本实用新型涉及一种改性淀粉制备装置，尤其是冷水可溶酯化淀粉制备装置。
背景技术：
淀粉是由单一类型的糖单元组成的多糖,依 靠植物体天然合成,一般由直链淀粉和支链淀粉组成，是地球上第二大天然高分子，产量仅次于纤维素，资源丰富，价格低廉，应用广泛。淀粉容易进行化学改性,主要有酯化、醚化、氧化、接枝等，这些衍生物丰富了淀粉的种类,也提高了淀粉的应用领域。淀粉经过酯化改性后，其葡萄糖单元上的羟基被酯键取代，分子间的氢键作用被削弱，从而使得酯化淀粉具有热塑性、疏水性等优点，广泛的应用于纺织、造纸、降解塑料、水处理工业、医药、食品等。
目前，酯化淀粉普遍采用湿法生产。通常是将淀粉与酯化剂调成糊状，然后调节pH值，在加热条件下反应一段时间即可。采用湿法生产，酯化效率高，反应充分。但是因为取代度较低，使得制备的酯化淀粉在水中溶解度较低，限制了其作为高浓度食品增稠剂、药物填充剂和纺织浆料的应用。因此，如何将现有的酯化淀粉生产设备进行创新，开发出一种可以生产冷水可溶酯化淀粉的装置，实现冷水可溶酯化淀粉的工业化生产，拓展酯化淀粉的应用领域。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种可以冷水可溶酯化淀粉制备装置。
本实用新型提供的技术方案为：一种冷水可溶酯化淀粉制备装置，包括壳体，设置在壳体内的氧化反应单元，所述氧化反应单元包括设置在壳体内部的第一加热套，所述第一加热套内部为反应室，所述壳体上部设有穿过所述第一加热套通往反应室内的多个进料口；第一加热套的中间部位设有能够向壳体外排放清液的上清液排出口，底部有沉淀物排出口；所述反应室内垂直设置有第一搅拌轴，所述第一搅拌轴向上穿透所述第一加热套及壳体，受第一电机控制，第一搅拌轴设置有若干第一搅拌桨；所述装置还包括设置在所述壳体内部、第一加热套下方淀粉活化单元，所述淀粉活化单元包括活化室，所述活化室与反应室之间通过沉淀物排出口可开关地联通；所述活化室设有穿透壳体侧壁的、与真空泵连接的泵连接口，设有穿透壳体底壁的排液口和产品口，所述活化室内部还水平设置有第二搅拌轴，所述第二搅拌轴穿透所述壳体的侧壁，受第二电机控制，第二搅拌轴上设置有若干螺旋粉碎叶片；所述淀粉活化单元还包括设置在第一加热套下方的第二加热套，所述排液口、产品口、泵连接口以及气平衡阀都同时穿透壳体与第二加热套，与活化室连通。
进一步的，所述多个进料口包括：淀粉进料口、酯化剂和弱碱助剂投放口以及进水口。
进一步的，所述活化室内设有若干磨球。
进一步的，所述产品口设有筛网，所述筛网的筛孔小于磨球的直径。
进一步的，所述淀粉活化单元还包括穿透所述壳体，与所述活化室连通的气平衡阀。
进一步的，所述第二加热套设有监控活化室温度的第二控温装置。
进一步的，所述第一加热套设有监控反应室温度的第一控温装置。
采用上述技术方案，将酯化淀粉反应釜与具有真空加热干燥功能的机械活化室融合为一体，实现了冷水可溶酯化淀粉的连续化，不换机台的生产，降低了生产成本，提高了产量和效率。相比于常见的适用于干态颗粒物质的机械活化设备，本实用新型在活化室单元增加了真空泵和第二加热套两个组件，使其更加适合湿态淀粉糊的活化。在本实用新型中，在用真空系统抽真空的同时，可以采用活化室外侧的加热层对淀粉糊在适当温度范围内不断加热，使淀粉糊中的水分通过压力差和浓度差的作用快速扩散到淀粉糊表面，水分子在获得足够的动能后，逃逸到真空室的低压空气中，从而被真空泵抽走除去。真空泵与加热层之间的协同作用，提升了干燥速度，加快了生产效率。另外，在真空加热干燥的同时，活化室内的螺旋粉碎叶片以较低速度转动，避免淀粉粘结固化，减少高速活化时的能耗。在真空干燥结束后，螺旋粉碎叶片高速旋转，搅动活化室内的玻璃珠与酯化淀粉进行摩擦、冲击和剪切，破坏酯化淀粉的结晶区域，使其更加容易吸水，增加酯化淀粉的溶解度。在结构设计中，调整了活化室的宽度与高度比例，将械活化单元的第二电机改为卧式安装，实现了卧式搅拌，避免了竖直安装电机时活化室内玻璃珠在底部的大量沉积造成的活化效率低的弊端。
附图说明
图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图；
图中：1、壳体；2、第一加热套；3、反应室；4、第一控温装置；5、第一搅拌轴；6、第一搅拌桨；7、第一电机；8、淀粉进料口；9、酯化剂和弱碱助剂投放口；10、进水口；11、上清液排出口；12、沉淀物排出口；13、活化室；14、磨球；15、第二电机；16、第二搅拌轴；17、螺旋粉碎叶片；18、排液口；19、产品口；20、泵连接口；21、真空泵；22、气平衡阀；23、第二加热套；24、第二控温装置。
具体实施方式
下面结合附图1进一步描述本实用新型：
本说明书中所称的“一个实施例”或“实施例”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本发明至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”或“在另一个实施例中”并非必须都指同一个实施例，也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。
如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，包括壳体1，设置在壳体1内的氧化反应单元，氧化反应单元包括设置在壳体1内部的第一加热套2，第一加热套2内部为反应室3，壳体1上部设有穿过第一加热套2通往反应室3内的淀粉进料口8、酯化剂和弱碱助剂投放口9以及进水口10（在另一个实施例中，淀粉进料口8、酯化剂和弱碱助剂投放口9以及进水口10也可以按需变成一个总进料口）；第一加热套2的中间部位设有能够向壳体1外排放清液的上清液排出口11，底部有沉淀物排出口12；反应室3内垂直设置有第一搅拌轴5，第一搅拌轴5向上穿透第一加热套2及壳体1，受第一电机7控制，第一搅拌轴5设置有若干第一搅拌桨6；装置还包括设置在壳体1内部、第一加热套2下方淀粉活化单元，淀粉活化单元包括活化室13（内设有若干磨球14），活化室13与反应室3之间通过沉淀物排出口12可开关地联通；活化室13设有穿透壳体1侧壁的、与真空泵21连接的泵连接口20，设有穿透壳体1底壁的排液口18和产品口19，活化室13内部还水平设置有第二搅拌轴16，第二搅拌轴16穿透壳体1的侧壁，受第二电机15控制，第二搅拌轴16上设置有若干螺旋粉碎叶片17；为了使得酯化淀粉干燥更充分，淀粉活化单元还包括设置在第一加热套2下方的第二加热套23，排液口18、产品口19、泵连接口20以及气平衡阀22都同时穿透壳体1与第二加热套23，与活化室13连通。
在一个实施例中，为了将磨球与产品分离，产品口19设有筛网，筛网的筛孔小于磨球14的直径。
在另一个实施例中，直接将磨球一盒产品一起冲产品楼19排出，连接到额外的滤筛设备中进行分筛。
在一个实施例中，淀粉活化单元还包括穿透壳体1，与活化室13连通的气平衡阀22。
在另一个实施例中，第二加热套23设有监控活化室13温度的第二控温装置24；第一加热套2设有监控反应室3温度的第一控温装置4。
本实用新型工作原理为：在反应刚开始时，将淀粉、酯化剂和弱碱助剂混合物和水分别通过淀粉进料口8、酯化剂和弱碱助剂投放口9和进水口10依次投入和注入反应室3内，然后启动第一电机7带动第一搅拌轴5和第一搅拌桨6对淀粉、酯化剂、弱碱助剂和水进行充分混合，使得酯化剂在弱碱环境中对淀粉进行酯化。弱碱为催化剂，保证了反应为定向酯化反应，避免了水解反应的发生。通过酯化反应淀粉分子中的羟基可以被乙酰基取代，生成含有亲水基团的酯化淀粉。酯化反应有效地降低原淀粉的粘度，破坏淀粉大分子中的直链部分和结晶区域，实现淀粉糊化温度和粘度的降低，提高成膜性和热稳定性。在反应过程中，通过第一控温装置4调节加热套2的温度，对反应室3进行升温，加快反应速度。反应结束后，制备的酯化淀粉沉淀在底部，上部的水通过上清液排出口11排出反应室。上清液排出后，打开沉淀物排出口12，将酯化淀粉糊排入活化室13内。
在活化室13内，根据酯化淀粉从糊液状变成干燥颗粒状的过程，将活化室13的功能依次划分为离心脱水、加热真空干燥和高速机械活化三个部分。在离心脱水阶段，第二电机15通过第二搅拌桨16带动粉碎叶片17以600rpm的速度做离心运动，将淀粉糊液中的水分通过排液口18排出活化室3。同时，第二控温装置24控制第二加热套23开始对活化室加热，以提高活化室内气压，加速水分排出。在离心脱水阶段结束后，第二电机15转速降低至200rpm，粉碎叶片17以较低速度搅动淀粉饼，防止其在活化室13的筒壁粘附堆积。同时，真空泵连接口20打开，真空泵21启动，在第二加热套23能够保持设定温度的条件下对活化室13中的淀粉进行加热真空干燥。真空干燥过程中，沉淀物排出口12、排液口18、产品口19、气平衡阀22均处于关闭状态。真空干燥结束后，第二电机15提速至1000rpm，带动螺旋粉碎叶片17做高速旋转运动，对干燥过程中凝结的淀粉块状物进行活化。在活化过程中，磨球14在螺旋粉碎叶片17的驱动下于淀粉进行摩擦、碰撞、冲击和剪切等机械作用，使得淀粉分子中的双螺旋结构受到破坏。机械活化使得淀粉颗粒结晶结构受到破坏，结晶程度降低, 最终由多晶态转变成非晶态，进而提升淀粉的溶解性能。然后，打开气平衡阀22，待活化室13中气压与大气压一致时，打开产品口19将淀粉和磨球14转移至过滤筛设备中，将淀粉和磨球14分离后装入包装袋中。
本实用新型将酯化淀粉反应釜与具有真空加热干燥功能的机械活化室融合为一体，实现了冷水可溶酯化淀粉的连续化，不换机台的生产，降低了生产成本，提高了产量和效率。本实用新型在活化室单元增加了加热层和真空泵两个组件，可以实现加热真空干燥，提高了干燥效率，使其更加适合湿态淀粉糊的活化。
上述实施案例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。