專利名稱：一種陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 屬于造紙技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝。
背景技術(shù)：
陽離子淀粉是淀粉醚的一種重要衍生物。由于其帶有正電荷，能與帶負電荷的細小纖維、填料緊密結(jié)合，因而廣泛應(yīng)用于造紙濕部，作為增強、助留、助濾劑，可顯著改善紙張質(zhì)量、降低消耗、降低成本。陽離子淀粉市場需求量大、品種繁多，按其氨基化合物的結(jié)構(gòu)可分為叔胺型、季銨型、伯胺型、仲胺型和雜類(如亞胺等)等陽離子淀粉，其中季銨型陽離子淀粉在中性、堿性等環(huán)境下均可使用并穩(wěn)定存在，因此具有較大的商品價值。高取代度陽離子淀粉在紙機濕部可中和去除陰離子物質(zhì)對造紙的干擾。通常制備DS〈0. I的陽離子淀粉，可以滿足造紙濕部要求，而通常用的淀粉陽離子化反應(yīng)的試劑是季銨型3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨醚化試劑。此醚化試劑在酸性、中性、堿性條件下，都顯陽離子態(tài)。從陽離子淀粉的生產(chǎn)工藝上看，可大致分為四類(1)以水為介質(zhì)的濕法(2)半干法；(3)干法；(4)有機溶劑法。這四種工藝各有優(yōu)缺點。濕法生產(chǎn)的產(chǎn)品，均勻度較高，但成本高，污染重，廢水很難處理。干法可制備DS>0. 1，更多的是在0. 1-1.0，但對設(shè)備工藝要求比較高，生產(chǎn)難以控制。有機溶劑法受到成本及環(huán)境保護的制約，通常不用此法生產(chǎn)陽離子淀粉。半干法反應(yīng)效率高，達90%以上，可制備取代度大于0.06的陽離子淀粉，環(huán)保、無污染、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，但目前通用的常規(guī)的半干法，仍存在淀粉易糊化，影響淀粉品質(zhì)，反應(yīng)周期長，能耗較高等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種尚子淀粉生廣的工藝，進一步提聞廣品收率，提聞廣品品質(zhì)，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，以進一步解決目前市場上常規(guī)陽離子淀粉生產(chǎn)的諸多缺點。本發(fā)明所述的陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，是通過以下具體工藝步驟來實現(xiàn)的
(I)淀粉的活化在常溫下，加對淀粉干基質(zhì)量為0. 8 I. 0%的堿粉，將淀粉與堿粉在高速犁刀混料機中充分混合，控制活化后的淀粉PH值11-12。(2)醚化劑活化，采用常用的氫氧化鈉溶液活化方式。(3)淀粉的復(fù)配和浸潰把活化好的醚化劑通過高壓泵打入到犁刀混料機的噴嘴中，加入量為淀粉質(zhì)量的2-8%，在高速犁刀混料機中與淀粉充分混合，混合后在的雙螺旋錐形混料器中浸潰20 50分鐘。(4)醚化反應(yīng)將復(fù)配浸潰好的淀粉加入到犁刀反應(yīng)釜中，在80 90°C下反應(yīng)I
I.5h。(5)冷卻風冷卻系統(tǒng)送冷冷卻，將反應(yīng)完的物料送風冷卻降溫到45°C以下。(6)中和用酸中和制備PH為6-8中性陽離子淀粉和PH為2-4酸性陽離子淀粉。
(7)送風冷卻、粉碎、計量制的成品。
以上工藝步驟中，淀粉的活化用堿優(yōu)先選用為氫氧化鈣，中和用酸為檸檬酸。本發(fā)明在常規(guī)半干法生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，經(jīng)過本公司技術(shù)人員大量的試驗，增加了淀粉的活化工藝和淀粉的復(fù)配與浸潰工藝，并且淀粉選用堿粉活化，優(yōu)選氫氧化鈣，使淀粉PH值達到10以上，使淀粉的活性大幅增加啊，反應(yīng)周期大幅縮短，從常規(guī)的半干法的4小時的反應(yīng)周期縮短為1-1. 5小時，有效降低了能耗、生產(chǎn)成本。經(jīng)技術(shù)人員大量試驗后，將淀粉的活化和復(fù)配、浸潰分別放在高速犁刀混料機和雙螺旋混料機中進行，減少了過多的人工中間操作環(huán)節(jié)。并且在室溫下，在犁刀混料機中采用高壓噴嘴的加醚化劑模式，使淀粉和醚化劑在高速旋轉(zhuǎn)的攪拌軸和飛刀的作用下，形成霧化狀態(tài)，提高了淀粉復(fù)配的均勻度并有效防止淀粉的糊化；物料混合完畢后不直接進入反應(yīng)釜反應(yīng)，而是在雙螺旋混料機中邊攪拌邊浸潰，使化學(xué)藥品進一步滲透到淀粉內(nèi)部，這些均有利于進一步的釀化反應(yīng)和最終的收率提聞。
本發(fā)明所述陽離子淀粉的生產(chǎn)工藝物料安全、淀粉顆粒無糊化，操作簡便、實用，反應(yīng)效率提高，可達到90-95%，產(chǎn)品收率提高，能夠達到104%以上(由于在淀粉活化過程中，加入了固態(tài)硫酸鈉和氫氧化鈣，反應(yīng)過程中沒有損失，所以收率能達到100%以上)，制得的陽離子淀粉產(chǎn)品品質(zhì)好，性能穩(wěn)定。在造紙中廣泛應(yīng)用，特別適用于高檔文化用紙和高檔包裝用紙的增強作用和ASA乳化。
具體實施例方式為了使本發(fā)明得技術(shù)方案更加清楚明白，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明所述的技術(shù)方案進行進一步的說明。實施例I :
將2噸玉米淀粉、100公斤硫酸鈉、20公斤氫氧化鈣風送至犁刀混料機中混合活化，活化后淀粉混合物PH值11。然后把對淀粉干基質(zhì)量4%的含量為69%的陽離子醚化劑加入到350公斤7%的氫氧化鈉溶液中(氫氧化鈉的干基用量為醚化劑用量的32%)進行醚化劑的活化，活化時間6分鐘?；罨蟮拿鸦瘎┙?jīng)高壓泵達入到高速混料機中，使活化后的淀粉混合物和活化后的醚化劑進行復(fù)配，控制活化后醚化劑的加入流量，20分鐘加完。復(fù)配后的淀粉混合物放置到雙螺旋錐形混料器中，錐形混料器的轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/分鐘，復(fù)配后的淀粉混合物浸潰30分鐘后，淀粉含水量24. 5%, PH值12. 3。浸潰完的淀粉打入到高速犁刀反應(yīng)釜中，然后給物料升溫，控制物料反應(yīng)溫度80-85°C，反應(yīng)1-1. 5小時。放料至風送冷卻系統(tǒng)降溫，降溫完畢后物料進入螺帶混料機中。加入檸檬酸調(diào)PH值，粉碎、計量、包裝得到成品。2%的成品糊液放置72小時不分層。本實施例生產(chǎn)的成品取代度為0. 0306。實施例2:
將2噸木薯淀粉、100公斤硫酸鈉、20公斤氫氧化鈣風送至犁刀混料機中混合活化，活化后淀粉混合物PH值控制在11. 5。然后把對淀粉干基質(zhì)量4. 2%的含量為69%的陽離子醚化劑加入到355公斤7%的氫氧化鈉溶液中(氫氧化鈉的干基用量為醚化劑用量的32%)進行醚化劑的活化，活化時間6分鐘。活化后的醚化劑經(jīng)高壓泵達入到高速混料機中，使活化后的淀粉混合物和活化后的醚化劑進行復(fù)配，控制活化后醚化劑的加入流量，20分鐘加完。復(fù)配后的淀粉混合物放置到雙螺旋錐形混料器中，錐形混料器的轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/分鐘，復(fù)配后的淀粉混合物浸潰30分鐘后，淀粉含水量24. 6%, PH值12. 4。浸潰完的淀粉打入到高速犁刀反應(yīng)釜中，然后給物料升溫，控制物料反應(yīng)溫度80-85°C，反應(yīng)1-1. 5小時。放料至風送冷卻系統(tǒng)降溫，降溫完畢后物料進入螺帶混料機中。加入檸檬酸調(diào)PH值，粉碎、計量、包裝得到成品。2%的成品糊液放置72小時不分層。本實施例生產(chǎn)的成品取代度為0. 0315。實施例3:
將2噸玉米淀粉、100公斤硫酸鈉、20公斤氫氧化鈣風送至犁刀混料機中混合活化，活化后淀粉混合物PH值控制在12。然后把對淀粉干基質(zhì)量6%的含量為69%的陽離子醚化劑加入到350公斤11%的氫氧化鈉溶液中(氫氧化鈉的干基用量為醚化劑用量的32%)進行醚 化劑的活化，活化時間6分鐘。活化后的醚化劑經(jīng)高壓泵達入到高速混料機中，使活化后的淀粉混合物和活化后的醚化劑進行復(fù)配，控制活化后醚化劑的加入流量，20分鐘加完。復(fù)配后的淀粉混合物放置到雙螺旋錐形混料器中，錐形混料器的轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/分鐘，復(fù)配后的淀粉混合物浸潰30分鐘后，淀粉含水量24. 1%，PH值12. 5。浸潰完的淀粉打入到高速犁刀反應(yīng)釜中，然后給物料升溫，控制物料反應(yīng)溫度80-85°C，反應(yīng)1-1. 5小時。放料至風送冷卻系統(tǒng)降溫，降溫完畢后物料進入螺帶混料機中。加入檸檬酸調(diào)PH值，粉碎、計量、包裝得到成品。2%的成品糊液放置72小時不分層。本實施例生產(chǎn)的成品取代度為0.0432。實施例4
將2噸玉米淀粉、100公斤硫酸鈉、20公斤氫氧化鈣風送至犁刀混料機中混合活化，活化后淀粉混合物PH值11。然后把對淀粉干基質(zhì)量6. 1%的含量為69%的陽離子醚化劑加入到356公斤11%的氫氧化鈉溶液中(氫氧化鈉的干基用量為醚化劑用量的32%)進行醚化劑的活化，活化時間6分鐘?；罨蟮拿鸦瘎┙?jīng)高壓泵達入到高速混料機中，使活化后的淀粉混合物和活化后的醚化劑進行復(fù)配，控制活化后醚化劑的加入流量，20分鐘加完。復(fù)配后的淀粉混合物放置到雙螺旋錐形混料器中，錐形混料器的轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/分鐘，復(fù)配后的淀粉混合物浸潰30分鐘后，淀粉含水量24. 5%, PH值12. 3。浸潰完的淀粉打入到高速犁刀反應(yīng)釜中，然后給物料升溫，控制物料反應(yīng)溫度80-85°C，反應(yīng)1-1. 5小時。放料至風送冷卻系統(tǒng)降溫，降溫完畢后物料進入螺帶混料機中。加入檸檬酸調(diào)PH值，粉碎、計量、包裝得到成品。2%的成品糊液放置72小時不分層。本實施例生產(chǎn)的成品取代度為0. 0446。在實施例及多次工業(yè)批量生產(chǎn)中，本發(fā)明所述的陽離子淀粉的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)過程中物料安全，徹底解決了之前工藝的淀粉顆粒易糊化現(xiàn)象，并且操作更加簡便、實用，反應(yīng)時間縮短1-1. 5小時，降低了能耗和成本，反應(yīng)效率相比以前傳統(tǒng)半干法工藝大大提高，生廣中基本維持在95 %左右，廣品收率提聞，能夠達到104制得的陽尚子淀粉廣品品質(zhì)好，性能更加穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，包括下述的步驟醚化劑活化、醚化反應(yīng)、冷卻、中和、冷卻、粉碎、計量制的成品，其特征在于在所述的醚化劑活化之前先對淀粉進行活化，在醚化劑活化之后，再對淀粉復(fù)配和浸潰。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，其特征在于所述的淀粉活化工藝的具體步驟為在常溫下，加對淀粉干基質(zhì)量為0. 8 I. 0%的堿粉，將淀粉與堿粉在高速犁刀混料機中充分混合，控制活化后的淀粉PH值10-13。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，其特征在于所述堿優(yōu)選為氫氧化鈣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，其特征在于所述的淀粉復(fù)配和浸潰工藝具體步驟為把活化好的醚化劑通過高壓泵打入到犁刀混料機的噴嘴中，加入量為淀粉質(zhì)量的2-8%，在高速犁刀混料機中與淀粉充分混合，混合后在的雙螺旋錐形混料器中浸潰20 50分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，其特征在于在增加了淀粉活化和淀粉復(fù)配與浸潰工藝的條件下，其余工藝步驟特征如下 (4)醚化反應(yīng)將復(fù)配浸潰好的淀粉加入到犁刀反應(yīng)釜中，在80 90°C下反應(yīng)I I. 5h ； (5)冷卻風冷卻系統(tǒng)送冷冷卻，將反應(yīng)完的物料溫度降到45°C以下； (6)中和用酸中和，制備PH為6-8中性陽離子淀粉和PH為2-4酸性陽離子淀粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或4或5所述的陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，其特征在于所述的淀粉優(yōu)選為木薯淀粉或玉米淀粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，其特征在于所述醚化劑優(yōu)選為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CHPTMA)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，其特征在于中和用酸優(yōu)選為檸檬酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陽離子淀粉生產(chǎn)的工藝，增加了淀粉的活化和淀粉的復(fù)配與浸漬工藝，其余工藝也相應(yīng)的做了創(chuàng)新，整體包括淀粉的活化、醚化劑活化、淀粉的復(fù)配和浸漬、醚化反應(yīng)、送風冷卻、中和、送風冷卻、粉碎等主要工藝。本發(fā)明所述生產(chǎn)工藝物料安全、淀粉顆粒無糊化，操作簡便、實用，反應(yīng)時間縮短，能耗降低，反應(yīng)效率提高，產(chǎn)品收率提高，制得的陽離子淀粉產(chǎn)品品質(zhì)好，性能穩(wěn)定。
文檔編號C08B31/08GK102775508SQ201210303850
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者呂志紅, 吳冰, 陳以國 申請人:兗州熙來精細化工有限公司