一種強(qiáng)化多糖高聚物改性的超重力反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超重力反應(yīng)器，具體地說，是一種化多糖高聚物改性的超重力反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]多糖高聚物包括淀粉、木質(zhì)纖維素、殼聚糖等，多糖高聚物一般都是結(jié)晶高聚物，由結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)組成，結(jié)晶區(qū)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是羥基在分子內(nèi)或分子間形成氫鍵，構(gòu)成高度結(jié)晶的結(jié)構(gòu)，大多數(shù)反應(yīng)試劑只能到達(dá)無定形區(qū)，而不能到達(dá)結(jié)晶區(qū)，因此要提高多糖結(jié)晶高聚物的改性與深加工效率就必須對(duì)它們進(jìn)行活化處理。
[0003]超重力技術(shù)開發(fā)研宄始于20世紀(jì)70年代末，英國ICI公司的Ramshaw教授最早研宄并申請(qǐng)專利EP0002568，公開了一種填料式超重力旋轉(zhuǎn)床(旋轉(zhuǎn)填料床)。作為一門過程強(qiáng)化的新型工程技術(shù)，其特點(diǎn)是設(shè)備體積小、傳質(zhì)強(qiáng)度大、容易操作，隨后引起了國際上研宄開發(fā)的熱潮。通常，實(shí)現(xiàn)超重力的最簡(jiǎn)單方法是通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力而實(shí)現(xiàn)，把任一瞬間物質(zhì)在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)各點(diǎn)所受的超重力分布，稱為超重力場(chǎng)。其數(shù)值大小與旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速和徑向位置有關(guān)，因此超重力場(chǎng)的大小是可以調(diào)控的。對(duì)于大型設(shè)備，由于旋轉(zhuǎn)體的直徑較大，其轉(zhuǎn)速可以低一些，以達(dá)到一定的超重力和滿足設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性；對(duì)于小型的或?qū)嶒?yàn)室設(shè)備旋轉(zhuǎn)體的直徑較小，高速運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)相同的超重力。在超重力場(chǎng)下，氣-液、液-液、液-固或氣-液-固多相的流動(dòng)接觸，其相間傳遞面積和更新頻率比常規(guī)的重力場(chǎng)大得多，液體的表面張力作用的影響很小，巨大的剪切力使得相間傳質(zhì)速率比傳統(tǒng)的傳質(zhì)設(shè)備提高1-3個(gè)數(shù)量級(jí)，微觀混合和傳質(zhì)過程得到極大地強(qiáng)化。超重力工程技術(shù)被認(rèn)為是強(qiáng)化傳遞和多相反應(yīng)過程的一項(xiàng)突破性技術(shù)，被譽(yù)為〃化學(xué)工業(yè)的晶體管〃和〃跨世紀(jì)的技術(shù)〃。
[0004]傳統(tǒng)的多糖高聚物改性，如變性淀粉生產(chǎn)絕大多數(shù)都是采用濕法工藝，即將淀粉分散在水或其它液體介質(zhì)中，配成一定濃度懸浮液，在一定溫度條件下與化學(xué)試劑進(jìn)行氧化、酸解、酯化、交聯(lián)等反應(yīng)，生成變性淀粉。目前所采用的改性設(shè)備一般是采用傳統(tǒng)的槽式攪拌反應(yīng)器，反應(yīng)間歇，存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)不連續(xù)，不同批次產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，且因單一槽式反應(yīng)器加熱面積很有限，因此，相同規(guī)模生產(chǎn)線，所需反應(yīng)設(shè)備較多，工作勞動(dòng)強(qiáng)度較大即人工成本較高和動(dòng)力消耗較大等缺點(diǎn)，且無法解決反應(yīng)過程中的粘壁問題，因此，原料損耗也較大，產(chǎn)品質(zhì)量控制較難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種物料反應(yīng)均勻，原料損耗小，產(chǎn)品質(zhì)量高，反應(yīng)物料時(shí)時(shí)處于表面更新狀態(tài)的強(qiáng)化多糖高聚物改性的超重力反應(yīng)器。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種強(qiáng)化多糖高聚物改性的超重力反應(yīng)器，外筒體為臥式結(jié)構(gòu)，外筒體內(nèi)部設(shè)有反應(yīng)內(nèi)筒，減速機(jī)I通過聯(lián)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反應(yīng)內(nèi)筒中，攪拌軸通過兩端的軸承座固定在外筒體的兩端；所述的反應(yīng)內(nèi)筒外側(cè)設(shè)有夾套，外筒體上方設(shè)有總進(jìn)出口，總進(jìn)出口與反應(yīng)內(nèi)筒相通，所述的攪拌軸上裝有內(nèi)螺旋帶和外螺旋帶，內(nèi)螺旋帶和外螺旋帶沿軸向呈相反方向布設(shè)安裝；所述的內(nèi)螺旋帶的半徑比外螺旋帶半徑小。
[0008]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的外螺旋帶的最外端與反應(yīng)內(nèi)筒的內(nèi)壁間隔l-2cm。
[0009]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的外筒體與驅(qū)動(dòng)裝置相連，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括減速機(jī)II和安裝在外筒體上的齒輪組)；所述的減速機(jī)II通過與齒輪組相連控制外筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的外筒體外圈設(shè)有托輪。
[0011]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的夾套內(nèi)設(shè)有加熱裝置及溫度控制器。
[0012]優(yōu)選的，所述的加熱裝置包括加熱介質(zhì)及加熱器。
[0013]優(yōu)選的，所述的反應(yīng)內(nèi)筒、攪拌軸、內(nèi)螺旋帶和外螺旋帶用金屬鈦制造。金屬鈦的耐酸堿及耐磨特性，避免了其他金屬離子對(duì)反應(yīng)物料的污染，因此，利用該反應(yīng)器對(duì)多糖高聚物改性的過程清潔衛(wèi)生，產(chǎn)品達(dá)到藥用輔料和食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
[0014]作為進(jìn)一步改進(jìn)，兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的所述強(qiáng)化多糖高聚物改性的超重力反應(yīng)器進(jìn)行串聯(lián)時(shí)，在所述的外筒體的兩端設(shè)有固定罩，一端固定罩上設(shè)有物料進(jìn)口，另一固定罩上設(shè)有物料出口。
[0015]優(yōu)選的，所述的物料出口與另外一臺(tái)所述的強(qiáng)化多糖高聚物改性的超重力反應(yīng)器的物料出口通過管道連接進(jìn)行串聯(lián)。
[0016]使用時(shí)，外筒體靠減速機(jī)II帶動(dòng)作低速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)速30-50r/min)，通過外筒體回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心力而實(shí)現(xiàn)超重力，任一瞬間物料在回轉(zhuǎn)體內(nèi)各點(diǎn)所受的超重力分布，稱為超重力場(chǎng)。攪拌軸帶內(nèi)螺旋帶和外螺旋帶在減速機(jī)I的作用下作反向高速轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)速200-800 r/min),即外筒體和攪拌軸作反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使物料作左右均勻流動(dòng)，可防止物料結(jié)團(tuán)，增大物料的接觸面，反應(yīng)充分，直徑較大的外螺旋帶不僅具有攪拌功能，且最外端與反應(yīng)內(nèi)筒的內(nèi)壁間隔小，因此具有對(duì)反應(yīng)內(nèi)筒的內(nèi)壁進(jìn)行刮料除粘功能，防止物料粘壁，根本解決加溫過程物料粘壁的現(xiàn)象；在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過溫度控制器監(jiān)控，通過流量調(diào)設(shè)閥或電動(dòng)調(diào)設(shè)閥調(diào)節(jié)夾套內(nèi)的加熱介質(zhì)的溫度或加熱器的電熱功率，從而對(duì)反應(yīng)內(nèi)筒體內(nèi)的溫度進(jìn)行恒溫控制，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣通過抽氣口排出。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0018]1、本實(shí)用新型的外筒體可作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心力而實(shí)現(xiàn)超重力，適合多糖高聚物液-液或液-固多相的流動(dòng)接觸，其相間傳遞面積和更新頻率比常規(guī)的重力場(chǎng)大得多，液體的表面張力作用的影響很小，提高了物料的反應(yīng)效率。
[0019]2、本實(shí)用新型以攪拌軸的軸線為螺旋中心線，設(shè)置螺旋方向相反的內(nèi)螺旋帶和外螺旋帶，可以讓物料在進(jìn)行攪拌時(shí)，使物料作左右均勻流動(dòng)，可防止物料結(jié)團(tuán)，增大物料的接觸面，反應(yīng)充分，直徑較大的外螺旋帶不僅具有攪拌功能，同時(shí)具有對(duì)反應(yīng)內(nèi)筒的內(nèi)壁進(jìn)行刮料除粘功能，防止物料粘壁，根本解決加溫過程物料粘壁的現(xiàn)象，降低了原料的損耗，提尚了廣品質(zhì)量。
[0020]3、本實(shí)用新型的外筒體和攪拌軸可作反向變速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過攪拌軸與外筒體之間的轉(zhuǎn)動(dòng)，特別是內(nèi)軸螺帶來回的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力和剪切力，微觀混合和傳質(zhì)、傳熱過程得到有力強(qiáng)化，有效縮短反應(yīng)時(shí)間?？筛鶕?jù)不同的原料和改性方法調(diào)整轉(zhuǎn)速，以達(dá)到調(diào)整物料的反應(yīng)時(shí)間和物料間相互的混合、傳遞效果。
[0021]4、對(duì)于高分子材料的改性反應(yīng)，反應(yīng)受溫度和物料接觸均勻性影響很大，本實(shí)用新型的外筒體在減速機(jī)作用下作低速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，攪拌軸可以在很小的減速機(jī)動(dòng)力帶動(dòng)下作高速運(yùn)轉(zhuǎn)，有效地解決了反應(yīng)系統(tǒng)中反應(yīng)物之間的有效接觸和受熱均勻的問題，由于反應(yīng)內(nèi)筒內(nèi)壁時(shí)時(shí)處于更新狀態(tài)，且物料經(jīng)內(nèi)外螺旋帶來回均勻走動(dòng)，避免出現(xiàn)局部過熱而粘壁，最終導(dǎo)致物料無法受熱的缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證產(chǎn)物的取代均一性好。
[0022]5、本實(shí)用新型的外筒體外圈設(shè)有托輪，減少了外筒體做周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的損耗，提高使用壽命，并可以針對(duì)不同的物料和改性方法，通過托輪調(diào)整外筒體的傾斜度和轉(zhuǎn)速來控制物料在該反應(yīng)器中的停留時(shí)間，即反應(yīng)時(shí)間。
[0023]6、本實(shí)用新型通過溫度控制器對(duì)夾套內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而進(jìn)一步通過流量調(diào)設(shè)閥或電動(dòng)調(diào)設(shè)閥調(diào)節(jié)夾套中加熱介質(zhì)的流量或加熱器的電熱功率及外筒體和攪拌軸的轉(zhuǎn)速，保證了研磨內(nèi)筒內(nèi)的溫度均勻和恒溫的反應(yīng)環(huán)境，從而提高產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。
[0024]7、本實(shí)用新型單機(jī)使用為間歇反應(yīng)式生產(chǎn)，多機(jī)串聯(lián)即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)式生產(chǎn)，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣，經(jīng)反應(yīng)器端頭固定罩上的排氣孔抽吸出筒體外，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均一、質(zhì)量穩(wěn)定，滿足工業(yè)生產(chǎn)。
[0025]8、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，可以通過控制反應(yīng)時(shí)間和溫度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)來精確控制多糖高聚物的改性程度，操