食品添加劑明礬生產(chǎn)新工藝分析

岳旭

吉林省輕工業(yè)設(shè)計研究院 吉林長春 130000

明礬是當(dāng)前我國食品添加劑中較為常見的一種，目前我國在對明礬進行生產(chǎn)的過程當(dāng)中，主要為鋁礬土法以及甲明礬十法，其中在具體的是生產(chǎn)過程當(dāng)中，會更多的應(yīng)用鋁礬土法，鋁釩土法在具體的開展過程當(dāng)中，主要會將相應(yīng)的鋁土礦作為其主要的原料，但由于其原料鋁土礦制中所具有的重金屬含量相對偏高，由此會致使明礬產(chǎn)品及自身所具有的重金屬含量嚴重超標(biāo)。當(dāng)前顯現(xiàn)社會在發(fā)展過程當(dāng)中更加注重食品安全，而國家在發(fā)展中，對當(dāng)前食品添加劑所具有的管理予以更加嚴格化的發(fā)展與分析，因此在食品添加劑的管理過程當(dāng)中，相應(yīng)的要求大幅度提升，對于重金屬等諸多指標(biāo)擁有著更為嚴格化的要求。如何對明礬產(chǎn)品所存在的重金屬含量予以下降，是當(dāng)前明礬產(chǎn)品在生產(chǎn)過程當(dāng)中，其企業(yè)所需要研究的重點問題。由此，文章在研究過程當(dāng)中將氫氧化鋁作為相應(yīng)的原料，通過與硫酸鉀以及相應(yīng)的硫酸進行直接性的反應(yīng)，對相應(yīng)的明礬產(chǎn)品予以制取，而該種創(chuàng)新性的方法，能夠從源頭角度而言，對重金屬含量超標(biāo)的問題予以解決，使相應(yīng)的產(chǎn)品所存在的重金屬含量大幅度的下降，而新工藝在應(yīng)用過程當(dāng)中，與傳統(tǒng)的明礬制造工藝相比，其工藝流程相對較短，并且能夠大幅度地降低能耗，使整體生產(chǎn)過程當(dāng)中并不會產(chǎn)生廢渣，因此具有高度的環(huán)保性。

1 對傳統(tǒng)明礬制造工藝進行分析

傳統(tǒng)工藝在具體的制造明礬過程當(dāng)中，主要會將鋁土礦以及相應(yīng)的硫酸進行反應(yīng)，通過壓力所得到的液體硫酸鋁，并且在液體硫酸鋁之中加入一定數(shù)量的硫酸鉀，由此以蒸汽加熱的反應(yīng)方式進行濃縮，而經(jīng)過冷卻期結(jié)晶，之后便可獲得明礬，該種方法在應(yīng)用過程當(dāng)中屬于較為常見的使用方式，但在應(yīng)用過程當(dāng)中具備以下缺點。其一，由于原料鋁土礦其自身所具有的重金屬含量以及含鐵量相對較高，由此使得整體明礬產(chǎn)品在構(gòu)建過程當(dāng)中，其重金屬含量嚴重超標(biāo)，并且相應(yīng)的產(chǎn)品在生產(chǎn)之后會存在著發(fā)黃、發(fā)綠的現(xiàn)實特點。第二，硫酸鋁以及相應(yīng)的硫酸鉀反應(yīng)濃縮過程中會具有較大的能耗，由此也會使得整體流程在具體的開展過程當(dāng)中，所具有的環(huán)境節(jié)約性相對較低，不利于整體環(huán)境的優(yōu)化。第三，在鋁土礦以及相應(yīng)的硫酸反應(yīng)之后，會出現(xiàn)礦渣，而對礦渣進行處理，同樣會對成本予以消耗，由此使整體明礬制造工作所具有的經(jīng)濟性以及可持續(xù)發(fā)展性大幅度地降低[1]。

2 對改進工藝進行分析

2.1 對改進工藝的可行性進行分析

氫氧化鋁在應(yīng)用過程當(dāng)中，由于其整體重金屬含量與傳統(tǒng)的鋁土礦相比相對較低，同時其鐵含量也相對較低，因此在一定程度上能夠成為對鋁土礦予以替代的優(yōu)質(zhì)材料。目前，我國在具體的生產(chǎn)過程當(dāng)中，以氫氧化鋁以及相應(yīng)的硫酸進行反應(yīng)，從而生產(chǎn)出無鐵硫酸鋁的工藝，已經(jīng)能夠在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，整體工藝具有高度的成熟性，所生產(chǎn)的硫酸鋁所具有的各項重點金重金屬指標(biāo)與鋁土礦所生產(chǎn)的硫酸鋁產(chǎn)品而言，其整體含量相對較低，而明礬所具有的化學(xué)合成法，便是以硫酸鋁與硫酸鉀進行綜合性的反應(yīng)，而后以沉淀與結(jié)晶、破碎等諸多工序得到相應(yīng)的明礬產(chǎn)品，因此使用氫氧化鋁對鋁土礦進行替代，就其可行性而言相對較高，可以在具體在明礬生產(chǎn)中進行綜合性的應(yīng)用。

2.2 對工藝過程進行分析

在此次研究過程當(dāng)中，所使用的改進方法是將氫氧化鋁進行應(yīng)用，并且對鋁土礦進行替代，同時與傳統(tǒng)工藝相比，其整體反應(yīng)流程相對較短，不需要先制得相應(yīng)的硫酸鋁溶液，與相應(yīng)的硫酸鉀進行反應(yīng)，在具體的使用過程當(dāng)中會將可以與硫酸加以直接的反應(yīng)模式，開展相應(yīng)的明礬制作工作。在具體的生產(chǎn)過程當(dāng)中可以先加水，而后將氫氧化鋁以及硫酸鉀進行加入，而后加入硫酸，將其封閉，待其完全冷卻之后便對其進行結(jié)晶與破碎，而后以包裝入庫的方式完成整體加工工作。

2.3 對實施實例進行詳細地分析

在此次研究過程當(dāng)中，取容量為10立方米的搪瓷反應(yīng)鍋，并在此鍋中加入4立方米的水，投入1.2噸的工業(yè)氫氧化鋁，并且投入1.15噸的硫酸鉀對其進行綜合性的攪拌。在此次研究過程當(dāng)中，加入1.3立方米質(zhì)量分數(shù)達到98%的濃硫酸，同時對其進行有效的壓封，進行反應(yīng)放熱，對整體壓力進行控制，使其達到0.3MPa，而后將氫氧化鋁放入到整體結(jié)晶桶之內(nèi)進行自然冷卻，當(dāng)其冷卻15～20天后，可將其進行清洗并且進行曬干，而后開展破碎工作，最后進行包裝，由此得到相應(yīng)的成品。

2.4 對實施成果進行展示

在此次研究過程當(dāng)中，通過對包裝后的產(chǎn)品開展相應(yīng)的抽樣工作，在此次研究過程當(dāng)中通過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進行具體的檢驗，并且將具體的產(chǎn)品與鋁土礦作為原料所生產(chǎn)的明礬產(chǎn)品進行綜合性的分析，可以得出具體的實驗結(jié)果。通過實驗結(jié)果觀察可以發(fā)現(xiàn)，通過氫氧化鋁作為原料所得到的明礬產(chǎn)品在具體的檢查過程當(dāng)中，其整體重金屬含量與國家標(biāo)準(zhǔn)相比較低，并且與鋁土礦作為原料所生產(chǎn)的明礬產(chǎn)品相比，其整體優(yōu)質(zhì)性相對較高，而在具體的生產(chǎn)過程當(dāng)中，其他產(chǎn)品也能夠與各類國家標(biāo)準(zhǔn)相符合，在生產(chǎn)后其產(chǎn)品具有純白透亮的外觀特點，而由鋁土礦作為原料所生產(chǎn)的產(chǎn)品，其自身整體具有發(fā)黃、發(fā)綠的現(xiàn)實特征，通過具體的實際檢測，可發(fā)現(xiàn)其鐵質(zhì)量分數(shù)達到3.5×10-5，以氫氧化鋁所制成的明礬及整體含鐵量與鋁土礦所有原料所生產(chǎn)的明礬產(chǎn)品相比相對較低[2]。

2.5 對成本進行核算

在此次研究過程當(dāng)中，以某地區(qū)原材料的市場價格為例，98%濃度的硫酸其整體價格為每噸460元，而40%鋁土礦所具有的價格達到每噸330元，在采購中可以發(fā)現(xiàn)硫酸鉀的價格每噸達到3800元，氫氧化鋁所具有的價格每噸達到1900元，在制作中，飽和蒸汽的價格可將其分解計算，并可估算為每噸186元，而新、舊工藝在進行明礬生產(chǎn)過程當(dāng)中，傳統(tǒng)工藝所具有的原材料成本為1261元每噸，通過氫氧化鋁新工藝所生產(chǎn)的原材料，其成本為1286元每噸，而由此可證在新材料的應(yīng)用過程當(dāng)中，該種方式與傳統(tǒng)的工藝相比整體生產(chǎn)成本會有所增加，但增加幅度相對較低。但其整體產(chǎn)品所具有的綜合質(zhì)量大幅度的提升，同時也防止由于礦渣產(chǎn)生而導(dǎo)致的各類環(huán)境保護問題。此外，在具體的生產(chǎn)過程當(dāng)中，其整體生產(chǎn)流程大幅度的縮短，由此也使得整體生產(chǎn)過程當(dāng)中所存在的客觀時間成本以及人工成本得到有效地降低，并且對設(shè)備進行維護的成本，在此過程當(dāng)中也得到了有所下降。由此，綜合其各項效益而言，應(yīng)用新型工藝制造明礬所具有的綜合效益與原材料生產(chǎn)所產(chǎn)生的效益相比相對較高，并且，其應(yīng)用優(yōu)勢大于其成本升高所帶來的現(xiàn)實弊端。

3 將新工藝與傳統(tǒng)的明礬生產(chǎn)工藝進行綜合性的比較

在此次研究過程當(dāng)中，將新工業(yè)生產(chǎn)與傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的整體流程進行綜合性的比較，對新工藝所存在的現(xiàn)實優(yōu)勢進行綜合性的分析，由此在二者比較之后，所形成的比較結(jié)果可由以下予以顯示[3]。

3.1 重金屬指標(biāo)得到了有效地控制

在傳統(tǒng)的鋁土礦生產(chǎn)工藝應(yīng)用過程當(dāng)中，鋁土礦所具有的重金屬含量相對較高，由此導(dǎo)致明礬產(chǎn)品在具體的生產(chǎn)后期，自身所具有的重金屬含量存在嚴重的超標(biāo)問題，通過新工藝所生產(chǎn)的明礬，由于應(yīng)用氫氧化鋁對鋁土礦進行代替，因此其所生產(chǎn)的產(chǎn)品的重金屬指標(biāo)得到了綜合性的控制。此時的明礬在作為食品添加劑進行應(yīng)用過程當(dāng)中，其整體安全性大幅度的提升。

3.2 產(chǎn)品白度得到有效提升

傳統(tǒng)工藝在應(yīng)用過程當(dāng)中，由于鋁土礦內(nèi)所具有的鐵含量相對較高，因此在進行明礬的制造過程當(dāng)中，其整體產(chǎn)品會呈現(xiàn)出發(fā)綠、發(fā)黃的現(xiàn)實顏色狀態(tài)。而新工藝在具體的制造過程當(dāng)中，會以氫氧化鋁作為其整體原料，能夠在一定程度上對明礬產(chǎn)品所具有的外觀產(chǎn)生較為突出的現(xiàn)實改進。

3.3 使得生產(chǎn)流程得以縮短

傳統(tǒng)工藝在具體的制造過程當(dāng)中，需要對整體硫酸鋁溶液予以先行制得，而后與硫酸鉀進行綜合性的反應(yīng)，以此獲得相應(yīng)的明礬產(chǎn)品。新工藝在具體的生產(chǎn)過程當(dāng)中，僅用一步反應(yīng)便可對明礬產(chǎn)品予以獲取，由此使得整體生產(chǎn)流程所具有的反應(yīng)時間大幅度的縮短，使得生產(chǎn)效率得到了有效地提升，并且在設(shè)備的應(yīng)用過程當(dāng)中，其整體投資幅度得到了有效地降低。就估算而言，其整體投資僅為傳統(tǒng)工藝的1/3。此外，在具體的是生產(chǎn)過程當(dāng)中，整體工藝的流程得到大幅度的縮管，而由此也使得生產(chǎn)過程當(dāng)中所需要的人工成本得到有效地降低。根據(jù)實際的研究可以發(fā)現(xiàn)，在具體的新工藝應(yīng)用過程當(dāng)中，僅需要員工1/2的人員，并可完成整體生產(chǎn)工作。由此，使得人員所帶來的成本消耗大幅度的下降。

3.4 生產(chǎn)能耗得到有效地降低

傳統(tǒng)工藝在具體的生產(chǎn)過程當(dāng)中，兩步反應(yīng)均需要對蒸汽予以應(yīng)用，而對于濃縮流程而言，對于蒸汽的消耗量相對較大，在新工藝的應(yīng)用過程當(dāng)中，會充分的對硫酸稀釋熱以及相應(yīng)的硫酸與氫氧化鋁的綜合反應(yīng)熱，以封壓的方式能夠得到相應(yīng)的反應(yīng)壓力，由此并不需要再進行熱外熱源的加入，使得由蒸汽消耗所導(dǎo)致的能源消耗問題得到有效的下降，并且在一定程度上對能耗成本進行有效地降低。第五，在生產(chǎn)過程當(dāng)中不會產(chǎn)生礦渣，在具體的傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)過程當(dāng)中，由于整體反應(yīng)會存在礦渣，因此相應(yīng)礦渣處理工作同樣會具有一定程度的環(huán)境負面影響，而在新工藝的生產(chǎn)過程當(dāng)中，由于并不會產(chǎn)生礦渣，因此能夠?qū)崿F(xiàn)整體產(chǎn)品的綠色化生產(chǎn)，對傳統(tǒng)鋁土礦礦渣難以處理的現(xiàn)狀進行綜合性的改善。此外，新工藝在生產(chǎn)過程當(dāng)中，就其整體而言，其生產(chǎn)成本并沒有得到過多的增加，但綜合其整體經(jīng)濟效益而言，其整體價值與原材料相比更為優(yōu)質(zhì)，同時能夠獲得更為優(yōu)質(zhì)的經(jīng)濟效益[4]。

4 結(jié)語

與傳統(tǒng)的鋁土礦法相比，應(yīng)用氫氧化鋁對明礬進行生產(chǎn)擁有了諸多優(yōu)勢，在具體的生產(chǎn)過程當(dāng)中，鋁土礦法為原料會由于其自身原料的特性，而使產(chǎn)品重金屬含量嚴重超標(biāo)。以氫氧化鋁生產(chǎn)明礬，能夠進一步是鋁土礦被氫氧化鋁所替代，由此對金屬指標(biāo)進行有效地控制，確保食品添加劑具有高度的安全性。鋁土礦方法的生產(chǎn)過程當(dāng)中，其整體流程相對較長，同時需要對硫酸鋁溶液欲先行制取，而后與硫酸鉀進行反應(yīng)來獲得相應(yīng)的明礬，但應(yīng)用氫氧化鋁僅一步便可以制得明礬，使生產(chǎn)流程大幅度的縮短，使整體生產(chǎn)效率得以有效地提高，并且在具體的應(yīng)用過程當(dāng)中，能夠?qū)鹘y(tǒng)生產(chǎn)方式所存在的發(fā)黃、發(fā)綠問題予以解決，對其外觀進行有效的改進。同時，由于其并不需要對蒸汽進行應(yīng)用，也并不會產(chǎn)生礦渣，因此就其環(huán)保以及能耗角度而言，具有較高的應(yīng)用價值。

綜上所述，在明礬進行食品添加劑的使用過程當(dāng)中，需要確保明礬產(chǎn)品所具有的重金屬指標(biāo)能夠與國家現(xiàn)行的各項標(biāo)準(zhǔn)相符。由而傳統(tǒng)的鋁土礦制造方式所獲得的明礬，其重金屬含量相對較高，如若將其在食品添加劑中進行綜合性的應(yīng)用，并會對人體的現(xiàn)實健康產(chǎn)生一定程度的負面影響，文章對氫氧化鋁法對明礬制備所具有的可行性，以及生產(chǎn)的明礬產(chǎn)品所存在的重金屬含量進行綜合性的探究，而此次研究結(jié)果表明，充分地將氫氧化鋁代替鋁礦進行明礬的綜合生產(chǎn)，具有的更為環(huán)保高效經(jīng)濟的特點。通過該種方式所制取的明礬，其整體重金屬含量相對較低，能夠與當(dāng)前國家的各項規(guī)范要求相符。由此可證，在進行食品添加劑明礬的生產(chǎn)過程當(dāng)中，需要充分的對氫氧化鋁法進行有效的應(yīng)用，并且對該種方式進行有效的推廣，以此使我國明礬制造行業(yè)的工藝得到有效的創(chuàng)新。