【正文】 物質(zhì)。他把它叫做“糖精”，并測出它比蔗糖要甜300~500倍。1886年，這位化學家遷居德國，并在那里建立了世界上第一個從煤焦油中提煉糖精的工廠。但是卻因為其有安全隱患而廣受非議。近三十多年來,不斷有關(guān)糖精鈉致癌的報道。FAO/WHO的聯(lián)合食品添加劑專家委員會(JECFA)21次至28次會議(1977一1954),通過對糖精鈉在生物化學、藥物動力學、致突變性、流行性病學和致癌性等多方面研究報告,雖未得出令人信服的一致性結(jié)論,但將原來規(guī)定的每日最高攝取量(ADI值)smg/kg體重天。近若干年,其它多種類型甜味劑在美國的廣泛使用,特別是一些安全性的非糖低卡甜味劑(如蛋白糖等)的使用，使糖精鈉不再受到消費者的青睞。1973年,就開始對糖精鈉的毒性進行了一系列的流行病學和毒理方面的研究,并進行糖精鈉與膀脆癌關(guān)系的調(diào)查。由于我國人民生活水平釣現(xiàn)狀,廣大消費者對各類甜味劑的需求還在不斷增加,食糖凈進口,由1950年的76萬噸,上升到1980年的548萬噸。噸左右(出口量只占約15%)。同時,衛(wèi)生部《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》(1987)還規(guī)定:“專供嬰兒的主輔食品除按規(guī)定可加入強化劑外,不得加入人工合成甜味劑、色素、香精、谷氨酸鈉及不適宜的添加劑等。另外,病人食品和大量食用的主食(例如饅頭、發(fā)糕等)也都不應使用糖精鈉。據(jù)報道曲,在美國,糖精鈉主要也用于食品和醫(yī)藥等行業(yè)中,大約61%用于無醉飲料約20%用于食品甜味劑,19%用于其它食品和飲料。我們選取該比例范圍內(nèi)的國內(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、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結(jié)果進行分析評價(詳見附表),借以反映我國目前糖精鈉使用現(xiàn)狀及趨勢。剩余的5類中,可樂類、濃縮果汁類情況較好,糖精鈉含量合格率均在80%以上。果汁果味汽水類、配制酒較差。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)。近年米,由于技術(shù)監(jiān)督,工商、物價、衛(wèi)生、消費者協(xié)會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,保護了國家和消費者的利益與健康,打擊了不法行九也使生廣者、銷售者增強了質(zhì)量意識。極端現(xiàn)象評價在7類食品飲料中,有14種（%）糖精鈉未檢出,特別是高檔可樂。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。這些嚴重超標準的食用飲料已無法正常飲用。在分析評價的國產(chǎn)7類食品飲料中,糖精鈉含量三年來(1987一1989)%。就生產(chǎn)企業(yè)來看,大中型企業(yè)的產(chǎn)品,要比小型、集體、聯(lián)營企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等的產(chǎn)品中糖精鈉合格率要高。或片面追求低成本。我國國家標準GB276。.08~,~%,遠遠達不到人們對各類產(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,或是違法過量使用。此外,也常作為蔗糖補助劑使用。在我國，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、汽水和可樂等食品，飼料和牙膏等諸多方面。美國約有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。在蜜餞，炒貨，腌漬食品中糖精的用量也占有相當?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)品的風味特色，又不失口感。豬喜歡甜味物質(zhì)，國外有關(guān)資料認為，％，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渡撣膘，并可提高泌乳率。%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，對降低成本、提高經(jīng)濟效益具有明顯效果，若再增大濃度和飼喂劑量，反而會影響采食量和日增重。目前市場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)復配加工而成。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。糖精鈉的甜度很高，并且溶解度很好，能均勻分散在牙膏體系中。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。有研究人員采用赫爾槽實驗及正交試驗討論了次級光亮劑DEP及初級光亮劑糖精對鍍鎳層光澤度、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)同作用會使鍍鎳層的光澤度與整平性能得到大幅提高，但對鍍液分散能力影響較復雜得到DEP光亮鍍鎳的合適工藝條件為： L糖精、 mg/L DEP、溫度55℃。第2章 糖精鈉工藝生產(chǎn)設(shè)計 設(shè)計依據(jù)與設(shè)計原則本設(shè)計課題研究的是糖精鈉工藝設(shè)計中的重氮化，氨化兩個流程，該流程是在第二車間進行的。應本著“工藝先進，技術(shù)可靠，系統(tǒng)科學，安全環(huán)保”等原則，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)濟效益，也能在一方面保護環(huán)境，減少工人職業(yè)病觸發(fā)概率。 基礎(chǔ)資料 基礎(chǔ)性能①糖精鈉為無色或白色的結(jié)晶、白色的結(jié)晶性粉末或為白色的粉末，味極甜，即使在10,000倍的水溶液中也有甜味。甜度是蔗糖的500倍左右。④熔點:226230℃ 水溶性: 10g/100ml （20℃ 時）性質(zhì)描述: 糖精鈉(128449)的性狀：無色至白色斜方晶系板狀結(jié)晶或白色結(jié)晶性風化粉末。味極甜，即使在10000倍的水溶液中仍有極強甜味，%。在我國，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、汽水和可樂等食品，飼料和牙膏等諸多方面。美國約有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。但因其成本的因素和加工工藝的限制，風味一直不是十分理想。 工藝參數(shù)設(shè)計根據(jù)本課題所設(shè)計的生產(chǎn)任務(wù)，參考相關(guān)第一線經(jīng)驗和資料，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℃時加水氨化，反應溫度在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)計采用的是相對優(yōu)秀的苯酐法。在置換鍋內(nèi)將重氮液降溫至 10℃，加入硫酸銅，通二氧化硫進行置換，析出鄰亞磺酸苯甲酸甲酯，約 1 h 后用 H 酸測試反應終點應褪色。依次將磺酰氯和水加入胺化鍋，在 10℃時加氨水胺化，溫度可達 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（簡稱胺化液）。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。 技術(shù)特點該法的主要特點是產(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。苯酐法的生產(chǎn)過程中雖然也存在各種類型的副反應發(fā)生，但其總的收率可達 80%以上，比甲苯法收率提高一倍以上。苯酐法生產(chǎn)過程中存在的廢物有：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?；厥盏漠a(chǎn)物可作為原料繼使用，也可作為產(chǎn)品銷售。所以有375kg每小時的產(chǎn)量。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） 采用的反應物有30%的鹽酸。99%純度的小蘇打其中亞硝酸鈉溶液需要配置。按照1:。按照每小時流經(jīng)的液體為Xmol來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=又可知此重氮反應因為反應物過量，所以反應程度很高，%算基本上可以忽略不計算為100%反應后結(jié)果為重氮液質(zhì)量=反應生成的水=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誤 。按照苯酐法生產(chǎn)糖精鈉的總收率是80%以上來估測，大概損失在5%附近。 由于氯氣需要過量不過參與反應的氯氣。 已知甲苯的密度為870g/L 切甲苯作為溶劑不參與反應，但是預防氯氣的大量劇烈反應所以需要按照鄰亞磺酸苯甲酸甲酯質(zhì)量分數(shù)為20%來計算。設(shè)備進料質(zhì)量出料質(zhì)量置換釜鄰亞磺酸苯甲酸甲酯璜酰氯氯氣（過量）（∞）氯氣∞甲苯鹽酸甲苯衡算基本無誤 于是衡算如下之后靜置分層，分離有機層和無機層。氨水與水的混合氨化釜 璜酰氯氨化液 甲苯此反應的注意事項為反應之后的PH值必然大于9，且反應之前的氨水按照18%以上的質(zhì)量分數(shù)來算。已知氨水的Kd=105所以求出反應過后氨水濃度為：104mol/L設(shè)需要添加的氨水的體積為YL則經(jīng)過以上條件計算得出Y=投入的氨水（堿）的質(zhì)量為：=投入的氨水（水）的質(zhì)量為：4=反應之后剩下的氨水（堿）的質(zhì)量為：參與反應的物質(zhì)的量為則反應產(chǎn)物的質(zhì)量為：氨化液：甲醇：32=氯化銨：=反應之后生成的水質(zhì)量：318=甲苯因為不參與反應所以和置換釜內(nèi)的質(zhì)量保持不變衡算如下設(shè)備入料質(zhì)量出料質(zhì)量氨化釜璜酰氯氨化液氨水氨水水甲醇氯化銨水衡算基本無誤然后需要靜置取下層，所以有（%）=因為此反應氨水以過量來計算，所以基本上反應在99%以上，則基本上不考慮反映損失。反應之后的物質(zhì)基本上沒有雜質(zhì)，實際上是除去了胺化反應之后多余的雜質(zhì)。 由于需要加入甲苯調(diào)節(jié)PH有氨化液忽略不計來算。則在這個時候暫時不考慮鹽酸的量基本上創(chuàng)造一個高酸度環(huán)境即可。從第三車間內(nèi)容可知，第二車間產(chǎn)出的糖精鈉溶液的質(zhì)量分數(shù)為30%查資料可知不溶性糖精鈉的密度為828g/L則可算出中和反應的反應程度非常劇烈所以收率在99%以上。已知反應之后的PH值調(diào)為4所以△H+=又算出反映實際的物質(zhì)的量為：0,93Xmol則可求出糖精鈉的質(zhì)量：反應之后的水的質(zhì)量：7=又有小蘇打參與兩個反應反應1（生成糖精鈉的反應）=反應2（中和氫離子的反應）=所以需要的碳酸氫鈉的質(zhì)量：83=且又有額外生成的水質(zhì)量：=18=生成的二氧化碳的質(zhì)量=44=因為小蘇打為99%純度，所以此反應存在部分容易除去的雜志，所以并不能完美衡算。由第三車間得出糖精鈉基本無損失，算作3000噸。8000=375kg=375000也就可以帶出X=設(shè)備進料質(zhì)量出料質(zhì)量置換釜鄰亞磺酸苯甲酸甲酯璜酰氯氯氣（過量）（∞）氯氣∞甲苯鹽酸甲苯設(shè)備入料質(zhì)量出料質(zhì)量氨化釜璜酰氯氨化液氨水氨水水甲醇氯化銨X=水衡算基本無誤衡算基本無誤設(shè)備入料質(zhì)量出料質(zhì)量重氮釜甲酯重氮液亞硝酸鈉亞硝酸鈉鹽酸鹽酸水水氯化鈉衡算無誤設(shè)備進料質(zhì)量出料質(zhì)量酸析裝置氨化液不溶性糖精鹽酸(∞)氯化銨甲苯 忽略衡算基本無誤設(shè)備進料質(zhì)量出料質(zhì)量中和罐不溶性糖精糖精鈉小蘇打（99%）二氧化碳水水游離鹽酸分子氯化鈉基本衡算無誤第4章 熱量衡算 能量衡算原則能量衡算是化工設(shè)計中極其重要的設(shè)計計算，通過能量衡算可以確定過程中供給或移走的熱量，為換熱器的設(shè)計提供依據(jù)。根據(jù)熱力學第一定律，能量衡算方程式的一般形式可寫為 △E=Q+W式中，為體系總能量的變化；Q為體系從環(huán)境中吸收的熱量，W為環(huán)境對體系所做的功?！?然后知道重氮的溫度是15℃，室溫為25℃所以算出Q總=10310=104J 氨化罐夾套式換熱器換熱量計算 氨化是一個放熱過程，在此中，溫度是上升的，氨化的開端是10℃結(jié)束是70℃，在計算中忽略熱量損失Q總=qmcp(t4t3)=103 J/s其中qm為質(zhì)量流量，所以可以知道因為甲苯的體積遠大于其他物質(zhì)的體積經(jīng)過查表并考慮氨水的比熱容為4300J/(kg℃)所以得出Cp=103J/(kg ①廠商的選擇 所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備盡可能選取同一廠家的產(chǎn)品，這樣在設(shè)備可互連性、協(xié)議互操作性、技術(shù)支持和價格等方面都更有優(yōu)勢。其產(chǎn)品經(jīng)過更多用戶的檢驗，產(chǎn)品成熟度高，而且這些廠商出貨頻繁，生產(chǎn)量大，質(zhì)保體系完備。在制定網(wǎng)絡(luò)方案之前，應根據(jù)用戶承受能力來確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的品牌。由于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復雜，需要交換機能夠接續(xù)全系列接口，例如光