悬浮液的洗涤和脱水制造技术

本发明专利技术涉及使用真空过滤器在单一步骤中洗涤和脱水淀粉悬浮液的方法。本发明专利技术还涉及具有悬浮液的给料器、施加洗涤液的喷雾器和刮器的旋转真空转鼓过滤器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工艺
更具体地说，本专利技术涉及分离和纯化技术。通常，悬浮液被认为是混合物的适宜形式。因为试剂能够在悬浮液内获得均匀的分布，所以它们可以作为进行化学转化的介质使用。认为悬浮液有利(例如，当与溶液比较时)的主要原因是构成悬浮液的固体和液体级分能够容易实现分离。淀粉是尤其适合以悬浮液形式进行加工和化学改性的产物。天然淀粉是颗粒状产物，它能够通过维持适合的加工条件而保持其颗粒形式。如果能够避免不可逆的溶胀和凝胶化，将基本没有淀粉损失到其中它被悬浮的液体介质(通常水)中。完成转化后，需要从其中进行了转化的悬浮液中回收化学改性淀粉。过量的试剂、副产物如盐和其它杂质必须从淀粉产物中分离出来。适宜地，能够除去其中溶解了大多数(如果不是全部)杂质的悬浮液的水性介质，再干燥淀粉产物。淀粉产物在干燥前进行洗涤。在淀粉工业中，在加工大量淀粉的场合，已发现洗涤和脱水步骤不是容易的，尤其难以以经济上吸引人的方式进行。在大规模生产设施中，洗涤和脱水作为两个独立步骤进行。如在EP-A-0 517 965中所述，为了保持连续工艺配置和最佳效率，常常使用水力旋流器。这类装置的使用需要大量的水，以便获得彻底的洗涤。脱水一般使用具有多个真空室的分段真空(转鼓)过滤器或离心机来进行。很清楚，洗涤和脱水在两个步骤中进行是已知工艺配置的缺点。还有，在水力旋流器中的洗涤的效率(尤其对于所需的水量)不象所希望的那样有效。水力旋流器是安装成本相对高的设备，它们需要高保养费。此外，它们在其能量消耗上及在其淀粉的洗涤和收率上是相对低效的。为此，目前的配置需要许多再循环步骤，以确保杂质的有效去除，以及尽可能减少损失到废料流中的淀粉量。事实上，由于在目前的工艺配置中需要许多回路(back-loop)步骤和大量的水，迄今还未发现可以设计出将用于洗涤及在脱水后回收的全部水再循环，以用于在化学转化之前悬浮淀粉的封闭体系。此外，作为许多再循环的结果，微生物在系统中的繁殖将随每一循环显著增加。因为许多目标淀粉产物还可能应用于食品或药品工业，所以这种微生物污染构成了严重的缺点。US专利4,216,310公开了将淀粉磷酰化的方法。在该方法中，通过喷洒将所用磷酸酯试剂引入到旋转真空过滤器上的湿淀粉饼上。试剂以水溶液的形式引入，目的用来保持在淀粉饼上，使得可以发生所需的反应。因此不用真空过滤器来进行淀粉的洗涤步骤。如由该文件的实施例VII所说明的那样，过滤使用Buchner漏斗进行。US专利4,774,009涉及使用自动压力过滤器对淤浆脱水的方法，这显然不同于旋转真空过滤器。国际专利申请97/31627涉及制备片状赋型剂的方法。如在实施例中说明的那样，打算作为片状赋型剂的淀粉产品用真空过滤器洗涤。然而，流体的去除(即过滤)是单独步骤，且不用真空过滤器进行。此外，使用大量的流体用于在真空过滤器上洗涤(所要洗涤的淤浆的体积的高达2倍)，这是本专利技术想要避免的事情。欧洲专利申请0 738 531公开了用于从液体中分离固体粒子的转鼓式设备。它没有公开或提出转鼓式过滤器可以同时用于淀粉悬浮液的洗涤和脱水。本专利技术寻求用于进行淀粉悬浮液的洗涤和脱水的改进方式。本专利技术的目的是两种操作能够在一个步骤中以高效率完成。此外，本专利技术的目的是明显减少有效洗涤所需的水量，优选达到在悬浮液反应中进行淀粉的化学改性的工艺配置中的全部水能够再循环的这样一种程度。令人惊奇的是，现在已经发现，以上目的能够通过用真空过滤器同时进行洗涤和脱水来实现。在保持过滤器上的滤饼的一定的最小厚度的条件下，这已被证明是可行的。因此，本专利技术涉及用至少具有渗余物侧和滤液侧的真空过滤器进行淀粉悬浮液的洗涤和脱水的方法，包括以下步骤-将悬浮液施加到真空过滤器的渗余物侧，以形成具有至少1.5mm高度h的滤饼；-在真空过滤器的滤液侧提供低于渗余物侧的压力的压力；-将洗涤液供给滤饼；-保持压差足够时间，以便进行脱水；和-从真空过滤器上除去洗涤和脱水过的淀粉。与用于洗涤和脱水淀粉悬浮液的现有技术方法相比，本方法是非常有效且巧妙的方法。实施本方法所需的设备投资明显更少。此外，相对于所加工的淀粉量，本方法仅要求使用非常少量的洗涤液，而该方法的生产规模可以基本等于现有技术方法的规模。因此，本专利技术明显减少了淀粉的洗涤和脱水工艺所需的能量。这当然将大大有利于环境，同时洗涤所需的水量减少也有利于环境。另外，由于根据本专利技术的方法的有利特征，已证明可以设计出其中液体用于淀粉的悬浮液反应的封闭体系。此外，微生物群落在工艺中的存在能够在根据本专利技术的方法中得到适当控制。根据本专利技术洗涤和脱水的淀粉悬浮液可以包括任何类型的淀粉。适合的实例包括马铃薯淀粉，玉米淀粉，木薯淀粉，小麦淀粉，大麦淀粉等。已发现，相对大粒度的悬浮液的洗涤和脱水尤其可以受益于本专利技术。因此，优选该悬浮液是马铃薯淀粉的悬浮液。这些淀粉具有在5和100μm之间，优选在10和35μm之间的平均颗粒直径。优选，本方法是在悬浮液方法中化学转化或改性淀粉的连续方法的一部分。因此，淀粉通常是转化淀粉。淀粉悬浮液通常是水性悬浮液。大多数(如果不是全部)的淀粉改性和转化优选在水性环境中进行。然而，本专利技术还可以用于其它悬浮液的溶剂的洗涤和去除。尤其，醇类悬浮液，如在乙醇中的悬浮液可以在这种情况下加工。当然，还有可能的是，悬浮液包括两种或多种溶剂。一般，洗涤液与在悬浮液中的溶剂相同。还有，鉴于根据本专利技术处理的悬浮液通常来源于化学改性或转化步骤的事实，悬浮液会包含污染物如副产物，试剂残留物，催化剂等。它们通常溶解在悬浮液的液体介质中，并且在本工艺过程中被除去。本专利技术的重要方面是洗涤和脱水在真空过滤器上进行。在本专利技术的上下文中，术语“真空过滤器”用来指具有一个或多个真空室的基本圆筒形转鼓式过滤器，各室连接于能够在转鼓的内部提供低于转鼓外部压力的压力的真空源。还有，外表面，即转鼓的外罩具有过滤器特性，它能使悬浮液的液体级分(例如水)与溶解的杂质通过外罩迁移，以及悬浮液的固体级分(例如淀粉)保留在转鼓外罩的外部。过滤器此外装有使转鼓绕轴向轴旋转的器具。根据所要实施的工艺的规模选择真空过滤器的大小和生产能力。尤其适合于实施本专利技术的方法的洗涤和脱水装置包括-基本圆筒形转鼓，具有封闭连接真空源的单真空室的过滤材料的外罩表面，使得过滤材料的径向外渗余物侧能够保留施加于外罩表面的悬浮液的固体级分，而悬浮液的液体级分能够进入真空室，-使转鼓以固定旋转方向绕中心纵轴旋转的驱动器，-用于将悬浮液进给外罩表面的给料器，该给料器具有距外罩表面有一径向距离且沿外罩表面在轴向上延伸的给料口，-距外罩表面有一径向距离且沿外罩表面延伸的用于将洗涤水喷洒到保留在外罩表面上的悬浮液的固体级分的喷雾器，和-用于从所述外罩表面上刮掉保留的固体级分的顶层的刮器，其具有距外罩表面有一径向距离且沿外罩表面在轴向上延伸的刮擦表面，所述给料器、喷雾器和刮器沿转鼓的外周布置，使得外罩表面包括纵向延伸的给料区，在旋转方向上其前面是纵向延伸的刮擦区，其后面是被一旋转距离隔开的纵向延伸的洗涤区。本专利技术的另一重要方面是滤饼的厚度。根据本专利技术，已发现，滤饼越厚，脱水和尤其洗涤将会更有效。在真空过滤器上的普通洗涤方法使用0.4-1mm的滤饼厚度，同时还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
用至少具有渗余物侧和滤液侧的真空过滤器进行淀粉悬浮液的洗涤和脱水的方法，包括以下步骤：－将悬浮液施加到真空过滤器的渗余物侧，以形成具有至少１．５ｍｍ高度ｈ的滤饼；－在真空过滤器的滤液侧提供低于渗余物侧的压力的压力；－将洗涤液提供 给滤饼；－保持压差足够时间，以便进行脱水；和－从真空过滤器上除去洗涤和脱水过的淀粉。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：海斯贝特特奥多鲁斯弗兰克，亨德里克范登韦尔德，
申请(专利权)人：马铃薯及衍生产品合作销售生产阿韦贝公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]