食品級氫氧化鈣在過氧化鈣的應用以及過氧化鈣的生產工藝

過氧化鈣(CaO2 )是白色或微黃色粉末,無臭無味,極微溶于水,溶于酸。過氧化鈣在275 ℃時開始分解,在濕空氣或水中可長期緩慢釋放出氧氣,此外,它具有較強的漂白、殺菌、消毒作用,對環境無危害。過氧化鈣是一種很有應用價值和發展前途的化工產品,具有廣闊的市場前景 。

目前,過氧化鈣的生產方法按所含鈣原料,可分為鈣鹽法(氯化鈣或硝酸鈣)和食品級氫氧化鈣法兩類。其中食品級氫氧化鈣法又可分為傳統法、空氣陰極法和噴霧干燥法。鈣鹽法和傳統的食品級氫氧化鈣法的工藝過程和設備較簡單，技術較成熟，適合于小規模生產。鈣鹽法和傳統的食品級氫氧化鈣法、空氣陰極法的共同缺點是采用稀溶液生產，大量母液中過氧化氫分解損失大，其產品收率和含量不可能達到很高，CaO2含量一般僅為50％～60％； 噴霧干燥法則采用高濃度過氧化氫（54％H2O2）和固體（或漿狀）食品級氫氧化鈣直接進行反應,并采用噴霧法脫水干燥，物料中水份少，可減少過氧化氫的分解損失，具有流程簡單、收率高、能耗低的特點。但該法的問題是控制難度較大，設備管道易結垢堵塞，且存在爆炸的危險性。另外,國內由于缺少高濃度過氧化氫,一般采用與石灰乳反應的方法生產[2]。

過氧化氫與石灰乳反應生產過氧化鈣的生產工藝流程圖見圖1

 

圖1 CaO2生產工藝流程

生石灰與母液和補充水在化灰池中消化成石灰乳后加入反應器中，與雙氧水反應生成過氧化鈣，為了降低過氧化氫和反應生成的過氧化鈣的分解，其間加入復合穩定劑。反應一定時間后，將生成的CaO2料漿過濾分離，其固相再經干燥即為產品，液相母液返回化灰池。[3]

研究過氧化鈣的工業化生產工藝，適宜工藝條件的選擇是保證。

石灰乳用量 從表1和表2所列實驗數據看，其它條件相當，石灰乳用量較大時，產品收率高，但CaO2含量降低；反之，石灰乳用量較小時，產品CaO2含量高，但收率有所降低。綜合產品收率和產品CaO2含量兩方面因素考慮，故選擇石灰乳用量為理論量的110％（即過量10％）較合適。

 

表一

 

表二 

石灰乳中Ca(OH)2含量

由表2數據可見，降低石灰乳中Ca(OH)2含量，對提高產品CaO2含量和產品收率有利，但Ca(OH)2含量過低，將導致設備生產能力下降，故不能太低。因此石灰乳中Ca(OH)2含量選擇為20％-50％為宜。

穩定劑用量自配復合穩定劑用量

無論對產品CaO2含量指標，還是產品收率指標，為雙氧水用量的7％左右是合適的。

反應溫度

從理論上講，低溫反應可降低H2O2和CaO2的分解損失，可望提高產品CaO2含量和產品收率。但實驗結果顯示并非如此，常溫下反應所得產品中CaO2含量和產品收率均比低溫下反應高。

在實驗過程中，觀察到低溫反應時，放出的氣泡（氧氣）確比常溫下少，所得含水濕產品量也較高，但在干燥過程中，放出較多的氧氣，低溫真空干燥和110℃下干燥均是如此，說明CaO2分解現象較嚴重，而常溫下反應所得濕物料產品，在干燥過程中較穩定。導致上述現象的原因尚待進一步研究，但從實驗結果看，選擇常溫（20～30℃）下反應條件是有利的。

反應時間

反應時間的選擇，從圖2和圖3來看，不宜過短，也不宜過長。過短，反應不完全；過長，則增加產物CaO2在液相中的停留時間而增加分解損失。從實驗結果分析看，在實驗范圍內，選擇投料完畢后反應30min是適宜的。

 

 

另外，復合穩定劑的加料方式也應注意，從前后實驗結果看，不宜直接加入到石灰乳中，而是加入到雙氧水中較好，以免降低其穩定效果。