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部分糊化淀粉浆液黏度与浆液性能相关性分析

发布日期:2015-06-05 10:44:08
上浆温度一般都在95 X: 以上,导致浆纱生产的能耗高。部分糊化技术为糊化度淀粉浆液的制备提供了一种新的方法,这种方法 改变了淀粉浆液单一温度调浆的传统形式,可制 备出黏度更低、性质稳定、低温不凝冻和剩浆易储 存、可直接采用原淀粉上浆的高浓度淀粉浆液。 这种浆液制备技术可以实现中温调浆、室温上浆, 进而可在较大程度上降低浆纱生产成本。本课题 组对部分糊化玉米淀粉浆液的制备和黏度性质以 及浆液性能进行了详细分析,为部分糊化淀粉浆 液的优良特性寻求理论依据[1]。但部分糊化淀粉 浆液的黏度与其他性能指标间关系的密切程度, 尚需通过系统分析进行进一步定量说明。
本文采用蒸汽升温方式分别在62 °C?67 ’C 下制备了 6种部分糊化淀粉浆液,对这6种部分 糊化淀粉浆液的黏度、糊化度、结晶度、粒径和膨 胀势进行了测试及分析,构建了部分糊化淀粉浆 液的评价分析方法,为部分糊化淀粉浆液的制备 及黏度控制提供参考。
1试验部分
1.1试验材料与仪器
玉米淀粉(山东邹平天美纺织助剂有限公 司)。DF-lOls型集热式磁力搅拌器,自制简易蒸 汽发生器,DV-C型数显黏度计,Q200型DSC差 示扫描量热仪,TG16-WS型台式高速离心机,D8 型X射线衍射仪,S3500型激光粒度分析仪。
1.2部分糊化淀粉浆液的制备
采用蒸汽升温法制备:室温下配制100 mL 质量分数10.0%的淀粉乳液,置于磁力搅拌器中 搅拌升温,待浆液温度升至55 X:时关闭水浴加热 开关,马上导人蒸汽,利用蒸汽将淀粉乳液加热升 温至62 "C,停止导人蒸汽,进而制得62 T部分糊 化淀粉浆液,记为S"62。采用同种方法,分别在 63 'C?67 "C制得部分糊化淀粉浆液,记为S-63、 S-64,S-65,S-66,S-670 1.3淀粉浆液黏度测定
采用DV-C型数显黏度仪对制备的部分糊化 淀粉浆液黏度进行测定。测试条件:60 X:保温, 61号转子,100 r/min的转速。
1.4糊化度测定
采用Q200型DSC差示扫描量热仪对部分 糊化淀粉浆液的糊化程度进行测定分析。淀粉与
蒸馏水用量比为1 : 3(W/u),将密封坩埚避光平 衡放置4 h。测试条件:升温区间30 X:?100 X:, 升温速率10 'C/min。糊化度GD按下式计算。 GD=[(AHns-AHts)/AH„5]X100% (1) 式中:AHns为未经加热处理的原淀粉热吸取 焓,部分糊化原淀粉热吸取焓。
1.S结晶度测定
X射线衍射测试条件:〇!靶Ka射线,管压 40 kV,Ni 片滤波,波长为 1. 540 SXICT1。m,管 流30 mA,发射及防反射狭缝1°,接受狭缝
0.2 mm,衍射角(20)的旋转范围3°?40%扫描速 度2°/min。应用JD801形态学图像分析App,计 算相对结晶度[2]。
1.6粒径测定
采用美国S3500系列激光粒度分析仪进行粒 度测试。取10 mL质量分数为10. 0%的部分糊 化淀粉浆液,去离子水稀释至100 mL。将稀释后 的待测液滴人激光粒径仪样品池中进行粒径测 试,以体积平均粒径来表示淀粉颗粒的平均直径。 1.7膨胀势测定
膨胀势是反映淀粉在糊化过程中的吸水特 性,可以在一定程度上反映部分糊化淀粉浆液中 淀粉颗粒吸水膨胀后所具有的悬浮特性。取 10 mL部分糊化淀粉浆液于10 mL离心管(离心 管质量为灰3)中,8 00〇1:/〇^11离心4 111;11。去除 上层清液,称取下层沉淀与离心管总质量Wi,将 下层沉淀在105 X:烘箱中干燥至恒重记为W2[3]。 膨胀势SP按下式计算。
SP=(Wl-W3)/W2(2)
2结果与讨论
2.1分析对象
蒸汽升温法制备的部分糊化淀粉浆液的性能 测试结果如表1所示。
表1部分糊化淀粉浆液性能测试数值
试样黏度/mPa • s糊化度/%结晶度/%平均粒径/pm膨胀势
S-624.10 士 0.1025. 57土 1.1832. 9644. 542. 87 士0.03
S-634. 93士0. 2055.17 士 0.8228.8564. 093. 43 士0.04
S-645. 77士0. 2072. 22士0.2523.08• 76.13 14.42士0.08
S-658.10 士 0.5079. 32 士 1.07,16.45106.14. 59 士 0.03
S-6613, 20 士 0.9081. 21 士 0.8912.07173.15. 16士0. 05
S-6730, 50士 1.9091.12 士 0.259.37194.56. 00 士 0,14
 
【36】
Cotton Textile Technology
由表1可知,随着制备温度的提高,部分糊化 淀粉浆液的黏度、糊化度、平均粒径和膨胀势均呈 增加趋势,而结晶度则呈减小趋势。
2.2相关性分析
为了准确研究浆液黏度与其他各项性能指标 之间的关系,运用SPSS统计App对表1中的测 试结果进行相关性分析,通过相关系数可以衡量 变量间相关关系的密切程度,且用一个相对数值 表示出来。结果如表2所示。表中*表示a =
0.05水平上的相关显著性,* *表示a = 0. 01水 平上的相关显著性。对于《 = 〇. 05(即相当于所 构的置信区间有95%的概率含有相关性显著)而 言,表明若抽取1〇〇个试样进行假设相关性检验, 得到假设变量间相关的次数<95次。同理a =
0.01(相当于所构的置信区间有99%的概率含有 相关性显著,即高度显著)表示得到变量间相关性 次数<99次[4]。
表2部分糊化淀粉浆液黏度与其他测试性能的相
关性
指标泊松相关系数显著性(双側)
糊化度0.7280. 064
结晶度一 0• 835 *0.019
平均粒径0.932 * *0. 002
膨胀势0. 901 * *0.006
由表2可知,黏度和糊化度的相关系数较低, 为0. 728,在a = 0. 05水平上不存在显著的相关 性。浆液制备过程中,浆液黏度随制备温度升高 而缓慢增大,而浆液糊化程度却迅速增加,这与特 殊的制备方法(浆液先升温至55 °C,停止外部水 浴加热,然后通过蒸汽管向浆液中导人蒸汽)有 关。因导人的蒸汽温度较高,使处于可逆吸水状 态、发生有限膨胀的淀粉颗粒迅速糊化,在淀粉浆 液中产生大量结构完整的糊化颗粒,进而可以解 释浆液黏度随制备温度的升高而增加缓慢、但糊 化度增加迅速的现象。因此部分糊化淀粉浆液黏 度与糊化度随制备温度的升高而增大的变化趋势 明显不同,所以部分糊化淀粉浆液黏度与糊化度 间没有显著的相关性。
黏度与结晶度的相关系数为一〇• 835 *,在
0.05水平上呈显著负相关。浆液的黏度随制备 温度的升高而增大,与此同时浆液中淀粉颗粒有 序的结晶结构被破坏,致使淀粉结晶度随制备温 度的增加而降低,且各自变化规律相似,但变化的 正负方向不同,因此浆液黏度与结晶度呈显著负 相关。
黏度与平均粒径、膨胀势间的相关系数均较 大,分别为〇. 932 * *、0• 901 * *,均在0. 01水 平上具有极强的显著正相关性,由此可见黏度与 平均粒径、膨胀势之间呈高度正相关。这是因为 蒸汽升温法制备的部分糊化淀粉浆液中仍存在未 完全糊化的淀粉颗粒,使得浆液黏度值低且波动 不大,但是浆液中存在数量较多的处于未糊化向 糊化阶段转变的过渡态淀粉颗粒和糊化且未瓦解 的体积较大的淀粉颗粒,使部分糊化淀粉颗粒的 平均粒径、膨胀势随制备温度的升高而发生有限 程度的增加,且黏度与平均粒径、膨胀势之间的增 加趋势较为相近,因此黏度与平均粒径、膨胀势之 间呈极显著正相关。
2.3回归分析
对部分糊化淀粉的浆液黏度(工)和糊化度 (%)、结晶度(%)、平均粒径(%)、膨胀势(%)之 间进行线性回归分析,得出如下回归模型:
3^1 =1. 210x + 52. 910(i?? =0. 530, Szg. 1 =
0.064)(3)
yi =-0. 577x + 27. 365 (Rl=0. 697, Sig. 2
= 0.019)(4)
3^3 =-9. 616x+15. 468 (Rl=0. 869,Sz^. 3
=0. 002)(5)
3^4 =—9. 616J:+15. 468 (R\=0. 812, Sig. 4
=0. 006)(6)
根据SPSS分析App可知,J?2为回归分析的 决定系数,可以说明自变量和因变量形成的散点 与回归曲线的接近程度,其数值在〇?1之间,记 越接近1,说明回归性越好。Sig.值是回归关系 的显著性系数,S4. <0• 01,说明二者回归关系 极显著;若〇• 01<Sig. <0• 05,说明二者回归关 系显著,建立的模型具有统计学意义;若Sig. > 0. 05,说明二者无显著性或关系较弱[5]。
从以上公式可以看出,黏度与糊化度间回归 分析中Sig. 1 = 0.064>0. 05,说明黏度对糊化度 无显著关系,爿 1建立的回归关系无效;黏度与结晶 度的Sig. 2 = 0.019<0.05,黏度与结晶度间关系 显著,但招值相对较小,因此二者回归性不高, 即回归拟合优越度差;黏度与平均粒径、膨胀势间 的Sig.值均小于0.01,同时i?2值均相对接近1, 说明黏度与平均粒径、膨胀势间呈极显著相关关CV值 13. 28%,一50%细节 12 个/km,+50%粗 节89个/km,+200%棉结112个/km,毛羽指数 H 2. 7。实测捻系数361,捻度不匀率3. 7%。
4其他技术措施
原料选配时要选择色泽稳定、疵点含量低、有 色粉尘少的化纤。
当需要微调纱颜色时,可先将纺出的A熟条 或B熟条按设计定量做成粗纱,再调整第二种粗 纱定量,试纺两锭后上细纱纺纱,通过试织与确定 样比照,即用调整第二种粗纱定量的方法来修正 弥补AB纱的风格。
由于AB双色纱是由两种颜色的粗纱同时喂 人纺制而成,粗纱重量不匀及条干不匀将直接影 响成纱中长片段色泽均匀度。控制好粗纱的重量 不匀首先要控制好熟条重量不匀,要将AB双色 纱熟条重量严格控制在±0.2 g/5 m内,粗纱条 干CV在8%以内,超出者不得流人下一道工序。
细纱生产要做好以下工作:细纱上机前各部 位要彻底做好清洁;细纱机上A、B粗纱排列一定 要统一,便于检查、更换粗纱,可有效防止AA或 BB纱的出现;AB粗纱分别喂人喇叭口,排列统 一,不可两纱同穿一眼;A纱、B纱交叉要及时分 开,使其平行;断头后接头前应先将细纱管上的单 色纱清理干净,等前罗拉AB须条完全出来后再 接头,减少单色纱的存在;生头纱不能用其他品 种,否则会造成络筒工序无法清除的纱疵;细纱捻 度不匀率控制在3%之内。
5结束语
大家在生产集聚赛络纺AB双色纱的过程 中,通过采取一系列工艺技术和管理措施,生产的 粘/涤70/30 11. 8 tex AB双色集聚赛络纱质量 稳定,满足了用户需求,企业也取得了较好的经济 效益。通过生产实践大家也体会到,要生产好 AB双色纱,配色和对色是基础,工艺和管理是关 键,环环相扣,不能疏忽。在生产实践的基础上, 要将提髙员工责任心与强化检査考核相结合,制 定行之有效的管理制度,并严格贯彻实施。
 
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