О механизме деструкции и окисления крахмала для производства гипсокартонных листов

Технологический процесс производства ГКЛ требует тщательного контроля фазового состава используемого гипсового вяжущего, а также соблюдения режимов сушки листов. Это необходимо с целью обеспечения сцепления гипсового сердечника с картоном и, как следствие, придания листам требуемых механических и физических свойств. Использование в технологии производства ГКЛ различного рода модифицированных крахмалов позволяет достичь требуемого сцепления при колебаниях фазового состава вяжущего и отклонениях в режиме сушки изделий. С учетом этого становится очевидным значимое влияние характеристик модифицированных крахмалов на качество ГКЛ. Изучение существующих стандартов, регламентирующих показатели качества производных крахмала, показало отсутствие параметров, отражающих эффективность их применения в технологии производства ГКЛ. В представленной работе рассмотрены структурные особенности наиболее широко используемых типов модифицированного крахмала. В работе обобщены сведения о механизме сцепления гипсового сердечника с картоном, факторах, влияющих на данный процесс, механизмах деструкции и окисления крахмала, а также предложен перечень показателей качества производных крахмала и требования, предъявляемые к ним. Показано, что эффективность применения модифицированных крахмалов при производстве ГКЛ достигается путем регулирования направленности и глубины протекания процессов деструкции и окисления.

С.В. АРАСЛАНКИН¹, генеральный директор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.В. ЩАНКИН¹, канд. биол. наук, ст. научн. сотрудник (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.Ф. БУРЬЯНОВ², д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
О.В. НИПРУК³, д-р хим. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ НПО ООО «Экспонента» (431448, г. Рузаевка, ул. Станиславского, 26 А)
² Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
³ Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23)

1. Jiang T., Duan Q., Zhu J. et al. Starch-based biodegradable materials: challenges and opportunities. Advanced Industrial and Engineering Polymer Research. 2020. Vol. 3. No. 1, pp. 8–18. https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2019.11.003
2. Toraya-Aviles R., Segura-Campos M., Chel-Guerrero L., Betancur-Ancona D. Effects of pyroconversion and enzymatic hydrolysis on indigestible starch content and physicochemical properties of cassava (Manihot esculenta) starch. Starch. 2016. Vol. 68, pp. 1–9. https://doi.org/10.1002/star.201600267
3. Lewicka K., Siemion P., Kurcok P. Chemical modifications of starch: microwave effect. International Journal of Polymer Science. 2015. Vol. 9, pp. 1–10. https://doi.org/10.1155/2015/867697
4. Le Thanh-Blicharz J., Błaszczak W., Szwengiel A. et al. Molecular and supermolecular structure of commercial pyrodextrins. Journal of Food Science. 2016. Vol. 81. No. 9, pp. 135–142. https://doi.org/10.1111/1750-3841.13401
5. Sun Z., Kang J., Shi Y.C. Changes in molecular size and shape of waxy maize starch during dextrinization. Food Chemistry. 2021. Vol. 348. 128983. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128983
6. Забежинский Я.Л., Белов А.Д. О механизме сцепления гипса с картоном при производстве сухой гипсовой штукатурки // Механизм твердения вяжущих и гипсовые материалы: Сборник трудов. 1957. № 1. С. 90–97.
6. Zabezhinsky Ya.L., Belov A.D. About the mechanism of adhesion of gypsum to cardboard in the production of dry gypsum plaster. Hardening mechanism of binders and gypsum materials. Collection of works. 1957. No. 1, pp. 90–97 (In Russian).
7. Maulana M.I., Rahandi Lubis M.A., Febrianto F. et al. Environmentally friendly starch-based adhesives for bonding high-performance wood composites: a review. Forests. 2022. Vol. 13. No. 10. 1614. https://doi.org/10.3390/f13101614
8. Li H., Ji J., Yang L. et al. Structural and physicochemical property changes during pyroconversion of native maize starch. Carbohydrate Polymers. 2020. Vol. 245. 116560. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116560
9. Weil W., Weil R.C., Keawsompong S. et al. Pyrodextrins from waxy and normal tapioca starches: Molecular structure and in vitro digestibility. Carbohydrate Polymers. 2021. Vol. 252. 117140. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117140
10. Ye S.J., Baik M.Y. Characteristics of physically modified starches. Food Science and Biotechnology. 2023. Vol. 32. No. 7, pp. 875–883. https://doi.org/10.1007/s10068-023-01284-3
11. Lei Su, Fengjuan Xiang, Renbing Qin, Zhanxiang Fang. Study on mechanism of starch phase transtion in wheat with different moisture content. Food Science and Technology (Campinas). 2022. Vol. 45. No. 1, pp. 1–13. https://doi.org/10.1590/fst.106521
12. Nawaz H., Waheed R., Nawaz M., Shahwar D. Physical and chemical modifications in starch structure and reactivity. Chemical Properties of Starch. 2020, рр. 1–21. https://doi.org/10.5772/intechopen.88870
13. Bai Y., Shi Y.C. Chemical structures in pyrodextrin determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy. Carbohydrate Polymers. 2016. Vol. 151, pp. 426–433. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.05.058
14. Kwon S., Chung K.M., Shin S.I., Moon T.W. Contents of indigestible fraction, water solubility, and color of pyrodextrins made from waxy sorghum starch. Cereal Chemistry. 2005. Vol. 82. No. 1, pp. 101–104. https://doi.org/10.1094/CC-82-0101
15. Dimri S., Aditi Bist Y., Singh S. Oxidation of Starch. In: Sharanagat V.S., Saxena D.C., Kumar K., Kumar Y. (eds) Starch: Advances in Modifications, Technologies and Applications. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-35843-2_3