[實用新型]一種強化多糖高聚物改性的機械活化反應器

有效

• 申請號: 201420803894.3
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN204365421U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 黃祖強;岑忠儒;張燕娟;劉軍;胡華宇;馮振飛;黃愛民;楊梅;覃宇奔;覃杏珍
• 申請（專利權）人: 廣西大學;廣西五星化工集團有限公司
• 主分類號: B02C17/10
• 分類號: B02C17/10;B02C17/04;B02C17/18;B02C25/00;B01F7/02;B01F15/06
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

技術領域

本實用新型涉及一種攪拌球磨機，具體地說，是一種強化多糖高聚物改性的機械活化反應器。

背景技術

多糖高聚物包括淀粉、木質纖維素、殼聚糖等，多糖高聚物一般都是結晶高聚物，由結晶區和無定形區組成，結晶區的結構特點是羥基在分子內或分子間形成氫鍵，構成高度結晶的結構，大多數反應試劑只能到達無定形區，而不能到達結晶區，因此要提高多糖結晶高聚物的改性與深加工效率就必須對它們進行活化處理。

機械活化（Mechanical?Activation）是一門新興交叉邊緣技術，是指固體物質在摩擦、碰撞、沖擊、剪切等機械力作用下，使晶體結構及物化性能發生改變，使部分機械能轉變成物質的內能，從而引起固體的化學活性增加，它屬于機械（力）化學的范疇。自Peters發表第一篇有關“機械力化學”論文至今40多年的時間里，該技術已廣泛應用于制備超微及納米粉末、納米復合材料、彌散強化合金結構材料、金屬精煉、礦物和廢物處理、有機材料的合成等。

攪拌球磨機是一種常被用于例如在液相中粉碎或者分散固體的機械活化反應器，廣泛適用于生物、食品、化妝品、醫藥、陶瓷、材料及農藥等行業中。在該類機械活化反應器中，可以是固-固相反應，也可以是液-固相反應。在機械活化反應器的反應過程中，通過磨球、磨球與物料之間的相對運動，產生摩擦、碰撞、沖擊、剪切等機械力使多糖高聚物的活化與反應同時進行，一方面機械力的作用可使多糖高聚物的纖維束分裂、顆粒明顯細化，晶體結構受到破壞、結晶度下降，晶粒尺寸減小，氫鍵的能量提高，產生高活性羥基或因分子鏈斷裂而形成高活性的大自由基、有利于其進行改性反應；另一方面機械活化使物質內部產生大量的晶格畸變,?部分機械能轉變為化學能儲存起來,?使物質處于不穩定的高能狀態,?從而也使多糖高聚物的反應活性提高。

然而，傳統的攪拌球磨機在強化多糖高聚物改性方面仍存在著很多缺陷：

一是，因涉及對內部物料同時恒溫加熱控制，常設計為單獨內軸攪拌或單獨外筒的轉動，因此，傳統機械活化裝置存在動力消耗大，設備龐大及反應速度慢，產能低等缺陷。

二是，攪拌球磨機在運轉時，由于大量的研磨球之間的沖擊，在球磨過程中球與球之間、球與物料之間相互碰撞能產生熱量，可能會造成局部溫度升高，導致物料受熱不均勻，并容易在加溫過程中出現物料粘壁現象，原料損耗也較大，產品質量控制較難。

三是，對于多糖高聚物的固相反應中，由于固相反應不同于液相反應，其反應過程是固體與固體接觸，物料之間的混合與接觸不充分，物料間的能量交換受到限制，且各固相反應物的晶格是高度有序的，晶格分子的移動較困難，為此必須提高反應溫度。而固體物質除金屬外，大多是熱的不良導體，依靠常規的外加熱方式，即依靠在溫度梯度推動下的熱傳導形式向反應物分子提供反應和擴散速度所需的能量，則必須用很高的加熱溫度才能使反應達到具有實際意義的速度。但有機物常常是不能耐受高溫的，在高溫條件下易于分解、炭化等，所以長期以來固相合成大多局限于無機材料的高溫燒結，對多糖高聚物的高溫加熱必需解決高溫糊化粘壁現象，必需使物料與加熱體間時時處于表面更新狀態。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種物料反應均勻，原料損耗小，產品質量高，反應物料時時處于表面更新狀態的強化多糖高聚物改性的機械活化反應器。

為了實現上述發明目的，本實用新型的技術方案如下：

一種強化多糖高聚物改性的機械活化反應器，外筒體為臥式結構，外筒體內部設有研磨內筒，減速機Ⅰ通過聯軸器與攪拌軸連接，攪拌軸穿過外筒體端蓋上的通孔插入到研磨內筒中，攪拌軸通過兩端的軸承座固定在外筒體的兩端；所述的研磨內筒外側設有夾套，外筒體上設有物料進出口，物料進出口與研磨內筒相通，研磨內筒中設有研磨球，所述的攪拌軸上裝有槳葉和刮料螺帶，所述的槳葉交錯安裝在攪拌軸上；所述的刮料螺帶安裝在攪拌軸上。

作為進一步改進，所述的刮料螺帶的最外端與研磨內筒的內壁間隔1-2mm。

作為進一步改進，所述的外筒體與驅動裝置相連，所述的驅動裝置包括減速機Ⅱ和安裝在外筒體上的齒輪組；所述的減速機通過與齒輪組嚙合相連控制外筒體的轉動。

作為進一步改進，所述的外筒體外圈設有托輪。

作為進一步改進，所述的夾套內設有加熱裝置及溫度控制器。

作為進一步改進，所述的加熱裝置包括加熱介質及加熱器。

優選的，所述的加熱介質為導熱油或蒸汽；所述的加熱器為電加熱器。

作為進一步改進，所述的外筒體一端的端蓋上設有抽氣口。