食品添加剂明矾生产新工艺分析

岳旭

吉林省轻工业设计研究院 吉林长春 130000

明矾是当前我国食品添加剂中较为常见的一种，目前我国在对明矾进行生产的过程当中，主要为铝矾土法以及甲明矾十法，其中在具体的是生产过程当中，会更多的应用铝矾土法，铝钒土法在具体的开展过程当中，主要会将相应的铝土矿作为其主要的原料，但由于其原料铝土矿制中所具有的重金属含量相对偏高，由此会致使明矾产品及自身所具有的重金属含量严重超标。当前显现社会在发展过程当中更加注重食品安全，而国家在发展中，对当前食品添加剂所具有的管理予以更加严格化的发展与分析，因此在食品添加剂的管理过程当中，相应的要求大幅度提升，对于重金属等诸多指标拥有着更为严格化的要求。如何对明矾产品所存在的重金属含量予以下降，是当前明矾产品在生产过程当中，其企业所需要研究的重点问题。由此，文章在研究过程当中将氢氧化铝作为相应的原料，通过与硫酸钾以及相应的硫酸进行直接性的反应，对相应的明矾产品予以制取，而该种创新性的方法，能够从源头角度而言，对重金属含量超标的问题予以解决，使相应的产品所存在的重金属含量大幅度的下降，而新工艺在应用过程当中，与传统的明矾制造工艺相比，其工艺流程相对较短，并且能够大幅度地降低能耗，使整体生产过程当中并不会产生废渣，因此具有高度的环保性。

1 对传统明矾制造工艺进行分析

传统工艺在具体的制造明矾过程当中，主要会将铝土矿以及相应的硫酸进行反应，通过压力所得到的液体硫酸铝，并且在液体硫酸铝之中加入一定数量的硫酸钾，由此以蒸汽加热的反应方式进行浓缩，而经过冷却期结晶，之后便可获得明矾，该种方法在应用过程当中属于较为常见的使用方式，但在应用过程当中具备以下缺点。其一，由于原料铝土矿其自身所具有的重金属含量以及含铁量相对较高，由此使得整体明矾产品在构建过程当中，其重金属含量严重超标，并且相应的产品在生产之后会存在着发黄、发绿的现实特点。第二，硫酸铝以及相应的硫酸钾反应浓缩过程中会具有较大的能耗，由此也会使得整体流程在具体的开展过程当中，所具有的环境节约性相对较低，不利于整体环境的优化。第三，在铝土矿以及相应的硫酸反应之后，会出现矿渣，而对矿渣进行处理，同样会对成本予以消耗，由此使整体明矾制造工作所具有的经济性以及可持续发展性大幅度地降低[1]。

2 对改进工艺进行分析

2.1 对改进工艺的可行性进行分析

氢氧化铝在应用过程当中，由于其整体重金属含量与传统的铝土矿相比相对较低，同时其铁含量也相对较低，因此在一定程度上能够成为对铝土矿予以替代的优质材料。目前，我国在具体的生产过程当中，以氢氧化铝以及相应的硫酸进行反应，从而生产出无铁硫酸铝的工艺，已经能够在工业中得到广泛的应用，整体工艺具有高度的成熟性，所生产的硫酸铝所具有的各项重点金重金属指标与铝土矿所生产的硫酸铝产品而言，其整体含量相对较低，而明矾所具有的化学合成法，便是以硫酸铝与硫酸钾进行综合性的反应，而后以沉淀与结晶、破碎等诸多工序得到相应的明矾产品，因此使用氢氧化铝对铝土矿进行替代，就其可行性而言相对较高，可以在具体在明矾生产中进行综合性的应用。

2.2 对工艺过程进行分析

在此次研究过程当中，所使用的改进方法是将氢氧化铝进行应用，并且对铝土矿进行替代，同时与传统工艺相比，其整体反应流程相对较短，不需要先制得相应的硫酸铝溶液，与相应的硫酸钾进行反应，在具体的使用过程当中会将可以与硫酸加以直接的反应模式，开展相应的明矾制作工作。在具体的生产过程当中可以先加水，而后将氢氧化铝以及硫酸钾进行加入，而后加入硫酸，将其封闭，待其完全冷却之后便对其进行结晶与破碎，而后以包装入库的方式完成整体加工工作。

2.3 对实施实例进行详细地分析

在此次研究过程当中，取容量为10立方米的搪瓷反应锅，并在此锅中加入4立方米的水，投入1.2吨的工业氢氧化铝，并且投入1.15吨的硫酸钾对其进行综合性的搅拌。在此次研究过程当中，加入1.3立方米质量分数达到98%的浓硫酸，同时对其进行有效的压封，进行反应放热，对整体压力进行控制，使其达到0.3MPa，而后将氢氧化铝放入到整体结晶桶之内进行自然冷却，当其冷却15～20天后，可将其进行清洗并且进行晒干，而后开展破碎工作，最后进行包装，由此得到相应的成品。

2.4 对实施成果进行展示

在此次研究过程当中，通过对包装后的产品开展相应的抽样工作，在此次研究过程当中通过相应的标准进行具体的检验，并且将具体的产品与铝土矿作为原料所生产的明矾产品进行综合性的分析，可以得出具体的实验结果。通过实验结果观察可以发现，通过氢氧化铝作为原料所得到的明矾产品在具体的检查过程当中，其整体重金属含量与国家标准相比较低，并且与铝土矿作为原料所生产的明矾产品相比，其整体优质性相对较高，而在具体的生产过程当中，其他产品也能够与各类国家标准相符合，在生产后其产品具有纯白透亮的外观特点，而由铝土矿作为原料所生产的产品，其自身整体具有发黄、发绿的现实特征，通过具体的实际检测，可发现其铁质量分数达到3.5×10-5，以氢氧化铝所制成的明矾及整体含铁量与铝土矿所有原料所生产的明矾产品相比相对较低[2]。

2.5 对成本进行核算

在此次研究过程当中，以某地区原材料的市场价格为例，98%浓度的硫酸其整体价格为每吨460元，而40%铝土矿所具有的价格达到每吨330元，在采购中可以发现硫酸钾的价格每吨达到3800元，氢氧化铝所具有的价格每吨达到1900元，在制作中，饱和蒸汽的价格可将其分解计算，并可估算为每吨186元，而新、旧工艺在进行明矾生产过程当中，传统工艺所具有的原材料成本为1261元每吨，通过氢氧化铝新工艺所生产的原材料，其成本为1286元每吨，而由此可证在新材料的应用过程当中，该种方式与传统的工艺相比整体生产成本会有所增加，但增加幅度相对较低。但其整体产品所具有的综合质量大幅度的提升，同时也防止由于矿渣产生而导致的各类环境保护问题。此外，在具体的生产过程当中，其整体生产流程大幅度的缩短，由此也使得整体生产过程当中所存在的客观时间成本以及人工成本得到有效地降低，并且对设备进行维护的成本，在此过程当中也得到了有所下降。由此，综合其各项效益而言，应用新型工艺制造明矾所具有的综合效益与原材料生产所产生的效益相比相对较高，并且，其应用优势大于其成本升高所带来的现实弊端。

3 将新工艺与传统的明矾生产工艺进行综合性的比较

在此次研究过程当中，将新工业生产与传统工艺生产的整体流程进行综合性的比较，对新工艺所存在的现实优势进行综合性的分析，由此在二者比较之后，所形成的比较结果可由以下予以显示[3]。

3.1 重金属指标得到了有效地控制

在传统的铝土矿生产工艺应用过程当中，铝土矿所具有的重金属含量相对较高，由此导致明矾产品在具体的生产后期，自身所具有的重金属含量存在严重的超标问题，通过新工艺所生产的明矾，由于应用氢氧化铝对铝土矿进行代替，因此其所生产的产品的重金属指标得到了综合性的控制。此时的明矾在作为食品添加剂进行应用过程当中，其整体安全性大幅度的提升。

3.2 产品白度得到有效提升

传统工艺在应用过程当中，由于铝土矿内所具有的铁含量相对较高，因此在进行明矾的制造过程当中，其整体产品会呈现出发绿、发黄的现实颜色状态。而新工艺在具体的制造过程当中，会以氢氧化铝作为其整体原料，能够在一定程度上对明矾产品所具有的外观产生较为突出的现实改进。

3.3 使得生产流程得以缩短

传统工艺在具体的制造过程当中，需要对整体硫酸铝溶液予以先行制得，而后与硫酸钾进行综合性的反应，以此获得相应的明矾产品。新工艺在具体的生产过程当中，仅用一步反应便可对明矾产品予以获取，由此使得整体生产流程所具有的反应时间大幅度的缩短，使得生产效率得到了有效地提升，并且在设备的应用过程当中，其整体投资幅度得到了有效地降低。就估算而言，其整体投资仅为传统工艺的1/3。此外，在具体的是生产过程当中，整体工艺的流程得到大幅度的缩管，而由此也使得生产过程当中所需要的人工成本得到有效地降低。根据实际的研究可以发现，在具体的新工艺应用过程当中，仅需要员工1/2的人员，并可完成整体生产工作。由此，使得人员所带来的成本消耗大幅度的下降。

3.4 生产能耗得到有效地降低

传统工艺在具体的生产过程当中，两步反应均需要对蒸汽予以应用，而对于浓缩流程而言，对于蒸汽的消耗量相对较大，在新工艺的应用过程当中，会充分的对硫酸稀释热以及相应的硫酸与氢氧化铝的综合反应热，以封压的方式能够得到相应的反应压力，由此并不需要再进行热外热源的加入，使得由蒸汽消耗所导致的能源消耗问题得到有效的下降，并且在一定程度上对能耗成本进行有效地降低。第五，在生产过程当中不会产生矿渣，在具体的传统工艺生产过程当中，由于整体反应会存在矿渣，因此相应矿渣处理工作同样会具有一定程度的环境负面影响，而在新工艺的生产过程当中，由于并不会产生矿渣，因此能够实现整体产品的绿色化生产，对传统铝土矿矿渣难以处理的现状进行综合性的改善。此外，新工艺在生产过程当中，就其整体而言，其生产成本并没有得到过多的增加，但综合其整体经济效益而言，其整体价值与原材料相比更为优质，同时能够获得更为优质的经济效益[4]。

4 结语

与传统的铝土矿法相比，应用氢氧化铝对明矾进行生产拥有了诸多优势，在具体的生产过程当中，铝土矿法为原料会由于其自身原料的特性，而使产品重金属含量严重超标。以氢氧化铝生产明矾，能够进一步是铝土矿被氢氧化铝所替代，由此对金属指标进行有效地控制，确保食品添加剂具有高度的安全性。铝土矿方法的生产过程当中，其整体流程相对较长，同时需要对硫酸铝溶液欲先行制取，而后与硫酸钾进行反应来获得相应的明矾，但应用氢氧化铝仅一步便可以制得明矾，使生产流程大幅度的缩短，使整体生产效率得以有效地提高，并且在具体的应用过程当中，能够对传统生产方式所存在的发黄、发绿问题予以解决，对其外观进行有效的改进。同时，由于其并不需要对蒸汽进行应用，也并不会产生矿渣，因此就其环保以及能耗角度而言，具有较高的应用价值。

综上所述，在明矾进行食品添加剂的使用过程当中，需要确保明矾产品所具有的重金属指标能够与国家现行的各项标准相符。由而传统的铝土矿制造方式所获得的明矾，其重金属含量相对较高，如若将其在食品添加剂中进行综合性的应用，并会对人体的现实健康产生一定程度的负面影响，文章对氢氧化铝法对明矾制备所具有的可行性，以及生产的明矾产品所存在的重金属含量进行综合性的探究，而此次研究结果表明，充分地将氢氧化铝代替铝矿进行明矾的综合生产，具有的更为环保高效经济的特点。通过该种方式所制取的明矾，其整体重金属含量相对较低，能够与当前国家的各项规范要求相符。由此可证，在进行食品添加剂明矾的生产过程当中，需要充分的对氢氧化铝法进行有效的应用，并且对该种方式进行有效的推广，以此使我国明矾制造行业的工艺得到有效的创新。