本實(shí)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?jī)H次于纖維素，資源豐富，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。淀粉容易進(jìn)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(guò)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(diǎn)，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(shí)間即可。采用濕法生產(chǎn)，酯化效率高，反應(yīng)充分。但是因?yàn)槿〈容^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(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)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(shí)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(guò)所述第一加熱套通往反應(yīng)室內(nèi)的多個(gè)進(jìn)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(jī)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(guò)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(jī)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(shí)穿透殼體與第二加熱套，與活化室連通。

進(jìn)一步的，所述多個(gè)進(jìn)料口包括：淀粉進(jìn)料口、酯化劑和弱堿助劑投放口以及進(jìn)水口。

進(jìn)一步的，所述活化室內(nèi)設(shè)有若干磨球。

進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)械活化室融合為一體，實(shí)現(xiàn)了冷水可溶酯化淀粉的連續(xù)化，不換機(jī)臺(tái)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(jī)械活化設(shè)備，本實(shí)用新型在活化室單元增加了真空泵和第二加熱套兩個(gè)組件，使其更加適合濕態(tài)淀粉糊的活化。在本實(shí)用新型中，在用真空系統(tǒng)抽真空的同時(shí)，可以采用活化室外側(cè)的加熱層對(duì)淀粉糊在適當(dāng)溫度范圍內(nèi)不斷加熱，使淀粉糊中的水分通過(guò)壓力差和濃度差的作用快速擴(kuò)散到淀粉糊表面，水分子在獲得足夠的動(dòng)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(shí)，活化室內(nèi)的螺旋粉碎葉片以較低速度轉(zhuǎn)動(dòng)，避免淀粉粘結(jié)固化，減少高速活化時(shí)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(dòng)活化室內(nèi)的玻璃珠與酯化淀粉進(jìn)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(jì)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(jī)改為臥式安裝，實(shí)現(xiàn)了臥式攪拌，避免了豎直安裝電機(jī)時(shí)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(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)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(jī)；8、淀粉進(jìn)料口；9、酯化劑和弱堿助劑投放口；10、進(jìn)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(jī)；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(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1進(jìn)一步描述本實(shí)用新型：

本說(shuō)明書中所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指與所述實(shí)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(gè)實(shí)現(xiàn)方式中。在本說(shuō)明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在另一個(gè)實(shí)施例中”并非必須都指同一個(gè)實(shí)施例，也不必須是與其他實(shí)施例互相排斥的單獨(dú)或選擇實(shí)施例。

如圖1所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)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(guò)第一加熱套2通往反應(yīng)室3內(nèi)的淀粉進(jìn)料口8、酯化劑和弱堿助劑投放口9以及進(jìn)水口10（在另一個(gè)實(shí)施例中，淀粉進(jìn)料口8、酯化劑和弱堿助劑投放口9以及進(jìn)水口10也可以按需變成一個(gè)總進(jìn)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(jī)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(guò)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(jī)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(shí)穿透殼體1與第二加熱套23，與活化室13連通。

在一個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(jìn)行分篩。

在一個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(shí)用新型工作原理為：在反應(yīng)剛開始時(shí)，將淀粉、酯化劑和弱堿助劑混合物和水分別通過(guò)淀粉進(jìn)料口8、酯化劑和弱堿助劑投放口9和進(jìn)水口10依次投入和注入反應(yīng)室3內(nèi)，然后啟動(dòng)第一電機(jī)7帶動(dòng)第一攪拌軸5和第一攪拌槳6對(duì)淀粉、酯化劑、弱堿助劑和水進(jìn)行充分混合，使得酯化劑在弱堿環(huán)境中對(duì)淀粉進(jìn)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(guò)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(tuán)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(shí)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(guò)程中，通過(guò)第一控溫裝置4調(diào)節(jié)加熱套2的溫度，對(duì)反應(yīng)室3進(jìn)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(guò)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(guò)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(jī)械活化三個(gè)部分。在離心脫水階段，第二電機(jī)15通過(guò)第二攪拌槳16帶動(dòng)粉碎葉片17以600rpm的速度做離心運(yùn)動(dòng)，將淀粉糊液中的水分通過(guò)排液口18排出活化室3。同時(shí)，第二控溫裝置24控制第二加熱套23開始對(duì)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(jī)15轉(zhuǎn)速降低至200rpm，粉碎葉片17以較低速度攪動(dòng)淀粉餅，防止其在活化室13的筒壁粘附堆積。同時(shí)，真空泵連接口20打開，真空泵21啟動(dòng)，在第二加熱套23能夠保持設(shè)定溫度的條件下對(duì)活化室13中的淀粉進(jìn)行加熱真空干燥。真空干燥過(guò)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(jī)15提速至1000rpm，帶動(dòng)螺旋粉碎葉片17做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)干燥過(guò)程中凝結(jié)的淀粉塊狀物進(jìn)行活化。在活化過(guò)程中，磨球14在螺旋粉碎葉片17的驅(qū)動(dòng)下于淀粉進(jìn)行摩擦、碰撞、沖擊和剪切等機(jī)械作用，使得淀粉分子中的雙螺旋結(jié)構(gòu)受到破壞。機(jī)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(jìn)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(shí)，打開產(chǎn)品口19將淀粉和磨球14轉(zhuǎn)移至過(guò)濾篩設(shè)備中，將淀粉和磨球14分離后裝入包裝袋中。

本實(shí)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(jī)械活化室融合為一體，實(shí)現(xiàn)了冷水可溶酯化淀粉的連續(xù)化，不換機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)量和效率。本實(shí)用新型在活化室單元增加了加熱層和真空泵兩個(gè)組件，可以實(shí)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(shí)施案例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。