1、將二氧化碳制成食品級(jí)的技術(shù)調(diào)研摘要：二氧化碳在食品方面的應(yīng)用前景非常廣闊。文章介紹了食品級(jí)二氧化碳的三種典型生產(chǎn)工藝和國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)食品級(jí)二氧化碳的市場(chǎng)前景進(jìn)行了分析和經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證。關(guān)鍵詞：二氧化碳生產(chǎn)工藝市場(chǎng)1引言二氧化碳在食品方面的主要應(yīng)用為碳酸飲料、煙絲膨化、食品保鮮等領(lǐng)域。二氧化碳在碳酸飲料中的作用是可以增加口感、解渴、促進(jìn)消化和幫助解除疲勞的功效。據(jù)統(tǒng)計(jì)每噸碳酸飲料對(duì)食品級(jí)二氧化碳的需求量約為0.0150.02t。二氧化碳用于煙絲膨化的處理則可使煙絲節(jié)省5%并可提高煙絲質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)每10萬(wàn)箱香煙，其煙絲膨化時(shí)，需3000t左右二氧化碳。在食品保鮮領(lǐng)域，近年來(lái)國(guó)際上廣泛使用

2、二氧化碳?xì)庹{(diào)、干冰速凍、液體二氧化碳的保鮮。該方法能控制好氣體成分，保持適當(dāng)?shù)蜏?，使水果、蔬菜獲得良好的貯存效果。食品二氧化碳還可作為貯存糧食的殺蟲(chóng)熏蒸劑。食品級(jí)二氧化碳的市場(chǎng)應(yīng)用前景非常廣闊。2食品級(jí)二氧化碳的生產(chǎn)工藝1-3二氧化碳來(lái)源廣泛，含量和雜質(zhì)各不相同。為保證產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，形成了不同的工藝路線。一般包括提濃、加壓、凈化、液化、提純工藝。2.1 二氧化碳的提濃二氧化碳濃度在10%-40%壓力為常壓的氣源，比如石灰窯氣、煙道氣、水泥窯氣等，通常稱(chēng)為低分壓二氧化碳，目前一般采用濕法回收工藝（如活化MEA熱鉀堿等），首先將二氧化碳濃度提高到98%上。化肥廠PSA脫碳尾氣、濕法脫碳（如P

3、C脫碳、低溫甲醇洗）閃蒸氣中，二氧化碳含量只有70%-85%這類(lèi)氣源作為原料生產(chǎn)液體二氧化碳，理論上講可以采用直接加壓液化工藝，也可以采用將二氧化碳提濃后再加壓液化。后者更為先進(jìn)合理、更有經(jīng)濟(jì)效益。以酒精發(fā)酵尾氣、化工廠濕法脫碳解析氣為原料生產(chǎn)液體二氧化碳，由于氣源中二氧化碳含量高（一般高于97%）,就無(wú)須提濃工藝。2.2 二氧化碳的凈化凈化工藝主要脫除含硫雜質(zhì)、燒類(lèi)、水等。采用氧化鐵系常溫脫硫劑、水解轉(zhuǎn)化型脫硫、特種活性炭等常溫使用型脫硫劑，脫除原料氣中的硫，使原料氣中的硫達(dá)到0.1X10-6以下。當(dāng)氣源中含有C2或C3燒類(lèi)且含量大于30X10-6時(shí)，脫硫后的氣體再進(jìn)入脫燒單元，利用貴金的脫

4、燒催化劑在床層反應(yīng)溫度約320350c的況下進(jìn)行催化反應(yīng)，脫除G、C3煌類(lèi)。當(dāng)總煌量不太高時(shí)，可不設(shè)置脫燒單元。也可采用PTSA變溫變壓吸附法，除去氣源中的、高燒、苯等雜質(zhì)，減少裝置生產(chǎn)運(yùn)行成本。2.3二氧化碳的液化2.3.1二氧化碳的液化原理二氧化碳在不同的溫度和壓力下存在液、固、氣三相，分析二氧化碳三相平衡圖能得到固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)存在的工況條件： 2.1MPa、-20C下，CO2位于液態(tài)區(qū)。 在8MPa低于30c下，CO2位于液態(tài)區(qū)。 在0.1MPa、-78.8C下，CO2位于固態(tài)區(qū)。 在1.0MPa、0c下，CQ位于氣態(tài)區(qū)。2.3.2二氧化碳液化根據(jù)相圖的熱力學(xué)條件，工業(yè)生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳

5、有高壓法和低壓法。2.3.2.1 高壓法二氧化碳經(jīng)預(yù)處理，進(jìn)入壓縮機(jī)多級(jí)壓縮到8MPa再經(jīng)干燥脫除微量水分及雜質(zhì)，用液氨冷卻液化為液態(tài)二氧化碳。2.3.2.2 低壓法純凈二氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓縮到2.5MPa,用液氨在-25C-30C下冷卻、精制，再冷卻至-20C液化得到液態(tài)二氧化碳。一般多采用低壓法，可大大減少二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的電耗，從而降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。采用低壓法，設(shè)備投資也較低。另外，在2.1MPa、-20c下,CO位于液態(tài)區(qū)，可采用液氨制冷。圖1、圖2、圖3是典型的三種液態(tài)二氧化碳生產(chǎn)工藝。圖2脫碳排放氣生產(chǎn)食品級(jí)8之工藝流程框圖柒塔卜|氣水分離卜|ca壓縮機(jī)=預(yù)脫st預(yù)IMS目脫曲料t

6、精脫就塔水解塔提混器=_水冷卻器干燥卻再電器卜耳提干塔*|co工產(chǎn)品低溫貯.,殳工穌儂過(guò)冷器圖3高漆度ca原料生產(chǎn)食品級(jí)cd工藝流程框圖43食品級(jí)二氧花械向產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一一直一一表1國(guó)際標(biāo)彳隹，國(guó)際飲料技術(shù)初、會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ISBT）及口口口樂(lè)1999年標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)1二氧化碳含量>10-2(V/V)99.92水分工10-6(V/V)203酸度通過(guò)測(cè)試4氧氣010-6(V/V)305氨010-6(V/V)2.56一氧化氮<10-6(V/V)2.57二氧化氮<10-6(V/V)2.58不易揮發(fā)殘留物010-6(m/n)10（肉眼看不見(jiàn)微粒）9不易揮發(fā)有機(jī)殘留物010-6(m/m510磷化氫010-6(V/V)通過(guò)測(cè)試，最大0.311碳?xì)浠衔锟偭浚ㄒ约淄橛?jì)）010-6(V/V)50（非甲烷煌不超過(guò)20）12乙醛<10-6(V/V)0.213苯010-6(V/V)0.0214CO010-6(V/V)1015總硫（出二氧化硫外，以硫計(jì)）010-6(V/V)0.116COS010-6(V/V)0.117硫化氫工10-6(V/V)0.18二氧化硫工10-6(V/V)1.019氣味010-6(V/V)無(wú)味20溶于水中010-6(V/V)無(wú)色、渾濁21口味010-6(V/V)無(wú)表2國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB