一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法，采用以下步驟：步驟(1)：用自來水、純水或焦亞硫酸鉀母液，與氫氧化鉀或碳酸鉀配料形成溶液，溶液中含K+100～400g/L，然后加入除雜劑A、助劑B；步驟(2)：經(jīng)孔徑為0.1～10um的微孔過濾裝置進行過濾，得到澄清溶液；步驟(3)：通入氣體或液體SO2，至pH值為2.5-5.0，反應生成亞硫酸氫鉀溶液；步驟(4)：冷卻、攪拌，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶；將析出的焦亞硫酸鉀結(jié)晶漿液，經(jīng)固液分離，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液，其中所述母液可用于再次與步驟(1)中氫氧化鉀或碳酸鉀配料形成溶液；步驟(5)：用上述步驟(4)中焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥得到食品級焦亞硫酸鉀產(chǎn)品。
【專利說明】一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體涉及一種食品級焦亞硫酸鉀新工藝生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]食品級焦亞硫酸鐘成品為無色結(jié)晶或白色結(jié)晶性粉末，有二氧化硫臭味，易溶于水，水溶液呈酸性，主要用于食品漂白劑、防腐劑、抗氧劑，葡萄酒、果汁的防腐保鮮劑，啤酒澄清劑，飲用水脫氯劑，新鮮果蔬、肉類、葡萄保鮮劑，是廣泛應用的食品添加劑之一。
[0003]焦亞硫酸鉀的舊濕法生產(chǎn)工藝:將硫酸氫鉀配制成45° Β?水溶液，在80°C通以二氧化硫，使溶液濃度漸達41~42° Β?，此時，含K2S2O5量約為60~62%，然后將此溶液，進行冷卻，可采用自然冷卻和機械冷卻，在20°C以下進行結(jié)晶，將結(jié)晶離心分離并干燥后，即得成品(參見《無機鹽工業(yè)手冊》(第二版)225~226頁)。利用舊濕法生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)的產(chǎn)品含量在92~95%、重金屬0.01~0.005%、砷、鉛、硒遠遠大于食品安全國家標準GB25570要求，而且因生產(chǎn)中過程物料濃度過高，無法過濾，產(chǎn)品的澄清度很差，無法滿足使用要求，而得到成品是粉末狀態(tài)，易結(jié)塊導致使用困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，本發(fā)明提供一種食品級焦亞硫酸鉀新工藝生產(chǎn)方法，該方法可有效降低焦亞硫酸鉀中重金屬濃度，而且采用分段冷卻技術(shù)，可控制晶核的形成速度和晶體成長速度，從而得到大而均勻完整的純凈的焦亞硫酸鉀晶體，而且干燥時焦亞硫酸鉀產(chǎn)品晶體不相互碰撞摩擦，其晶體完整而且大，質(zhì)量好。
[0005]本發(fā)明的一種食品級焦亞硫酸鉀新工藝生產(chǎn)方法采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種食品級焦亞硫酸鉀新工藝生產(chǎn)方法，采用以下步驟:
[0007]步驟(1):用自來水、純水或焦亞硫酸鉀母液，與氫氧化鉀或碳酸鉀配料形成溶液，溶液中含K+100~400g/L，然后加入除雜劑A、助劑B，除去重金屬及其他有害雜質(zhì)；
[0008]步驟⑵:將上述除雜后得到的溶液，經(jīng)孔徑為0.1~1um的微孔過濾裝置進行過濾，得到澄清溶液；
[0009]步驟(3):用上述澄清溶液，其中通入氣體或液體SO2，至pH值為2.5-5.0，反應生成亞硫酸氫鉀溶液；
[0010]步驟(4):用上述亞硫酸氫鉀溶液，冷卻、攪拌，控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶；將析出的焦亞硫酸鉀結(jié)晶漿液，經(jīng)固液分離，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液，其中所述母液可用于再次與步驟(1)中氫氧化鉀或碳酸鉀配料形成溶液；
[0011]步驟(5):用上述步驟⑷中焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥技術(shù)，通過90°C~160°C微波干燥，得到食品級焦亞硫酸鉀產(chǎn)品。
[0012]進一步地，步驟(1)中，除雜劑A采用活性炭，助劑B采用改性硅藻土，其中活性炭與改性硅藻土的重量比范圍為2: 1-1: 4。更有選地活性炭與改性硅藻土的重量比為1: 2。所述改性硅藻土通過下述步驟制得:按照所述改性后硅藻土含碳酸鈣20wt%的比例將硅藻土加入到Na2CO3水溶液中，在攪拌下加入飽和CaCl2水溶液，過濾，在400-500°C溫度下煅燒，即得到所述改性硅藻土。
[0013]進一步地，步驟(1)中，在除去重金屬及其他有害雜質(zhì)的過程中，采用60-80°C的范圍內(nèi)攪拌10-30分鐘。
[0014]進一步地，步驟⑷中，利用分段冷卻到15°C~30°C，攪拌速度30~60轉(zhuǎn)/分，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶。
[0015]進一步地，步驟⑶反應溫度42V~80°C。
[0016]本發(fā)明帶來的有益效果是:
[0017]1.本發(fā)明的食品級焦亞硫酸鉀新工藝生產(chǎn)方法采用加入除雜劑A、助劑B，可使焦亞硫酸鉀產(chǎn)品中的重金屬降低到3(mg/kg)以下、砷降低到0.5 (mg/kg)以下、鉛降低到I (mg/kg)以下、硒降低到0.5 (mg/kg)以下；
[0018] 2.該生產(chǎn)方法采用孔徑為0.1~1um的微孔過濾裝置，過濾其上述反應液，得到非常澄清的溶液，所得到的澄清度遠遠低于標準比濁溶液；
[0019]3.該生產(chǎn)方法采用分段冷卻到15°C~30°C，攪拌速度30~60轉(zhuǎn)/分，可控制晶核的形成速度和晶體成長速度，從而得到大而均勻完整的純凈的焦亞硫酸鉀晶體；
[0020]4.該生產(chǎn)方法采用的微波干燥技術(shù),通過90°C~160°C微波干燥，制得焦亞硫酸鉀產(chǎn)品。與氣流干燥方法相比能耗降低2/3，因接觸空氣面積小，焦亞硫酸鉀產(chǎn)品的的含量可達98%以上，而且因在干燥時焦亞硫酸鉀產(chǎn)品晶體不相互碰撞摩擦，其晶體完整而且大，質(zhì)量好。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0021]圖1是本發(fā)明的一種食品級焦亞硫酸鉀新工藝生產(chǎn)方法的工藝流程圖。

【具體實施方式】
:
[0022]現(xiàn)結(jié)合附圖將本發(fā)明做進一步的說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的一種食品級焦亞硫酸鉀新工藝生產(chǎn)方法采用以下步驟:
[0024]步驟1:用自來水、純水或焦亞硫酸鉀母液，與氫氧化鉀或碳酸鉀配料形成溶液，溶液中含K+100~400g/L，然后加入除雜劑A、助劑B，除去重金屬如砷等及其他有害雜質(zhì)；
[0025]其中，采用純水來制備上述溶液要優(yōu)于使用自來水，因自來水中含有多種重金屬雜志，加重了除雜的負擔，降低了除雜效率，也增加了成本，因此，優(yōu)選采用純凈水或焦亞硫酸鉀母液來制備上述溶液；
[0026]在該步驟中，除雜劑A、助劑B優(yōu)選采用活性炭和改性硅藻土的組合，在該生產(chǎn)方法中，活性炭作為良好的除雜劑，改性硅藻土作為其助劑，二者的組合可以有效去除溶液中重金屬如砷、硒等及多種有害雜質(zhì)，其中活性炭與改性硅藻土的重量比在2: 1-1: 4的范圍內(nèi)除雜效果最佳，更有選地活性炭與改性硅藻土的重量比為1: 2;所述改性硅藻土通過下述步驟制得:按照所述改性后硅藻土含碳酸鈣20wt %的比例將硅藻土加入到Na2CO3水溶液中，在攪拌下加入飽和CaCl2水溶液，過濾，在400-500°C溫度下煅燒，即得到所述改性硅藻土。
[0027]進一步地，在除去重金屬如砷等及其他有害雜質(zhì)的過程中，可采用60_80°C的范圍內(nèi)攪拌一段時間，例如10-30分鐘，除雜效率最佳。
[0028]經(jīng)活性炭和改性硅藻土組合除雜后，重金屬降低到3(mg/kg)以下、砷降低到
0.5 (mg/kg)以下、鉛降低到I (mg/kg)以下、硒降低到0.5 (mg/kg)以下,超過歐洲E224標準和國標GB25570的食品級焦亞硫酸鉀的要求。
[0029]步驟2:將上述除雜后得到的溶液，經(jīng)孔徑為0.1~1um的微孔過濾裝置進行過濾，得到非常澄清的溶液。
[0030]步驟3:用上述過濾后的溶液，其中通入氣體或液體SO2，至pH值為2.5-5.0，反應生成亞硫酸氫鉀溶液，其反應式如下:
[0031]K0H+S02 = KHSO3
[0032]或K2C03+2S02+H20 = 2KHS03+C02
[0033]其中，反應溫度42V~80°C ;
[0034]步驟4:用上述澄清的亞硫酸氫鉀溶液，經(jīng)分段冷卻到15°C~30°C，攪拌速度30~60轉(zhuǎn)/分，控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶，其反應式為:
[0035]2KHS03 = K2S205+H20
[0036]將析出的焦亞硫酸鉀結(jié)晶漿液，經(jīng)固液分離，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液，其中所述母液用于再次與步驟I中氫氧化鉀或碳酸鉀配料形成溶液。
[0037]步驟5:用上述的焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥技術(shù)，通過90°C~160°C微波干燥，得到晶體完整而且大、質(zhì)量好的、結(jié)晶狀的食品級焦亞硫酸鉀產(chǎn)品。
[0038]此上述反應總反應式為:
[0039]2K0H+2S02 = K2S205+H20
[0040]或K2C03+2S02 = K2S205+C02
[0041]實施例:
[0042]實施例一:
[0043](I)用焦亞硫酸鉀母液與氫氧化鉀配料形成溶液，其中溶液中含K+400g/L，加入除雜劑A、助劑B，優(yōu)選地，除雜劑A采用活性炭，助劑B采用改性硅藻土，活性炭與改性硅藻土的重量比在2: 1，然后經(jīng)孔徑為5um的微孔過濾裝置過濾得到澄清溶液。
[0044]通入氣體SO2,至pH值為4.5時，吸收反應達到終點，反應溫度50°C。
[0045]再經(jīng)分段冷卻到25°C，攪拌速度40轉(zhuǎn)/分，以控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶，得到含焦亞硫酸鉀的漿液。
[0046](2)將步驟(1)制得的含焦亞硫酸鉀的漿液經(jīng)離心，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液，母液繼續(xù)用于氫氧化鉀溶液的配制。
[0047](3)將步驟⑵得到的焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥器干燥，控制溫度100°C，得到焦亞硫酸鉀成品，純度98.3%,超過歐洲E224標準和國標GB25570的食品級焦亞硫酸鉀的要求。
[0048]實施例二:
[0049](I)用自來水與氫氧化鉀配料形成溶液，其中溶液中含K+300g/L，加入除雜劑A、助劑B，優(yōu)選地，除雜劑A采用活性炭，助劑B采用改性硅藻土，活性炭與改性硅藻土的重量比在1: 1，經(jīng)孔徑為0.1um的微孔過濾裝置過濾得到澄清溶液。
[0050]通入液體SO2,至pH值為3.2時，吸收反應達到終點，反應溫度42°C。
[0051]再經(jīng)分段冷卻到15°C，攪拌速度30轉(zhuǎn)/分，以控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶，得到含焦亞硫酸鉀的漿液。
[0052](2)將步驟(1)制得的含焦亞硫酸鉀的漿液經(jīng)離心，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液。
[0053](3)將步驟(2)得到的焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥器干燥，控制溫度90°C，得到焦亞硫酸鉀成品，純度99.1%,超過歐洲E224標準和國標GB25570的食品級焦亞硫酸鉀的要求。
[0054]實施例三:
[0055](I)用焦亞硫酸鉀母液氫氧化鉀配料形成溶液，其中溶液中含Κ+lOOg/L，加入除雜劑A、助劑B，優(yōu)選地，除雜劑A采用活性炭，助劑B采用改性硅藻土，活性炭與改性硅藻土的重量比在1: 2，然后經(jīng)孔徑為1um的微孔過濾裝置過濾得到澄清溶液。
[0056]通入氣體SO2,至pH值為2.0時，吸收反應達到終點，反應溫度80°C。再經(jīng)分段冷卻到25°C，攪拌速度40轉(zhuǎn)/分，以控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶，得到含焦亞硫酸鉀的漿液。
[0057](2)將步驟(1)制得的含焦亞硫酸鉀的漿液經(jīng)離心，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液，母液繼續(xù)用于氫氧化鉀溶液的配制。
[0058](3)將步驟(2)得到的焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥器干燥，控制溫度160°C，得到焦亞硫酸鉀成品，純度99.2%,超過歐洲E224標準和國標GB25570的食品級焦亞硫酸鉀的要求。
[0059]實施例四:
[0060](I)用純水與碳酸鉀配料形成溶液，其中溶液中含含K+380g/L，加入除雜劑A、助劑B，優(yōu)選地，除雜劑A采用活性炭，助劑B采用改性硅藻土，活性炭與改性硅藻土的重量比在1: 3，經(jīng)孔徑為0.5um的微孔過濾裝置過濾得到澄清溶液。
[0061]通入液體SO2,至pH值為3.2時，吸收反應達到終點，反應溫度60°C。
[0062]再經(jīng)分段冷卻到30°C，攪拌速度60轉(zhuǎn)/分，以控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶，得到含焦亞硫酸鉀的漿液。
[0063](2)將步驟(1)制得的含焦亞硫酸鉀的漿液經(jīng)離心，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液。
[0064](3)將步驟(2)得到的焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥器干燥，控制溫度120°C，得到焦亞硫酸鉀成品，純度98.4%,超過歐洲E224標準和國標GB25570的食品級焦亞硫酸鉀的要求。
[0065]實施例五:
[0066](I)用焦亞硫酸鉀母液與碳酸鉀配料形成溶液，其中溶液中含K+300g/L，加入除雜劑A、助劑B，優(yōu)選地，除雜劑A采用活性炭，助劑B采用改性硅藻土，活性炭與改性硅藻土的重量比在1: 4，經(jīng)孔徑為6um的微孔過濾裝置過濾得到澄清溶液。
[0067]通入氣體SO2,至pH值為4.5時，吸收反應達到終點，反應溫度70°C。
[0068]再經(jīng)分段冷卻到20°C，攪拌速度47轉(zhuǎn)/分，以控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶，得到含焦亞硫酸鉀的漿液。
[0069](2)將步驟(1)制得的含焦亞硫酸鉀的漿液經(jīng)離心，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液，母液繼續(xù)用于碳酸鉀溶液的配制。
[0070](3)將步驟⑵得到的焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥器干燥，控制溫度130°C，得到焦亞硫酸鉀成品，純度98.1%,超過歐洲E224標準和國標GB25570的食品級焦亞硫酸鉀的要求。
[0071]實施例六:
[0072](I)用焦亞硫酸鉀母液與碳酸鉀配料形成溶液，其中溶液中含K+200g/L，加入除雜劑A、助劑B，除雜劑A采用活性炭，助劑B采用改性硅藻土，活性炭與改性硅藻土的重量比在1: 2，經(jīng)孔徑為3um的微孔過濾裝置過濾得到澄清溶液。
[0073]通入液體SO2,至pH值為2.0時，吸收反應達到終點，反應溫度55°C。
[0074]再經(jīng)分段冷卻到20°C，攪拌速度45轉(zhuǎn)/分，以控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶，得到含焦亞硫酸鉀的漿液。
[0075](2)將步驟(1)制得的含焦亞硫酸鉀的漿液經(jīng)離心，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液，母液繼續(xù)用于碳酸鉀溶液的配制。
[0076](3)將步驟⑵得到的焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥器干燥，控制溫度140°C，得到焦亞硫酸鉀成品，純度99.1%,超過歐洲E224標準和國標GB25570的食品級焦亞硫酸鉀的要求。
[0077]對比例一:
[0078](I)用焦亞硫酸鉀母液與氫氧化鉀配料形成溶液，其中溶液中含K+400g/L，加入除雜劑A、助劑B，優(yōu)選地，除雜劑A采用活性炭，助劑B采用硅藻土，活性炭與硅藻土的重量比在2: 1，然后經(jīng)孔徑為5um的微孔過濾裝置過濾得到澄清溶液。
[0079]通入氣體SO2,至pH值為4.5時，吸收反應達到終點，反應溫度50°C。
[0080]再經(jīng)分段冷卻到25°C，攪拌速度40轉(zhuǎn)/分，以控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶，得到含焦亞硫酸鉀的漿液。
[0081](2)將步驟(1)制得的含焦亞硫酸鉀的漿液經(jīng)離心，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液，母液繼續(xù)用于氫氧化鉀溶液的配制。
[0082](3)將步驟(2)得到的焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥器干燥，控制溫度100°C，得到焦亞硫酸鉀成品，純度92.8%。
[0083]表1實施例一與對比例一得到的食品級焦亞硫酸鉀分析結(jié)果
[0084]

【權(quán)利要求】
1.一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法，其特征在于，采用以下步驟: 步驟(1):用自來水、純水或焦亞硫酸鉀母液，與氫氧化鉀或碳酸鉀配料形成溶液，溶液中含K+10~400g/L，然后加入除雜劑A、助劑B，除去重金屬及其他有害雜質(zhì)； 步驟(2):將上述除雜后得到的溶液，經(jīng)孔徑為0.1~1um的微孔過濾裝置進行過濾，得到澄清溶液； 步驟(3):用上述澄清溶液，其中通入氣體或液體SO2，至pH值為2.5-5.0，反應生成亞硫酸氫鉀溶液； 步驟(4):用上述亞硫酸氫鉀溶液，冷卻、攪拌，控制晶核的形成速度和晶體成長速度，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶；將析出的焦亞硫酸鉀結(jié)晶漿液，經(jīng)固液分離，得到焦亞硫酸鉀晶體濕料和母液，其中所述母液可用于再次與步驟(I)中氫氧化鉀或碳酸鉀配料形成溶液； 步驟(5):用上述步驟⑷中焦亞硫酸鉀晶體濕料，經(jīng)微波干燥技術(shù)，通過90°C~160°C微波干燥，得到食品級焦亞硫酸鉀產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟(1)中，除雜劑A采用活性炭，助劑B采用改性硅藻土，其中活性炭與改性硅藻土的重量比范圍為2:1-1: 4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法，其特征在于:所述改性硅藻土通過下述步驟制 得:按照所述改性后硅藻土含碳酸鈣20wt%的比例將硅藻土加入到Na2CO3水溶液中，在攪拌下加入飽和CaCl2水溶液，過濾，在400-500°C溫度下煅燒，即得到所述改性硅藻土。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法，其特征在于:其中活性炭與改性硅藻土的重量比范圍為1: 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟(I)中，在除去重金屬及其他有害雜質(zhì)的過程中，采用60-80°C的范圍內(nèi)攪拌10-30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟(4)中，利用分段冷卻到15°C~30°C，攪拌速度30~60轉(zhuǎn)/分，使溶液中的亞硫酸氫鉀含量達到過飽和濃度時，析出焦亞硫酸鉀結(jié)晶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品級焦亞硫酸鉀生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟(3)反應溫度42°C~80°C。
【文檔編號】C01D5/14GK104071809SQ201410345519
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】徐德良, 孫軍, 馬忠堂, 何國勇 申請人:徐德良, 丁峰, 孫軍, 馬忠堂, 何國勇