CN103861546B - 一种制备氧化淀粉的反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备氧化淀粉的反应器，它主要由反应箱体和搅拌装置构成，所述反应箱体由带绝缘热层外层、不锈钢内层和中间夹层构成，中间夹层内充满加热电解质，反应箱体的顶部设有淀粉乳进料口和排气口，反应箱体的底部设有反应物料出料口，反应箱体的中部两侧对称设有ClO2溶液进液口；所述中间夹层的顶部连接夹层溶液进液口，中间夹层的底部连接夹层溶液出液口，中间夹层内安装有加热棒；所述搅拌装置由搅拌电机和搅拌桨构成，搅拌桨的一端连接搅拌电机，另一端伸入反应箱体的内部。本发明反应器具有低能耗、反应均一、易于控制反应温度、产品质量稳定等优点。

Description

一种制备氧化淀粉的反应器
技术领域
本发明涉及一种反应装置，尤其涉及一种制备氧化淀粉的反应器。
背景技术
氧化淀粉是淀粉在酸、碱、中性介质中与氧化剂作用氧化所得的产品。氧化淀粉具有低黏度，高固体分散性，极小的凝胶化作用等特点，是目前用量最多的变性淀粉之一，广泛用于造纸、食品、纺织、医药等众多现代工业。用于淀粉氧化变性的氧化剂种类较多，主要有：双氧水、次氯酸钠、高锰酸钾、高碘酸等，其中次氯酸钠是应用最广泛的氧化剂。但是次氯酸钠氧化淀粉，产品质量不易控制、氧化程度低及对周边环境造成污染等缺点。
二氧化氯（ClO2）的氧化能力是氯气的2.6倍，是次氯酸钠的2.8倍，pH在3.0-8.0之间低浓度的ClO2具有高效能，二氧化氯具有适用面广、使用剂量少、反应速度快以及反应产物无毒，对人体无刺激等优点。以ClO2为氧化剂制备食用氧化淀粉，保证了氧化淀粉用于食品的安全性、高效性和产品质量的稳定性。由于反应效率高，ClO2用量相对减少，反应结束时，反应液中的ClO2残留量低，不仅使还原剂用量相对减少，而且节约了洗涤用水量，降低了生产成本，降低污染物排放及污染物处理费用，有利于环境保护。
用于氧化淀粉的反应器的种类和规格很多，但是传统反应器的氧化剂与淀粉乳的接触面积和频率以及它们的混合程度都相对较低，影响了氧化剂的氧化效率和淀粉的氧化程度与质量，增大了废气废物的排放量，影响环境，并且传统的装置自动化程度低，使得装置操作复杂，不易于控制反应压力与温度，使员工量增多，加大生产成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种制备氧化淀粉的反应器，以提高氧化效率、减小对环境的污染，操作方便且易于控制，并有效保证产品质量稳定且安全。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明一种制备氧化淀粉的反应器，它主要由反应箱体4和搅拌装置构成，所述反应箱体4由带绝缘热层外层1、不锈钢内层2和中间夹层22构成，中间夹层22内充满加热电解质，反应箱体4的顶部设有淀粉乳进料口5和排气口7，反应箱体4的底部设有反应物料出料口15，反应箱体4的中部两侧对称设有ClO2溶液进液口3；所述中间夹层22的顶部连接夹层溶液进液口21，中间夹层22的底部连接夹层溶液出液口20，中间夹层22内安装有加热棒14；所述搅拌装置由搅拌电机6和搅拌桨19构成，搅拌桨19的一端连接搅拌电机6，另一端伸入反应箱体4的内部。
所述反应箱体4内安装有压力传感器9和温度传感器13，压力传感器9和温度传感器13分别连接控压仪10和控温仪12，控压仪10、控温仪12和加热棒14经导线连接电控箱23。
所述搅拌桨19贯穿于整个反应箱体4，搅拌桨19的搅拌叶片分为三层结构，上部设有上层搅拌叶片18，下部设有中层搅拌叶片17，底部设有下层搅拌叶片16，上层搅拌叶片18与下层搅拌叶片16呈水平状，中层搅拌叶片17为八字形结构，上层搅拌叶片18位于反应箱体4的上部分箱体内，中层搅拌叶片17和下层搅拌叶片16位于反应箱体4的下部分箱体内。
所述反应箱体4的上部分箱体为圆柱体，下部分箱体为倒锥台形，反应箱体4的顶部设有带绝缘热层箱盖11。
所述ClO2溶液进液口3设计成喷头的形式，共设有4个，且两两对称分布在反应箱体4的两侧，每个进液口的管道上均设置有阀门。
所述夹层溶液出液口20和夹层溶液进液口21的管道上均设有阀门，用以控制液体进出速度。
所述排气口7通过管道与风机8连接，在管道上设置有阀门。
所述淀粉乳进料口5和反应物料出料口15通过带绝缘热外层管道进入到箱体内部，且管道上均设有阀门。
本发明的优点是：与传统制备氧化淀粉的装置相比，由于本反应器中氧化剂溶液使用喷液形式与淀粉乳接触，并且喷口两两对称分布在反应箱两侧，大大增加了氧化剂与淀粉乳的接触面积和频率，加之搅拌装置设计成上中下三层结构，增大了氧化剂的氧化效率，使得物料更加均匀混合，得到产品质量更加稳定，由于本反应器易于控制反应温度与压力，自动化程度高，且操作简单方便，大大降低了生产成本，提高员工利用率，减小对环境的污染。
附图说明
图1是本发明制备氧化淀粉的反应器的结构示意图。
图中：1、带绝缘热层外层2、不锈钢内层3、ClO2溶液进液口4、反应箱体5、淀粉乳进料口6、搅拌电机7、排气口8、风机9、压力传感器10、控压仪11、带绝缘热层箱盖12、控温仪13、温度传感器14、加热棒15、反应物料出料口16、下层搅拌叶片17、中层搅拌叶片18、上层搅拌叶片19、搅拌桨20、夹层溶液出液口21、夹层溶液进液口22、中间夹层23、电控箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1所示：本发明制备氧化淀粉的反应器，它主要由反应箱体4和搅拌装置构成，反应箱体4由带绝缘热层外层1、不锈钢内层2和中间夹层22构成，中间夹层22内充满加热电解质，中间夹层22内安装有加热棒14，中间夹层22的顶部连接夹层溶液进液口21，底部连接夹层溶液出液口20，夹层溶液出液口20和夹层溶液进液口21的管道上均设有阀门，用以控制液体进出速度。
反应箱体4的上部分箱体为圆柱体，下部分箱体为倒锥台形，反应箱体4的顶部设有带绝缘热层箱盖11。
反应箱体4的顶部设有淀粉乳进料口5和排气口7，排气口7通过管道与风机8连接，并在管道上设置有阀门。
反应箱体4的底部设有反应物料出料口15，反应箱体4的中部两侧对称设有ClO2溶液进液口3，共设有4个，ClO2溶液进液口3设计成喷头的形式，且两两对称分布在反应箱体4的两侧，每个进液口的管道上均设置有阀门。
所述搅拌装置由搅拌电机6和搅拌桨19构成，搅拌桨19的一端连接安装于反应箱体4顶部的搅拌电机6，另一端伸入反应箱体4的内部，并贯穿于整个反应箱体4。所述搅拌桨19的搅拌叶片分为三层结构，上部设有上层搅拌叶片18，下部设有中层搅拌叶片17，底部设有下层搅拌叶片16，上层搅拌叶片18与下层搅拌叶片16呈水平状，中层搅拌叶片17为八字形结构，上层搅拌叶片18位于反应箱体4的上部分箱体内，中层搅拌叶片17和下层搅拌叶片16位于反应箱体4的下部分箱体内。
反应箱体4内安装有压力传感器9和温度传感器13，压力传感器9和温度传感器13分别通过导线连接控压仪10和控温仪12，控压仪10、控温仪12和加热棒14经导线连接至电控箱23。
本实例所述的淀粉乳进料口5和反应物料出料口15通过带绝缘热外层管道进入到箱体内部，且管道上均设有阀门。
使用时，将淀粉乳放入淀粉乳进料口5，通过阀门调节进料速度，打开搅拌器，通过搅拌电机6设置搅拌速度，打开ClO2溶液进液口3的开关，通过阀门调节进液速度，通过控压仪10与控温仪12设置反应压力与温度，启动电控箱23中的程序，当淀粉乳进入到反应箱体内部，与分布在反应箱体两侧上的ClO2溶液进液口3喷出的二氧化氯溶液通过上层搅拌叶片18初步混合，然后反应液向下流，二氧化氯溶液再次通过其喷口3喷出，再次与反应液混合，此时中层搅拌叶片17与下层搅拌叶片16将不断向下流的反应液充分混合，使得二氧化氯溶液与淀粉溶液充分接触，温度传感器13、压力传感器9分别通过控温仪12和控压仪10与电控箱23连接，当压力过大时，可以通过排气口7并经过阀门控制风速调节压力，当温度过高时，可以打开下方的夹层溶液出口20使加热电解质流出，并且可以通过上方的夹层溶液进口21加入冷却水实现降温。当反应箱体内的物料达到一定量时，关闭淀粉乳进料口5、ClO2溶液进液口3，反应液反应一定时间后，开启反应物料出口15，排出物料，关闭搅拌电机6、控制电箱23和风箱8，打开夹层溶液出液口20，排出夹层溶液，操作结束。
本发明通过在反应箱体内部的ClO2溶液进液口设计成喷头的形式，这样使得二氧化氯溶液更均匀的喷洒在淀粉溶液上，实现充分反应，在中间夹层22有加热电解质、加热棒，当温度过高，可以将电解质溶液通过夹层溶液出口20流出，并可以通过反应箱体上部的夹层溶液进口21输送冷却水，实现降温作用。
本发明搅拌桨的搅拌叶片分为三层结构，上下两层搅拌叶片与水平面平行、中层叶片为八字形结构，上层的搅拌叶片使得反应液初步混合，中层与下层的搅拌叶片实现反应液的充分混合，使得反应溶液反应均一。

Claims (6)

1.一种制备氧化淀粉的反应器，其特征在于：它主要由反应箱体(4)和搅拌装置构成，所述反应箱体(4)由带绝缘热层外层(1)、不锈钢内层(2)和中间夹层(22)构成，中间夹层(22)内充满加热电解质，反应箱体(4)的顶部设有淀粉乳进料口(5)和排气口(7)，反应箱体(4)的底部设有反应物料出料口(15)，反应箱体(4)的中部两侧对称设有ClO2溶液进液口(3)，所述ClO2溶液进液口(3)设计成喷头的形式，共设有4个，且两两对称分布在反应箱体(4)的两侧，每个进液口的管道上均设置有阀门；所述中间夹层(22)的顶部连接夹层溶液进液口(21)，中间夹层(22)的底部连接夹层溶液出液口(20)，中间夹层(22)内安装有加热棒(14)，当从夹层溶液出液口(20)流出电解质后，再从溶液进液口(21)通入冷却水，实现反应箱的降温；所述搅拌装置由搅拌电机(6)和搅拌桨(19)构成，搅拌桨(19)的一端连接搅拌电机(6)，另一端伸入反应箱体(4)的内部，所述搅拌桨(19)贯穿于整个反应箱体(4)，搅拌桨(19)的搅拌叶片分为三层结构，上部设有上层搅拌叶片(18)，下部设有中层搅拌叶片(17)，底部设有下层搅拌叶片(16)，上层搅拌叶片(18)与下层搅拌叶片(16)呈水平状，中层搅拌叶片(17)为八字形结构，上层搅拌叶片(18)位于反应箱体(4)的上部分箱体内，中层搅拌叶片(17)和下层搅拌叶片(16)位于反应箱体(4)的下部分箱体内。
2.根据权利要求1所述制备氧化淀粉的反应器，其特征在于：所述反应箱体(4)内安装有压力传感器(9)和温度传感器(13)，压力传感器(9)和温度传感器(13)分别连接控压仪(10)和控温仪(12)，控压仪(10)、控温仪(12)和加热棒(14)经导线连接电控箱(23)。
3.根据权利要求1或2所述制备氧化淀粉的反应器，其特征在于：所述反应箱体(4)的上部分箱体为圆柱体，下部分箱体为倒锥台形，反应箱体(4)的顶部设有带绝缘热层箱盖(11)。
4.根据权利要求1或2所述制备氧化淀粉的反应器，其特征在于：所述夹层溶液出液口(20)和夹层溶液进液口(21)的管道上均设有阀门，用以控制液体进出速度。
5.根据权利要求1或2所述制备氧化淀粉的反应器，其特征在于：所述排气口(7)通过管道与风机(8)连接，在管道上设置有阀门。
6.根据权利要求1或2所述制备氧化淀粉的反应器，其特征在于：所述淀粉乳进料口(5)和反应物料出料口(15)通过带绝缘热外层管道进入到箱体内部，且管道上均设有阀门。
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