CN101935409A - 季铵型阳离子变性淀粉的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种季铵型阳离子变性淀粉的生产工艺，其步骤包括混合、变性反应、中和反应、物理增效、筛分、称量、包装。本发明生产工艺合理，使普通淀粉具有阳离子特性和较高的取代度，同时降低了淀粉的糊化温度和凝沉性，加热效率高，变性彻底，成膜性好，粘结、留着率高，价格低，投资少，能耗低，污染小，生产工艺简单，生产效率高，质量稳定可靠，应用范围广，适合于大规模生产。

Description

季铵型阳离子变性淀粉的生产工艺

技术领域

本发明涉及到一种淀粉的生产工艺，更具体地讲是一种季铵型阳离子变性淀粉的生产工艺。

背景技术

目前，对于大多数的国家的季铵型阳离子变性淀粉生产厂家而言，基本上是利用传统湿法工艺生产变性淀粉，该工艺淡水耗量大，生产过程中产生的废水COD高和盐份含量重，造成严重的污染问题。而且我国变性淀粉生产企业普遍存在规模小、设备陈旧、生产工艺水平低、能耗高、产品低水平重复延伸，使得生产企业成本升高，经济效益低，产品市场竞争力不强。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生产周期短、成本低廉、能耗低、质量稳定的季铵型阳离子变性淀粉的生产工艺。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种季铵型阳离子变性淀粉的生产工艺包括以下步骤：

1)、混合：首先将淀粉送入混合器内，启动搅拌器，将浓度为69％占淀粉重量3～10％的醚化剂溶液、占淀粉重量1～3％的催化试剂及0.01～0.05％的交联助剂喷入混合器内与淀粉混合10～15min，然后将物料送入高速混合机内充分混合均匀；

2)、变性反应：充分混合的物料送入变性淀粉加热反应装置的入料口内，调节料层厚度至3～6cm、反应温度50～150℃、反应时间10～30min，使物料的水份保持在10～13％、粘度在30～80mpa.s、取代度在0.02～0.05；

3)、中和反应：将已经加热反应的淀粉物料分批送到冷却复配机内，待淀粉的温度下降至40℃以下后，喷入浓度为4～10％占淀粉重量1～3％的中和调配剂，使淀粉的PH值为7.0±1.0；

4)、物理增效：在冷却复配机内已完成中和等反应的变性淀粉物料中添加占淀粉重量0.1～5％的粉体性能改进剂，再充分混合10～20min，以增加、改善产品的各种性能，达到满足用户对变性淀粉的各种使用要求；

5)、筛分、称量、包装：经上述混合均匀的产品，通过孔径0.15mm的振动筛，筛分后称量包装即可。

所述醚化剂溶液为氯乙基二乙基铵、3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)、N-(2，3环氧丙基)三甲基氯化铵(GTA)、一氯乙酸钠、含氮环氧化物溶液中的一种或几种混合物。

所述的催化试剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、偏铝酸钠、三乙醇铵中的一种或几种混合物。

所述的交联助剂为六偏磷酸钠、氨基甲酸酯、环氧化物中的一种或几种混合物。

所述的粉体性能改进剂为亚铁氰化钾、硅铝酸钠、磷酸三钙、二氧化硅、微晶纤维素、草酸、尿素中的一种或几种混合物。

所述的中和调配剂为硝酸、硫酸、己二酸、盐酸、磷酸、乙二酸中的一种或几种混合物。

所述季铵型阳离子变性淀粉加热反应装置为微波和远红外加热反应装置。

由于本发明的淀粉中加入醚化剂溶液、催化试剂、交联助剂、粉体性能改进剂，可以使得带电基团与纤维、松香、填料等发生不可逆的吸附，从而提高细小纤维及填料留着、加快脱水、提高车速、节约能耗。成纸灰分含量、表面平滑性、光泽度、抗掉毛性等指标明显改善，印刷后的纸张色泽鲜艳、透印少、色调均匀。而且，本发明采用的变性淀粉加热反应装置的专利号为ZL200820065181.6，是利用微波对含水淀粉极性分子以每秒十几亿次的不断变化频率，产生高频振荡，造成分子之间的相对运动，产生类似摩擦、碰撞、挤压作用，使所在体系能量增高并快速升温。同时利用红外电磁波的强烈放射作用，对整个微波腔空间进一步保温增效，使整个过程能够在高效、快速的条件下顺利完成淀粉的变性，有效提高了反应的热效率，使原本要几个小时，甚至十几个小时的反应过程缩短为10～30min即可完成。本发明生产工艺合理，使普通淀粉具有阳离子特性和较高的取代度，同时降低了淀粉的糊化温度和凝沉性，加热效率高，变性彻底，成膜性好，粘结、留着率高，价格低，投资少，能耗低，污染小，生产工艺简单，生产效率高，质量稳定可靠，应用范围广，适合于大规模生产。

具体实施方式

下面通过几个更详细的具体实施例，对发明的技术方案及工艺做一充分说明，但不作为对发明限制，在这些实施例中，各原料以重量份计算。

实施例1：

将淀粉1000份加到混合器内，启动搅拌器，加入5～20份的粉状氢氧化钠，0.2份的六偏磷酸钠，30-80份浓度为69％的3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)溶液，常温搅拌10～20min，然后经高速混合机充分混合后送入微波远红外设备的入料口处，调节料层厚度3～6cm，开启微波远红外设备，调节料温50～150℃，保持5～60min，检测水份、粘度和取代度分别达到10～13％、30～80mpa.s和0.02～0.05后，再将此物料放入冷却复配机内待温度下降至40℃以下时，喷入浓度为4％～10％的硫酸溶液8-20份及添加5～15份亚铁氰化钾，再充分混合10～20min，以增加、改善产品的各种性能，达到满足用户对变性淀粉的各种使用要求，最后过筛包装得本发明之产品。

实施例2：

将淀粉1000份加到混合器内，启动搅拌器，加入偏硅酸钠、碳酸钠或偏铝酸钠组成的复合催化剂20～30份，环氧氯丙烷0.3份，浓度为69％的活性醚化剂N-(2，3环氧丙基)三甲基氯化铵(GTA)溶液30～90份，常温搅拌10～15min，后续工序与例1相同，后再将此物料放入冷却复配机内待温度下降至40℃以下，喷入浓度为3％～8％的盐酸稀释溶液8～15份及添加5～15份硅铝酸钠，再充分混合10～20min，以增加、改善产品的各种性能，达到满足用户对变性淀粉的各种使用要求，最后过筛包装得本发明之产品。

以上实施例所得到的变性淀粉主要应用于造纸工业的浆内添加，其主要性能如表所示(以国内某知名造纸生产企业的产品标准为例)

结果表明：本发明的阳离子淀粉经过厂家使用效果理想。纸张的增强、填料留着率、表面性能等指标完全达到要求，就本发明之阳离子淀粉而言，属国内首创，根据产品的要求和性能及实际需要，可轻松调整物料的配比，改变微波远红外设备的工作参数及工艺参数，简单地制备出性能优异的季铵型阳离子淀粉。

Claims (7)

1.一种季铵型阳离子变性淀粉的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)、混合：首先将淀粉送入混合器内，启动搅拌器，将浓度为69％占淀粉重量3～10％的醚化剂溶液、占淀粉重量1～3％的催化试剂、0.01～0.05％的交联助剂喷入混合器内与淀粉混合10～15min，然后将物料送入高速混合机内充分混合均匀；

2)、变性反应：充分混合的物料送入变性淀粉加热反应装置的入料口内，调节料层厚度至3～6cm、反应温度50～150℃、反应时间10～30min，使物料的水份保持在10～13％、粘度在30～80mpa.s、取代度在0.02～0.05；

3)、中和反应：在已经加热反应的淀粉物料分批送到冷却复配机内，待淀粉的温度下降至40℃以下后，喷入浓度为4～10％占淀粉重量1～3％的中和调配剂，使淀粉体系的PH值至7.0±1.0；

4)、物理增效：将冷却复配机内已完成中和反应的变性淀粉物料中添加占淀粉重量0.1～5％的粉体性能改进剂，再充分混合10～20min；

5)、筛分、称量、包装：经上述混合均匀的产品，通过孔径0.15mm的振动筛，筛分后称量包装即可。

2.如根据权利要求1所述生产工艺，其特征在于：所述醚化剂溶液为氯乙基二乙基铵、3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)、N-(2，3环氧丙基)三甲基氯化铵(GTA)、一氯乙酸钠、含氮环氧化物溶液中的一种或几种混合物。

3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述的催化试剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、偏铝酸钠、三乙醇铵中的一种或几种混合物。

4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述的交联助剂为六偏磷酸钠、氨基甲酸酯、环氧化物中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述的粉体性能改进剂为亚铁氰化钾、硅铝酸钠、磷酸三钙、二氧化硅、微晶纤维素、草酸、尿素中的一种或几种混合物。

6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述的中和调配剂为硝酸、硫酸、己二酸、盐酸、磷酸、乙二酸中的一种或几种混合物。

7.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述的的变性淀粉加热装置为微波和远红外加热反应装置。