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一、产品概况
羧甲基淀粉钠(CMS)是一种改性淀粉,属醚化淀粉,性质与羧甲基纤维素(CMC)相似。外观为白色或微黄色粉末,无嗅无味,具有很强的吸湿性。溶于冷水成胶体,不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。CMS水溶液为粘状透明液体,外观比羧甲基纤维素(CMC)均匀细腻,流动性也好,是一种新的增稠剂、稳定剂和品质改良剂。CMS具有较高的粘度,较大的粘着力,较好的乳化性和渗透性,不易腐败霉变,吸水后会充分膨胀。由于这些特性,CMS在食品、纺织、医药、油田、化工等领域获得了广泛应用。据估计,CMS国内市场需求约30万吨,而且目前国内产量还不足2万吨。特别是食品级的CMS,全国只有南方某化工厂引进国外生产技术,但无高粘度(>600厘泊)的产品,CMS的开发一定会有广阔的市场。
二、产品用途
1.食品工业中的应用
a用作增稠剂
冰淇淋和一些饮料中需加入增稠剂,以前用作增稠剂的主要有CMC和海藻酸钠,现在国外大都用CMS代替CMC,因为CMS比CMC具有更好的溶稳性和安定性,使冰淇淋的内在质量提高,且价格比CMC便宜。加入量一般为0.5~1.0%,用量是很大的。
b作为稳定剂
CMS作为稳定剂加入果汁、奶和乳饮料中,加入量为蛋白的10~12%,可以保持产品的均匀稳定,防止蛋白的凝聚,从而提高乳饮料的质量,并能长期稳定储存,不腐败霉变。
c作为食品保鲜剂
将CMS的稀溶液喷洒在肉类、蔬菜、瓜果等食物表面,会形成一层极薄的膜,能长期保持食品的新鲜。
1.在医药工业中用于药品崩解剂
在相对湿度100%、37℃条件下,测定阳离子交换树脂、淀粉、CMS、CMC干燥粉末的吸水性,结果表明CMS的吸水量仅次于阳离子交换树脂,优于CMC和淀粉。据报导CMC干粉末充分膨胀后,体积可增大200~300倍。
CMS良好的吸水性,可作药品崩解剂,已广泛应用。几种物质作对比的研究结果列于下表:
|
1%崩解剂 |
崩解时间(分) |
溶出时间(分) |
|
玉米淀粉 |
30 |
15 |
|
CMC |
56 |
730 |
|
海藻酸钠 |
5 |
10 |
|
阳离子交换树脂 |
1.4 |
15 |
|
CMS |
0.4 |
4.5 |
可见用CMS制成的药片崩解速度快,溶解也快,所以在国内外被广泛用作片剂崩解剂,并被载入美国药典和国家处方集16版。
3.在纺织工业中的应用
a.用作纺织上浆剂
目前国内大量使用的上浆剂是CMC和PVA,CMS可代替CMC和部分PVA。CMS的优点是水溶液无不溶物,浆液细腻,稳定性好,渗透性好,上浆率高,退浆容易,且价格比CMC和PVA都便宜。CMS代替CMC和部分PVA不仅可降低成本,还可降低减伸率,减少织造断头,使纱身光洁,提高了织物质量。
b用作印染浆
用CMS配制的印染浆可用于合成化纤、涤棉、玻璃纤维等织物的印染中,成本比通常使用的海藻酸钠等印染浆低。
4.在石油工业中的应用
CMS的溶解性优于CMC,溶解度是CMC的4倍,用在钻井泥浆中作为降失水剂,降失水性比中粘度CMC优良,成本低于CMC。CMS也能用于淡水泥浆,有一定的抗钙,抗盐污染的能力,是一种很有前途的钻井泥浆处理剂。
5.在日用化工中的应用
CMS可用于合成洗涤剂中作为抗再沉积剂,增强洗涤效果,用量为05%左右,也可用于化妆品及牙膏中,作为增稠剂。
6.在造纸工业中的应用
CMS用在造纸工业中可作为浆内施胶剂,表面施胶剂与增强剂。能提高纸张强度,耐油性及吸墨性,增强表面光洁度。
三、生产方法
1反应原理
S-OH+ClCH2COOH→S-O-CH2COOH+NaCl
2工艺流程
原料→ 反应→ 中和 →分离→干燥→粉碎→成品
↑ 溶剂回收套用 ↑
四、技术可靠性
该项目由我院精细化工研究室经过小试、中试、生产放大系统研究,开发成功。
课题组在成功地进行了小试的基础上,又在100吨/年CMS的装置上进行了中试,中试产品的各项技术指标均达到或超过国内同类产品水平,为生产放大提供了可靠的技术保证。
在中试成功的基础上,课题组又设计了1000吨/年的生产车间,并已正式投入生产五年多。生产运转正常,产品质量优良,能生产高、中、低不同粘度的产品。产品投放市场用户反映良好,产品在纺织行业的销售已全面铺开,食品及石油方面试用情况良好。乞今为止,该厂生产销售情况良好。
该技术于93年7月通过中国石化总公司组织的技术鉴定。专家一致认为:该工艺合理技术先进可行,产品质量优良。高粘度的CMS填补了国内空白,主要指标已达到国外同类产品的先进水平。产品经有关厂家应用于纺织、食品、印染等行业,效果良好,具有较大的经济效益。该工艺产生少量三废,能达到GB8978—88规定的排放标准。94年获上海国际食品博览会银奖,并获中国石化总公司科技进步三等奖。
五、投资估算(以1000吨/年计)
1主要设备
搪瓷(或不锈钢)反应釜 2000L 2台
不锈钢离心机 SS-800 2台
干燥设备 1套
精馏设备 Φ800×9000 1套
粉碎机 1套
不锈钢搅拌釜 1000L 2台
2厂房 700m2(包括库房200m2)
3锅炉 2吨/小时 1台
4配电 70千瓦时
投资 60万元(不包括厂房、锅炉、配电)
六、经济效益分析
生产成本 5500元/吨
产品价 11000元/吨
利税 550元/吨
以年产1000吨计:
产值1100万元
利税5500万元
七、环保
本工艺生产过程中淀粉投料时有微量粉尘排出,乙醇精馏时有少量废水排出,但量很少,经环境监测部门现场检测,排放达到国家标准。
总之,本工艺基本不存在三废,无需专门处理。
联系人:精细化工研究室 全易
联系电话:0519-3290190(O) 0519-3272702(H)