食品添加剂丙酸钙的生产工艺优化研究

巴都马拉 贾月梅

丙酸钙在市场中属于一种新型的饲料防腐剂和食品防腐剂，对好气性芽孢杆菌、霉菌好革兰氏阴性菌都有着十分显著的杀灭效果，甚至还可以对黄曲霉素的产生进行有效抑制。丙酸钙不但可以让饲料和食品的保鲜期得以有效延长，同时还可以通过代谢被人、畜吸收，为机体提供日常所需的钙，被广泛应用在蛋糕和面包等食品和相关复配饲料的防腐中。

现阶段，我国在丙酸钙的制作时一般采用半连续加料的方式，主要是在丙酸中滴加石灰乳，或者在石灰乳中滴加丙酸。对于前一种方式，出现反应时的温度比较高，所以很容易导致丙酸被挥发，出现不必要的损失；对于第二种方式，丙酸在强碱和高温的条件下很容易出现副反应。所以，这两种工艺都会导致丙酸出现一定损失。本文提出了将氧化钙作为钙源，并利用氧化钙和丙酸连续加入的方式对反应过程的pH值进行控制，其最终的反应收率可以达到95%以上。

一、实验研究

1.研究材料。研究中应用的材料主要为丙酸，它的含量≥99.5、水分≤0.1、色度≤10。其余原料还有氧化钙，其中的钙含量超过80%，100目筛和120目筛的筛余都为≤0%，而320目筛的筛余为≤0.5%。

2.实验步骤。把去离子水和氧化钙根据比例在化浆槽中配制成料浆，将少许料浆和一定量的水加入到反应釜中，然后均匀搅拌。当釜中的温度上升到50℃时，将料浆和丙酸同时加入，并对两者的流量进行控制，让釜中的pH值处于8-9，即碱稍过量。当釜中的温度处于60-70℃时，滴加完毕后继续搅拌反应30min，对反应液的pH值进行调节并测量，使其具体数值处于9左右。完成反应后用过滤器过滤反应液，在浓缩釜中将滤液打入，并开启真空系统，展开真空浓缩。浓缩达到一定程度时放入到转鼓离心机中实施离心脱水操作，完成脱水后使丙酸钙进入气流干燥器，对其进行烘干，将其粉碎后进行检测，然后包装成品。

二、实验结果讨论

1.加料方式的对比实验。把传统工艺中的两种加料方式和此方案的实验进行对比，针对反应的收率展开验证，I表示将丙酸在氧化钙乳液中进行滴加的方式；II表示将氧化钙乳液在丙酸中进行滴加的方式；III表示此工艺中的加料方式。根据实验结果可以得知，第三种方案的收率明显比前两者高出很多，针对其原因进行分析，主要为3种方式是在不同的pH值下展開，可以表明反应时碱性太强或酸性太强都对反应十分不利。

2.优化工艺条件的确定。丙酸钙和氢氧化钙的反应温度、物料配比和反应时间在反应中都会导致反应收率受到影响，为了探寻到最高收率的工艺参数，可以应用L9（33）正交表展开相关实验，对反应收率受到各因素的影响进行考察。根据实验可知，导致产品收率受到影响的作用依次为反应时间<反应温度<物料配比。为了让丙酸反应完全，氧化钙需稍微过量，主要为1∶0.5的质量配比。温度太高会导致能耗变大，而太低则反应速率变慢，所以反应时选择60-70℃为最佳。

综上，应用氧化钙料浆和丙酸分别连续加入的措施对反应液的pH值进行控制，反应处于稍呈碱性的条件下展开，让丙酸的反应更加完全，而且还不会导致因为碱过量出现副反应。此工艺比较简单，在操作上比较方便，其收率高而且产品的质量十分稳定。