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食品級氫氧化鈣生產技術及應用領域
來源:中國粉體技術網 2020-11-24 14:16  點擊:
  氫氧化鈣,又名熟石灰或消石灰,一般呈粉末狀,生產原料十分廣泛,成本低廉,廣泛應用于食品、醫藥、化工及飲水處理等領域。
  
  由于氫氧化鈣的溶解度比氫氧化鈉和氫氧化鉀的小很多,因而其溶液的腐蝕性和堿性也相對較小,所以在食品中可用作酸度調節劑,起緩沖、中和、固化等作用。食品級氫氧化鈣活性比較高,結構比較疏松,純度高,白度較好,雜質含量少,不含PbAs等有害元素。
  
  1、食品級氫氧化鈣生產工藝
  氫氧化鈣是由氧化鈣和水發生化學反應而得,原料石灰石經過清洗,高溫煅燒后得到生石灰(氧化鈣),生石灰生產氫氧化鈣的過程有干法和濕法2種。
  
  (1)氫氧化鈣干法生產工藝
  
  合格的生石灰經鄂式破碎機破碎至40mm左右,經由斗式提升機,送入碎氧化鈣儲存罐,料倉中的石灰經穩流螺旋輸送機或定量稱重系統進入預消石灰攪拌機,在攪拌桿的強烈攪拌下初步消化(根據產量不同可分為單、雙、三軸),然后進入二消石灰攪拌機完成消化過程。消化好的石灰由消石灰提升機和進倉螺旋輸送機輸入消石灰倉,然后由加灰螺旋風分離器得到合格的精消石灰。精消石灰卸入成品消石灰倉,根據用戶需要再進行分包裝。
  干法生產氫氧化鈣是目前常見的加工方式,可實現自動生產,生產過程環保,產量大,質量穩定,生產的氫氧化鈣產品無雜質,活性好等優點,逐步成為主流的加工工藝。
  
  干法工藝生產的氫氧化鈣產品比乳狀氫氧化鈣應用更廣泛,主要用于化工、環保、建筑、食品、醫療等多個域,另外儲存、運輸也比較方便。
  
  (2)氫氧化鈣濕法生產工藝
  
  原料生石灰由裝載機加入料倉中,并由振動加料機均勻加入顎式破碎機中破碎至30-50mm左右,在破碎過程中產生的粉塵由引風機經顎式破碎機上部的除塵罩引至車間外部的脈沖布袋除塵器中除塵,除塵器中的氧化鈣粉每周清理次。
  
  破碎后的生石灰經斗式提升機提升,送入位于消化車間消化機上部的石灰料倉中,生石灰經石灰料倉的下部的插板閥,稱重給料器均勻送入消化機中,同時以灰水比1:3.5的比例向消化機中加水,消化機啟動時15分鐘內可使用熱水罐內加熱至80的熱水(熱水罐的加熱介質為飽和蒸汽),當消化機溫度已經達到90度以上時,可停止熱水罐的熱水改用冷水消化(可用環化下水)。
  
  消化機可使生石灰和水在攪拌槳葉高強度攪拌下進行消化反應,水化成氫氧化鈣乳液。大部分殘渣由消化機出渣口和振動篩中篩分出,殘渣被輸送機送至車間外的渣池,消化過程中產生的水蒸汽由消化機尾部的除塵罩收集排至車間外經水膜除塵器處理后排放,水膜除塵器排水用于消化機尾部洗渣。
  
  經過濾后的粗漿液(約25%)自流進入粗漿池中,由漿泵抽取粗漿池中的漿液送至旋液除渣器,旋液除渣器分離出的不溶性灰渣經振動篩分離后送入車間外渣池。經旋液除渣器處理后的漿液約22%,進入精漿儲罐中加水配制氫氧化鈣含量至20%再由泵抽取送至環化塔,為更好的滿足環化工藝要求,可對精漿儲罐進行加熱使之升溫至65并保溫,加熱介質為飽和蒸汽。
  
  精致氫氧化鈣漿液再次經旋液除渣器處理,然后進入導熱油加熱滾筒連續干燥機進行初步干燥,然后進入噴霧干燥機進行噴霧干燥。將噴霧干燥機進行噴霧干燥后的氫氧化鈣粉末經氣流進入分級機進行篩選分級,分級后的氫氧化鈣經料倉進入包裝車間,包裝機進行包裝,得到濕法食品添加劑氫氧化鈣成品。
  
  氫氧化鈣濕法生產工藝吸收劑利用率高(可大于90%),設備運轉率高,系統工作的可靠性高。
  
  2、氫氧化鈣在食品工業中的應用
  
  (1)氫氧化鈣在鈣劑生產中的應用
  
  市場上的鈣劑有碳酸鈣、檸檬酸鈣、乳酸鈣、葡萄酸鈣等總計近200種。氫氧化鈣作為原料廣泛應用于鈣劑生產工業,其中常見的有葡萄糖酸鈣,在我國目前均采用發酵法生產,其工藝過程為:淀粉經糖化后用黑曲霉發酵,發酵液用石灰乳(氫氧化鈣)中和后經濃縮、結晶、精制得到葡萄糖酸鈣成品。
  
  (2)氫氧化鈣在奶粉生產中的應用
  
  氫氧化鈣在作為酸度調節劑,可使用在乳粉(包括加糖乳粉)和奶油乳粉及其調制產品、嬰幼兒配方食品中,使用量是按生產需要適量使用。因為奶粉尤其是嬰幼兒配方奶粉或食品中含有一定量不同種類的蛋白質,由于蛋白質表面離子化側鏈的存在,蛋白質帶凈電荷,這些側鏈都是可以滴定的,對于每個蛋白都存在一個pH使它的表面凈電荷為零即等電點。在等電點時,蛋白質分子以兩性離子形式存在,其分子凈電荷為零(即正負電荷相等),此時蛋白質分子顆粒在溶液中因沒有相同電荷的相互排斥,分子相互之間的作用力減弱,其顆粒極易碰撞、凝聚而產生沉淀,在乳粉中添加一定量的氫氧化鈣,起到調節乳粉pH以使其在水中溶解時可以分散均勻,且鈣離子也可以起到營養強化的作用。
  
  (3)氫氧化鈣在米豆腐和冰涼粉制作中的應用
  
  采用浸泡好的大米,加水,研磨成米漿,加入熟石灰水攪拌均勻,加熱,攪拌至米漿煮熟,呈濃稠狀態。將熬煮好的米漿倒入模具中,完全冷卻后,就可以用刀切成小塊,米豆腐就制成了。其中熟石灰起到凝固劑的作用。同時也提供鈣元素。冰涼粉的制作過程中,也需要加入熟石灰,同樣,起到凝固劑的作用。
  
  (4)氫氧化鈣在皮蛋制作中的應用
  
  用熟石灰、純堿和草木灰等為原料調成漿狀包裹在蛋的表面,一段時間后,經化學作用就成了能直接食用的皮蛋。蛋白質遇到強堿,逐步變成清水狀,若堿性溶液通過半透膜繼續進入蛋內,堿性繼續增高,堿性蛋白分子開始聚合粘度逐步增大,變成凝膠體,形成皮蛋。如果堿過量,將不利于皮蛋的品質。
  
  (5)氫氧化鈣在魔芋食品生產中的應用
  
  我國民間制作和使用魔芋凝膠食品有2千年的歷史,制作方法魔芋粉中添加3050倍數量的水,攪拌成糊狀,添加魔芋粉5%-7%的氫氧化鈣經混合、凝固而得。在魔芋凝膠食品制作過程中,行業中慣例使用的是氫氧化鈣,因為魔芋食品必須在堿中才能凝固,同時使用氫氧化鈣制造出的魔芋凝膠食品,從凝膠、口味、色澤和經濟性幾方面都優于其他堿,這也是我國自古以來一直使用的堿,且鈣離子還可以被人體吸收。另一方面,制成的魔芋凝膠食品又必須浸泡在液體中保存,因此氫氧化鈣又起到酸度調節劑的作用。在日本,氫氧化鈣也是魔芋食品行業公認使用的堿(酸度調節劑)。
  
  (6)氫氧化鈣在制糖工業中的應用
  
  在制糖過程中要用氫氧化鈣來中和糖漿里的酸,然后再通入二氧化碳使剩余的氫氧化鈣變成沉淀過濾出去,這樣才能減少糖的酸味。還能和蔗糖結合形成蔗糖鹽,故能用于糖蜜脫糖或砂糖精制。
  
  甘蔗渣是制糖工業的副產品,是廉價的粗飼料,但由于其木質化程度高,消化率低,所以不直接做動物飼料。國內外嘗試各種方法處理甘蔗渣,其中堿處理最為有效,用8%氫氧化鈣溶液處理的皮髓質混合蔗渣與菠蘿渣青貯混合物,其體外干物質消化率可達61.53%
  
  (7)氫氧化鈣在其他食品領域的應用
  
  氫氧化鈣作為緩沖劑、中和劑、固化劑,可用于啤酒、干酪和可可制品。因其pH調節和凝固的作用,還可用于醫藥、食品添加劑的合成、高技術生物材料HA的合成、飼料添加劑的VC磷酸脂的合成,及環烷酸鈣、乳酸鈣、檸檬酸鈣、制糖業的添加劑和水處理及其他高檔有機化工的合成。對制備食用肉類半制品,魔芋制品,飲料制品,醫藥灌腸劑等酸度調節劑和鈣源提供有幫助。
  
  國外的氫氧化鈣行業發展較早,其年產量可達到千萬噸以上,以英、美、德為主,日本、韓國等以生產高純度、高白度為主。與國外企業相比,我國食品級氫氧化鈣企業生產能力遠遠不足,高品位產品因技術原因也無法符合國際市場的需求,無論是量還是質都無法和國外企業相比。因此,高起點、高速度發展國內氫氧化鈣企業是非常必要的。隨著中國現在生物領域的技術開發,氫氧化鈣的應用領域將越來越廣泛,尤其食品級氫氧化鈣需求量巨大。
  
  參考資料:[1]徐寶民,鄭淑珍,周君華,.氫氧化鈣在食品工業中的應用[J].中國食品添加劑,2013(01):186-188.
  [2]鄧長征,鄧金營,楊雷.氫氧化鈣的開發與利用[J].廣東化工,2019,46(20):62.

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