一种用于预胶化淀粉生产的改良变性设备的制作方法

本发明涉及淀粉物理改性领域，具体涉及一种用于预胶化淀粉生产的改良变性设备。

背景技术：

预胶化淀粉是改性淀粉的一种，是通过化学法或机械法将淀粉颗粒部分或全部破裂而得，使其具有良好的流动性和可压性。在偏光显微镜下，偏光十字消失。在片剂中可作为填充剂、粘合剂、崩解剂，预胶化淀粉有自润滑作用，无毒、无刺激。

根据变性程度的不同，预胶化淀粉一般分为全预胶化淀粉和部分预胶化淀粉，二者变性程度的不同，其功能也不一样。全预胶化淀粉在冷水中能够完全溶解，在湿法制粒中不需要热水冲浆，可作为粘合剂和润湿剂使用。部分预胶化淀粉在冷水中部分溶解，有大部分不溶于水，溶解的部分为变性程度完全的，部分预胶化淀粉因含有改性成分和未改性成分，因此它具有良好的流动性，而且具有良好的崩解性，能够改善药物的溶出度。

目前制备预胶化淀粉方法有很多，有湿法、干法、滚筒法、变性法、喷雾法、微波法等，其中湿法和干法涉及到化学变性范围，其成品中杂质需要严格控制。滚筒法分为单滚筒法和双滚筒法，通过淀粉浆附着在滚筒上，通过加热滚筒，达到糊化和干燥的效果，此法不容易控制，能耗大，成品水分波动大，成本高，其中专CN102614518公开了一种物理法制备药用辅料高粘度预胶化淀粉的方法，其制备方法主要包括以下步骤：1、混合：将淀粉和去离子水按一定质量比加入捏合机内混合40~50分钟，混合后玉米淀粉的水分为20~30%；2、变性：控制双滚筒炼胶机滚筒间距为1~1.5 mm，将处理过的淀粉变性成薄片（无需加热），重复2至3次；3、干燥：薄片摊在托盘内放入烘箱，控制烘箱温度在110~120℃干燥3小时；4、粉碎：进行初次粉碎，然后经过120目振动筛第二次粉碎即得高粘度预胶化淀粉。此法生产的预胶化淀粉变性程度大，粘度高，产品安全，但操作较复杂。变性法生产通过变性力和高温糊化的方式使淀粉变性，其生产预胶化淀粉的影响因素有变性温度、螺旋转速、压力，其中专利CN104193834A公开了一种药用预胶化淀粉的制备方法，其制备方法主要包括以下几个步骤：A、称量配料：称取一定量的食品级淀粉和纯化水，置于高速混合机组，混合20~40min，控制混合后淀粉的水分为10~20%；B、挤出：将混合好的物料加至挤出机加料漏斗中，开启挤出机，控制螺杆温度，在一定温度下进行挤出；C、干燥：将挤出物料选用冷冻干燥法进行干燥；D、切割粉碎：将干燥后的物料送至切粒机上切粒成型，最后粉碎至所需粒度范围即可得到药用辅料预胶化淀粉。此法生产出的预胶化淀粉操纵简单，但螺杆在运行过程中机械能转化成热能，加之本身的加热方式，不利于产品质量的稳定，其变性出的物料需要冷冻干燥提高了产品的成本。淀粉通过高温变性后，不及时干燥容易变性恢复，降低淀粉的变性程度。

目前生产预胶化淀粉的设备涉及滚筒干燥设备、喷雾干燥设备、挤压膨化设备、脉冲喷气设备等。其中滚筒干燥设备分为单滚筒干燥设备和双滚筒干燥设备，此设备是把滚筒温度控制在150~170℃，淀粉浆均匀的分布于滚筒表面，形成薄膜，受热糊化，从而得到预胶化淀粉，但此设备存在，产量低，能耗大，不易控制的缺陷。喷雾干燥设备是先将淀粉乳糊化，淀粉乳通过喷入干燥塔中进行干燥得到预胶化淀粉，此设备生产预胶化淀粉淀粉乳浓度不宜过高，浓度过高容易引起泵输送和喷雾操作困难，并且容易堵塞干燥塔喷头，故而生产成本高，能耗大。挤压膨化设备是通过挤压摩擦产生热量使淀粉糊化，然后由顶端小孔以爆发形式喷出，通过瞬间减压而得。此设备生产预胶化淀粉能耗低，但在生产使用过程中，糊化温度不易控制，不利于产品质量的稳定。

本发明通过在挤压膨化设备的基础上进行改良，通过加入双管路控制的循环水系统，控制变性干燥时的温度，并且对设备分三个区域，分阶段控制温度，达到变性干燥一体化式生产，使得产品质量稳定，简化生产工序，降低成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于预胶化淀粉生产的改良变性设备，通过对设备的改进，提高预胶化淀粉的生产效率，同时提高预胶化淀粉的批间稳定性，同时变性干燥一体化，达到无需再次干燥的作用，降低产品变性的逆转，提高预胶化淀粉的产品质量。

本发明是这样实现的，一种用于预胶化淀粉生产的改良变性设备，其特征在于：包括主机电机、Ⅰ区系统、Ⅱ区系统、Ⅲ区系统、循环水系统、主机外壳、模头座、旋切系统和温度控制器。

Ⅰ区系统包含主机进料口、加热板、温度传感器、Ⅰ区螺杆、Ⅰ区杆腔、Ⅰ区循环水，且Ⅰ区螺杆长径比为4:1。温度传感器连接温度控制器，主机电机通过传动装置连接Ⅰ区螺杆。

Ⅱ区系统包含加热板、温度传感器、Ⅱ区螺杆、Ⅱ区杆腔、Ⅱ区循环水，且Ⅱ区螺杆长径比为6:1。温度传感器连接温度控制器，Ⅱ区螺杆与Ⅰ区螺杆同轴相连。

Ⅲ区系统包含加热板、温度传感器、Ⅲ区螺杆、Ⅲ区杆腔、Ⅲ区循环水、主机出料口，且Ⅲ区螺杆长径比为11:1。温度传感器连接温度控制器，Ⅲ区螺杆与Ⅱ区螺杆同轴相连。

模头座双孔，孔径为30 mm。

旋切系统包括旋切电机、转动轴、刀片。

还包括喂料机，喂料机设置在主机电机上方。

喂料机包含料仓、搅拌、搅拌电机、输送螺杆、出料口。喂料机的出口对着主机进料口。

还包括变频器，变频器分别连接主机电机、喂料机和旋切电机。主机电机转速、喂料机转速、旋切电机转速通过变频器控制。

主机电机转速为0-50 Hz。

循环水系统通过双管路体系控制，一管路用蠕动泵系统形成包合型循环水系统，此系统水流稳定，持续对设备进行降温；另一管路与温度控制器连接，电磁阀控制阀门，根据实际温度与设定温度的变化情况控制循环水流量。

温度控制器、转速变频器、喂料机开关、主机电机开关、旋切机开关共同组成主机控制系统。

要制备符合要求的预胶化淀粉，需用温度控制器控制温度，Ⅰ区温度可控制在50-70℃，Ⅱ区温度可控制在80-100℃，Ⅲ区温度可控制在120-130℃。

该用于预胶化淀粉生产的改良变性设备的工作流程如下：

1）开启主机电源，设定所需三个区域的温度，开启温度控制器进行加热，并开启蠕动泵循环水系统，当温度达到设定温度，将自行开启电磁阀，另一管路循环水降温系统将开启；

2）依次开启主机开关，喂料机开关，旋切开关，各个开关开启时间间隔2分钟，并调整好需要的主机转速，喂料机转速，旋切转速，即可正常工作。

本发明的有益效果：1）变性干燥一体化，优化了预胶化淀粉生产工艺，降低了成本；2）无需再次干燥，节约了生产时间，降低变形效果的逆转，提高产品质量；3）增加循环水系统，有效控制温度的波动，提高变性和干燥的稳定性；4）模头座开双孔，降低腔内压力，防止预胶化淀粉的过糊化、炭化，同时也为以后多孔模头座的开发奠定了基础；5）设备的变性干燥整体设计，提高了预胶化淀粉批间的稳定性。

本发明所述的设备得到成品预胶化淀粉应满足符合2015版《中国药典》。

本发明所述的设备得到成品预胶化淀粉应满足溶胀≥35ml，达到高流动性，一般情况下，粉体在30°以下时属于高流动性，30~45°为一般，45°以上属于流动性差。休止角采用粉体综合特性测试仪测试。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的模头座的结构示意图。

图3是本发明循环水系统的示意图。

在图中，1.主机电机，2.喂料机，3.Ⅰ区系统，4.Ⅱ区系统，5.Ⅲ区系统，6.循环水系统，7.主机外壳，8.模头座，9.旋切系统，10.Ⅰ区螺杆，11.Ⅰ区杆腔，12.Ⅰ区循环水，13.Ⅱ区螺杆，14.Ⅱ区杆腔，15.Ⅱ区循环水，16.Ⅲ区螺杆，17.Ⅲ区杆腔，18.Ⅲ区循环水。

具体实施方式

实施例1

本发明包括以下几个部分组成：机座、主机电机，喂料机，Ⅰ区系统，Ⅱ区系统，Ⅲ区系统，循环水系统，主机外壳，模头座，旋切系统。主机电机通过传动装置连接Ⅰ区系统螺杆，主机电机上面平台为喂料机，喂料机由料仓、搅拌、搅拌电机，输送螺杆、出料口组成，喂料机出料口下面为主机进料口，主机进料口为Ⅰ区系统一部分，Ⅰ区系统与Ⅱ区系统连接，Ⅱ区系统与Ⅲ区系统连接，Ⅲ区系统与出料口连接，出料口通过四个螺丝连接模头座，模头座前面为旋切系统，旋切系统由旋切电机、转动轴，刀片组成；Ⅰ区系统，Ⅱ区系统，Ⅲ区系统分别由螺杆、杆腔、电热板、温度传感器、循环水系统组成，其中螺杆三个区域共用，杆腔通过隔热材料分离，电热板、温度传感器、循环水系统三个区域各自独立，自成体系。在主机外侧安装电控柜，电控柜由温度控制器、变频器、各路开关组成。本发明的技术优势在于实现变性干燥的一体化生产，达到无需再次干燥的效果，降低产品变性的逆转，降低成本，节约生产时间，提高产能。

实施例2

利用该用于预胶化淀粉生产的改良变性设备生产预胶化淀粉的方法的步骤如下：

1)混合：称取一定量的淀粉与纯化水混合，混合时间为30分钟，混合后淀粉的含水量为20%；

2)变性干燥：将混合好的物料投入喂料机中，开启改良的变性设备进行变性处理，开启三个区域循环水，控制好喂料机转速，主机转速，主机温度变性设备Ⅰ区温度控制在60℃，Ⅱ区温度控制在90℃，Ⅲ区温度控制在125℃；

3)粉碎：先用粗粉碎机粉碎，再用高效粉碎机进行细粉；

4)过筛：按照要求得到所需粒径范围的预胶化淀粉即可；

5）所得预胶化淀粉成品符合2015版《中国药典》标准，溶胀45ml，水分6%，休止角28°。

以上两个实例，实例1主要阐述设备的结构和构造，实例2主要阐述设备生产出产品的效果。附图可供阅读者更好的理解本发明。