一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置及方法与流程

1.本发明涉及一种制作淀粉胶的装置及方法，具体涉及一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置及方法。


背景技术：

2.当前造纸及纸包装行业，普遍使用淀粉胶水作为粘合剂，实现多层纸的粘合，淀粉的原料主要采用木薯淀粉或玉米淀粉。木薯淀粉的颗粒大，纤维链长，蛋白质和脂类化合物的含量低，均为0.1％左右；相比木薯淀粉，玉米淀粉的颗粒较小，纤维链较短，蛋白质和脂类化合物含量较高，蛋白质含量一般约0.35％，脂类化合物含量一般约为0.8％。
3.淀粉胶水的粘合能力来自于淀粉在充分吸收水分及热量后，淀粉颗粒不断膨胀，淀粉颗粒的纤维链也不断伸长，淀粉颗粒的纤维链彼此纠缠，相互勾连产生的抓持力。淀粉颗粒的纤维链越长，枝链越多，粘合能力越强。所以要达到同样的粘合强度，玉米淀粉的使用量要更大，需要的温度要更高，又因玉米淀粉相对木薯淀粉的市场单价更低，所以使用者往往会根据市场上此两种淀粉的差价的多少来确定到底使用哪种淀粉。
4.淀粉中的脂类化合物和蛋白质对胶水的性能有很大的不利影响，例如：(1)脂类化合物会抑制淀粉颗粒的膨胀和溶解，使其糊化温度提高，水粘合能力降低；(2)脂类化合物易使淀粉的纤维链形成直链，降低淀粉纤维链的勾连能力，从而降低粘合能力；(3)蛋白质会降低淀粉胶的储存稳定性。
5.当前制造淀粉胶水的方法有一步法和两步法。一步法即是一次性的向制胶主体罐内加入本次制胶需要使用的全部淀粉和水，一次熬制成胶状；两步法是先向反应罐内加入本次制胶需要使用的淀粉量的10％-15％的淀粉，先把其熬制粥化(又叫半糊化)，使反应罐内的自来水变成含有粥化淀粉的水溶液，该水溶液具有一定的初粘性，并将该水溶液作为载体，再次加入余下淀粉，进行制胶的工艺。
6.当下不管是使用一步法还是两步法制胶，都有一个明显的缺陷，就是淀粉在制胶主体罐里不能充分的与水混合，一部分淀粉吸水成半糊状，一部分还是生淀粉，而且那些生淀粉往往被那些糊状的淀粉包裹着，靠制胶主体罐的搅拌机是无法搅拌散的，目前一般一锅成品胶水中有10％-20％的生淀粉，这部分生淀粉就是无法产生黏性的，是被浪费掉的，并且时间长了容易分层沉淀。
7.当下解决这一问题的普遍方法是，在制胶时添加架桥剂和稳定剂，架桥剂与淀粉作用后可以增加胶水的初粘性，稳定剂可以保持胶水的性状稳定，缓解分层和沉淀，但使用化学添加剂会增加了每次胶水制备时的成本，同时化学添加剂的使用，使得清洗胶水盘时排出的废水不再环保。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置及方法。
9.为了解决以上课题，本发明的一个方式是一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置：包括制胶主体罐与均质泵，制胶主体罐与均质泵之间设置有循环进管与循环出管，制胶主体罐、循环进管、均质泵及循环出管依次连接并形成循环系统，均质泵用于剪切研磨经过均质泵的胶水。
10.上述方案中，所述的循环进管为金属软管，循环进管与制胶主体罐之间软连接，循环进管与均质泵之间软连接。
11.上述方案中，所述的制胶主体罐上设置有淀粉入口、加水口及烧碱硼砂口。
12.本发明的一个方式是一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备方法：s1、先向制胶主体罐加入水，作为载体水，控制水温为10℃，再向制胶主体罐加入玉米淀粉，作为载体粉；s2、开启均质泵，使载体粉和载体水通过循环进管进入均质泵中并被剪切破碎化，再通过循环出管回流至制胶主体罐；s3、再次向制胶主体罐加入水，作为补充载体水，向制胶主体罐加入烧碱液体，之后搅拌；s4、向制胶主体罐加入水，作为主体水，控制水温为12℃，向制胶主体罐加入玉米淀粉，作为主体粉；s5、开启均质泵，使制胶主体罐内的物体通过循环进管进入均质泵中并被剪切破碎化，再通过循环出管回流至制胶主体罐；s6、再次向主体罐加入水，作为补充主体水，向主体罐加入硼砂，之后进行搅拌。
13.上述方案中，所述的s1中载体水与载体粉的比例为12：1。
14.上述方案中，所述的s4中主体水与水体粉的比例为1.6：1。
15.有益效果：不使用化学添加剂，节省了添加剂的成本，同时，清洗胶盘时排出的废水更加环保；使用同等量的玉米淀粉可以达到使用木薯淀粉的粘合强度，而玉米淀粉的价格比木薯淀粉的价格低，降低了成本，却没有影响效果；使用同等量的玉米淀粉可以达到使用木薯淀粉的糊化温度，节省了蒸汽用量，即无需过多的将制胶主体罐内的温度提高；淀粉沉淀物减少，清理废水沉淀池的次数减少，节约了人工。
附图说明
16.图1为本发明装置的结构示意图；
17.图2为本发明方法的流程图。
18.图中：1、制胶主体罐；11、淀粉入口；12、加水口；13、烧碱硼砂口；2、均质泵；3、循环进管；4、循环出管。
具体实施方式
19.下面将结合附图对本发明的技术方案行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.如图1-2所示，本发明公开了一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置
及方法，包括制胶主体罐1与均质泵2，制胶主体罐1与均质泵2之间设置有循环进管3与循环出管4，制胶主体罐1、循环进管3、均质泵2及循环出管4依次连接并形成循环系统，均质泵2用于剪切研磨经过均质泵2的胶水，所述的循环进管3为金属软管，循环进管3与制胶主体罐1之间软连接，循环进管3与均质泵2之间软连接，所述的制胶主体罐1上设置有淀粉入口11、加水口12及烧碱硼砂口13。
22.名词解释：
23.烧碱：烧碱的化学名为氢氧化钠，在制胶过程中烧碱的作用是中和淀粉胶水的酸碱性，并释放热量给胶水，增加淀粉的膨化。
24.架桥剂：架桥剂在纸包装行业又称粘合剂或添加剂，是一种可以溶解淀粉中脂类化合物，促进淀粉在水中的溶解，增加淀粉的粘水性的化学品。
25.稳定剂：稳定剂在纸包装行业又称安定剂，是一种可以抑制胶水中蛋白质的作用，增加胶水的稳定性状，减少分层和沉淀的化学品。
26.淀粉：是一种天然的高分子碳水化合物，主要是从玉米、木薯、马玲薯和小麦等中提取，它没有粘合性能，淀粉要起到胶粘作用，必须在水中分散形成一种颗粒状悬浮液进行熬制成胶状分散体，熬制后的形式即通常所说的糊化淀粉。
27.淀粉糊化：淀粉糊化过程中使淀粉颗粒亲水性增强，淀粉分子充分伸展，使得载体部分呈现出大的粘度，再将这种性质的淀粉溶液(载体)与普通生淀粉(主体)相混合均匀，因载体的高粘性及保水性可将加入了生淀粉的水中的生淀粉颗粒悬浮并产生初粘度，在涂胶过程中需要一定的初粘度，以利于胶液均匀可靠的涂布在瓦楞楞尖上。
28.粘合过程：因直链淀粉分子的渗透力和支链淀粉分子其形状如树枝的抓持力，当淀粉颗粒浸透到瓦楞纸板的面纸和芯纸内侧后，在温度的作用下逐渐膨胀，达到糊化温度，便开始粘合，淀粉颗粒所含水分蒸发，并部分被面纸和芯纸吸收，淀粉胶连结里纸、芯纸、瓦楞、面纸成为一个整体，达到粘合的目的。
29.实施例：
30.装置：将均质泵2安装在制胶主体罐1的旁边，在制胶主体罐1侧壁下方开个口径一百六十毫米的圆孔，焊接一个约二十公分长，口径一百六十毫米的圆形钢管，然后在圆形钢管与均质泵2进料口之间使用不锈钢软管连接作为循环进管3。在制胶主体罐1的上方开一个口径二百毫米的圆孔，将均质泵的出料口使用钢管通到制胶主体罐1上方的圆孔内作为循环出管4，需要注意得是均质泵2与制胶主体罐1的连接必须是软连接，不能是硬连接，因为主体罐都带有称重系统，硬连接会使称重系统不准确。
31.方法：s1、先向制胶主体罐1加入六百公斤水，作为载体水，控制水温为十摄氏度，再向制胶主体罐1加入五十公斤玉米淀粉，作为载体粉；
32.s2、开启均质泵2，使载体粉和载体水通过循环进管3进入均质泵2中并被剪切破碎化，再通过循环出管4回流至制胶主体罐1；
33.s3、再次向制胶主体罐1加入七十公斤水，作为补充载体水，向制胶主体罐1加入五十五公斤烧碱液体，之后搅拌八百秒；
34.s4、向制胶主体罐1加入七百三十公斤水，作为主体水，控制水温为十二摄氏度，向制胶主体罐1加入四百五十公斤玉米淀粉，作为主体粉；
35.s5、开启均质泵2，使制胶主体罐1内的物体通过循环进管3进入均质泵2中并被剪
切破碎化，再通过循环出管4回流至制胶主体罐1；
36.s6、再次向主体罐加入八十公斤水，作为补充主体水，向主体罐加入十公斤硼砂，之后搅拌五百秒。

技术特征：
1.一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置，其特征在于：包括制胶主体罐(1)与均质泵(2)，制胶主体罐(1)与均质泵(2)之间设置有循环进管(3)与循环出管(4)，制胶主体罐(1)、循环进管(3)、均质泵(2)及循环出管(4)依次连接并形成循环系统，均质泵(2)用于剪切研磨经过均质泵(2)的胶水。2.根据权利要求1所述的一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置，其特征在于：所述的循环进管(3)为金属软管，循环进管(3)与制胶主体罐(1)之间软连接，循环进管(3)与均质泵(2)之间软连接。3.根据权利要求2所述的一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置，其特征在于：所述的制胶主体罐(1)上设置有淀粉入口(11)、加水口(12)及烧碱硼砂口(13)。4.一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备方法，采用如权利要求3所述的不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置实现的，其特征在于，包含步骤：s1、先向制胶主体罐(1)加入水，作为载体水，再向制胶主体罐(1)加入玉米淀粉，作为载体粉；s2、开启均质泵(2)，使载体粉和载体水通过循环进管(3)进入均质泵(2)中并被剪切破碎化，再通过循环出管(4)回流至制胶主体罐(1)；s3、再次向制胶主体罐(1)加入水，作为补充载体水，向制胶主体罐(1)加入烧碱液体，之后搅拌；s4、向制胶主体罐(1)加入水，作为主体水，向制胶主体罐(1)加入玉米淀粉，作为主体粉；s5、开启均质泵(2)，使制胶主体罐(1)内的物体通过循环进管(3)进入均质泵(2)中并被剪切破碎化，再通过循环出管(4)回流至制胶主体罐(1)；s6、再次向主体罐加入水，作为补充主体水，向主体罐加入硼砂，之后进行搅拌。5.根据权利要求4所述的一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备方法，其特征在于：所述的s1中载体水与载体粉的比例为12：1。6.根据权利要求4所述的一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备方法，其特征在于：所述的s4中主体水与水体粉的比例为1.6：1。

技术总结
本发明涉及一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置及方法，包括制胶主体罐与均质泵，制胶主体罐与均质泵之间设置有循环进管与循环出管，制胶主体罐、循环进管、均质泵及循环出管依次连接并形成循环系统，均质泵用于剪切研磨经过均质泵的胶水。本发明提供一种不使用架桥剂和稳定剂的淀粉胶水的制备装置及方法。方法。方法。


技术研发人员：周益夫 陶志峰 田应洪 王波
受保护的技术使用者：浙江三浃包装有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/10/19