一种酯化变性淀粉连续反应系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种酯化变性淀粉连续反应系统和方法，属于变性淀粉生产领域。该连续反应系统包括依次连接的水粉混合器、连续交联反应器和连续酯化反应器，水粉混合器实现干淀粉、去离子水、变性助剂的均匀混合；连续交联反应器用于向淀粉乳中连续定量添加淀粉变性剂，实现淀粉的连续交联反应；连续酯化反应器用于调控交联反应溶液pH值，并在线连续添加酯化剂，实现交联反应溶液的酯化反应。本发明专利技术通过连续设置的水粉混合器、连续交联反应器和连续酯化反应器，能实现淀粉湿法变性的连续混合、连续交联、连续酯化反应。该系统结构紧凑，占地小，工艺稳定，成品品质一致性好。且投资成本节约60％，运行费用节约30％，操作安全，环保可行。

【技术实现步骤摘要】
一种酯化变性淀粉连续反应系统和方法
本专利技术涉及变性淀粉生产领域，特别是涉及一种酯化变性淀粉连续反应系统和方法。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，变性淀粉需求量越来越大，品种越来越多，但其生产方法主要有湿法和干法两种。其中干法变性淀粉的生产存在着品种单一、规模小、产品质量波动大、机械故障多、产品推广应用面窄等缺点。湿法反应物料适应性强，几乎任何品种的变性淀粉都可以用湿法生产，具有反应条件温和、安全性高、反应均匀性好、产品纯度高等优点，是我国变性淀粉生产厂家普遍采用的生产方法。但目前的湿法生产均为间歇运行模式的批次化生产，存在工艺设备装置大，所需厂房空间多，系统投资大、效率低、运行费用高、品质不稳定的技术问题。并且反应釜内一次性注入化学品多，容器防爆、厂房防爆要求高。由此可见，上述现有的湿法变性淀粉生产系统仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的酯化变性淀粉连续反应系统和方法，使其能实现淀粉湿法变性的连续混合、连续交联、连续酯化反应，使该系统结构紧凑，占地小，工艺稳定，成品品质一致性好，克服现有批次化生产系统投资大、效率低、运行费用高、品质不稳定的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种酯化变性淀粉连续反应系统，使其能实现淀粉湿法变性的连续混合、连续交联、连续酯化反应，使该系统结构紧凑，占地小，工艺稳定，成品品质一致性好，克服现有批次化生产系统投资大、效率低、运行费用高、品质不稳定的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种酯化变性淀粉连续反应系统，包括依次连接的水粉混合器、第一输送泵、连续交联反应器和连续酯化反应器，所述水粉混合器，用于实现干淀粉、去离子水、变性助剂的均匀混合；所述第一输送泵，用于将所述水粉混合器中混合好的淀粉乳泵入所述连续交联反应器中；所述连续交联反应器，用于向泵入的淀粉乳中连续定量添加淀粉变性剂，实现淀粉的连续交联反应，并将交联反应溶液连续输送至所述连续酯化反应器中；所述连续酯化反应器，用于调控所述交联反应溶液的pH值，并在线连续添加酯化剂，实现交联反应溶液中交联淀粉的酯化反应。进一步改进，所述水粉混合器中设有电动搅拌器，所述水粉混合器的淀粉输入端连接有螺杆输送机和控制所述螺杆输送机启停的定量控制机构；所述水粉混合器的上部还连接有去离子水在线添加输送机构和变性助剂在线添加输送机构。进一步改进，所述第一输送泵和连续交联反应器之间还设置有换热器，所述换热器用于调节所述水粉混合器中输出的淀粉乳温度，利于淀粉交联反应完全。进一步改进，所述连续交联反应器采用推流式反应器，所述推流式反应器上还设有淀粉变性剂在线添加输送机构和氮气输送机构；所述连续酯化反应器上设置有pH调节剂在线添加机构和酯化剂在线添加输送机构。进一步改进，还包括第二输送泵和后处理设备；所述第二输送泵，用于将所述连续酯化反应器中酯化反应完成的酯化变性淀粉传送至所述后处理设备；所述后处理设备，用于将酯化反应完成的淀粉乳液经过过滤、提纯、干燥、粉碎，分装即得酯化变性淀粉成品。进一步改进，所述连续酯化反应器与后处理设备之间还设有与所述第二输送泵串联的备用输送泵；所述后处理设备包括依次连接的过滤器、提纯器、干燥器、粉碎器和分装机构。本专利技术还提供一种应用上述的酯化变性淀粉连续反应系统的酯化变性淀粉连续反应方法，包括如下步骤：(1)将干淀粉、去离子水、变性助剂按照比例连续定量的输送进入所述水粉混合器中，并在其内部混合均匀，得混合好的淀粉乳；(2)将步骤(1)制得的混合好的淀粉乳在所述第一输送泵的作用下，持续泵入所述连续交联反应器中，同时连续定量添加淀粉变性剂，使淀粉乳在所述淀粉变性剂的作用下实现淀粉的连续交联反应，并将反应完全的淀粉交联反应溶液持续传送至所述连续酯化反应器中；(3)在所述连续酯化反应器中，首先通过pH值调节剂对所述交联反应溶液进行pH调节，其次通过在线添加淀粉酯化剂，实现交联反应溶液中交联淀粉的酯化反应；(4)再通过第二输送泵对步骤(3)得到的交联淀粉酯化反应溶液进行输送，经过过滤、提纯、干燥工序后制得酯化变性淀粉成品，分装即得。进一步改进，所述步骤(1)中变性助剂包括稳定剂亚硫酸氢钠、pH值调节剂氢氧化钠、淀粉膨胀抑制剂氯化钠和催化剂氢氧化钙，且所述混合好的淀粉乳中淀粉浓度为30～50％；所述步骤(2)中淀粉变性剂采用三偏磷酸钠，且淀粉乳的连续交联反应时间为3～5h；所述步骤(3)中pH调节剂采用盐酸，PH值调节至5.5～7，所述淀粉酯化剂采用醋酸酐，且连续酯化反应时间为2～4小时，反应温度为10～20℃。进一步改进，所述步骤(2)和(3)处于氮气保护状态下进行连续交联反应和连续酯化反应。进一步改进，所述连续交联反应器中淀粉交联反应时间的数学模型表达式为：Xe＝(uL)/Zaxτ＝(V)/Qv其中，DS％是干淀粉含量，P是淀粉密度，u是反应堆中的平均流速，L是反应器长度，Zax是轴向系数，V是反应堆容积，Qv是体积流量，是修正系数，t是时间。采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：本专利技术酯化变性淀粉连续反应系统通过采用连续设置的水粉混合器、第一输送泵、连续交联反应器和连续酯化反应器，能实现淀粉湿法变性的连续混合、连续交联、连续酯化反应。该系统结构紧凑，占地小，工艺稳定，成品品质一致性好，克服现有批次化生产系统投资大、效率低、运行费用高、品质不稳定的技术问题。本专利技术酯化变性淀粉连续反应系统的投资成本相对于批次化反应系统的投资成本节约60％，该酯化变性淀粉连续反应系统的运行费用节约30％，大大降低了投资成本和运行费用。本专利技术酯化变性淀粉连续反应系统中化学品全部通过在线定量连续添加，达到与淀粉乳液的成分混合，且达不到爆炸的下限条件，操作安全，而且处于封闭系统，不产生废气，环保安全。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术酯化变性淀粉连续反应系统的结构示意图。图2是本专利技术酯化变性淀粉连续反应方法的流程示意图。具体实施方式参照附图1所示，本实施例酯化变性淀粉连续反应系统，包括依次连接的水粉混合器1、第一输送泵2、连续交联反应器3、连续酯化反应器4、第二输送泵5和后处理设备6。该水粉混合器1，用于实现干淀粉、去离子水、变性助剂的均匀混合。该水粉混合器1中设有电动搅拌器11，该水粉混合器1的淀粉输入端连接有螺杆输送机和控制该螺杆输送机启停的定量控制机构，用于将干淀粉定量持续的输送进水粉混合器1中。该水粉混合器1的上部还连接有去离子水在线添加输送机构和变性助剂在线添加输送机构，如稳定剂亚硫酸氢钠、pH值调节剂氢氧化钠、淀粉膨胀抑制剂氯化钠和催化剂氢氧化钙的在线添加输送机构。该第一输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酯化变性淀粉连续反应系统，其特征在于，包括依次连接的水粉混合器、第一输送泵、连续交联反应器和连续酯化反应器，/n所述水粉混合器，用于实现干淀粉、去离子水、变性助剂的均匀混合；/n所述第一输送泵，用于将所述水粉混合器中混合好的淀粉乳泵入所述连续交联反应器中；/n所述连续交联反应器，用于向泵入的淀粉乳中连续定量添加淀粉变性剂，实现淀粉的连续交联反应，并将交联反应溶液连续输送至所述连续酯化反应器中；/n所述连续酯化反应器，用于调控所述交联反应溶液的pH值，并在线连续添加酯化剂，实现交联反应溶液中交联淀粉的酯化反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种酯化变性淀粉连续反应系统，其特征在于，包括依次连接的水粉混合器、第一输送泵、连续交联反应器和连续酯化反应器，
所述水粉混合器，用于实现干淀粉、去离子水、变性助剂的均匀混合；
所述第一输送泵，用于将所述水粉混合器中混合好的淀粉乳泵入所述连续交联反应器中；
所述连续交联反应器，用于向泵入的淀粉乳中连续定量添加淀粉变性剂，实现淀粉的连续交联反应，并将交联反应溶液连续输送至所述连续酯化反应器中；
所述连续酯化反应器，用于调控所述交联反应溶液的pH值，并在线连续添加酯化剂，实现交联反应溶液中交联淀粉的酯化反应。


2.根据权利要求1所述的酯化变性淀粉连续反应系统，其特征在于，所述水粉混合器中设有电动搅拌器，所述水粉混合器的淀粉输入端连接有螺杆输送机和控制所述螺杆输送机启停的定量控制机构；所述水粉混合器的上部还连接有去离子水在线添加输送机构和变性助剂在线添加输送机构。


3.根据权利要求2所述的酯化变性淀粉连续反应系统，其特征在于，所述第一输送泵和连续交联反应器之间还设置有换热器，所述换热器用于调节所述水粉混合器中输出的淀粉乳温度，利于淀粉交联反应完全。


4.根据权利要求3所述的酯化变性淀粉连续反应系统，其特征在于，所述连续交联反应器采用推流式反应器，所述推流式反应器上还设有淀粉变性剂在线添加输送机构和氮气输送机构；
所述连续酯化反应器上设置有pH调节剂在线添加机构和酯化剂在线添加输送机构。


5.根据权利要求1至4任一项所述的酯化变性淀粉连续反应系统，其特征在于，还包括第二输送泵和后处理设备；
所述第二输送泵，用于将所述连续酯化反应器中酯化反应完成的酯化变性淀粉传送至所述后处理设备；
所述后处理设备，用于将酯化反应完成的淀粉乳液经过过滤、提纯、干燥、粉碎，分装即得酯化变性淀粉成品。


6.根据权利要求5所述的酯化变性淀粉连续反应系统，其特征在于，所述连续酯化反应器与后处理设备之间还设有与所述第二输送泵串联的备用输送泵；
所述后处理设备包括依次连接的过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦麟，
申请(专利权)人：刘彦麟，
类型：发明
国别省市：上海;31