专利名称：干法双变性淀粉连续生产方法
技术领域：
本发明属于变性淀粉技术领域，涉及干法双变性淀粉连续生产方法。
背景技术：
变性淀粉的生产方法可以分为湿法、溶剂法、干法等等。湿法反应条件温和、安全性高、反应均勻性好、产品纯度高，是我国变性淀粉生产厂家普遍采用的生产方法。但湿法生产也存在不少弊端，如反应时间长、反应转化率低、生产成本高、耗水量大、废水含盐量高，极易造成环境污染。干法生产工艺简单、反应时间短、转化率高、收率高、能耗低、生产成本低、污染小，符合绿色变性淀粉发展方向，是一种很有发展前途的生产方法。但目前我国干法变性淀粉生产的现状是间歇性生产、品种单一、规模小、产品质量波动大、产品推广应用面窄。而且溶剂法由于生产成本高、安全性差、对设备要求比较苛刻，很难用于大规模生产。如施建平，TGBD型变性淀粉干法反应生产线与生产工艺，《化工科技市场》2004第 8期。介绍该生产线工艺流程为原淀粉一打散、破拱一添加反应溶剂、混合一干燥脱水一反应一风冷却一二次添加溶剂、混合一粉碎一筛分一成品的单一的溶剂干法生产。该文献指出工艺要求产量500kg/h ；反应温度105 120°C ；反应时间2 池；白度、pH值、 粘度符合产品标准。变性淀粉生产工艺控制因物料特性及用户对产品要求的不同，需对生产线中的设备运行参数进行调节，以获得用户满意的产品。要注意以下条件(1)调节气流干燥器蒸汽压力及引风机开度，控制物料进反应器的含水率及物料回收率；( 调节带式反应器蒸汽压力及引风机开度，控制物料反应温度和最终产品含水率；C3)调节布料斗闸板，控制反应器内料层厚度；(4)调节加料器及反应器主传动速度，可控制产量和反应时间；( 调节计量泵，对进入高速混合机的反应剂流量进行控制；(6)调节冷风系统引风机开度，控制产品回收率。又如中国专利CN1M4666AO00310112803. 8)，一种同时进行酸解与酯化改性复合变性淀粉及其制备方法和应用。该发明采用干法制备了一种酸解与酯化改性复合变性淀粉，特别是一种具有膳食纤维功能的硬脂酸淀粉酯，淀粉的酸解与酯化反应在高温下同时进行。产品既具有酯化淀粉的性质，又具有酸解淀粉的性质，可以用作脂肪替代品，生产低脂植脂奶油，冰棋淋、色拉酱等，还可用作微胶囊壁材，替代昂贵的阿拉伯胶，藻酸丙二醇酯等。该发明的优点在于对淀粉的酸解和酯化二种变性方法有机的结合在一起，并利用干法反应器进行反应，工艺设计科学实用，环境污染小，产品性能优良。其特征是采用干法对淀粉同时进行酸解、酯化变性的制备方法制得，使其同时具有酸解和酯化变性淀粉的特性。具体方法是以玉米淀粉、小麦淀粉、薯类淀粉为原料，将溶于热乙醇的酯化剂高级脂肪酸硬脂酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕桐酸、油酸、亚油酸、花生酸缓慢加入到淀粉中，不断搅拌，并加入一定量的盐酸，不断搅拌，得到的浆体通过筛子成粒，然后在30-50°C低温脱溶，脱溶时间 l-3h，再调水份质量分数控制在5 25%，在120 160°C，反应时间为2 证的高温下同时进行酸解、酯化反应制备而成。其基本配方为淀粉(干基计)100g、酯化剂2 4g、无水乙醇80 120m、盐酸(按HCl计)10. 06 0. 12g和水0 20ml。上述公开文献存在的不足之处是得到的变性淀粉品种单一、规模小、产品质量波动大、产品推广应用面窄。
发明内容
本发明的目的是为解决长期困扰我国干法变性淀粉生产行业品种单一、规模小、 产品质量波动大、产品推广应用面窄，而且溶剂法存在生产成本高、安全性差、对设备要求比较苛刻的技术瓶颈问题，为变性淀粉干法生产走向品种多样化、规模化、连续化工业生产，提供切实可行的干法双变性淀粉连续生产方法。本发明是这样实现的干法双变性淀粉连续生产方法，其特征在于包括原料预处理、一次变性反应、一次连续混合、一次干燥或一次冷却、二次变性反应、二次冷却、二次连续混合后得到双变性淀粉广品；所述的一次变性反应是将经过原料预处理的物料通过调速计量加粉后连续送入预定温度的反应器中，完成第一次变性反应，并连续出料送到下一工序；所述的二次变性反应是将经过一次变性后的淀粉干燥或冷却和气流重力分级后的备用物料通过调速计量加粉器连续输送入预定温度的反应器中，完成第二次变性反应。干法双变性淀粉连续生产工艺步骤如下(1)原料预处理包括药品液化雾化和物料混合，将液化药品雾化均勻喷入粉状药和原料淀粉中并进行充分混合，所得均勻物料备用；(2) 一次变性反应将备用物料通过A调速计量加粉后连续送入预定温度的一次变性反应器中，完成第一次变性反应，并连续出料送到下一工序；(3) 一次连续混合将二次变性所需固态药品液化，液化药品雾化均勻加入一次连续混合器中进行在线混合，所得均勻物料连续送到下一工序；(4) 一次干燥或一次冷却包括干燥或冷却和气流重力分级，将上一工序连续输送的均勻物料进行热空气干燥或空气冷却和气流重力分级备用；(5) 二次变性反应将上一工序备用物料通过B调速计量加粉后连续输送入预定温度的二次变性反应器中，完成第二次变性反应，并连续出料送到下一工序；(6) 二次冷却包括冷却和气流重力分级，将上一工序连续输送的均勻物料进行空气冷却、气流重力分级，并连续出料送到下一工序；(7) 二次连续混合将需处理的固态药品液化，液化雾化药品均勻加入二次连续混合器中进行在线混合，所得均勻物料连续送到下一工序；(8)产品后处理将上一工序连续输送的均勻物料筛分、称量、包装，得到双变性
淀粉广品。所述的化学药品包括变性剂、催化剂、添加剂和调节剂。所述的干法双变性淀粉连续生产方法，利用原料预处理、一次变性反应、一次连续混合、一次冷却和产品后处理的的工艺过程，或利用原料预处理、二次变性反应、二次冷却、 二次连续混合和产品后处理的工艺过程，进行不需预干燥的单一变性淀粉的连续生产。所述的干法双变性淀粉连续生产方法，利用原料预处理、在一次变性反应设备作预干燥、二次变性反应、二次冷却、二次连续混合和产品后处理的的工艺过程，或利用原料预处理、一次干燥、二次变性反应、二次冷却、二次连续混合和产品后处理的工艺过程，进行需预干燥的单一变性淀粉的连续生产。干法双变性淀粉连续生产方法具体操作是A药液通过A雾化装置连续喷入连续计量进料的淀粉或淀粉与粉状化学药品中， 淀粉与化学药品进行充分混合得到预处理淀粉，通过A调速计量加粉器将预处理淀粉连续加到预升温的一次变性反应器中进行连续进、出料的一次变性反应，通过调节A调速计量加粉器的加粉速度控制淀粉在一次变性反应器内的反应时间，通过调节热空气和蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产不同技术指标的一次变性淀粉的需要；达到反应要求后的一次变性淀粉通过A级连续输送到一次连续混合器，PH调节剂B药品和二次变性C药品分别连续雾化喷入淀粉中进行连续在线混合，连续排出的淀粉经热空气干燥或空气冷却和A级分离后通过B调速计量加粉器连续输送到预升温的二次变性反应器进行连续进、出料的二次变性反应，通过调节B调速计量加粉器加粉速度控制淀粉在二次变性反应器内的反应时间，通过调节热空气和蒸汽的流量控制二次变性反应的温度，以满足生产不同技术指标的二次变性淀粉的需要；达到反应要求后的双变性淀粉经空气冷却、B级分离，得到二次变性淀粉；二次变性淀粉通过C级连续输送到二次连续混合器，并将D药品雾化连续喷入，对淀粉进行连续在线中和或增湿，使淀粉的PH值、含水量达到成品淀粉的要求，连续出料，经筛分、称量、包装，得到干法双变性淀粉产品。干法双变性淀粉连续生产采用的设备包括药液槽，雾化装置，混合机，储粉槽，调速计量加粉器，反应器，加热器，螺旋输送机，连续混合器，扬升器，分级器，引风机，集粉槽， 振动筛，计量秤和包装机。本发明突出的实质性特点和显著的进步(1)生产工艺简单，设备投资少，转化率高，收率高，能耗低，生产成本低，污染小， 生产能力可调性大，产品质量稳定，品种更换方便，可实现干法变性淀粉大规模连续化生产。(2)从投料到出产品的整个生产过程完全实现连续自动化，生产工艺技术方案适用性强，不仅能够满足双变性淀粉的生产需要，还能满足单一变性淀粉的生产需要，如生产糊精、阳离子淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、阳离子化-磷酸酯化、酸化-阳离子化、酸化-磷酸酯化等多种单一或双变性淀粉。(3)淀粉在反应器中实现连续进、出料的连续反应，反应均勻性高，可以通过调节调速计量加粉器加粉速度控制淀粉在反应器内的反应时间，还可以通过调节热空气和热蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产同一品种不同技术指标的系列变性淀粉的需要。(4)淀粉与化学药品或水在连续混合器中实现连续在线混合，均勻性好。(5)本发明技术方案的实施应用，能有效的提高变性淀粉生产效率、降低生产成本、提高产品质量、增加产品种类、提高经济效益、节约水资源，降低环境污染，具有显著的生态环保效益。
图1为多种干法变性淀粉连续生产工艺流程示意图。
干法双变性淀粉连续生产方法包括原料预处理、一次变性反应、一次连续混合、一次干燥或一次冷却、二次变性反应、二次冷却、二次连续混合后得到双变性淀粉产品。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步具体说明，但是不作为对本发明的限制。实施例1 阳离子化-磷酸酯化干法双变性淀粉连续生产方法将100重量份木薯淀粉和1. 5重量份粉状硅酸钠同时连续计量加入混合机，6重量份浓度为69%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵与2. 8重量份浓度为30%的氢氧化钠充分混合后通过A雾化装置连续喷入混合机，淀粉与化学药品进行充分混合得到预处理淀粉，通过A调速计量加粉器将预处理淀粉连续加到一次变性反应器，淀粉在一次变性反应器中实现连续进、出料的连续反应，反应温度为50 100°C，通过调节A调速计量加粉器的加粉速度控制淀粉在一次变性反应器内的反应时间，通过调节热空气和蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产不同技术指标的阳离子淀粉的需要，达到反应要求后的阳离子淀粉通过A级连续输送到一次连续混合器，柠檬酸溶液通过B雾化装置连续喷入一次连续混合器对淀粉进行连续在线混合中和，使淀粉PH = 7. 0 8. 0，浓度为25%三聚磷酸钠溶液通过 C雾化装置连续喷入与淀粉进行连续在线混合，淀粉与三聚磷酸钠溶液重量比为100 8， 连续排出的淀粉经热空气干燥和A级分离后通过B调速计量加粉器连续加到二次变性反应器进行升温反应，反应温度100 180°C，通过调节B调速计量加粉器加粉速度控制淀粉二次变性反应时间，通过调节热空气和蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产不同技术指标的阳离子化-磷酸酯化双变性淀粉的需要；达到反应要求后的淀粉经空气冷却和B级分离得到阳离子化-磷酸酯化双变性淀粉，淀粉通过C级连续输送到二次连续混合器，清水通过 D雾化装置连续喷入二次连续混合器对淀粉进行连续在线增湿，使淀粉含水分12 14%，， 淀粉在二次连续混合器连续进料和连续出料，经筛分、称量、包装，得到阳离子化-磷酸酯化干法双变性淀粉产品。实施例2 酸化-磷酸酯化干法双变性淀粉连续生产方法浓度为17. 5%的硫酸溶液通过A雾化装置连续喷到连续计量进料的100份木薯淀粉中，淀粉与硫酸溶液的重量比为100 2. 5，淀粉与硫酸充分混合得到预处理淀粉，通过A调速计量加粉器将预处理淀粉连续输送到一次变性反应器，淀粉在一次变性反应器中实现连续进、出料的连续反应，反应温度为85 90°C，通过调节A调速计量加粉器的加粉速度控制淀粉在一次变性反应器内的反应时间，通过调节热空气和蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产不同技术指标的酸化淀粉的需要；一次变性反应器的酸化淀粉通过A级连续输送到一次连续混合器，碳酸钠溶液通过B雾化装置连续喷入一次连续混合器对淀粉进行连续在线中和，使淀粉PH = 5. 0 6. 0，重量比为1 1、浓度为45%磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的混合溶液通过C雾化装置连续喷入与淀粉进行连续在线混合，淀粉与混合溶液重量比为100 5，淀粉在一次连续混合器实现连续进料和连续出料，淀粉经热空气干燥和A 级分离后通过B调速计量加粉器连续加到二次变性反应器进行升温反应，反应温度130 135°C，通过调节B调速计量加粉器加粉速度控制淀粉二次变性反应时间，通过调节热空气和锅炉蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产不同技术指标的酸化-磷酸酯化双变性淀粉的需要；达到反应要求后的淀粉经空气冷却和B级分离得到酸化-磷酸酯化双变性淀粉； 淀粉通过C级连续输送到二次连续混合器，清水通过D雾化装置连续喷入二次连续混合器对淀粉进行连续在线增湿，使淀粉含水分12 14%，，淀粉在二次连续混合器连续进料和连续出料，经筛分、称量，包装，得到酸化-磷酸酯化干法双变性淀粉产品。实施例3 酸化-阳离子化干法双变性淀粉连续生产方法浓度为20 %的硫酸溶液通过A雾化装置连续喷到连续计量进料的木薯淀粉中，淀粉与硫酸溶液的重量比为100 3. 5，淀粉与硫酸充分混合得到预处理淀粉，通过A调速计量加粉器将预处理淀粉连续输送到一次变性反应器，淀粉在一次变性反应器中实现连续进、出料的连续反应，反应温度为85 90°C，通过调节A调速计量加粉器的加粉速度控制淀粉在一次变性反应器内的反应时间，通过调节热空气和蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产不同技术指标的酸化淀粉的需要；一次变性反应器的酸化淀粉通过A级连续输送到一次连续混合器，氢氧化钙溶液通过B雾化装置连续喷入一次连续混合器对淀粉进行连续在线中和，使淀粉PH = 8. 5 9. 0，5重量份浓度为69%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵与 2. 8重量份浓度为30%的氢氧化钠的混合溶液通过C雾化装置连续喷入与淀粉进行连续在线混合，淀粉在一次连续混合器实现连续进料和连续出料，淀粉经热空气干燥和A级分离后通过B调速计量加粉器连续加到二次变性反应器进行升温反应，反应温度85 95°C，通过调节B调速计量加粉器加粉速度控制淀粉二次变性反应时间，通过调节热空气和蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产不同技术指标的酸化-阳离子化双变性淀粉的需要；达到反应要求后的淀粉经空气冷却和B级分离得到酸化-阳离子化双变性淀粉；淀粉通过C级连续输送到二次连续混合器，柠檬酸溶液通过D雾化装置连续喷入二次连续混合器对淀粉进行连续在线中和、增湿，使淀粉PH = 6. 5 7. 5、水分12 14. 5%，淀粉在二次连续混合器连续进料和连续出料，经筛分、称量、包装，得到酸化-阳离子化干法双变性淀粉产品。实施例4 阳离子淀粉干法连续生产方法将100重量份木薯淀粉和1. 2重量份粉状氧化钙同时连续计量加入混合机，5. 8 重量份浓度为69 %的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵与2. 7重量份浓度为30 %的氢氧化钠充分混合后通过A雾化装置连续喷入混合机，淀粉与化学药品进行充分混合得到预处理淀粉，一部分淀粉通过A调速计量加粉器连续加到一次变性反应器，另一部分淀粉通过B调速计量加粉器连续加到二次变性反应器，淀粉在变性反应器中实现连续进、出料的连续反应， 反应温度为50 100°C，通过调节调速计量加粉器的加粉速度控制淀粉在变性反应器内的反应时间，通过调节热空气和蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产不同技术指标的阳离子淀粉的需要；一次变性反应器的淀粉达到反应要求后通过A级连续输送到一次连续混合器，柠檬酸溶液通过B雾化装置连续喷入一次连续混合器对淀粉进行连续在线中和、增湿， 使淀粉PH = 6. 5 7. 5、水分12 14. 5%，淀粉在一次连续混合器实现连续进、出料，淀粉经空气冷却和A级分离，再经筛分、称量、包装，得到阳离子淀粉产品；二次变性反应器的淀粉达到反应要求后经空气冷却和B级分离，并通过C级连续输送到二次连续混合器，柠檬酸溶液通过D雾化装置连续喷入二次连续混合器对淀粉进行连续在线中和、增湿，使淀粉PH =6. 5 7. 5、水分12 14. 5%，淀粉在二次连续混合器连续进、出料，经筛分、称量、包装， 得到阳离子淀粉产品。实施例5 磷酸酯淀粉干法连续生产方法
浓度为25%的三聚磷酸钠溶液通过A雾化装置连续喷到连续计量进料的木薯淀粉中，淀粉与三聚磷酸钠溶液重量比为100 8，淀粉与三聚磷酸钠在混合机内得到充分混合得到预处理淀粉；一部分预处理淀粉通过A调速计量加粉器连续输送到一次变性反应器利用热空气进行预干燥，水分达到8 10 %，经A级输送、通过B调速计量加粉器连续加到二次变性反应器；另一部分预处理淀粉经B级输送到一次干燥工段利用热空气进行预干燥，水分达到8 10%，经A级分离、通过B调速计量加粉器连续加到二次变性反应器；预干燥淀粉在二次变性反应器加热升温至140 150°C，淀粉在二次变性反应器中实现连续进、出料的连续反应，通过调节B调速计量加粉器的加粉速度控制淀粉的反应时间，通过调节热空气和蒸汽的流量控制反应温度，以满足生产不同技术指标的磷酸酯淀粉的需要；达到反应要求的淀粉经空气冷却和B级分离，通过C级连续输送到二次连续混合器，清水通过 D雾化装置连续喷入二次连续混合器对淀粉进行连续在线增湿，使淀粉含水分12 14%， 淀粉在二次连续混合器连续进料和连续出料，经筛分、称量、包装，得到磷酸酯淀粉产品。
权利要求
1.一种干法双变性淀粉连续生产方法，其特征在于包括原料预处理、一次变性反应、 一次连续混合、一次干燥或一次冷却、二次变性反应、二次冷却、二次连续混合后得到双变性淀粉产品；所述的一次变性反应是将经过原料预处理的物料通过调速计量加粉器连续送入预定温度的反应器中，完成第一次变性反应，并连续出料送到下一工序； 所述的二次变性反应是指经过一次变性后的淀粉与二次变性所需药品进行在线混合后经热空气干燥和气流重力分级，再通过调速计量加粉器连续输送入预定温度的反应器中，完成第二次变性反应。
2.根据权利要求1所述的干法双变性淀粉连续生产方法，其特征在于具体的工艺步骤如下(1)原料预处理包括药品液化雾化和物料混合，将液化药品雾化均勻喷入粉状药和原料淀粉中并进行充分混合，所得均勻物料备用；(2)一次变性反应将备用物料通过A调速计量加粉后连续送入预定温度的一次变性反应器中，完成第一次变性反应，并连续出料送到下一工序；(3)—次连续混合将二次变性所需固态药品液化，液化药品雾化均勻加入一次连续混合器中进行在线混合，所得均勻物料连续送到下一工序；(4)一次干燥或一次冷却包括干燥或冷却和气流重力分级，将上一工序连续输送的均勻物料进行热空气干燥或空气冷却和气流重力分级备用；(5)二次变性反应将上一工序备用物料通过B调速计量加粉后连续输送入预定温度的二次变性反应器中，完成第二次变性反应，并连续出料送到下一工序；(6)二次冷却包括冷却和气流重力分级，将上一工序连续输送的均勻物料进行空气冷却、气流重力分级，并连续出料送到下一工序；(7)二次连续混合将需处理的固态药品液化，液化雾化药品均勻加入二次连续混合器中进行在线混合，所得均勻物料连续送到下一工序；(8)产品后处理将上一工序连续输送的均勻物料筛分、称量、包装，得到双变性淀粉产品。
3.根据权利要求2所述的干法双变性淀粉连续生产方法，其特征在于所述的化学药品包括变性剂、催化剂、添加剂和调节剂。
4.根据权利要求1或2所述的干法双变性淀粉连续生产方法，其特征在于利用原料预处理、一次变性反应、一次连续混合、一次冷却和产品后处理的的工艺过程，或利用原料预处理、二次变性反应、二次冷却、二次连续混合和产品后处理的工艺过程，进行不需预干燥的单一变性淀粉的连续生产。
5.根据权利要求1或2所述的干法双变性淀粉连续生产方法，其特征在于利用原料预处理、一次变性反应作为预干燥、二次变性反应、二次冷却、二次连续混合和产品后处理的的工艺过程，或利用原料预处理、一次干燥、二次变性反应、二次冷却、二次连续混合和产品后处理的工艺过程，进行需预干燥的单一变性淀粉的连续生产。
全文摘要
本发明公开了一种干法双变性淀粉连续生产方法，其特征在于包括原料预处理、一次变性反应、一次连续混合、一次干燥或冷却、二次变性反应、二次冷却、二次连续混合和产品后处理工序，实现连续进、出料的连续反应，反应均匀性高，通过调节调速计量加粉器加粉速度控制淀粉在反应器内的反应时间、调节热空气和蒸汽流量控制反应温度，能够满足生产双变性或单一变性淀粉的生产需要。本发明生产工艺简单，设备投资少，产品收率高，能耗低，生产成本低，污染小，生产能力可调性大，产品质量稳定，品种更换方便，可实现干法双变性或单一变性淀粉大规模连续自动化化生产，具有显著的生态环保效益和经济效益。
文档编号C08B31/00GK102276739SQ20111016801
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者朱其虎, 潘瑞坚, 韦爱芬 申请人:广西农垦明阳生化集团股份有限公司