CN114075387A - 一种餐具用改性碳酸钙制备系统 - Google Patents

Abstract

一种餐具用改性碳酸钙制备系统，包括依次连接的预处理系统、第一改性系统以及第二改性系统；所述预处理装置包括依次设置的粉碎装置、研磨装置以及浓缩装置；所述第一改性系统包括第一反应釜，第一搅拌反应釜上设置有加料罐，第一反应釜的出料口连接第一烘干装置；所述第二改性系统包括第二反应釜，第二反应釜连接第一雾化装置和第二雾化装置，第二反应釜出料口连接第二烘干装置，烘干装置末端设置筛分装置。本发明自动化程度高，制备得到的产品性能较为稳定，且抗菌性、抗氧化性和强度得到极大提升。

Description

一种餐具用改性碳酸钙制备系统

技术领域

本发明涉及改性碳酸钙制备技术领域，具体涉及餐具用改性碳酸钙制备系统。

背景技术

轻质碳酸钙是用化学加工方法制得的，由于它的沉降体积比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积大，因此被称为轻质碳酸钙。它的化学式为CaCO₃，它与所有的强酸发生反应，生成和相应的钙盐，同时放出二氧化碳。在常温下，轻质碳酸钙在水中的浓度积为8.7/1029、溶解度为0.0014；轻质碳酸钙水溶液的pH值为9.5～10.2；空气饱和轻质碳酸钙水溶液的pH值为8.0～8.6；轻质碳酸钙无毒、无臭、无刺激性，通常为白色，相对密度为2.7～2.9；沉降体积2.5ml/g以上，比表面积为5m2/g左右。

现有餐具大都采用塑料制备而成，其制备过程中采用碳酸钙粉体进行填充，从而大大降低成本。然而现有的轻质碳酸钙存在的问题有：未经改性的碳酸钙粉体表面亲水疏油，不能与树脂间发生较好的化学交联，在有机介质中难以均匀分散，且通过现有碳酸钙制备系统制备得到的普通的改性碳酸钙粉应用于餐具加工得到的产品其耐热性较差、结构强度不高，容易老化变黄，且抗菌性不佳，使用时间久后容易老化变黄变黑甚至产生霉菌等现象，因此，本发明旨在开发一种用于制备改性轻质碳酸钙的新型制备系统，以更好满足实际需要。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种餐具用改性碳酸钙制备系统，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种餐具用改性碳酸钙制备系统，包括依次连接的预处理系统、第一改性系统以及第二改性系统；

所述预处理装置包括依次设置的粉碎装置、研磨装置以及浓缩装置；

所述第一改性系统包括第一反应釜，第一搅拌反应釜上设置有加料罐，第一反应釜的出料口连接第一烘干装置；

所述第二改性系统包括第二反应釜，第二反应釜连接第一雾化装置和第二雾化装置，第二反应釜出料口连接第二烘干装置，烘干装置末端设置筛分装置。

进一步地，所述研磨装置与浓缩装置间设置有调节罐。

进一步地，所述第一反应釜和第二反应釜内均设置有搅拌装置。

进一步地，所述第一反应釜内搅拌速度为300～500r/min。

进一步地，所述第二反应釜内搅拌速度为1200～1400r/min。

进一步地，所述第一雾化装置和第二雾化装置均为超声雾化装置。

本发明还涉及一种改性碳酸钙的制备方法，基于上所述的系统，包括如下步骤：

1)将轻质碳酸钙在所述粉碎装置中粉碎并通过所述研磨装置研磨至粒径为600～1000目的碳酸钙粉，将碳酸钙粉与水按1：10～20的比例混合成第一悬浮液，将悬浮液在浓缩装置中浓缩成固含物为40～60％的第二悬浮液；

2)将所述第二悬浮液加入所述第一反应釜中，搅拌的同时通过加料罐加入第一改性剂，反应完成后在第一烘干装置烘脱水、干燥得到初改性碳酸钙；

3)将初改性碳酸钙继续加入第二反应釜中，搅拌的同时通过所述第一雾化装置和第二雾化装置加入第二改性剂，第二改性剂以雾化的形态加入，搅拌均匀后在所述第二烘干装置中干燥，并且在所述筛分装置中过400～700目筛即可；

所述第一改性剂由季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅组成，所述第二改性剂由壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯组成。

有益效果：本发明所述的餐具用改性碳酸钙制备系统，其自动程度高，制备得到的产品稳定，其中由季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅组成的第一改性剂对碳酸钙进行第一次表面改性，第一次改性后使碳酸钙的热稳定性、整体强度和抗菌性得到改进，并保证其分散性，进而采用由壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯组成的第二改性剂进行二次改性，用于将容易变色的银抗菌剂进行包覆，并且进一步提高抗菌性能的同时减少由于银抗菌剂氧化变黑以及塑料氧化变黄的产生，并且使碳酸钙表面具有亲水亲油的双重极性功能，使填料表面由无机向有机过度，通过多种成分间的协同作用而改进碳酸钙表面与树脂的交联度，和相容性，使结构更为牢固。与市售普通的改性碳酸钙相比，本发明制备得到的改性碳酸钙产品的抗菌性、耐变色性以及整体强度得到了极大提升，应用于餐具后具有极佳的效果。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的结构示意图。

其中：1、粉碎装置；2、研磨装置；3、调节罐；4、浓缩装置；5、第一反应釜；6、加料罐；7、第一烘干装置；8、第二反应釜；9、第一雾化装置；10、第二雾化装置；11、第二烘干装置；12、筛分装置。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。

参见图1所述的一种餐具用改性碳酸钙制备系统，其包括预处理系统、第一改性系统以及第二改性系统；其中预处理装置包括依次设置的粉碎装置1、研磨装置2以及浓缩装置4，研磨装置2与浓缩装置4间设置有调节罐3，而第一改性系统包括第一反应釜5，第一搅拌反应釜5上设置有加料罐6，加料罐6用于向第一反应釜5内添加第一改性剂，第一反应釜5的出料口连接第一烘干装置7，第二改性系统包括第二反应釜8，第二反应釜8连接第一雾化装置9和第二雾化装置10，第二反应釜8出料口连接第二烘干装置11，第二烘干装置11末端设置筛分装置12。第一反应釜5和第二反应釜8内均设置有搅拌装置，而第一雾化装置9和第二雾化装置10均为超声雾化装置。

利用本系统制备改性碳酸钙的方法包括如下步骤：

1)将轻质碳酸钙在粉碎装置1中粉碎并通过研磨装置2研磨至粒径为600～1000目的碳酸钙粉，将碳酸钙粉与水按1：10～20的比例在调节罐3中混合成第一悬浮液，将悬浮液在浓缩装置4中浓缩成固含物为40～60％的第二悬浮液；

2)将第二悬浮液加入第一反应釜5中，搅拌的同时通过加料罐6加入第一改性剂，反应完成后在第一烘干装置7烘脱水、干燥得到初改性碳酸钙；

3)将初改性碳酸钙继续加入第二反应釜8中，搅拌的同时通过第一雾化装置9和第二雾化装置10加入第二改性剂，第二改性剂以雾化的形态加入，搅拌均匀后在第二烘干装置11中干燥，并且在筛分装置12中过400～700目筛即可；

第一改性剂由季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅组成，第二改性剂由壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯组成。

步骤2)中，所述第一改性剂的加入量为所述碳酸钙粉重量的1～2％。

步骤2)中，所述第一改性剂中，季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅的质量比为1～1.5：0.5～1：1～2。

步骤2)中，搅拌釜的搅拌速度为300～500r/min,搅拌反应40～60min。

步骤3)中，所述第二改性剂的加入量为所述初改性碳酸钙粉重量的5～6％。

步骤3)中，所述第二改性剂中壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯的质量比为2～4:1～2：3～5。

步骤3)中，所述第二改性剂采用超声雾化的方式进行雾化，所述壳聚糖溶解于柠檬酸，2,6-二叔丁基甲酚溶解于所述马来酸蓖麻油酯后分别进行雾化。

步骤3)中，所述搅拌釜的速度为1200～1400r/min,搅拌反应20～30min。

该方法通过多个实施例进行例证。

实施例1

本实施例所述的改性碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：

1)将轻质碳酸钙粉碎并研磨至粒径为1000目的碳酸钙粉，将碳酸钙粉与水按1：10的比例混合成第一悬浮液，将悬浮液浓缩成固含物为40％的第二悬浮液；

2)将所述第二悬浮液加入搅拌反应釜中，搅拌的同时加入第一改性剂，反应完成后脱水、干燥得到初改性碳酸钙；第一改性剂由季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅组成，第一改性剂的加入量为所述碳酸钙粉重量的2％，第一改性剂中，季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅的质量比为1：0.5：1。搅拌釜的搅拌速度为300r/min,搅拌反应40min。

3)将初改性碳酸钙继续加入搅拌反应釜中，搅拌的同时加入第二改性剂，第二改性剂以雾化的形态加入，搅拌均匀后干燥，并且过700目筛即可；其中第二改性剂由壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯组成，第二改性剂的加入量为所述初改性碳酸钙粉重量的6％，第二改性剂中壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯的质量比为4:2：5，第二改性剂采用超声雾化的方式进行雾化，所述壳聚糖溶解于柠檬酸，2,6-二叔丁基甲酚溶解于所述马来酸蓖麻油酯后分别进行雾化，搅拌釜的速度为1400r/min,搅拌反应30min。

实施例2

本实施例所述的改性碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：

1)将轻质碳酸钙粉碎并研磨至粒径为800目的碳酸钙粉，将碳酸钙粉与水按1：15的比例混合成第一悬浮液，将悬浮液浓缩成固含物为50％的第二悬浮液；

2)将所述第二悬浮液加入搅拌反应釜中，搅拌的同时加入第一改性剂，反应完成后脱水、干燥得到初改性碳酸钙；第一改性剂由季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅组成，第一改性剂的加入量为所述碳酸钙粉重量的1.8％，第一改性剂中，季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅的质量比为1.2：0.6：1.5。搅拌釜的搅拌速度为400r/min,搅拌反应50min。

3)将初改性碳酸钙继续加入搅拌反应釜中，搅拌的同时加入第二改性剂，第二改性剂以雾化的形态加入，搅拌均匀后干燥，并且过600目筛即可；其中第二改性剂由壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯组成，第二改性剂的加入量为所述初改性碳酸钙粉重量的5.5％，第二改性剂中壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯的质量比为3:1.5：4，第二改性剂采用超声雾化的方式进行雾化，所述壳聚糖溶解于柠檬酸，2,6-二叔丁基甲酚溶解于所述马来酸蓖麻油酯后分别进行雾化，搅拌釜的速度为1250r/min,搅拌反应25min。

实施例3

本实施例所述的改性碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：

1)将轻质碳酸钙粉碎并研磨至粒径为600目的碳酸钙粉，将碳酸钙粉与水按1：20的比例混合成第一悬浮液，将悬浮液浓缩成固含物为60％的第二悬浮液；

2)将所述第二悬浮液加入搅拌反应釜中，搅拌的同时加入第一改性剂，反应完成后脱水、干燥得到初改性碳酸钙；第一改性剂由季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅组成，第一改性剂的加入量为所述碳酸钙粉重量的1％，第一改性剂中，季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅的质量比为1.5：1：2。搅拌釜的搅拌速度为500r/min,搅拌反应60min。

3)将初改性碳酸钙继续加入搅拌反应釜中，搅拌的同时加入第二改性剂，第二改性剂以雾化的形态加入，搅拌均匀后干燥，并且过500目筛即可；其中第二改性剂由壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯组成，第二改性剂的加入量为所述初改性碳酸钙粉重量的5～6％，第二改性剂中壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯的质量比为2～4:1～2：3～5，第二改性剂采用超声雾化的方式进行雾化，所述壳聚糖溶解于柠檬酸，2,6-二叔丁基甲酚溶解于所述马来酸蓖麻油酯后分别进行雾化，搅拌釜的速度为1200～1400r/min,搅拌反应20～30min。

对照实施例1

市售普通改性轻质碳酸钙。

性能测试。

将实施例1～3以及对照实施例1的改性轻质碳酸钙按常规方法添加并制备成样品，根据常规方法测定其抗菌性、抗氧化性和强度。如下表所示。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种餐具用改性碳酸钙制备系统，其特征在于，包括依次连接的预处理系统、第一改性系统以及第二改性系统；

所述预处理装置包括依次设置的粉碎装置、研磨装置以及浓缩装置；

所述第一改性系统包括第一反应釜，第一搅拌反应釜上设置有加料罐，第一反应釜的出料口连接第一烘干装置；

所述第二改性系统包括第二反应釜，第二反应釜连接第一雾化装置和第二雾化装置，第二反应釜出料口连接第二烘干装置，烘干装置末端设置筛分装置。

2.根据权利要求1所述的餐具用改性碳酸钙制备系统，其特征在于，所述研磨装置与浓缩装置间设置有调节罐。

3.根据权利要求1所述的餐具用改性碳酸钙制备系统，其特征在于，所述第一反应釜和第二反应釜内均设置有搅拌装置。

4.根据权利要求3所述的餐具用改性碳酸钙制备系统，其特征在于，所述第一反应釜内搅拌速度为300～500r/min。

5.根据权利要求3所述的餐具用改性碳酸钙制备系统，其特征在于，所述第二反应釜内搅拌速度为1200～1400r/min。

6.根据权利要求1所述的餐具用改性碳酸钙制备系统，其特征在于，所述第一雾化装置和第二雾化装置均为超声雾化装置。

7.一种改性碳酸钙的制备方法，基于如权利要求1～6任一所述的系统，其特征在于，包括如下步骤：

1)将轻质碳酸钙在所述粉碎装置中粉碎并通过所述研磨装置研磨至粒径为600～1000目的碳酸钙粉，将碳酸钙粉与水按1：10～20的比例混合成第一悬浮液，将悬浮液在浓缩装置中浓缩成固含物为40～60％的第二悬浮液；

2)将所述第二悬浮液加入所述第一反应釜中，搅拌的同时通过加料罐加入第一改性剂，反应完成后在第一烘干装置烘脱水、干燥得到初改性碳酸钙；

3)将初改性碳酸钙继续加入第二反应釜中，搅拌的同时通过所述第一雾化装置和第二雾化装置加入第二改性剂，第二改性剂以雾化的形态加入，搅拌均匀后在所述第二烘干装置中干燥，并且在所述筛分装置中过400～700目筛即可；

所述第一改性剂由季戊四醇硬脂酸酯、银抗菌剂和纳米二氧化硅组成，所述第二改性剂由壳聚糖、2,6-二叔丁基甲酚和马来酸蓖麻油酯组成。

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