[实用新型]一种强化多糖高聚物改性的机械活化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种搅拌球磨机，具体地说，是一种强化多糖高聚物改性的机械活化反应器。

背景技术

多糖高聚物包括淀粉、木质纤维素、壳聚糖等，多糖高聚物一般都是结晶高聚物，由结晶区和无定形区组成，结晶区的结构特点是羟基在分子内或分子间形成氢键，构成高度结晶的结构，大多数反应试剂只能到达无定形区，而不能到达结晶区，因此要提高多糖结晶高聚物的改性与深加工效率就必须对它们进行活化处理。

机械活化（Mechanical Activation）是一门新兴交叉边缘技术，是指固体物质在摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力作用下，使晶体结构及物化性能发生改变，使部分机械能转变成物质的内能，从而引起固体的化学活性增加，它属于机械（力）化学的范畴。自Peters发表第一篇有关“机械力化学”论文至今40多年的时间里，该技术已广泛应用于制备超微及纳米粉末、纳米复合材料、弥散强化合金结构材料、金属精炼、矿物和废物处理、有机材料的合成等。

搅拌球磨机是一种常被用于例如在液相中粉碎或者分散固体的机械活化反应器，广泛适用于生物、食品、化妆品、医药、陶瓷、材料及农药等行业中。在该类机械活化反应器中，可以是固-固相反应，也可以是液-固相反应。在机械活化反应器的反应过程中，通过磨球、磨球与物料之间的相对运动，产生摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力使多糖高聚物的活化与反应同时进行，一方面机械力的作用可使多糖高聚物的纤维束分裂、颗粒明显细化，晶体结构受到破坏、结晶度下降，晶粒尺寸减小，氢键的能量提高，产生高活性羟基或因分子链断裂而形成高活性的大自由基、有利于其进行改性反应；另一方面机械活化使物质内部产生大量的晶格畸变, 部分机械能转变为化学能储存起来, 使物质处于不稳定的高能状态, 从而也使多糖高聚物的反应活性提高。

然而，传统的搅拌球磨机在强化多糖高聚物改性方面仍存在着很多缺陷：

一是，因涉及对内部物料同时恒温加热控制，常设计为单独内轴搅拌或单独外筒的转动，因此，传统机械活化装置存在动力消耗大，设备庞大及反应速度慢，产能低等缺陷。

二是，搅拌球磨机在运转时，由于大量的研磨球之间的冲击，在球磨过程中球与球之间、球与物料之间相互碰撞能产生热量，可能会造成局部温度升高，导致物料受热不均匀，并容易在加温过程中出现物料粘壁现象，原料损耗也较大，产品质量控制较难。

三是，对于多糖高聚物的固相反应中，由于固相反应不同于液相反应，其反应过程是固体与固体接触，物料之间的混合与接触不充分，物料间的能量交换受到限制，且各固相反应物的晶格是高度有序的，晶格分子的移动较困难，为此必须提高反应温度。而固体物质除金属外，大多是热的不良导体，依靠常规的外加热方式，即依靠在温度梯度推动下的热传导形式向反应物分子提供反应和扩散速度所需的能量，则必须用很高的加热温度才能使反应达到具有实际意义的速度。但有机物常常是不能耐受高温的，在高温条件下易于分解、炭化等，所以长期以来固相合成大多局限于无机材料的高温烧结，对多糖高聚物的高温加热必需解决高温糊化粘壁现象，必需使物料与加热体间时时处于表面更新状态。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种物料反应均匀，原料损耗小，产品质量高，反应物料时时处于表面更新状态的强化多糖高聚物改性的机械活化反应器。

为了实现上述发明目的，本实用新型的技术方案如下：

一种强化多糖高聚物改性的机械活化反应器，外筒体为卧式结构，外筒体内部设有研磨内筒，减速机Ⅰ通过联轴器与搅拌轴连接，搅拌轴穿过外筒体端盖上的通孔插入到研磨内筒中，搅拌轴通过两端的轴承座固定在外筒体的两端；所述的研磨内筒外侧设有夹套，外筒体上设有物料进出口，物料进出口与研磨内筒相通，研磨内筒中设有研磨球，所述的搅拌轴上装有桨叶和刮料螺带，所述的桨叶交错安装在搅拌轴上；所述的刮料螺带安装在搅拌轴上。

作为进一步改进，所述的刮料螺带的最外端与研磨内筒的内壁间隔1-2mm。

作为进一步改进，所述的外筒体与驱动装置相连，所述的驱动装置包括减速机Ⅱ和安装在外筒体上的齿轮组；所述的减速机通过与齿轮组啮合相连控制外筒体的转动。

作为进一步改进，所述的外筒体外圈设有托轮。

作为进一步改进，所述的夹套内设有加热装置及温度控制器。

作为进一步改进，所述的加热装置包括加热介质及加热器。

优选的，所述的加热介质为导热油或蒸汽；所述的加热器为电加热器。

作为进一步改进，所述的外筒体一端的端盖上设有抽气口。