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食品级氢氧化钙生产技术及应用领域
来源:中国粉体技术网 2020-11-24 14:16  点击:
  氢氧化钙,又名熟石灰或消石灰,一般呈粉末状,生产原料十分广泛,成本低廉,广泛应用于食品、医药、化工及饮水处理等领域。
  
  由于氢氧化钙的溶解度比氢氧化钠和氢氧化钾的小很多,因而其溶液的腐蚀性和碱性也相对较小,所以在食品中可用作酸度调节剂,起缓冲、中和、固化等作用。食品级氢氧化钙活性比较高,结构比较疏松,纯度高,白度较好,杂质含量少,不含PbAs等有害元素。
  
  1、食品级氢氧化钙生产工艺
  氢氧化钙是由氧化钙和水发生化学反应而得,原料石灰石经过清洗,高温煅烧后得到生石灰(氧化钙),生石灰生产氢氧化钙的过程有干法和湿法2种。
  
  (1)氢氧化钙干法生产工艺
  
  合格的生石灰经鄂式破碎机破碎至40mm左右,经由斗式提升机,送入碎氧化钙储存罐,料仓中的石灰经稳流螺旋输送机或定量称重系统进入预消石灰搅拌机,在搅拌杆的强烈搅拌下初步消化(根据产量不同可分为单、双、三轴),然后进入二消石灰搅拌机完成消化过程。消化好的石灰由消石灰提升机和进仓螺旋输送机输入消石灰仓,然后由加灰螺旋风分离器得到合格的精消石灰。精消石灰卸入成品消石灰仓,根据用户需要再进行分包装。
  干法生产氢氧化钙是目前常见的加工方式,可实现自动生产,生产过程环保,产量大,质量稳定,生产的氢氧化钙产品无杂质,活性好等优点,逐步成为主流的加工工艺。
  
  干法工艺生产的氢氧化钙产品比乳状氢氧化钙应用更广泛,主要用于化工、环保、建筑、食品、医疗等多个域,另外储存、运输也比较方便。
  
  (2)氢氧化钙湿法生产工艺
  
  原料生石灰由装载机加入料仓中,并由振动加料机均匀加入颚式破碎机中破碎至30-50mm左右,在破碎过程中产生的粉尘由引风机经颚式破碎机上部的除尘罩引至车间外部的脉冲布袋除尘器中除尘,除尘器中的氧化钙粉每周清理次。
  
  破碎后的生石灰经斗式提升机提升,送入位于消化车间消化机上部的石灰料仓中,生石灰经石灰料仓的下部的插板阀,称重给料器均匀送入消化机中,同时以灰水比1:3.5的比例向消化机中加水,消化机启动时15分钟内可使用热水罐内加热至80的热水(热水罐的加热介质为饱和蒸汽),当消化机温度已经达到90度以上时,可停止热水罐的热水改用冷水消化(可用环化下水)。
  
  消化机可使生石灰和水在搅拌桨叶高强度搅拌下进行消化反应,水化成氢氧化钙乳液。大部分残渣由消化机出渣口和振动筛中筛分出,残渣被输送机送至车间外的渣池,消化过程中产生的水蒸汽由消化机尾部的除尘罩收集排至车间外经水膜除尘器处理后排放,水膜除尘器排水用于消化机尾部洗渣。
  
  经过滤后的粗浆液(约25%)自流进入粗浆池中,由浆泵抽取粗浆池中的浆液送至旋液除渣器,旋液除渣器分离出的不溶性灰渣经振动筛分离后送入车间外渣池。经旋液除渣器处理后的浆液约22%,进入精浆储罐中加水配制氢氧化钙含量至20%再由泵抽取送至环化塔,为更好的满足环化工艺要求,可对精浆储罐进行加热使之升温至65并保温,加热介质为饱和蒸汽。
  
  精致氢氧化钙浆液再次经旋液除渣器处理,然后进入导热油加热滚筒连续干燥机进行初步干燥,然后进入喷雾干燥机进行喷雾干燥。将喷雾干燥机进行喷雾干燥后的氢氧化钙粉末经气流进入分级机进行筛选分级,分级后的氢氧化钙经料仓进入包装车间,包装机进行包装,得到湿法食品添加剂氢氧化钙成品。
  
  氢氧化钙湿法生产工艺吸收剂利用率高(可大于90%),设备运转率高,系统工作的可靠性高。
  
  2、氢氧化钙在食品工业中的应用
  
  (1)氢氧化钙在钙剂生产中的应用
  
  市场上的钙剂有碳酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙、葡萄酸钙等总计近200种。氢氧化钙作为原料广泛应用于钙剂生产工业,其中常见的有葡萄糖酸钙,在我国目前均采用发酵法生产,其工艺过程为:淀粉经糖化后用黑曲霉发酵,发酵液用石灰乳(氢氧化钙)中和后经浓缩、结晶、精制得到葡萄糖酸钙成品。
  
  (2)氢氧化钙在奶粉生产中的应用
  
  氢氧化钙在作为酸度调节剂,可使用在乳粉(包括加糖乳粉)和奶油乳粉及其调制产品、婴幼儿配方食品中,使用量是按生产需要适量使用。因为奶粉尤其是婴幼儿配方奶粉或食品中含有一定量不同种类的蛋白质,由于蛋白质表面离子化侧链的存在,蛋白质带净电荷,这些侧链都是可以滴定的,对于每个蛋白都存在一个pH使它的表面净电荷为零即等电点。在等电点时,蛋白质分子以两性离子形式存在,其分子净电荷为零(即正负电荷相等),此时蛋白质分子颗粒在溶液中因没有相同电荷的相互排斥,分子相互之间的作用力减弱,其颗粒极易碰撞、凝聚而产生沉淀,在乳粉中添加一定量的氢氧化钙,起到调节乳粉pH以使其在水中溶解时可以分散均匀,且钙离子也可以起到营养强化的作用。
  
  (3)氢氧化钙在米豆腐和冰凉粉制作中的应用
  
  采用浸泡好的大米,加水,研磨成米浆,加入熟石灰水搅拌均匀,加热,搅拌至米浆煮熟,呈浓稠状态。将熬煮好的米浆倒入模具中,完全冷却后,就可以用刀切成小块,米豆腐就制成了。其中熟石灰起到凝固剂的作用。同时也提供钙元素。冰凉粉的制作过程中,也需要加入熟石灰,同样,起到凝固剂的作用。
  
  (4)氢氧化钙在皮蛋制作中的应用
  
  用熟石灰、纯碱和草木灰等为原料调成浆状包裹在蛋的表面,一段时间后,经化学作用就成了能直接食用的皮蛋。蛋白质遇到强碱,逐步变成清水状,若碱性溶液通过半透膜继续进入蛋内,碱性继续增高,碱性蛋白分子开始聚合粘度逐步增大,变成凝胶体,形成皮蛋。如果碱过量,将不利于皮蛋的品质。
  
  (5)氢氧化钙在魔芋食品生产中的应用
  
  我国民间制作和使用魔芋凝胶食品有2千年的历史,制作方法魔芋粉中添加3050倍数量的水,搅拌成糊状,添加魔芋粉5%-7%的氢氧化钙经混合、凝固而得。在魔芋凝胶食品制作过程中,行业中惯例使用的是氢氧化钙,因为魔芋食品必须在碱中才能凝固,同时使用氢氧化钙制造出的魔芋凝胶食品,从凝胶、口味、色泽和经济性几方面都优于其他碱,这也是我国自古以来一直使用的碱,且钙离子还可以被人体吸收。另一方面,制成的魔芋凝胶食品又必须浸泡在液体中保存,因此氢氧化钙又起到酸度调节剂的作用。在日本,氢氧化钙也是魔芋食品行业公认使用的碱(酸度调节剂)。
  
  (6)氢氧化钙在制糖工业中的应用
  
  在制糖过程中要用氢氧化钙来中和糖浆里的酸,然后再通入二氧化碳使剩余的氢氧化钙变成沉淀过滤出去,这样才能减少糖的酸味。还能和蔗糖结合形成蔗糖盐,故能用于糖蜜脱糖或砂糖精制。
  
  甘蔗渣是制糖工业的副产品,是廉价的粗饲料,但由于其木质化程度高,消化率低,所以不直接做动物饲料。国内外尝试各种方法处理甘蔗渣,其中碱处理最为有效,用8%氢氧化钙溶液处理的皮髓质混合蔗渣与菠萝渣青贮混合物,其体外干物质消化率可达61.53%
  
  (7)氢氧化钙在其他食品领域的应用
  
  氢氧化钙作为缓冲剂、中和剂、固化剂,可用于啤酒、干酪和可可制品。因其pH调节和凝固的作用,还可用于医药、食品添加剂的合成、高技术生物材料HA的合成、饲料添加剂的VC磷酸脂的合成,及环烷酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙、制糖业的添加剂和水处理及其他高档有机化工的合成。对制备食用肉类半制品,魔芋制品,饮料制品,医药灌肠剂等酸度调节剂和钙源提供有帮助。
  
  国外的氢氧化钙行业发展较早,其年产量可达到千万吨以上,以英、美、德为主,日本、韩国等以生产高纯度、高白度为主。与国外企业相比,我国食品级氢氧化钙企业生产能力远远不足,高品位产品因技术原因也无法符合国际市场的需求,无论是量还是质都无法和国外企业相比。因此,高起点、高速度发展国内氢氧化钙企业是非常必要的。随着中国现在生物领域的技术开发,氢氧化钙的应用领域将越来越广泛,尤其食品级氢氧化钙需求量巨大。
  
  参考资料:[1]徐宝民,郑淑珍,周君华,.氢氧化钙在食品工业中的应用[J].中国食品添加剂,2013(01):186-188.
  [2]邓长征,邓金营,杨雷.氢氧化钙的开发与利用[J].广东化工,2019,46(20):62.

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