一种氧化淀粉高效清洁制造方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化淀粉高效清洁制造方法。本发明专利技术需要解决的技术问题是，使氧化淀粉的制造能够在连续流态化条件下进行，生产过程不排废，缩短反应时间，降低能耗。本发明专利技术制造方法，氧化剂与活化催化剂事先预混合活化；经预混活化的氧化剂、活化催化剂和原淀粉连续计量、高速混合，将混合物料连续输入带有绞龙的管道式反应器中，在２０℃～８０℃条件下进行管道反应，混合物料在其中的反应时间为２０～１００分钟，连续得到氧化淀粉初品；反应体系的水分含量为１２～３５％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氧化淀粉的干法制造方法，特别是一种连续流态化的氧化淀粉高效清洁制造 方法。
技术介绍
氧化淀粉是一种重要的变性淀粉，是淀粉在酸、碱、中性介质中与氧化剂作用氧化所得 的产品，与天然淀粉相比，具有流动性好、粘度低且稳定性高、渗透性强、粘结力好等优点 ，而且生产工艺简单，成本低，在纺织、造纸、粘合剂等行业中有着广泛的用途，尤其是在 造纸工业表面施胶中的用量占各种变性淀粉的首位。采用不同的氧化工艺、氧化剂和原淀粉 可以制成性能各异、牌号不同的氧化淀粉。如采用高碘酸氧化可制得对纸张既有干强又有湿 强作用的双醛淀粉。而采用过醋酸、过硫酸、过磷酸、过碳酸及其钠盐、钾盐、铵盐和高锰 酸钾、过氧化钠、过氧化氢及次氯酸钠等氧化剂则可制得成本较低的氧化淀粉。国内外多数 生产厂采用湿法次氯酸钠作氧化剂。淀粉经氧化作用引起解聚，结果产生低粘度分散体并引 进羰基和羧基，使直链淀粉的凝沉趋向减少而糊液粘度稳定性增加。目前，制备氧化淀粉的 公开报道中最常见的方法是淀粉浆浓度为18 20Be。在处理过程中先加入浓度约2。/。的稀NaOH ，将pH调到8 11，然后连续滴加NaC10进行氧化，在4(T5(TC温度下反应5 12h，并不时补充 NaOH溶液以保持pH值。反应结束后用HC1中和，使pH值降至6. 0 6. 5，再加入Na2S03除去游离 氯，经反复洗涤过滤干燥后得产品。欧洲专利HU47627报道利用次氯酸钠制备氧化淀粉，氧 化度不超过4%。其他一些氧化方法还有中国专利CN1211708是在酰化多糖作为活化剂的条 件下用过氧化氢处理淀粉，酰化多糖的使用量为每100单糖中至少1个酰基，过氧化氢使用量 为2 20wt。/。。中国专利CN1097766涉及一种电化学法制造氧化淀粉的方法，该方法是含有氯 化钠、淀粉、水的悬浮液中，放入电极，在温度为(T38'C，用氢氧化钠调整PH值在8 10之间 ，在不断搅拌下，提高1.25 15V的低压脉冲直流电，电极上的电流密度控制在1.05 2A/cm2 之间，产生氧化活性物质对淀粉进行氧化，直到达到需要的流度。中国专利CN1580076采用 了一种介于非均相与均相之间的拟均相反应体系制备氧化淀粉，即通过加入极性溶剂对淀粉 进行拟均相预处理后，再将氧化剂加入体系制备氧化淀粉。中国专利CN101177459A公开了高 羰基含量氧化淀粉的制备方法，该方法是将淀粉用水配成浓度为10 30%的淀粉乳液，然后 升温至60 9(TC搅拌糊化0. 5 2小时后，冷却到室温，再在其中补加50 150份的水搅拌均3匀；缓慢滴入按与淀粉的摩尔比为O. 2 4的过氧化氢，在温度5 5(TC搅拌反应0. 5 72小时 ;在反应产物中加入200份的水搅拌均匀，静置分层后倒去上层清液，乳液离心分离，所得 固体经干燥即可。用本专利技术制备的氧化淀粉羰基含量高，热稳定性好，制备成本低，产率高 ，工艺简单，可避免在酸性或者是碱性介质中制备氧化淀粉导致分子量下降严重的问题。上述氧化淀粉制备都在水溶液中进行，氧化过程一些深度氧化的淀粉片段会在过滤时进 入废水，不仅造成废水污染，还降低了产品收率，提高了生产成本，尤其是用次氯酸钠制备氧化 淀粉时，废水中还存在大量的有毒氯离子。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是，使氧化淀粉的制造能够在连续流态化条件下进行，生产 过程不排废，縮短反应时间，降低能耗。本专利技术的氧化淀粉高效清洁制造方法，氧化剂与活化催化剂事先预混合后和原淀粉分别 连续计量、连续高速混合，将混合物料连续输入带有绞龙的管道式反应器中，在2(TC 8(rC (优选为3(TC 7(TC)条件下进行管道反应，混合物料在其中的反应时间为20 100分钟( 优选为30 80分钟)，连续得到氧化淀粉初品；反应体系的水分含量为12 35% (优选为15 25%)。所述的氧化剂选自过醋酸、过硫酸、过磷酸、过氧化钠、过氧化氢、过碳酸钠或钾、过 硫酸钠或钾或铵、过硼酸钠或钾、高碘酸、高锰酸钾中的一种或几种混合物，其用量为淀粉 重量的0.2% 6%;所述的活化催化剂选自氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、硫酸亚铁( FeS04)、硫酸铜(CuS04)、硫酸镍(NiS04)、氯化亚铁(FeCl2 )、氯化铜(CuCl2)、氯 化钙(CaCl2)中的一种或几种的混合物，其用量为原淀粉重量的5 100 (优选为30 60) ppm。作为优选，高速混合采用犁刀式封闭设备，转速为300 1000 (优选为600 800)转/分 钟，时间为10 30 (优选为15 20)分钟。本专利技术的管道反应步骤后有气流干燥步骤(系统调整水分)、调整pH值步骤和/或添加 增效试剂步骤。在改性淀粉工艺中，淀粉占物料的比例一般在85% 99%，而反应试剂仅占1% 15%，大 量粉体与微量试剂的均匀混合难度极大。本专利技术采用氧化剂与活化催化剂预混合，使其活化 ，以及控制反应体系含水量解决了混合均匀性和质量稳定性的关键技术难题，并使物料具备 了一定流动性。与液体比较，粉体的流态化，尤其是在整个工艺流程中全程实现流态化，难度很大。本专利技术采用对反应物连续准确计量、连续投料、连续高速混合、连续反应，连续出料，解决了 全过程流态化问题。本专利技术还能够通过对系统的自动化控制技术进一步开发，使全系统生产实现自动控制， 生产效率更高。本专利技术的优点在于原淀粉在干态下与氧化剂连续反应，属于无污染清洁生产方法。它与 传统的湿法和干法工艺比较，在技术上克服了传统淀粉氧化时存在的污染大，化学试剂消耗 高，能耗大、产能低、生产成本高、对公用工程要求比较苛刻等缺陷；生产过程不产生废水 、废渣和废气，无氯，绿色环保；具有反应时间短(约lh)，反应效率高，能耗低(可下降 约75%)、质量稳定、生产成本低，反应装置投资少，产量高等特点。附图说明图l是本专利技术工艺路线示意图。 具体实施例方式下面通过实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。 实施例l本例氧化淀粉高效清洁制造方法(连续流态化制造方法)，采用玉米淀粉和高锰酸钾(其 用量为淀粉的1.5%)为配比原料，选用NiS04为活化催化剂，其用量是玉米淀粉的重量 30ppm。先将催化剂NiS04溶解在水中配制成5。/。的水溶液，然后氧化剂与催化剂按上述配比混合 ，然后再与玉米淀粉经连续计量在转速为800rpm的犁刀式封闭设备连续快速混合匀化15min经混合匀化的物料连续均匀地进入带有绞龙的管道式反应器中，物料在65。C下的反应 30min，反应体系的水分含量为20%，连续得到氧化淀粉初品粘度约为 200mpa. s (BROOKFIELD粘度，浓度5%， 6CTC)，羧基含量O. 10。实施例2如按实施例l操作，控制反应温度在6(TC，淀粉采用马铃薯淀粉和过氧化钠(其用 量为淀粉的5%)为配比原料，选用CuCl2为催化剂时，其用量是马铃薯淀粉的40卯m时，得到 马铃薯氧化淀粉初品的粘度约为10mpa. s(BROOKFIELD粘度，浓度5%， 90°C)。 实施例3如按实施例l操作，控制反应温度在7(TC，淀粉采用玉米淀粉和过硫酸(其用量为淀粉 的3%)为配比原料，选用FeS04和CaO (重量份2: 1)为催化剂时，其用量是玉米淀粉的70卯m时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化淀粉高效清洁制造方法，氧化剂与活化催化剂事先预混合活化；经预混活化的氧化剂、活化催化剂和原淀粉连续计量、连续高速混合，将混合物料连续输入带有绞龙的管道式反应器中，在２０℃～８０℃条件下进行管道反应，混合物料在其中的反应时间为２０～１００分钟，连续得到氧化淀粉初品；反应体系的水分含量为１２～３５％；　所述的氧化剂选自过醋酸、过硫酸、过磷酸、过氧化钠、过氧化氢、过碳酸钠或钾、过硫酸钠或钾或铵、过硼酸钠或钾、高碘酸、高锰酸钾中的一种或几种混合物，其用量为淀粉重量的０．２％～６％；所述的活化催化剂选自：氧化钙、氧化镁、硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸镍、氯化亚铁、氯化铜、氯化钙中的一种或几种的混合物，其用量为原淀粉重量的５～１００ｐｐｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚献平，郑丽萍，龚关善，田清泉，
申请(专利权)人：杭州纸友科技有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]