将二氧化碳制成食品级的技术调研

1、将二氧化碳制成食品级的技术调研摘要：二氧化碳在食品方面的应用前景非常广阔。文章介绍了食品级二氧化碳的三种典型生产工艺和国内外的产品质量标准，并对食品级二氧化碳的市场前景进行了分析和经济技术论证。关键词：二氧化碳生产工艺市场1引言二氧化碳在食品方面的主要应用为碳酸饮料、烟丝膨化、食品保鲜等领域。二氧化碳在碳酸饮料中的作用是可以增加口感、解渴、促进消化和帮助解除疲劳的功效。据统计每吨碳酸饮料对食品级二氧化碳的需求量约为0.0150.02t。二氧化碳用于烟丝膨化的处理则可使烟丝节省5%并可提高烟丝质量。据统计每10万箱香烟，其烟丝膨化时，需3000t左右二氧化碳。在食品保鲜领域，近年来国际上广泛使用

2、二氧化碳气调、干冰速冻、液体二氧化碳的保鲜。该方法能控制好气体成分，保持适当低温，使水果、蔬菜获得良好的贮存效果。食品二氧化碳还可作为贮存粮食的杀虫熏蒸剂。食品级二氧化碳的市场应用前景非常广阔。2食品级二氧化碳的生产工艺1-3二氧化碳来源广泛，含量和杂质各不相同。为保证产品质量和经济效益，形成了不同的工艺路线。一般包括提浓、加压、净化、液化、提纯工艺。2.1 二氧化碳的提浓二氧化碳浓度在10%-40%压力为常压的气源，比如石灰窑气、烟道气、水泥窑气等，通常称为低分压二氧化碳，目前一般采用湿法回收工艺（如活化MEA热钾碱等），首先将二氧化碳浓度提高到98%上。化肥厂PSA脱碳尾气、湿法脱碳（如P

3、C脱碳、低温甲醇洗）闪蒸气中，二氧化碳含量只有70%-85%这类气源作为原料生产液体二氧化碳，理论上讲可以采用直接加压液化工艺，也可以采用将二氧化碳提浓后再加压液化。后者更为先进合理、更有经济效益。以酒精发酵尾气、化工厂湿法脱碳解析气为原料生产液体二氧化碳，由于气源中二氧化碳含量高（一般高于97%）,就无须提浓工艺。2.2 二氧化碳的净化净化工艺主要脱除含硫杂质、烧类、水等。采用氧化铁系常温脱硫剂、水解转化型脱硫、特种活性炭等常温使用型脱硫剂，脱除原料气中的硫，使原料气中的硫达到0.1X10-6以下。当气源中含有C2或C3烧类且含量大于30X10-6时，脱硫后的气体再进入脱烧单元，利用贵金的脱

4、烧催化剂在床层反应温度约320350c的况下进行催化反应，脱除G、C3煌类。当总煌量不太高时，可不设置脱烧单元。也可采用PTSA变温变压吸附法，除去气源中的、高烧、苯等杂质，减少装置生产运行成本。2.3二氧化碳的液化2.3.1二氧化碳的液化原理二氧化碳在不同的温度和压力下存在液、固、气三相，分析二氧化碳三相平衡图能得到固态、液态和气态存在的工况条件： 2.1MPa、-20C下，CO2位于液态区。 在8MPa低于30c下，CO2位于液态区。 在0.1MPa、-78.8C下，CO2位于固态区。 在1.0MPa、0c下，CQ位于气态区。2.3.2二氧化碳液化根据相图的热力学条件，工业生产液态二氧化碳

5、有高压法和低压法。2.3.2.1 高压法二氧化碳经预处理，进入压缩机多级压缩到8MPa再经干燥脱除微量水分及杂质，用液氨冷却液化为液态二氧化碳。2.3.2.2 低压法纯净二氧化碳气体经压缩到2.5MPa,用液氨在-25C-30C下冷却、精制，再冷却至-20C液化得到液态二氧化碳。一般多采用低压法，可大大减少二氧化碳压缩机的电耗，从而降低成本，提高经济效益。采用低压法，设备投资也较低。另外，在2.1MPa、-20c下,CO位于液态区，可采用液氨制冷。图1、图2、图3是典型的三种液态二氧化碳生产工艺。图2脱碳排放气生产食品级8之工艺流程框图柒塔卜|气水分离卜|ca压缩机=预脱st预IMS目脱曲料t

6、精脱就塔水解塔提混器=_水冷却器干燥却再电器卜耳提干塔*|co工产品低温贮.,殳工稣侬过冷器图3高漆度ca原料生产食品级cd工艺流程框图43食品级二氧花械向产品标准一一直一一表1国际标彳隹，国际饮料技术初、会标准（ISBT）及口口口乐1999年标准序号项目指标1二氧化碳含量>10-2(V/V)99.92水分工10-6(V/V)203酸度通过测试4氧气010-6(V/V)305氨010-6(V/V)2.56一氧化氮<10-6(V/V)2.57二氧化氮<10-6(V/V)2.58不易挥发残留物010-6(m/n)10（肉眼看不见微粒）9不易挥发有机残留物010-6(m/m510磷化氢010-6(V/V)通过测试，最大0.311碳氢化合物总量（以甲烷计）010-6(V/V)50（非甲烷煌不超过20）12乙醛<10-6(V/V)0.213苯010-6(V/V)0.0214CO010-6(V/V)1015总硫（出二氧化硫外，以硫计）010-6(V/V)0.116COS010-6(V/V)0.117硫化氢工10-6(V/V)0.18二氧化硫工10-6(V/V)1.019气味010-6(V/V)无味20溶于水中010-6(V/V)无色、浑浊21口味010-6(V/V)无表2国家标准GB