以天然卤水为原料生产食品级小苏打的探讨

1、以天然卤水为原料生产食品级小苏打的探讨 摘要我国有丰富的盐卤自然资源，用天然卤水 直接法生产出来的小苏打，能达到规定要求，且该法是工艺 简单、生产成本低的经济、可行的盐卤水利用方法，同时开 发盐卤水资源可以产生可观的经济效益。 关键词天然卤水；原料；食品级小苏打 作者简介张衡丰，衡阳市海联盐卤化工有限公司， 湖南衡阳， 421001 中图分类号 TQ114.17 文献标识码 A 文章 编号 1007-7723 （2008） 10-0035-0003 笔者通过对正交实验原理的分析，利用天然的卤水和 碳酸氢铵直接生产小苏打的工艺进行改进，达到了食品级的 要求，而且工业试验也获得非常理想的结果。 一

2、、试验部分 （一）卤水法生产原理 以天然卤水为原料生产小苏打，是将卤水与农用碳酸 氢铵进行复分解反应，利用碳酸氢钠的溶解度较小直接从溶 液中析出。反应原理如下： NaCl + NH4HCO3 = NaHCO3 + NH4Cl 离心分离出湿重碱 （含水的 NaHCO3） ，经水洗、离心 分离、气流干燥、流化床冷却包装即可出厂，生产工艺流程 见图 1。 （二）试验方法 从反应过程来看，影响小苏打产出率和产品质量的主 要因素有： A（卤水与碳铵的配比）、B （反应温度）、C（反应 时间） 。参考现有生产情况每个因素各选取 3 个水平，设计 正交实验表，见表 1。 根据表 1 的条件设定，按照正交表

3、L9（33） 进行组合条 件实验。 按试验设计方案共进行了 9 次试验，对每个因素的每 个水平 （位级 ） 进行了 3 次组合试验，每次实验取卤水 300mL ，升温至指定温度， 搅拌， 在规定时间内缓慢加入计 量好的碳酸氢铵，加完后自然降温至25C，离心分离（或抽 滤） ，固体物洗涤干燥得到小苏打产品，母液收集用于回收 氯化铵。 二、试验结果与讨论 （一）影响小苏打回收率的因素 通过正交实验对生产条件进行摸索，试验结果表明， 回收率与工艺条件有关，其关系见表2。 从表 2 中直接看，序号 2、5 试验回收率最高，从计算 结果看， A2 、 B2、 C2 对应的平均回收率分别为 :88.333

4、 %、 89.333 %、87.667 % ，这 3 个因素对应的具体条件为 :卤水碳 铵比1 m3 : 0. 36 t、反应温度37.5 C、反应时间1.5h，即 为 3 因素的最佳搭配。 从极差 R 看： RB 最大， RA 次之， RC 更小。由此 可知， A 、 B 对回收率影响较大，是主要因素，对应于温度 的 3 个水平回收率极差最大。因此，温度是一个关键因素， 过高会导致碳酸氢铵的分解，过低则反应进行不完全，而且 会导致小苏打颗粒细小， 影响小苏打的应用性能。 而 C 影响 相对较小，生产中应尽可能缩短反应时间，因此，本试验采 用反应时间 1.5h 较合适。同时由于卤水与碳铵配比对

5、回收率 影响较小，应尽可能采用较小的配比，可以节省碳铵。 综合考虑正交实验结果，根据产品回收率与各条件的 关系得出的最佳工艺条件为：卤水与碳铵比（m3 : t）为1 : （0.40.36）、反应温度3537.5 C、反应时间11.5h。 （二）最佳工艺条件验证 1.试验验证 根据正交试验结果，对最佳工艺条件组合进行适当调 整后，选取最佳条件 A2B2C2 进行试验验证，试验结果见表 3。 从表 3 可以看出，在所选最佳条件 （A2B2C2） 下平均 回收率为89.6%，产品总碱度（NaHC03%）在99.0% 100.5%之间，均达到食品级的要求。实验结果理想。 2.工业生产实验 将实验得出的

6、最佳工艺条件应用于工业生产，并对生 产进行跟踪监测，共 7 批次产品，平均回收率达到 82% ， 各批产品取样进行了测定，部分数据如表 4 所示。 工业生产试验结果表明，本工艺生产的小苏打，经检 测各项指标均能达到国家的各项质量指标 : NaHCO3 的总碱 量（以 Na2CO3 计） 99. 0 %，砷（As）含量w 0.0001%，重 金属（以Pb计）含量w 0.005%，干烧失量w 0.20% , pH值 w 8.6，铵盐和澄清度也都符合国家标准。 三、结语 本文根据现有以天然卤水为原料生产小苏打的工艺条 件，采用正试验法对工艺条件进行优化。 最佳工艺条件为 : 卤 水与碳铵比(m3 : t )1 : ( 0.40.36)、反应温度3537.5 C、 反应时间11.5 h。在此条件下工业化生产，碳铵的转化率 8