一种复合型淀粉的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及淀粉变性技术领域，特别是涉及一种复合型淀粉的制备方法。
【背景技术】
[0002] 阳离子淀粉是淀粉上的葡萄糖分子的羟基与胺类化合物在催化剂的催化作用下， 反应生成的一种含氮衍生物，因其含有正电荷基团，而普遍用于造纸湿端。
[0003] 阳离子淀粉在湿端的运用效果与其用量有很大关系，用于强度提升时，其用量一 般均相对较高；但阳离子淀粉用量过高时，不仅会对纸浆脱水产生负面影响，而且还会扰 乱湿端系统电荷平衡体系，降低填料留着，导致纸机产生糊网粘辊等现象，对纸机正常运转 产生负面影响，并且阳离子淀粉添加量过高后，其流失率也将加大，造成废水中生化需氧量 (Biochemical Oxygen Demand，BOD)、化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD)值升高， 废水处理难度增加等问题。另外，传统阳离子淀粉干法制作工艺中存在反应不均匀的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种复合型淀粉的制备方法，能够提高反应的 均匀性，同时在复合型淀粉用量较高的情况下，能够提升纸机运转性能，减少复合型淀粉流 失率。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种复合型淀粉的制 备方法，包括：
[0006] 提供原淀粉、醚化剂以及催化剂；
[0007] 采用干法制备阳离子淀粉工艺，将所述原淀粉、醚化剂以及催化剂混合成为反应 体系以进行反应，同时，在所述原淀粉转化为满足预定要求的阳离子淀粉之前，使所述反应 体系中有无机微粒；
[0008] 在所述有无机微粒的反应体系中，所述原淀粉继续进行阳离子淀粉的转化，直到 转化为满足预定要求的所述阳离子淀粉之后，得到所述复合型淀粉。
[0009] 其中，所述将所述原淀粉、醚化剂以及催化剂混合成为反应体系以进行反应，同 时，在所述原淀粉转化为满足预定要求的阳离子淀粉之前，使所述反应体系中有无机微粒 的步骤包括：
[0010] 将所述无机微粒与所述原淀粉进行预混合，得到第一混合物；
[0011] 将所述第一混合物与所述醚化剂和催化剂混合成为所述反应体系以进行反应。
[0012] 其中，所述将所述原淀粉、醚化剂以及催化剂混合成为反应体系以进行反应，同 时，在所述原淀粉转化为满足预定要求的阳离子淀粉之前，使所述反应体系中有无机微粒 的步骤包括：
[0013] 将所述无机微粒与所述醚化剂、催化剂进行预混合，得到第二混合物；
[0014] 将所述第二混合物与所述原淀粉混合成为所述反应体系以进行反应。
[0015] 其中，所述将所述原淀粉、醚化剂以及催化剂混合成为反应体系以进行反应，同 时，在所述原淀粉转化为满足预定要求的阳离子淀粉之前，使所述反应体系中有无机微粒 的步骤包括：
[0016] 将所述原淀粉、醚化剂和催化剂混合，得到第三混合物；
[0017] 将所述无机微粒与所述第三混合物混合成为所述反应体系以进行反应。
[0018] 其中，所述将所述无机微粒与所述第三混合物混合成为反应体系以进行反应的步 骤包括：
[0019] 将所述第三混合物进行预干燥；
[0020] 在对所述第三混合物进行预干燥的同时，将所述无机微粒与所述第三混合物混合 成为所述反应体系以进行反应。
[0021] 其中，所述无机微粒的质量为所述原淀粉质量的1%~50%。
[0022] 其中，所述无机微粒的质量为所述原淀粉质量的10%~20%。
[0023] 其中，所述醚化剂的质量为所述原淀粉质量的2%~15%，所述催化剂与所述醚 化剂的摩尔比为1 :1~3:1。
[0024] 其中，所述醚化剂的质量为所述原淀粉质量的6%~8%，所述催化剂与所述醚化 剂的摩尔比为2:1~2. 5:1。
[0025] 其中，所述反应体系反应的温度为30摄氏度~120摄氏度。
[0026] 其中，所述反应体系反应的温度为70摄氏度~90摄氏度。
[0027] 其中，所述无机微粒为二氧化钛、碳酸钙、高岭土、硅石、硅酸钠、滑石粉、瓷土中的 一种以上。
[0028] 其中，所述原淀粉为玉米原淀粉、木薯原淀粉、甘薯原淀粉、马铃薯原淀粉、小麦原 淀粉中的一种以上。
[0029] 其中，所述醚化剂为季铵盐、叔胺盐中的一种以上。
[0030] 其中，所述催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锂中的一种 以上。
[0031] 本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明在干法制备阳离子淀粉工 艺中，在所述原淀粉转化为满足预定要求的阳离子淀粉之前，使所述反应体系中有无机微 粒，在反应过程中，无机微粒能够在搅拌混合过程中促进原淀粉颗粒与醚化剂、催化剂的充 分接触，从而提高原淀粉阳离子化程度，提高反应的均匀性，而最终改性而成的带有阳离子 基团的淀粉分子会附在无机微粒物的体表之上，形成复合型淀粉；在进入造纸湿端后，复合 型淀粉上的阳离子基团会吸附浆料中的细小纤维和填料，被吸附的细小纤维和填料又会和 其他的复合型淀粉上的阳离子基团相互吸引，最终形成利于浆料中细小成分留着的庞大体 系；使得在复合型淀粉用量较高的情况下，能够提升纸机运转性能，减少复合型淀粉流失 率。
【附图说明】
[0032] 图1是本发明一种复合型淀粉的制备方法一实施方式的流程图；
[0033] 图2是本发明一种复合型淀粉的制备方法另一实施方式的流程图；
[0034] 图3是本发明一种复合型淀粉的制备方法又一实施方式的流程图；
[0035] 图4是本发明一种复合型淀粉的制备方法又一实施方式的流程图；
[0036] 图5是本发明一种复合型淀粉的制备方法又一实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
[0038] 参阅图1，本发明实施方式提供一种复合型淀粉的制备方法，包括：
[0039] 步骤SlOl :提供原淀粉、醚化剂以及催化剂；
[0040] 本发明实施方式对原淀粉进行阳离子改性，醚化剂是一种胺类化合物，用于与原 淀粉发生反应，使原淀粉分子上带有阳离子基团，催化剂一般为碱性物质。
[0041] 步骤S102 :采用干法制备阳离子淀粉工艺，将原淀粉、醚化剂以及催化剂混合成 为反应体系以进行反应，同时，在原淀粉转化为满足预定要求的阳离子淀粉之前，使反应体 系中有无机微粒；
[0042] 干法制备阳离子淀粉的工艺一般为将醚化剂、催化剂用水或有机溶剂稀释后，常 温下在混合器中与原淀粉充分混合，混合后物料含水或有机溶剂40%左右，然后将物料进 行预干燥，生产中一般采用气流干燥器，将物料含水量降至20 %以下以防止糊化，然后将物 料进入反应器进行反应，反应温度一般为130摄氏度至180摄氏度，反应时间一般为1小时 至4小时，反应结束后，将物料快速冷却，此时物料含水量通常较低，在1 %至3 %左右，需对 其进行加湿，同时，物料中可能会有些结块，需要对物料进行粉碎、筛分，最终得到成品。
[0043] 本发明实施方式在上述干法制备阳离子淀粉工艺的基础上，在原淀粉转化为满足 预定要求的阳离子淀粉之前，使反应体系中有无机微粒；原淀粉转化为满足预定要求的阳 离子淀粉之前是指原淀粉与醚化剂发生阳离子醚化反应完成之前；使反应体系中有无机微 粒，一般是在上述加湿工艺之前将无机微粒加入，也可以是在物料进入反应器进行反应之 前将无机微粒加入，或者是在物料进入反应器进行反应的过程中将无机微粒加入。无机微 粒是指无机物微小颗粒，可以采用造纸行业中常用的无机物填料颗粒。
[0044] 步骤S103 :在有无机微粒的反应体系中，原淀粉继续进行阳离子淀粉的转化，直 到转化为满足预定要求的阳离子淀粉之后，得到复合型淀粉；
[0045] 将无机微粒加入反应体系后，在混合有无机微粒的体系中，原淀粉继续与醚化剂 发生阳离子醚化反应，直到原淀粉与醚化剂反应完成，原淀粉转化为满足预定要求的阳离 子淀粉，并与无机微粒形成复合型淀粉，经过加湿、粉碎、筛分得到最后成品。
[0046] 本发明实施方式在干法制备阳离子淀粉工艺中，在原淀粉转化为满足预定要求的 阳离子淀粉之前，使反应体系中有无机微粒，在反应过程中，无机微粒能够在搅拌混合过程 中促进原淀粉颗粒与醚化剂、催化剂的充分接触，从而提高原淀粉阳离子化程度，提高干法 制备阳离子淀粉工艺中反应的均匀性，而最终改性而成的带有阳离子基团的淀粉分子会附 在无机微粒物的体表之上，形成复合型淀粉；在进入造纸湿端后，复合型淀粉上的阳离子基 团会吸附浆料中的细小纤维和填料，被吸附的细小纤维和填料又会和其他的复合型淀粉上 的阳离子基团相互吸引，最终形成利于浆料中细小成分留着的庞大体系；使得在复合型淀 粉用量较高的情况下，对湿纸幅脱水影响很小，无粘网现象，在烘干部也干燥时也不会产生 粘缸现象，能够提升纸机运转性能，减少复合型淀粉流失率。并且与传统阳离子淀粉相比， 本发明实施方式的复合型淀粉与一般的阳离子淀粉相比，可大幅降低每吨成品生产成本， 提升湿端淀粉用量，提升成纸的强度和纸张灰分含量，可替代石化产品生产的干/湿强剂。
[0047] 参阅图2,其中，在本发明一实施方式中，步骤S102中将原淀粉、醚化剂以及催化 剂混合成为反应体系以进行反应，同时，在原淀粉转化为满足预定要求的阳离子淀粉之前， 使反应体系中有无机微粒的步骤包括：
[0048] 步骤S201 :将无机微粒与原淀粉进行预混合，得到第一混合物；
[0049] 将无机微粒与原淀粉混合并搅拌，使其混合充分，得到第一混合物。
[0050] 步骤S202 :将第一混合物与醚化剂和催化剂混合成为反应体系以进行反应；
[0051] 将无机微粒与原淀粉充分混合形成的第一混合物与醚化剂、催化剂混合成为反应 体系，并将该反应体系通过干法制备阳离子淀粉的工艺进行反应。
[0052] 通过先将无机微粒与原淀粉混合得到第一混合物，再将第一混合物与醚化剂、催 化剂混合，再进入反应器中反应，可以使得在对原淀粉进行阳离子化的整个过程中，都有无 机微粒参与，在无机微粒的作用下，使得原淀粉颗粒与醚化剂、催化剂充分接触，提高反应 的均匀性，提高原淀粉的阳离子化程度。
[0053] 参阅图3,其中，在本发明另一实施方式中，步骤S102中将原淀粉、醚化剂以及催 化剂混合成为反应体系以进行反应，同时，在原淀粉转化为满足预定要求的阳离子淀粉之 前，使反应体系中有无机微粒的步骤包括：
[0054] 步骤S301 :将无机微粒与醚化剂、催化剂进行预混合，得到第二混合物；
[0055] 将无机微粒与醚化剂、催化剂混合并搅拌，使其混合充分，得到第二混合物。
[0056] 步骤S302 :将第二混