理木薯淀粉企业标准，桂Q/QB67 - 86木薯淀粉企业标准等中，恩氏粘度计用于马铃薯、木薯、甘薯等原淀粉的粘度测定，在恩氏粘度E25下： E25=试样在25下从恩氏粘度计流出200ml所需的时间(s ) 蒸馏水在20下从粘度计流出200ml所需要的时间(s )测定时，将5g (准确地说是0. 1mg )的淀粉调制成浓度为1 %的淀粉糊500ml，在25的恒温下进行2次平行测定，显示2次测定时间的差不到1s。 水的值连续测定4次，要求各测定结果与平均值之差在0. 5s以下。 另外，淀粉糊液摆动不当会对粘度的测定结果产生很大影响。 正确的做法是，用食指按住容量瓶的瓶塞倒置，用69s轻轻旋转1012圈，圈的直径为1012圈这样重复三次。 表1为生鲜木薯淀粉糊，采用强力摆动和轻度旋转摆动两种方法，为E25的测定结果。用表1的2种摆动方法调制的淀粉糊的思氏粘度值样品编号12345678，使1.43.11.01.66.12.91.00.93轻微摆动， 1.37.84.78.1.62.95.75.76.74大幅度摇摆的6 0. 27 0. 23 0. 04 0. 17 0. 16 0. 24 0. 19表1数据显示，产品胶粘度高者，大幅度摇摆的影响更大，一些样品的E25小于1. 80 2流动度和流动度计应用酸、热、氧化等多种改性方法，大大降低淀粉糊粘度，这些改性淀粉统称稀浆淀粉(thinboiling starch )，广泛应用于造纸、纺织行业。 室温下可以用碱液糊化淀粉，用流动度计测定其流动度。 流动度(fluidity，f )是粘度的倒数，表示流体的流动性，是与粘度相同物质的流变特性。 流量计为漏斗型毛细管粘度计，J. A. Radley介绍了其规格标准和测定方法，指出碱流动度成为改性淀粉粘度测定和淀粉制品规格划分的标准。 在国外，稀浆类淀粉的规格多以流动度表示。 例如，酸改性淀粉流动度为10F90F，氧化淀粉为10F85F . 另外，福特怀、涂氏粘度计实际上是泄漏孔型漏斗，也用于测定淀粉制品的粘度特性，例如纸板、标签纸的粘接剂、造纸或建筑涂料、织物糊等制品。 3 .毛细管粘度计的流动度计、玻璃杯等粘度计的测定虽然简单，但影响因素多，误差大，难以控制流动度小的产品和接近的产品的质量。 因此，国内厂家也利用不同内径的品氏粘度计进行低粘度淀粉系列的粘度控制，比流动度计法在粘度计规格的标准化、恒温操作、计时和试样调制等方面具有优势，淀粉样品在不同温度下，其多数粘度计的测定结果如表2所示，也有样品在从粘度计流出的时间内显示的结果。 表2用不同粘度计测定淀粉样品的结果，样品温度/品氏粘度计内径/mm 1. 01. 52. 0恩氏粘度计蒸馏水162535 17 7 14 7 12 6 51 4 71 5 72 0#1# 样本16253527 5131 910 5 25 422e 51.605 ml 90 ml2#样本163526 7152 724 538 14 6e 51.732 ml 89 ml3 从表中的数据可以看出，样本1625-3531045241369小时长的22ml 33ml具有小粘度1 #样本和2 #样本之间的流速差异小，并且在量筒的允许误差范围内。 使用内径1. 0mm或1. 5mm的品氏粘度计，用分度值为0. 1s的秒表进行测量，可以简单地识别。 粘度更大的3 #样，温度对流度测定的影响较大，适宜用内径2. 0mm的粘度计进行测定。 因此，可以根据产品控制的粘度范围，使用适当内径的品氏粘度计进行测量控制，达到更正确的目的。 另外，用乌氏粘度计也进行淀粉糊液的特性粘度的测定，准确地调制试料，精心操作的话，就可以得到正确的结果。 四旋转粘度计的旋转粘度计应用广泛，其工作原理是转速恒定的转子，在流体中克服液体粘性阻力所需的扭矩与液体粘度成正比。 旋转粘度计在测定流体粘度时，使用液体72广东造纸1999.no.11995-2005 tinghuatongfangopticaldiscco . Ltd. All rights reserved .各部受剪切速度均匀，易直接测量剪切应力的旋转粘度计在非牛顿流体的研究和测量方面具有优势，适用于测量高粘度流体，常用于弥补毛细管粘度计的不足，测量流体的流变曲线，所得数据比较容易旋转粘度计种类繁多，常用的有同轴双层圆筒和单一圆筒两种，例如美国的Brookfield旋转粘度计，国内出产的NDJ和NXS系列的旋转粘度计。在1台设备上搭载多个滚筒和转子(4 9个)或多个部件，能够切换多个转速(3 7种)，扩大设备的使用状况和测量范围，范围一般为10 - 4Pa S106Pa S。 GB8883 - 88食用小麦淀粉国标中粘度为6 %浓度的淀粉糊，参照GB12098 - 89 广东造纸执行，使用的粘度计为旋转式粘度计。 测定的数据绘制出粘度值和温度的变化曲线，其最高粘度值和当时的温度值为小麦淀粉样品的粘度。 其实，该方法比较滞后，误差也大，下述Brabender连续粘度计能够容易准确地得到淀粉粘度和温度的变化曲线。 另外，难以理解原淀粉粘度国标的制定，小麦淀粉粘度用旋转粘度计测定马铃薯、木薯、甘薯等淀粉的粘度，用E25表示(参照前述)。 在GB12309 - 90工业玉米淀粉和GB8885 - 88食用玉米淀粉的国标中，没有粘度这一理化要求，实际上玉米淀粉的精加工中原料粘度值也很重要。 由此可见标准与方法不一致，建议一律用恩氏粘度计测定玉米等直链淀粉的粘度，作为理化要求和标准。 5 Brabender连续粘度计Brabender ViscographE型连续粘度计将控制器与绘图仪连接，测定淀粉样品的粘度曲线，即糊粘度随温度变化的特性曲线。 淀粉粘度曲线的通常的测定程度和参数规定为336025/min 95、60 min 95、1.5/min 50、60 min 50、50、50转速75r/min、测定扭矩700cmg、淀粉乳460g、浓度6. 0 %(W/W )。 改性流变度可以根据需要以不同浓度测定，例如，高流变度稀淀粉的测定浓度可达40 %。 机器记录的数据准确准确，重现性好，可提供糊化温度、峰粘度和温度、冷糊粘度和稳定性等规律. 设备是淀粉在其他介质和温度程序条件下也可以研究胶粘度的变化的传统Brabender粘度计，不仅更换测量盒，新型粘度计只要旋转就可以改变测量器的范围，具备计算机可以进行控制、显示、测量结果的保存等工作。 仪器虽然比较昂贵，但已成为淀粉行业国际公认的测定仪器，也是研究、开发改性淀粉的有力工具。 另外，澳大利亚的快速粘度分析仪(Rapid Viscosity Analyzer，RVA )和用于测定小麦粉的-淀粉酶活性的降值测定仪也可以用于淀粉和改性淀粉的粘度测定和研究，但是在淀粉行业中前述的很多粘度计的应用并不普遍。 6粘度测定的注意事项1 )无机、有机酸碱、盐、脂肪、蛋白质等多种物质影响淀粉糊的粘度。 因此，用蒸馏水制备糊。 因为每次调制水温的变化很小，所以固定糊的pH值的话，糊的粘度会随着pH值而变化。 2 )每次使用的搅拌机型号和尺寸一定，搅拌速度均匀，防止浆液产生气泡，保证所有浆液均匀受热。 3 )所有测量过程中升降温速度必须相同。 煮糊达到的最高温度应严格控制，变化不到1. 0。 4 )煮糊时间和从煮糊开始到粘度测定开始的总时间，每次必须一致。 5 )煮糊时水的蒸发量一致，应用密闭的冷凝器使其最小，最后决定容量或定量。 6 )粘度计宜清洁，有恒温装置。 no 82淀粉粘度测定方法1999.no.11995-2005 tshinghuatongfangopticaldiscco .ltd.allrightslist .测定部分也预热到测试温度，浆料向粘度计移动的操作迅速，应尽量减小温度降低。 7 )毛细管粘度计在测定时排除毛细管中的气泡。 旋转式粘度计使用恒压电源，保持转子的转速恒定。 8 )熟悉使用粘度计的说明书，适时进行仪器校正，按规定操作。 7厂商建议根据自己的条件、需要和测试样品、内容等选择合适的测量方法。生产过程的控制，对于必须快速简便的最终产品，要求准确可靠。 有条件者可购买Brabender等先进粘度计，接触国际要求。 -信息-广东省涂布技术专业会议在佛山由广东省造纸学会主办的“广东省涂布技术专业会议”于1998年12月10日至11日在佛山召开，代表108人出席。 会议上，有11人宣读了论文。 其中，涂布专家湛江冠豪纸业有限公司林森高工朗读了感热记录纸的技术与发展概况论文，华文博知育特殊纸业有限公司王社德高工朗读了题为无碳复印纸的生产与发展的论文，广州造纸有限公司王雄波高工论文题为多文化印刷品种的技术探讨。 另有十几家中外企业推出了新产品、新技术定位。 会议上代表们热烈讨论，学术气氛非常浓厚。 相信这次会议对我省涂布纸的发展有一定的促进作用。 (广东省制纸厂信息中心)第七届广东省制纸品质检查会议于1998年12月17日至19日在中山市召开，广东省技术监督制纸品质监督检查所(立于广东省制纸研究所)在中山石岐召开第七届广东省制纸品质检查会议，会议共有88单位的125名代表参加。 广东省轻纺工业厅杨大行副厅长、广东省技术监督局质量监督所陈瑞英课长、中国造纸协会生活用纸专业委员会谭祖光主任等领导参加了会议，在会议上发表了重要讲话。 会议自97年12月至98年11月，我省制品质量状况：60多家企业每年检测854张纸样，总合格率为94. 4 %，比97年的94. 1 %略有提高。 其中文化用纸合格率为90. 1 %，卫生用纸为97. 3 %； 包装用纸93. 8 %； a等产品的