專利名稱：變性淀粉生產(chǎn)多點噴射系統(tǒng)新工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變性淀粉的生產(chǎn)工藝，特別是一種變性淀粉生產(chǎn)多點噴射系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝。
背景技術：
變性淀粉是以原淀粉(又稱天然淀粉)為主要原料，在原淀粉固有的特性基礎上，為改善其性能和擴大其應用范圍，采用化學或物理的方法進行變性處理制得的，其過程主要是將淀粉與水按照比例配成一定濃度的淀粉乳液，或者直接從淀粉加工廠將淀粉乳輸送到淀粉乳液罐，以改變原淀粉的天然性質(zhì)，增加其性能或引進新的特性而制備的淀粉衍生物。醋酸酯淀粉一般是用酸酐在堿性的條件下作用于淀粉水乳而制成。用3％的堿溶液調(diào)節(jié)反應體系PH值在一定的范圍，堿的濃度過高在反應過程中可能引起反應系統(tǒng)中局部PH值過高，如果PH值太高，會使水解副反應加劇，故PH值在7-10較好；反應溫度不宜過高，應控制在糊化溫度以下，一般在室溫或更低的溫度下，對提高反應效率有利；酸酐滴加的速度不宜太快，反應結(jié)束后用鹽酸中和至PH＝5.5-7.5，然后離心、洗滌、干燥，制得成品。因此，在變性淀粉的生產(chǎn)過程中，嚴格控制工藝參數(shù)是取得高反應效率的關鍵因素。
目前，無論是國內(nèi)還是國外在生產(chǎn)變性淀粉的工藝中，在化學品的添加過程中基本都是采用單點滴加方式或自然泵入反應釜中。此種生產(chǎn)工藝導致化學品不能和淀粉乳充分混合，容易導致淀粉乳局部糊化，部分化學品瞬間發(fā)生副反應損失掉。所以這樣的生產(chǎn)方法反應效率低，有很多人為因素的誤差，發(fā)生的副反應多，不利于產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用多點噴射系統(tǒng)生產(chǎn)變性淀粉的新工藝。它采用多點分層噴射系統(tǒng)對反應釜添加化學品，從而提高反應的“均一性”，提高反應效率。
變性淀粉的生產(chǎn)一般分成物理方法、化學方法、酶法等，其中70％以上的變性都是通過化學的手段實現(xiàn)的。所謂化學方法就是通過采用某一種或幾種化學劑在水或其它溶液(如甲、乙醇等)中與淀粉液固相反應，從而改變淀粉的分子鏈結(jié)構(gòu)狀態(tài)，如接上某一化學基團或?qū)⒎肿渔溓袛嘁约皩⑵湎嗷ミB接(如交聯(lián)淀粉)。但無論哪一種變性，其工藝實現(xiàn)上都有一個共同的要求，即反應在各個方向上應該是均勻的、有效的。也就是說，使所采用的化學劑都能與淀粉相互作用，“全部”參加反應，并且是正向反應，盡量避免(或減少發(fā)生)副反應和不良反應的出現(xiàn)。
應該指出上述的表達純粹是一種理想化的愿望，事實上這種理想狀態(tài)在工藝上是不可能實現(xiàn)的。即便在燒杯上也不能完全達到百分之一百的正反應，而沒有副反應以及沒有化學劑的殘留，更是不可能的。人們所能做到的就是如何將副反應控制到最小，如何將反應的效率提高到最大程度，如何將沒有參加反應的化學劑殘留降低到最低程度。
長期以來，人們圍繞著“反應效率”這一基本問題做了大量的研究開發(fā)工作，包括研究最佳的溫度控制、最佳的化學劑添加量以及添加速度，控制PH值的穩(wěn)定以達到這一目標。特別是PH值的控制是最關鍵的參數(shù)。所以我們的目標是盡量使變性反應過程達到“均一性”。
我們知道，反應釜在攪拌器的作用下，液體只在水平方向上以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，。除此之外，在循環(huán)泵的推動下，液體有一定的縱向流動。對于小型試驗型反應釜(如2M3等)，其結(jié)構(gòu)足以使整個液體“均一”，即化學劑能在很短的時間內(nèi)抵達罐內(nèi)各個部位。但是，工業(yè)化大生產(chǎn)往往采用數(shù)十立方以上的大型反應釜，盡管有上述的處理，但還是很難在極短時間內(nèi)將整個液體實現(xiàn)“均一”。在實踐中，我們發(fā)現(xiàn)，最嚴重的“不均一”現(xiàn)象發(fā)生在縱向上。
本發(fā)明所提供的變性淀粉生產(chǎn)多點分層噴射系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝包括對原料的清洗粉碎、離心分離、洗滌、淀粉乳配制、化學品加入反應器與淀粉乳反應，再經(jīng)過洗滌、脫水分離、氣流干燥、包裝入庫、篩分等步驟，其特征是在所述的化學品的添加入反應器過程中采用多點分層噴射的方式，即通過主管路將化學品向反應罐輸送的過程中分開多點，根據(jù)不同液位、不同壓力差、不同傳導性采用多點分層方式添加。所述的多點分層噴射系統(tǒng)是在一個密閉的容器內(nèi)，根據(jù)化學品進入反應罐中受到介質(zhì)壓力差的不同，采用環(huán)狀斜面，按照一定的幾何比例分布，將管路中的化學品均勻分布到各個分布層中，從而保證反應罐內(nèi)不同高度的淀粉乳混拌均勻，使各處淀粉乳和化學品充分接觸，使反應進行得比較平和、均勻，避免由于局部化學品過剩產(chǎn)生副反應，以提高反應效率。
本發(fā)明所提供的變性淀粉多點噴射系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝具有一下優(yōu)點1.利用本工藝生產(chǎn)的變性淀粉，由于解決了反應罐內(nèi)不同高度的淀粉乳混拌“均一性”問題，使反應比較平和均勻。解決了變形淀粉生產(chǎn)過程中最為關鍵的一步。
2.采用計算機智能化控制化學劑的給料過程，減少了生產(chǎn)過程中人為因素造成的影響，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時降低了化學品的添加量、提高了反應效率。
3.隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，對各種變性淀粉需要量的不斷增長。用該方法生產(chǎn)的變性淀粉可廣泛地用于紡織行業(yè)、水產(chǎn)飼料、食品工業(yè)、造紙行業(yè)等等，具有廣闊的市場前景。
具體實施例方式以下以木薯變性淀粉為例詳細說明本發(fā)明的實施例。目前國內(nèi)外木薯變性淀粉工業(yè)化生產(chǎn)主要都是采用濕法生產(chǎn)，因為濕法工藝生產(chǎn)具有幾大優(yōu)點，首先采用濕法生產(chǎn)應用比較普遍，幾乎任何品種的變性淀粉都可以采用濕法生產(chǎn)；其次濕法生產(chǎn)的反應條件比較溫和，容易控制，在整個生產(chǎn)過程中需要經(jīng)洗滌、脫水、干燥等幾個工序，產(chǎn)品質(zhì)量比較高，化學品殘留比較少。木薯變性淀粉生產(chǎn)工藝主要步驟是1.鮮木薯進行清洗(除泥、除沙)2.粉碎、離心分離、洗滌；3.淀粉乳配制；4.化學品加入反應器，調(diào)溫；5.洗滌、脫水分離、氣流干燥；6.包裝入庫、篩分。
首先我們在國內(nèi)變性淀粉生產(chǎn)的基礎上，對一些舊的設備進行改良，選用國內(nèi)先進的儀器儀表，通過變性淀粉的DCS控制系統(tǒng)，以及計算機控制變性淀粉生產(chǎn)的二次軟件，實現(xiàn)了生產(chǎn)線的設備自動控制，可以生產(chǎn)出與國外相媲美的產(chǎn)品，同時在整個生產(chǎn)過程中，我們積極探索，研究開發(fā)出在生產(chǎn)變性淀粉的化學品添加過程采用多點噴射系統(tǒng)的新工藝技術。
作為醋酸酯變性淀粉，醋酸酐在和淀粉發(fā)生反應時，反應時間極短，基本在適宜的反應條件下，幾秒種之內(nèi)就結(jié)束，而幾秒之后多余的酸酐不僅僅不參加反應，反而有些副反應發(fā)生，比如
這不利于變性淀粉的生產(chǎn)，要想避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，就要使反應在各個方向上均勻的、有效地進行。也就是說，使所采用的化學劑都能與淀粉相互作用，“全部”參加反應，并且是正向反應。盡量避免發(fā)生(或減少發(fā)生)副反應和不反應的出現(xiàn)。
簡單的多點加入方式在控制方面很難實現(xiàn)均一，即在各個點上加入的量不平穩(wěn)，無法實現(xiàn)化學劑與淀粉乳的充分接觸和均一，后來我們做了個密閉容器連接到管路上，將化學品充入到密閉容器中，同時將管路以不同的深度插入到液面下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于不同的液面由于壓力不同，導致有的管路由于化學品的量偏大，容易造成淀粉局部糊化，堵塞管路，有的管路化學品的添加量較小，反應不均一。
多點分層噴射系統(tǒng)，即通過主管路將化學品向反應罐分層多點輸送。根據(jù)整個反應罐的大小情況，測算各點的壓力差，再根據(jù)管路在液面以下不同深度受到的壓力差的不同，在密閉容器中采用斜紋分布管路，同時根據(jù)壓力的高低采用不同的口徑大小，按照一定幾何分布，分層多點噴射添加化學劑，使管路中的化學品均勻分布到各個分布層中，保證反應罐內(nèi)不同高度的淀粉乳混拌均勻，使化學劑與淀粉乳的充分接觸和均一反應，從而避免了淀粉乳由于局部化學品過剩產(chǎn)生副反應，減少糊化現(xiàn)象。
在生產(chǎn)自動化控制方面，通過變性淀粉的DCS控制系統(tǒng)，以及計算機控制變性淀粉生產(chǎn)的二次軟件，實現(xiàn)了生產(chǎn)線的設備自動控制。如溫度控制，是利用溫度熱電阻實施在線監(jiān)測，通過換熱裝置的冷熱水切換來實現(xiàn)溫度高低的調(diào)整；化學品的添加量，是通過微機執(zhí)行人為輸入?yún)?shù)來控制添加量，用計量儀器如流量計來累計流量，由調(diào)節(jié)閥控制流量的大??；反應時間長短，根據(jù)反應情況、反應深度，用布拉班德粘度儀檢測產(chǎn)品的質(zhì)量情況，根據(jù)此檢測數(shù)據(jù)，將要求數(shù)據(jù)輸入微機達到自動化控制的目的；PH值的控制，通過進口PH計實施在線檢測，根據(jù)需要輸入指令的要求，系統(tǒng)就會通過調(diào)節(jié)閥、流量計加入不同量、不同品種的化學品進行自動控制，從而避免人為因素引入的誤差，只要按程序要求輸入配方指令，生產(chǎn)就會自動運行。同時二次軟件系統(tǒng)的開發(fā)使生產(chǎn)線能夠方便的實現(xiàn)除醋酸酯變性淀粉以外的其他化學變性淀粉的生產(chǎn)，以滿足不同用途變性淀粉的生產(chǎn)需要。
權利要求
1.一種變性淀粉生產(chǎn)多點分層噴射系統(tǒng)新工藝，包括對原料的清洗粉碎、離心分離、洗滌、淀粉乳配制、化學品加入反應器與淀粉乳反應，再經(jīng)過洗滌、脫水分離、氣流干燥、包裝入庫、篩分等步驟，其特征是在所述的化學品的添加入反應器過程中采用多點分層噴射的方式，即通過主管路將化學品向反應罐輸送的過程中分開多點進行，根據(jù)不同液位、不同壓力差、不同傳導性采用多點分層方式添加；所述的多點分層噴射系統(tǒng)是在一個密閉的容器內(nèi)，根據(jù)化學品進入反應罐中受到介質(zhì)壓力差的不同，采用環(huán)狀斜面，按照一定的幾何比例分布，將管路中的化學品均勻分布到各個分布層中，使反應進行得平和、均勻。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變性淀粉生產(chǎn)多點噴射系統(tǒng)新工藝，其步驟包括對原料的清洗粉碎、離心分離、洗滌、淀粉乳配制、化學品加入反應器與淀粉乳反應，再經(jīng)過洗滌、脫水分離、氣流干燥、包裝入庫、篩分等，其特征是在所述的化學品的添加入反應器過程中采用多點分層噴射的方式，即通過主管路將化學品向反應罐輸送的過程中分開多點進行，根據(jù)不同液位、不同壓力差、不同傳導性采用多點分層方式添加，使反應進行得平和、均勻，減少副反應，同時降低了化學品的添加量、提高了反應效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
文檔編號C08B31/00GK1493598SQ0312521
公開日2004年5月5日 申請日期2003年7月29日 優(yōu)先權日2003年7月29日
發(fā)明者倪大光 申請人:倪大光