【正文】 和醫(yī)藥等行業(yè)中,大約61%用于無(wú)醉飲料約20%用于食品甜味劑,19%用于其它食品和飲料。也就是說(shuō)約有60~80%的糖精鈉用于食品飲料中。我們選取該比例范圍內(nèi)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)(含合資生產(chǎn))、銷售的食品飲料——果味果汁汽水、可樂(lè)、果汁飲料、濃縮果汁、固體飲料、配制酒和調(diào)味品等7類134種(批次)樣品的糖精鈉含量檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)(詳見附表),借以反映我國(guó)目前糖精鈉使用現(xiàn)狀及趨勢(shì)。1,各類食品飲料中糖精鈉評(píng)價(jià)在檢測(cè)分析的7類食品飲料中,雖然固體飲料類、調(diào)味品類的糖精鈉合格率均達(dá)100%,由于產(chǎn)品數(shù)量過(guò)少,缺乏代表性、不足以全面反映該二類的真實(shí)情況。剩余的5類中,可樂(lè)類、濃縮果汁類情況較好,糖精鈉含量合格率均在80%以上。果汁飲料類次之,合格率超過(guò)60%。果汁果味汽水類、配制酒較差。從食品飲料的檔次來(lái)看,高、中檔食品飲料比低檔食品飲料糖精鈉含量的合格率要高。在1987一1989的三年中,七類食品飲料中糖精鈉含量的合格率的曲線呈“V”型,1988年處于底谷(見圖3)。該情況說(shuō)明糖精鈉含量合格率曾一度下降的趨勢(shì)已得到了初步制止,呈現(xiàn)良好的回升前景,這也是“治理整頓”取得的成果。近年米,由于技術(shù)監(jiān)督,工商、物價(jià)、衛(wèi)生、消費(fèi)者協(xié)會(huì)等多方面的共同努力,積極配合,遏制了偽商品的生產(chǎn)、流通和銷售,保護(hù)了國(guó)家和消費(fèi)者的利益與健康,打擊了不法行九也使生廣者、銷售者增強(qiáng)了質(zhì)量意識(shí)。但是1989年的糖精鈉含量合格率仍未回升到1987年的原來(lái)水平。極端現(xiàn)象評(píng)價(jià)在7類食品飲料中,有14種（%）糖精鈉未檢出,特別是高檔可樂(lè)。這是一可喜的現(xiàn)象,說(shuō)明一些生產(chǎn)廠家了已認(rèn)識(shí)到糖精鈉的不安全性對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)童藺出口創(chuàng)匯的影響,已采取相應(yīng)措施。未檢出糖精鈉的食品飲料并不很多,而且100%是在高檔商品中。不合格率最多的也是目前銷售量最大的飲料，極端超標(biāo)也是出現(xiàn)在這里有5種(%)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2倍以上,最多超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)3倍以上,都是中、低檔的汽水和配制酒。這些嚴(yán)重超標(biāo)準(zhǔn)的食用飲料已無(wú)法正常飲用。 4小結(jié)糖精鈉的作為人工合成甜味劑使用,其食用及安全性越來(lái)越引起人們的重視,同時(shí)也越來(lái)越受到許多國(guó)家和消費(fèi)者的禁用和抵制,我國(guó)嚴(yán)格規(guī)定了使用限量。在分析評(píng)價(jià)的國(guó)產(chǎn)7類食品飲料中,糖精鈉含量三年來(lái)(1987一1989)%。雖然,1989年糖精鈉的合格率已有所回升,但還需堅(jiān)持努力。就生產(chǎn)企業(yè)來(lái)看,大中型企業(yè)的產(chǎn)品,要比小型、集體、聯(lián)營(yíng)企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等的產(chǎn)品中糖精鈉合格率要高。不合格產(chǎn)品大都出現(xiàn)在中、低檔的食品飲料中造成糖精鈉含量不合格的原因,除生產(chǎn)部門因一些甜味劑(如蔗糖、果糖等)供應(yīng)緊張,價(jià)高,而以糖精鈉替代。或片面追求低成本。或設(shè)備木完善、配方不穩(wěn)定以及無(wú)嚴(yán)格檢驗(yàn),忽視質(zhì)量觀念等之外,在正確認(rèn)識(shí)糖精鈉同時(shí),還需合理使用糖精鈉,我國(guó)這是應(yīng)引起關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB276。一86規(guī)定糖精鈉最大使用量為。.08~,~%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們對(duì)各類產(chǎn)品所需甜度的要求(如飲料的甜度通常為10%),再加上品種欠佳及安全性的憂慮,單獨(dú)使用糖精鈉,或僅能得到甜度不足,味質(zhì)欠佳的食品飲料,或是違法過(guò)量使用。只用糖精鈉時(shí),~%以下,所以糖精鈉常與山梨糖醇、甘草酸、葡萄糖等一起使用。此外,也常作為蔗糖補(bǔ)助劑使用。如果將糖精鈉與其它甜味劑一起使用,甜味有疊加的效果,甜度較高,又不會(huì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)，目前糖精的用途廣泛，包括用在糖果、面包、餅干、蛋糕、果醬、果凍、汽水和可樂(lè)等食品，飼料和牙膏等諸多方面。糖精目前仍主要應(yīng)用在軟飲料。美國(guó)約有60％的是用在飲料上的，還有20％的用在餐桌甜味劑上，有20％的是用在口香糖、果凍等其他食品。隨著科技的進(jìn)步，越來(lái)越多的新型甜味劑的開始逐步代替糖精，同時(shí)也由于糖精的安全性存在一定得爭(zhēng)議，使得糖精的應(yīng)用受到很大的限制，但由于糖精價(jià)格低廉，性質(zhì)穩(wěn)定，使其仍然具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。在蜜餞，炒貨，腌漬食品中糖精的用量也占有相當(dāng)?shù)谋壤?，在這類產(chǎn)品中添加一定量的糖精，能有效地提高產(chǎn)品的風(fēng)味特色，又不失口感。人喜歡甜味物質(zhì)，同樣，其他生物對(duì)甜味也非常敏感，糖精是一種良好的食欲增進(jìn)劑，因此糖精常常用作畜禽飼料的添加劑。豬喜歡甜味物質(zhì)，國(guó)外有關(guān)資料認(rèn)為，％，每增重1千克，％％；哺乳母豬口糧中添加60毫克/千克的糖精，可有效防止哺乳期厭食癥和過(guò)渡撣膘，并可提高泌乳率。一般認(rèn)為，仔豬料中糖精用量以150200毫克/千克為宜。%的糖精，能明顯提高肉兔的采食量和日增重，并能提高飼料的利用率，對(duì)降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益具有明顯效果，若再增大濃度和飼喂劑量，反而會(huì)影響采食量和日增重。在牛羊家畜的飼草中，使用一定量糖精溶液浸泡的青干草，會(huì)使青干草更加香甜，能有效增加牛羊的采食量，國(guó)內(nèi)有研究表明，使用糖精浸泡的青干草喂養(yǎng)的羊羔，其增重速率明顯高于對(duì)照組。目前市場(chǎng)上的飼料用甜味劑產(chǎn)品種類很多，通常是用糖精加載體或糖精加甜味增效劑加載體，經(jīng)復(fù)配加工而成。但因其成本的因素和加工工藝的限制，風(fēng)味一直不是十分理想。少量添加因其甜度不夠，且混合不均勻，起不到明顯的誘食效果；加量添加因其后苦味或苦澀味，反而影響飼料的適口性。 糖精在牙膏中的應(yīng)用糖精鈉在牙膏中的作用是掩蓋其它成份帶來(lái)的不愉快的后味，并給人以甜感。糖精鈉的甜度很高，并且溶解度很好，能均勻分散在牙膏體系中。同時(shí)，由于糖精的穩(wěn)定性好，對(duì)PH溫度的變化不明顯，長(zhǎng)時(shí)間放置不會(huì)影響甜度，能很好的適應(yīng)牙膏較長(zhǎng)的貨架期。在香精的作用下，糖精能保持其高效甜度，掩蓋一些成分如中藥類的苦味。中間體DEP對(duì)鍍鎳層性能的影響炔胺類光亮劑與糖精的協(xié)同作用能優(yōu)化鍍鎳效果，但目前對(duì)光亮剎協(xié)同作用優(yōu)化鍍鎳工藝的研究不多。有研究人員采用赫爾槽實(shí)驗(yàn)及正交試驗(yàn)討論了次級(jí)光亮劑DEP及初級(jí)光亮劑糖精對(duì)鍍鎳層光澤度、整平性能及鍍鎳液分散能力的影響，并確定了合適的鍍鎳工藝：結(jié)果表明，DEP與糖精的協(xié)同作用會(huì)使鍍鎳層的光澤度與整平性能得到大幅提高，但對(duì)鍍液分散能力影響較復(fù)雜隨著鍍液中DEP含量與糖精含量的增加，鍍液分散能力都是先減小后增加；升高溫度有利于從既含有糖精又含有DEP的鍍液中得到分散良好的鍍層得到DEP光亮鍍鎳的合適工藝條件為： L糖精、 mg/L DEP、溫度55℃。直流電沉積法制備納米晶體鎳采用直流電沉積法制備了納米晶體鎳，用TEM和X射線衍射等方法研究鍍鎳層的微觀結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在瓦特型鍍鎳液中，添加適量濃度的糖精并提高電流密度，可以獲得納米晶體鎳，提高糖精濃度和電流密度，導(dǎo)致鍍鎳層的晶粒尺寸減小，顯微硬度升高，同時(shí)，鍍鎳層形成了(111)和(200)雙織構(gòu)。第2章 糖精鈉工藝生產(chǎn)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù)與設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)課題研究的是糖精鈉工藝設(shè)計(jì)中的重氮化，氨化兩個(gè)流程，該流程是在第二車間進(jìn)行的。以甲酯為原料，參考工藝生產(chǎn)中成功的經(jīng)驗(yàn)和科研最新成果，以及我們實(shí)習(xí)所知道的知識(shí)，對(duì)所目前現(xiàn)行的糖精鈉生產(chǎn)方法和工藝流程進(jìn)行分析比較，依任務(wù)書要求完成年產(chǎn)3000噸糖精鈉生產(chǎn)車間適宜的工藝流程和確定適宜的操作條件設(shè)計(jì)，選擇合適的生產(chǎn)設(shè)備，并進(jìn)行科學(xué)和合理的配置。應(yīng)本著“工藝先進(jìn)，技術(shù)可靠，系統(tǒng)科學(xué)，安全環(huán)?！钡仍瓌t，既能在一方面獲得更多產(chǎn)率的糖精鈉，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益，也能在一方面保護(hù)環(huán)境，減少工人職業(yè)病觸發(fā)概率。還能另建設(shè)投資最大限度的得到利用，獲得更好的社會(huì)效益。 基礎(chǔ)資料 基礎(chǔ)性能①糖精鈉為無(wú)色或白色的結(jié)晶、白色的結(jié)晶性粉末或?yàn)榘咨姆勰?，味極甜，即使在10,000倍的水溶液中也有甜味。②糖精鈉，又稱可溶性糖精，是糖精的鈉鹽， 帶有兩個(gè)結(jié)晶水，無(wú)色結(jié)晶或稍帶白色的結(jié)晶性粉末，一般含有兩個(gè)結(jié)晶水，易失去結(jié)晶水而成無(wú)水糖精，呈白色粉末，無(wú)臭或微有香氣，味濃甜帶苦。甜度是蔗糖的500倍左右。③耐熱及耐堿性弱，酸性條件下加熱甜味漸漸消失并可形成苦味的鄰氨基磺酰苯甲酸，溶液大于 0. 026 ％則味苦。④熔點(diǎn):226230℃ 水溶性: 10g/100ml （20℃ 時(shí)）性質(zhì)描述: 糖精鈉(128449)的性狀：無(wú)色至白色斜方晶系板狀結(jié)晶或白色結(jié)晶性風(fēng)化粉末。無(wú)臭或有輕微氣味。味極甜，即使在10000倍的水溶液中仍有極強(qiáng)甜味，%。易溶于水(1g/)，微溶于乙醇(1g/50ml)。在我國(guó)，目前糖精的用途廣泛，包括用在糖果、面包、餅干、蛋糕、果醬、果凍、汽水和可樂(lè)等食品，飼料和牙膏等諸多方面。糖精目前仍主要應(yīng)用在軟飲料。美國(guó)約有60％的是用在飲料上的，還有20％的用在餐桌甜味劑上，有20％的是用在口香糖、果凍等其他食品。目前市場(chǎng)上的飼料用甜味劑產(chǎn)品種類很多，通常是用糖精加載體或糖精加甜味增效劑加載體，經(jīng)復(fù)配加工而成。但因其成本的因素和加工工藝的限制，風(fēng)味一直不是十分理想。少量添加因其甜度不夠，且混合不均勻，起不到明顯的誘食效果；加量添加因其后苦味或苦澀味，反而影響飼料的適口性。 工藝參數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的生產(chǎn)任務(wù)，參考相關(guān)第一線經(jīng)驗(yàn)和資料，擬定操作工藝的參數(shù)如下①重氮鍋操作條件：甲酯和亞硝酸鈉必須緩慢加入溫度保持在15℃以下亞硝酸鈉比重和甲酯比重相同重氮液應(yīng)為黃色溶液②置換鍋操作條件：溫度保持在10℃以下二氧化硫的溫度小于40%，%為宜③氨化鍋操作條件在10℃時(shí)加水氨化，反應(yīng)溫度在70℃左右PH值保持在9以上靜置后取下層銨鹽液為鄰甲酰苯磺酰亞胺銨溶液 生產(chǎn)方法和工藝流程設(shè)計(jì)生產(chǎn)方法確定現(xiàn)在工業(yè)上現(xiàn)行的糖精鈉生產(chǎn)方法主要有四種，按照生產(chǎn)主要原料的劃分為苯酐法和甲酯法鄰甲基苯胺法和苯酐二硫化物法本設(shè)計(jì)采用的是相對(duì)優(yōu)秀的苯酐法。工藝流程圖見下圖本篇設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是二車間的重氮化和氨化，所以主要流程如下 工藝流程說(shuō)明：先將由水、硫酸與鹽酸配制好的混酸置于重氮鍋內(nèi)，冷卻后開始緩加甲酯和亞硝酸鈉溶液的混合液，重氮溫度保持在 15℃以下，反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)淀粉碘化鉀溶液顯淡紫色，產(chǎn)物為鄰硫酸（鹽酸）重氮苯甲酸甲酯溶液（簡(jiǎn)稱重氮液）。在置換鍋內(nèi)將重氮液降溫至 10℃，加入硫酸銅，通二氧化硫進(jìn)行置換，析出鄰亞磺酸苯甲酸甲酯，約 1 h 后用 H 酸測(cè)試反應(yīng)終點(diǎn)應(yīng)褪色。然后加入甲苯，通氯氣氯化，以 2%聯(lián)苯胺乙醇溶液測(cè)試顯深墨綠色為終點(diǎn)，靜置分層，有機(jī)層為鄰甲酸甲酯苯磺酰氯甲苯溶液（簡(jiǎn)稱磺酰氯）。依次將磺酰氯和水加入胺化鍋，在 10℃時(shí)加氨水胺化，溫度可達(dá) 70℃，pH 值 9 以上，靜置后取下層銨鹽液為鄰甲酰苯磺酰亞胺銨溶液（簡(jiǎn)稱胺化液）。將胺化液放入酸堿化鍋內(nèi)，加入甲苯和 30%的鹽酸到 pH 值為 1，酸析后降溫至 20℃，取甲苯層水洗去氯化銨得不溶性糖精甲苯溶液。將此溶液加熱，加入碳酸氫鈉中和，調(diào) pH 值至 ～4，靜置后取水層。然后流經(jīng)第三車間。 技術(shù)特點(diǎn)該法的主要特點(diǎn)是產(chǎn)品收率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且有保證、污染能治理、生產(chǎn)周期比甲苯法短等。生產(chǎn)過(guò)程中還可以根據(jù)市場(chǎng)需要隨時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝，采用不用甲苯進(jìn)行氯化反應(yīng)或酸析反應(yīng)，可以得到固體鄰甲酸甲酯苯磺酰氯或不溶性糖精，兩者都可以用作農(nóng)藥中間體。苯酐法的生產(chǎn)過(guò)程中雖然也存在各種類型的副反應(yīng)發(fā)生，但其總的收率可達(dá) 80%以上，比甲苯法收率提高一倍以上。苯酐法生產(chǎn)則不存在鄰甲苯磺酰胺和對(duì)甲苯磺酰胺等類似產(chǎn)物，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于甲苯法。苯酐法生產(chǎn)過(guò)程中存在的廢物有：堿母液廢水、含硫酸銅廢酸水、含不溶性糖精廢酸水、氨尾氣、二氧化氮尾氣、二氧化硫尾氣、氯尾氣、活性炭廢渣、蒸甲苯廢渣等，工藝廢水量比甲苯法少一倍?；钚蕴繌U渣可再生使用；蒸甲苯廢渣可作防水建材輔助材料?；厥盏漠a(chǎn)物可作為原料繼使用，也可作為產(chǎn)品銷售。 第3章 物料衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 生產(chǎn)規(guī)模為8000個(gè)小時(shí)3000噸糖精鈉。所以有375kg每小時(shí)的產(chǎn)量。 本設(shè)計(jì)主要涉及的是第二車間的反應(yīng)，第二車間的分子量以及部分?jǐn)?shù)據(jù)如下。鄰氨基苯甲酸甲酯 分子量151 密度為 鄰亞磺酸苯甲酸甲酯 分子量200鄰甲酸甲酯苯磺酰氯甲苯 鄰甲酰苯磺酰亞胺銨溶液 分子量200不溶性糖精 分子量183（注不包括結(jié)晶水）糖精鈉 分子量205（不包括結(jié)晶水） 采用的反應(yīng)物有30%的鹽酸。20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氨水。99%純度的小蘇打其中亞硝酸鈉溶液需要配置。 一份子甲酯 ————————重氮液 （與兩分子的酸）亞硝酸鈉 重氮反應(yīng)釜甲酯鹽酸水其中由于反應(yīng)過(guò)后的溶液會(huì)讓淀粉碘化鉀溶液變色，所以則溶液中依舊存在亞硝酸鈉，也就是可知亞硝酸鈉為稍微過(guò)量。按照1:。又有重氮反應(yīng)中的酸液需要過(guò)量，已知反應(yīng)后的重氮液基本上是呈中性，所以大概過(guò)量50%也就是1:。按照每小時(shí)流經(jīng)的液體為Xmol來(lái)算則可以得出甲酯的質(zhì)量=151X亞硝酸鈉的質(zhì)量=69=鹽酸的質(zhì)量==亞硝酸鈉溶液中水的質(zhì)量=10X18=180X鹽酸中水的質(zhì)量=7=又可知此重氮反應(yīng)因?yàn)榉磻?yīng)物過(guò)量，所以反應(yīng)程度很高，%算基本上可以忽略不計(jì)算為100%反應(yīng)后結(jié)果為重氮液質(zhì)量=反應(yīng)生成的水=36X氯化鈉=所以衡算結(jié)果如下：設(shè)備入料質(zhì)量出料質(zhì)量重氮釜甲酯151X重氮液亞硝酸鈉亞硝酸鈉鹽酸鹽酸水水氯化鈉衡算無(wú)誤 。 有置換鍋內(nèi)的 一分子重氮液————鄰亞磺酸苯甲酯————璜酰氯 硫酸銅甲苯二氧化硫璜酰氯廢氣廢水置換釜 重氮液氯氣有知鄰亞磺酸苯甲酯是被析出的，其中雜質(zhì)非常的少，無(wú)機(jī)層也基本上被處理了，所以生成的鄰亞磺酸苯甲酸甲酯基本上沒(méi)有雜質(zhì)的，但是因?yàn)槠渲械姆磻?yīng)是通了二氧化硫進(jìn)行磺化，二氧化硫的溶解程度和反應(yīng)中存在的各種誤差造成并不能完全反應(yīng)，所以必然存在一定的損失。按照苯酐法生產(chǎn)糖精鈉的總收率是80%以上來(lái)估測(cè)，大概損失在5%附近。%還包含了析出時(shí)的損失，所以得出產(chǎn)生的鄰亞磺酸