[發明專利]一種酯化變性淀粉連續反應系統和方法

在審

• 申請號: 202011033564.7
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112094356A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 劉彥麟
• 申請（專利權）人: 劉彥麟
• 主分類號: C08B31/04
• 分類號: C08B31/04;C08B31/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 朱麗華

1.一種酯化變性淀粉連續反應系統，其特征在于，包括依次連接的水粉混合器、第一輸送泵、連續交聯反應器和連續酯化反應器，

所述水粉混合器，用于實現干淀粉、去離子水、變性助劑的均勻混合；

所述第一輸送泵，用于將所述水粉混合器中混合好的淀粉乳泵入所述連續交聯反應器中；

所述連續交聯反應器，用于向泵入的淀粉乳中連續定量添加淀粉變性劑，實現淀粉的連續交聯反應，并將交聯反應溶液連續輸送至所述連續酯化反應器中；

所述連續酯化反應器，用于調控所述交聯反應溶液的pH值，并在線連續添加酯化劑，實現交聯反應溶液中交聯淀粉的酯化反應。

2.根據權利要求1所述的酯化變性淀粉連續反應系統，其特征在于，所述水粉混合器中設有電動攪拌器，所述水粉混合器的淀粉輸入端連接有螺桿輸送機和控制所述螺桿輸送機啟停的定量控制機構；所述水粉混合器的上部還連接有去離子水在線添加輸送機構和變性助劑在線添加輸送機構。

3.根據權利要求2所述的酯化變性淀粉連續反應系統，其特征在于，所述第一輸送泵和連續交聯反應器之間還設置有換熱器，所述換熱器用于調節所述水粉混合器中輸出的淀粉乳溫度，利于淀粉交聯反應完全。

4.根據權利要求3所述的酯化變性淀粉連續反應系統，其特征在于，所述連續交聯反應器采用推流式反應器，所述推流式反應器上還設有淀粉變性劑在線添加輸送機構和氮氣輸送機構；

所述連續酯化反應器上設置有pH調節劑在線添加機構和酯化劑在線添加輸送機構。

5.根據權利要求1至4任一項所述的酯化變性淀粉連續反應系統，其特征在于，還包括第二輸送泵和后處理設備；

所述第二輸送泵，用于將所述連續酯化反應器中酯化反應完成的酯化變性淀粉傳送至所述后處理設備；

所述后處理設備，用于將酯化反應完成的淀粉乳液經過過濾、提純、干燥、粉碎，分裝即得酯化變性淀粉成品。

6.根據權利要求5所述的酯化變性淀粉連續反應系統，其特征在于，所述連續酯化反應器與后處理設備之間還設有與所述第二輸送泵串聯的備用輸送泵；

所述后處理設備包括依次連接的過濾器、提純器、干燥器、粉碎器和分裝機構。

7.一種應用權利要求1至6任一項所述的酯化變性淀粉連續反應系統的酯化變性淀粉連續反應方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將干淀粉、去離子水、變性助劑按照比例連續定量的輸送進入所述水粉混合器中，并在其內部混合均勻，得混合好的淀粉乳；

(2)將步驟(1)制得的混合好的淀粉乳在所述第一輸送泵的作用下，持續泵入所述連續交聯反應器中，同時連續定量添加淀粉變性劑，使淀粉乳在所述淀粉變性劑的作用下實現淀粉的連續交聯反應，并將反應完全的淀粉交聯反應溶液持續傳送至所述連續酯化反應器中；

(3)在所述連續酯化反應器中，首先通過pH值調節劑對所述交聯反應溶液進行pH調節，其次通過在線添加淀粉酯化劑，實現交聯反應溶液中交聯淀粉的酯化反應；

(4)再通過第二輸送泵對步驟(3)得到的交聯淀粉酯化反應溶液進行輸送，經過過濾、提純、干燥工序后制得酯化變性淀粉成品，分裝即得。

8.根據權利要求7所述的酯化變性淀粉連續反應方法，其特征在于，所述步驟(1)中變性助劑包括穩定劑亞硫酸氫鈉、pH值調節劑氫氧化鈉、淀粉膨脹抑制劑氯化鈉和催化劑氫氧化鈣，且所述混合好的淀粉乳中淀粉濃度為30～50％；

所述步驟(2)中淀粉變性劑采用三偏磷酸鈉，且淀粉乳的連續交聯反應時間為3～5h；

所述步驟(3)中pH調節劑采用鹽酸，PH值調節至6～7，所述淀粉酯化劑采用醋酸酐，且連續酯化反應時間為2～4小時。

9.根據權利要求8所述的酯化變性淀粉連續反應方法，其特征在于，所述步驟(2)和(3)處于氮氣保護狀態下進行連續交聯反應和連續酯化反應。

10.根據權利要求7所述的酯化變性淀粉連續反應方法，其特征在于，所述連續交聯反應器中淀粉交聯反應時間的數學模型表達式為：

Xe＝(u L)/Zax

τ＝(V)/Qv

其中，DS％是干淀粉含量，P是淀粉密度，u是反應堆中的平均流速，L是反應器長度，Zax是軸向系數，V是反應堆容積，Qv是體積流量，是修正系數，t是時間。