年产6000吨马铃薯醋酸酯淀粉工厂设计开题报告

 2023-02-26 06:02

1. 研究目的与意义

马铃薯虽然一开始是从国外引入国内,但目前中国是世界总产马铃薯最多的国家。

马铃薯与小麦、稻谷、玉米高粱并称世界五大作物[1]。

马铃薯含有大量的淀粉物质,可以为人体提供丰富的能量。

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2. 研究内容和预期目标

1、研究内容:
由于天然淀粉的局限性,变性淀粉是目前的热点问题。

马铃薯醋酸酯冻融稳定性好[6]、淀粉粘性稳定高[7],不同取代度的马铃薯醋酸酯淀粉可以适用于食品、纺织[10]等不同领域。

因此本次研究是设计年产量为6000吨的马铃薯醋酸酯淀粉工厂,主要包含以下方面:工厂的选址及工厂总平面设计、生产车间工艺设计、生产工艺流程图、工厂辅助工程。

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3. 国内外研究现状

近年来,国内外众多研究者利用多种对环境友好的技术制备醋酸酯淀粉,如微波辅助法[8]、超高压辅助法[11]等,以此来提高反应效率。

(1) 国内研究现状
陈茹娇研究脉冲电场对醋酸酯淀粉制备以及性质的影响。将木薯淀粉与马铃薯淀粉两者与其乙酰化后得到的醋酸酯淀粉分别相互作比较得出,马铃薯醋酸酯淀粉的冷热糊稳定性得到有效改善的原因是其更可能与水分子产生相互作用[12]。而黄峻榕等人为研究马铃薯醋酸酯淀粉的性质,是用化学法将马铃薯醋酸酯淀粉颗粒外围进行梯度糊化,测定马铃薯醋酸酯淀粉的结晶、取代度等性质[13]。

将不同的醋酸酯淀粉(马铃薯醋酸酯淀粉、木薯醋酸酯淀粉、玉米醋酸酯淀粉)作为原料制作面条,对其进行透明度、粘度等测定,得出醋酸酯淀粉可以在不同程度上提高面条的特性并且减少了面条损失率。何绍凯等人通过Brabender黏度曲线以及透明度测定得到马铃薯醋酸酯淀粉的粘度和透明度最高,糊化温度最低[14]。

除研究马铃薯醋酸酯淀粉对于提高面条吸水率,减少面条损失率之外,米佳针对速冻水饺在运输过程中水饺皮会发生变化,导致速冻水饺品质下降这一问题,通过添加不同比例的马铃薯醋酸酯淀粉,利用色差仪及扫描电子显微镜等仪器测定出添加马铃薯醋酸酯淀粉制作出的水饺皮有着更疏松的网络结构。这些网络结构给速冻水饺冷冻所产生的冰晶生长提供了一定的空间,因此冰晶破坏水饺皮的几率得到有效降低[15]。
(2) 国外研究现状
马铃薯淀粉乙酰化为马铃薯醋酸酯淀粉,由于其乙酸酐水解为氨基酸,降低了醋酸酯淀粉产物的选择性。可以通过吡啶等有机溶剂提高其选择性,但如吡啶产生的废水对环境的危害性较大。为解决这类问题,除了 Derong Lin[7]等人通过高新技术微波辅助法制备马铃薯醋酸酯淀粉外,Henky Muljana等人发现还可以通过利用CO2,由于其特性,CO2可以作为绿色的溶剂,在超临界高浓度CO2中合成马铃薯醋酸酯淀粉[16]。
Dhanasekaran M等人通过研究马铃薯淀粉发现,淀粉所含的直链淀粉含量以及其氧化程度会在一定程度上影响淀粉的乙酰化过程,氧化水平低的马铃薯淀粉乙酰化效果更好。并且研究表明乙酰化作用的不同会导致淀粉颗粒内外部结构产生不同的变化[17]。
淀粉作为环保材料运用于餐具、食品包装等方面,但此类天然淀粉制备出的材料极易吸水,缺乏吸潮性。因此Bruno Felipe Bergel等人对此利用乙酰化的淀粉如马铃薯醋酸酯淀粉增大其疏水性,使得水分子难以进入物质中,并在原先Larotonda等人研究结果中得到材料的吸水性与淀粉乙酰化程度成反比的基础上,以马铃薯醋酸酯淀粉为例,对此进行研究得出加入马铃薯醋酸酯淀粉之后,会在一定程度上改良材料的吸水性[18]。

4. 计划与进度安排

2022年11月底前——确定选题,完成课程申请;
2022年1月底前——整理资料,撰写开题报告和完成外文文献翻译;
2022年3月底前——完成初稿和选题复查和中期检查工作;
2022年5月底前——对初稿进行认真修改、整理、完成毕业设计草图、进行重复率检查并最终确定毕业论文稿件;
2022年6月底前——进行论文答辩。

5. 参考文献

[1] 刘晶.我国马铃薯种植概况及提高效益的措施[J].农业工程,2021,11(10):142-144.
[2] 李艳芳. 乙酰化马铃薯淀粉流变、凝胶特性及颗粒形貌研究[D].陕西科技大学,2017.
[3] Dhanasekaran M, Dhathathreyan A. Initiating fibro-proliferation through interfacial interactions of myoglobin colloids with collagen in solution. Int J Biol Macromol. 2017 Aug;101:117-125. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.03.071. Epub 2017 Mar 18. PMID: 28322951.
[4] 王晓燕,童群义.原料和制备方法对醋酸酯淀粉糊化特性的影响[J].食品工业科技,2005(11):57-60.
[5] 王家胜,刘翀,王婷,郑学玲.天然马铃薯、木薯和玉米淀粉添加对发酵挂面品质的影响[J/OL].食品工业科技:1-16[2022-01-10].DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2021070190.
[6] 魏彦杰. 采用环境友好工艺制备两种醋酸酯淀粉及其性能比较研究[D].西南大学,2010.
[7] 琚亚丽. 聚丙烯酸钠和马铃薯醋酸酯淀粉对小麦面筋蛋白改性的研究[D].河南工业大学,2013.
[8] A D L ,A W Z ,A J Z , et al. Study on the synthesis and physicochemical properties of starch acetate with low substitution under microwave assistance[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2017, 103:316-326.
[9] 郭春香,吴修利,姜雪,段蕾,王西.高取代度醋酸酯淀粉及膜的制备与表征[J].食品科技,2018,43(07):239-242.DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2018.07.042.
[10] 沈艳琴,杨树,武海良,王忠梁.浆纱用中低温水溶性淀粉浆料的研究进展[J].纺织学报,2019,40(06):143-152.DOI:10.13475/j.fzxb.201806056010.
[11] 蒲华寅,马芸,黄萌,徐垚,樊凡,刘姝含,黄峻榕.超高压辅助制备醋酸酯淀粉结构性质研究[J].食品与机械,2017,33(12):1-5 16.DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2017.12.001.
[12] 陈茹娇. 脉冲电场对醋酸酯淀粉制备及其性质的影响研究[D].华南理工大学,2015.
[13] 黄峻榕,文兴,李宏梁,张佩.化学糊化法研究乙酰化马铃薯淀粉的性质[J].食品科学,2010,31(11):73-76.
[14] 曹余,田映良,吴隆民,史琦云,石地娟.不同原料醋酸酯淀粉的制备及性能研究[J].粮食加工,2013,38(06):48-51.
[15] 米佳. 醋酸酯淀粉在速冻水饺皮中作用机理的研究[D].齐鲁工业大学,2014.
[16] Muljana H , Picchioni F , Heeres H J , et al. Green starch conversions: Studies on starch acetylation in densified CO 2[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 82(3):653-662.
[17] Dhanasekaran M, Dhathathreyan A. Initiating fibro-proliferation through interfacial interactions of myoglobin colloids with collagen in solution. Int J Biol Macromol. 2017 Aug;101:117-125. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.03.071. Epub 2017 Mar 18. PMID: 28322951.
[18] [, Bruno, Felipe, et al. Effects of hydrophobized starches on thermoplastic starch foams made from potato starch[J]. Carbohydrate Polymers, 2018.

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