食品添加劑明礬生產新工藝分析

岳旭

吉林省輕工業設計研究院 吉林長春 130000

明礬是當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的過程當中，主要為鋁礬土法以及甲明礬十法，其中在具體的是生產過程當中，會更多的應用鋁礬土法，鋁釩土法在具體的開展過程當中，主要會將相應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，由此會致使明礬產品及自身所具有的重金屬含量嚴重超標。當前顯現社會在發展過程當中更加注重食品安全，而國家在發展中，對當前食品添加劑所具有的管理予以更加嚴格化的發展與分析，因此在食品添加劑的管理過程當中，相應的要求大幅度提升，對于重金屬等諸多指標擁有著更為嚴格化的要求。如何對明礬產品所存在的重金屬含量予以下降，是當前明礬產品在生產過程當中，其企業所需要研究的重點問題。由此，文章在研究過程當中將氫氧化鋁作為相應的原料，通過與硫酸鉀以及相應的硫酸進行直接性的反應，對相應的明礬產品予以制取，而該種創新性的方法，能夠從源頭角度而言，對重金屬含量超標的問題予以解決，使相應的產品所存在的重金屬含量大幅度的下降，而新工藝在應用過程當中，與傳統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，使整體生產過程當中并不會產生廢渣，因此具有高度的環保性。

1 對傳統明礬制造工藝進行分析

傳統工藝在具體的制造明礬過程當中，主要會將鋁土礦以及相應的硫酸進行反應，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量的硫酸鉀，由此以蒸汽加熱的反應方式進行濃縮，而經過冷卻期結晶，之后便可獲得明礬，該種方法在應用過程當中屬于較為常見的使用方式，但在應用過程當中具備以下缺點。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品在構建過程當中，其重金屬含量嚴重超標，并且相應的產品在生產之后會存在著發黃、發綠的現實特點。第二，硫酸鋁以及相應的硫酸鉀反應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中，所具有的環境節約性相對較低，不利于整體環境的優化。第三，在鋁土礦以及相應的硫酸反應之后，會出現礦渣，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濟性以及可持續發展性大幅度地降低[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

氫氧化鋁在應用過程當中，由于其整體重金屬含量與傳統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質材料。目前，我國在具體的生產過程當中，以氫氧化鋁以及相應的硫酸進行反應，從而生產出無鐵硫酸鋁的工藝，已經能夠在工業中得到廣泛的應用，整體工藝具有高度的成熟性，所生產的硫酸鋁所具有的各項重點金重金屬指標與鋁土礦所生產的硫酸鋁產品而言，其整體含量相對較低，而明礬所具有的化學合成法，便是以硫酸鋁與硫酸鉀進行綜合性的反應，而后以沉淀與結晶、破碎等諸多工序得到相應的明礬產品，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中進行綜合性的應用。

2.2 對工藝過程進行分析

在此次研究過程當中，所使用的改進方法是將氫氧化鋁進行應用，并且對鋁土礦進行替代，同時與傳統工藝相比，其整體反應流程相對較短，不需要先制得相應的硫酸鋁溶液，與相應的硫酸鉀進行反應，在具體的使用過程當中會將可以與硫酸加以直接的反應模式，開展相應的明礬制作工作。在具體的生產過程當中可以先加水，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

在此次研究過程當中，取容量為10立方米的搪瓷反應鍋，并在此鍋中加入4立方米的水，投入1.2噸的工業氫氧化鋁，并且投入1.15噸的硫酸鉀對其進行綜合性的攪拌。在此次研究過程當中，加入1.3立方米質量分數達到98%的濃硫酸，同時對其進行有效的壓封，進行反應放熱，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晶桶之內進行自然冷卻，當其冷卻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，由此得到相應的成品。

2.4 對實施成果進行展示

在此次研究過程當中，通過對包裝后的產品開展相應的抽樣工作，在此次研究過程當中通過相應的標準進行具體的檢驗，并且將具體的產品與鋁土礦作為原料所生產的明礬產品進行綜合性的分析，可以得出具體的實驗結果。通過實驗結果觀察可以發現，通過氫氧化鋁作為原料所得到的明礬產品在具體的檢查過程當中，其整體重金屬含量與國家標準相比較低，并且與鋁土礦作為原料所生產的明礬產品相比，其整體優質性相對較高，而在具體的生產過程當中，其他產品也能夠與各類國家標準相符合，在生產后其產品具有純白透亮的外觀特點，而由鋁土礦作為原料所生產的產品，其自身整體具有發黃、發綠的現實特征，通過具體的實際檢測，可發現其鐵質量分數達到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的明礬產品相比相對較低[2]。

2.5 對成本進行核算

在此次研究過程當中，以某地區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，在采購中可以發現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過程當中，傳統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的原材料，其成本為1286元每噸，而由此可證在新材料的應用過程當中，該種方式與傳統的工藝相比整體生產成本會有所增加，但增加幅度相對較低。但其整體產品所具有的綜合質量大幅度的提升，同時也防止由于礦渣產生而導致的各類環境保護問題。此外，在具體的生產過程當中，其整體生產流程大幅度的縮短，由此也使得整體生產過程當中所存在的客觀時間成本以及人工成本得到有效地降低，并且對設備進行維護的成本，在此過程當中也得到了有所下降。由此，綜合其各項效益而言，應用新型工藝制造明礬所具有的綜合效益與原材料生產所產生的效益相比相對較高，并且，其應用優勢大于其成本升高所帶來的現實弊端。

3 將新工藝與傳統的明礬生產工藝進行綜合性的比較

在此次研究過程當中，將新工業生產與傳統工藝生產的整體流程進行綜合性的比較，對新工藝所存在的現實優勢進行綜合性的分析，由此在二者比較之后，所形成的比較結果可由以下予以顯示[3]。

3.1 重金屬指標得到了有效地控制

在傳統的鋁土礦生產工藝應用過程當中，鋁土礦所具有的重金屬含量相對較高，由此導致明礬產品在具體的生產后期，自身所具有的重金屬含量存在嚴重的超標問題，通過新工藝所生產的明礬，由于應用氫氧化鋁對鋁土礦進行代替，因此其所生產的產品的重金屬指標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用過程當中，其整體安全性大幅度的提升。

3.2 產品白度得到有效提升

傳統工藝在應用過程當中，由于鋁土礦內所具有的鐵含量相對較高，因此在進行明礬的制造過程當中，其整體產品會呈現出發綠、發黃的現實顏色狀態。而新工藝在具體的制造過程當中，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品所具有的外觀產生較為突出的現實改進。

3.3 使得生產流程得以縮短

傳統工藝在具體的制造過程當中，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，以此獲得相應的明礬產品。新工藝在具體的生產過程當中，僅用一步反應便可對明礬產品予以獲取，由此使得整體生產流程所具有的反應時間大幅度的縮短，使得生產效率得到了有效地提升，并且在設備的應用過程當中，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工藝的1/3。此外，在具體的是生產過程當中，整體工藝的流程得到大幅度的縮管，而由此也使得生產過程當中所需要的人工成本得到有效地降低。根據實際的研究可以發現，在具體的新工藝應用過程當中，僅需要員工1/2的人員，并可完成整體生產工作。由此，使得人員所帶來的成本消耗大幅度的下降。

3.4 生產能耗得到有效地降低

傳統工藝在具體的生產過程當中，兩步反應均需要對蒸汽予以應用，而對于濃縮流程而言，對于蒸汽的消耗量相對較大，在新工藝的應用過程當中，會充分的對硫酸稀釋熱以及相應的硫酸與氫氧化鋁的綜合反應熱，以封壓的方式能夠得到相應的反應壓力，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，在生產過程當中不會產生礦渣，在具體的傳統工藝生產過程當中，由于整體反應會存在礦渣，因此相應礦渣處理工作同樣會具有一定程度的環境負面影響，而在新工藝的生產過程當中，由于并不會產生礦渣，因此能夠實現整體產品的綠色化生產，對傳統鋁土礦礦渣難以處理的現狀進行綜合性的改善。此外，新工藝在生產過程當中，就其整體而言，其生產成本并沒有得到過多的增加，但綜合其整體經濟效益而言，其整體價值與原材料相比更為優質，同時能夠獲得更為優質的經濟效益[4]。

4 結語

與傳統的鋁土礦法相比，應用氫氧化鋁對明礬進行生產擁有了諸多優勢，在具體的生產過程當中，鋁土礦法為原料會由于其自身原料的特性，而使產品重金屬含量嚴重超標。以氫氧化鋁生產明礬，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。鋁土礦方法的生產過程當中，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來獲得相應的明礬，但應用氫氧化鋁僅一步便可以制得明礬，使生產流程大幅度的縮短，使整體生產效率得以有效地提高，并且在具體的應用過程當中，能夠對傳統生產方式所存在的發黃、發綠問題予以解決，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用，也并不會產生礦渣，因此就其環保以及能耗角度而言，具有較高的應用價值。

綜上所述，在明礬進行食品添加劑的使用過程當中，需要確保明礬產品所具有的重金屬指標能夠與國家現行的各項標準相符。由而傳統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用，并會對人體的現實健康產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，以及生產的明礬產品所存在的重金屬含量進行綜合性的探究，而此次研究結果表明，充分地將氫氧化鋁代替鋁礦進行明礬的綜合生產，具有的更為環保高效經濟的特點。通過該種方式所制取的明礬，其整體重金屬含量相對較低，能夠與當前國家的各項規范要求相符。由此可證，在進行食品添加劑明礬的生產過程當中，需要充分的對氫氧化鋁法進行有效的應用，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的工藝得到有效的創新。