本實用新型涉及一種改性淀粉制備裝置，尤其是冷水可溶酯化淀粉制備裝置。

背景技術(shù)：

淀粉是由單一類型的糖單元組成的多糖,依 靠植物體天然合成,一般由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，是地球上第二大天然高分子，產(chǎn)量僅次于纖維素，資源豐富，價格低廉，應(yīng)用廣泛。淀粉容易進行化學(xué)改性,主要有酯化、醚化、氧化、接枝等，這些衍生物豐富了淀粉的種類,也提高了淀粉的應(yīng)用領(lǐng)域。淀粉經(jīng)過酯化改性后，其葡萄糖單元上的羥基被酯鍵取代，分子間的氫鍵作用被削弱，從而使得酯化淀粉具有熱塑性、疏水性等優(yōu)點，廣泛的應(yīng)用于紡織、造紙、降解塑料、水處理工業(yè)、醫(yī)藥、食品等。

目前，酯化淀粉普遍采用濕法生產(chǎn)。通常是將淀粉與酯化劑調(diào)成糊狀，然后調(diào)節(jié)pH值，在加熱條件下反應(yīng)一段時間即可。采用濕法生產(chǎn)，酯化效率高，反應(yīng)充分。但是因為取代度較低，使得制備的酯化淀粉在水中溶解度較低，限制了其作為高濃度食品增稠劑、藥物填充劑和紡織漿料的應(yīng)用。因此，如何將現(xiàn)有的酯化淀粉生產(chǎn)設(shè)備進行創(chuàng)新，開發(fā)出一種可以生產(chǎn)冷水可溶酯化淀粉的裝置，實現(xiàn)冷水可溶酯化淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)，拓展酯化淀粉的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種可以冷水可溶酯化淀粉制備裝置。

本實用新型提供的技術(shù)方案為：一種冷水可溶酯化淀粉制備裝置，包括殼體，設(shè)置在殼體內(nèi)的氧化反應(yīng)單元，所述氧化反應(yīng)單元包括設(shè)置在殼體內(nèi)部的第一加熱套，所述第一加熱套內(nèi)部為反應(yīng)室，所述殼體上部設(shè)有穿過所述第一加熱套通往反應(yīng)室內(nèi)的多個進料口；第一加熱套的中間部位設(shè)有能夠向殼體外排放清液的上清液排出口，底部有沉淀物排出口；所述反應(yīng)室內(nèi)垂直設(shè)置有第一攪拌軸，所述第一攪拌軸向上穿透所述第一加熱套及殼體，受第一電機控制，第一攪拌軸設(shè)置有若干第一攪拌槳；所述裝置還包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)部、第一加熱套下方淀粉活化單元，所述淀粉活化單元包括活化室，所述活化室與反應(yīng)室之間通過沉淀物排出口可開關(guān)地聯(lián)通；所述活化室設(shè)有穿透殼體側(cè)壁的、與真空泵連接的泵連接口，設(shè)有穿透殼體底壁的排液口和產(chǎn)品口，所述活化室內(nèi)部還水平設(shè)置有第二攪拌軸，所述第二攪拌軸穿透所述殼體的側(cè)壁，受第二電機控制，第二攪拌軸上設(shè)置有若干螺旋粉碎葉片；所述淀粉活化單元還包括設(shè)置在第一加熱套下方的第二加熱套，所述排液口、產(chǎn)品口、泵連接口以及氣平衡閥都同時穿透殼體與第二加熱套，與活化室連通。

進一步的，所述多個進料口包括：淀粉進料口、酯化劑和弱堿助劑投放口以及進水口。

進一步的，所述活化室內(nèi)設(shè)有若干磨球。

進一步的，所述產(chǎn)品口設(shè)有篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)的篩孔小于磨球的直徑。

進一步的，所述淀粉活化單元還包括穿透所述殼體，與所述活化室連通的氣平衡閥。

進一步的，所述第二加熱套設(shè)有監(jiān)控活化室溫度的第二控溫裝置。

進一步的，所述第一加熱套設(shè)有監(jiān)控反應(yīng)室溫度的第一控溫裝置。

采用上述技術(shù)方案，將酯化淀粉反應(yīng)釜與具有真空加熱干燥功能的機械活化室融合為一體，實現(xiàn)了冷水可溶酯化淀粉的連續(xù)化，不換機臺的生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)量和效率。相比于常見的適用于干態(tài)顆粒物質(zhì)的機械活化設(shè)備，本實用新型在活化室單元增加了真空泵和第二加熱套兩個組件，使其更加適合濕態(tài)淀粉糊的活化。在本實用新型中，在用真空系統(tǒng)抽真空的同時，可以采用活化室外側(cè)的加熱層對淀粉糊在適當溫度范圍內(nèi)不斷加熱，使淀粉糊中的水分通過壓力差和濃度差的作用快速擴散到淀粉糊表面，水分子在獲得足夠的動能后，逃逸到真空室的低壓空氣中，從而被真空泵抽走除去。真空泵與加熱層之間的協(xié)同作用，提升了干燥速度，加快了生產(chǎn)效率。另外，在真空加熱干燥的同時，活化室內(nèi)的螺旋粉碎葉片以較低速度轉(zhuǎn)動，避免淀粉粘結(jié)固化，減少高速活化時的能耗。在真空干燥結(jié)束后，螺旋粉碎葉片高速旋轉(zhuǎn)，攪動活化室內(nèi)的玻璃珠與酯化淀粉進行摩擦、沖擊和剪切，破壞酯化淀粉的結(jié)晶區(qū)域，使其更加容易吸水，增加酯化淀粉的溶解度。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，調(diào)整了活化室的寬度與高度比例，將械活化單元的第二電機改為臥式安裝，實現(xiàn)了臥式攪拌，避免了豎直安裝電機時活化室內(nèi)玻璃珠在底部的大量沉積造成的活化效率低的弊端。

附圖說明

圖1為本實用新型一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、殼體；2、第一加熱套；3、反應(yīng)室；4、第一控溫裝置；5、第一攪拌軸；6、第一攪拌槳；7、第一電機；8、淀粉進料口；9、酯化劑和弱堿助劑投放口；10、進水口；11、上清液排出口；12、沉淀物排出口；13、活化室；14、磨球；15、第二電機；16、第二攪拌軸；17、螺旋粉碎葉片；18、排液口；19、產(chǎn)品口；20、泵連接口；21、真空泵；22、氣平衡閥；23、第二加熱套；24、第二控溫裝置。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1進一步描述本實用新型：

本說明書中所稱的“一個實施例”或“實施例”是指與所述實施例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性至少可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”或“在另一個實施例中”并非必須都指同一個實施例，也不必須是與其他實施例互相排斥的單獨或選擇實施例。

如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，包括殼體1，設(shè)置在殼體1內(nèi)的氧化反應(yīng)單元，氧化反應(yīng)單元包括設(shè)置在殼體1內(nèi)部的第一加熱套2，第一加熱套2內(nèi)部為反應(yīng)室3，殼體1上部設(shè)有穿過第一加熱套2通往反應(yīng)室3內(nèi)的淀粉進料口8、酯化劑和弱堿助劑投放口9以及進水口10（在另一個實施例中，淀粉進料口8、酯化劑和弱堿助劑投放口9以及進水口10也可以按需變成一個總進料口）；第一加熱套2的中間部位設(shè)有能夠向殼體1外排放清液的上清液排出口11，底部有沉淀物排出口12；反應(yīng)室3內(nèi)垂直設(shè)置有第一攪拌軸5，第一攪拌軸5向上穿透第一加熱套2及殼體1，受第一電機7控制，第一攪拌軸5設(shè)置有若干第一攪拌槳6；裝置還包括設(shè)置在殼體1內(nèi)部、第一加熱套2下方淀粉活化單元，淀粉活化單元包括活化室13（內(nèi)設(shè)有若干磨球14），活化室13與反應(yīng)室3之間通過沉淀物排出口12可開關(guān)地聯(lián)通；活化室13設(shè)有穿透殼體1側(cè)壁的、與真空泵21連接的泵連接口20，設(shè)有穿透殼體1底壁的排液口18和產(chǎn)品口19，活化室13內(nèi)部還水平設(shè)置有第二攪拌軸16，第二攪拌軸16穿透殼體1的側(cè)壁，受第二電機15控制，第二攪拌軸16上設(shè)置有若干螺旋粉碎葉片17；為了使得酯化淀粉干燥更充分，淀粉活化單元還包括設(shè)置在第一加熱套2下方的第二加熱套23，排液口18、產(chǎn)品口19、泵連接口20以及氣平衡閥22都同時穿透殼體1與第二加熱套23，與活化室13連通。

在一個實施例中，為了將磨球與產(chǎn)品分離，產(chǎn)品口19設(shè)有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的篩孔小于磨球14的直徑。

在另一個實施例中，直接將磨球一盒產(chǎn)品一起沖產(chǎn)品樓19排出，連接到額外的濾篩設(shè)備中進行分篩。

在一個實施例中，淀粉活化單元還包括穿透殼體1，與活化室13連通的氣平衡閥22。

在另一個實施例中，第二加熱套23設(shè)有監(jiān)控活化室13溫度的第二控溫裝置24；第一加熱套2設(shè)有監(jiān)控反應(yīng)室3溫度的第一控溫裝置4。

本實用新型工作原理為：在反應(yīng)剛開始時，將淀粉、酯化劑和弱堿助劑混合物和水分別通過淀粉進料口8、酯化劑和弱堿助劑投放口9和進水口10依次投入和注入反應(yīng)室3內(nèi)，然后啟動第一電機7帶動第一攪拌軸5和第一攪拌槳6對淀粉、酯化劑、弱堿助劑和水進行充分混合，使得酯化劑在弱堿環(huán)境中對淀粉進行酯化。弱堿為催化劑，保證了反應(yīng)為定向酯化反應(yīng)，避免了水解反應(yīng)的發(fā)生。通過酯化反應(yīng)淀粉分子中的羥基可以被乙?；〈?，生成含有親水基團的酯化淀粉。酯化反應(yīng)有效地降低原淀粉的粘度，破壞淀粉大分子中的直鏈部分和結(jié)晶區(qū)域，實現(xiàn)淀粉糊化溫度和粘度的降低，提高成膜性和熱穩(wěn)定性。在反應(yīng)過程中，通過第一控溫裝置4調(diào)節(jié)加熱套2的溫度，對反應(yīng)室3進行升溫，加快反應(yīng)速度。反應(yīng)結(jié)束后，制備的酯化淀粉沉淀在底部，上部的水通過上清液排出口11排出反應(yīng)室。上清液排出后，打開沉淀物排出口12，將酯化淀粉糊排入活化室13內(nèi)。

在活化室13內(nèi)，根據(jù)酯化淀粉從糊液狀變成干燥顆粒狀的過程，將活化室13的功能依次劃分為離心脫水、加熱真空干燥和高速機械活化三個部分。在離心脫水階段，第二電機15通過第二攪拌槳16帶動粉碎葉片17以600rpm的速度做離心運動，將淀粉糊液中的水分通過排液口18排出活化室3。同時，第二控溫裝置24控制第二加熱套23開始對活化室加熱，以提高活化室內(nèi)氣壓，加速水分排出。在離心脫水階段結(jié)束后，第二電機15轉(zhuǎn)速降低至200rpm，粉碎葉片17以較低速度攪動淀粉餅，防止其在活化室13的筒壁粘附堆積。同時，真空泵連接口20打開，真空泵21啟動，在第二加熱套23能夠保持設(shè)定溫度的條件下對活化室13中的淀粉進行加熱真空干燥。真空干燥過程中，沉淀物排出口12、排液口18、產(chǎn)品口19、氣平衡閥22均處于關(guān)閉狀態(tài)。真空干燥結(jié)束后，第二電機15提速至1000rpm，帶動螺旋粉碎葉片17做高速旋轉(zhuǎn)運動，對干燥過程中凝結(jié)的淀粉塊狀物進行活化。在活化過程中，磨球14在螺旋粉碎葉片17的驅(qū)動下于淀粉進行摩擦、碰撞、沖擊和剪切等機械作用，使得淀粉分子中的雙螺旋結(jié)構(gòu)受到破壞。機械活化使得淀粉顆粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)受到破壞，結(jié)晶程度降低, 最終由多晶態(tài)轉(zhuǎn)變成非晶態(tài)，進而提升淀粉的溶解性能。然后，打開氣平衡閥22，待活化室13中氣壓與大氣壓一致時，打開產(chǎn)品口19將淀粉和磨球14轉(zhuǎn)移至過濾篩設(shè)備中，將淀粉和磨球14分離后裝入包裝袋中。

本實用新型將酯化淀粉反應(yīng)釜與具有真空加熱干燥功能的機械活化室融合為一體，實現(xiàn)了冷水可溶酯化淀粉的連續(xù)化，不換機臺的生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)量和效率。本實用新型在活化室單元增加了加熱層和真空泵兩個組件，可以實現(xiàn)加熱真空干燥，提高了干燥效率，使其更加適合濕態(tài)淀粉糊的活化。

上述實施案例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。