活性炭在味精生产中的应用(最后修订)

1、活性炭在味精生产中的应用摘 要：本文重点介绍新型改性味精专用活性炭在国内外的使用情况和味精行业用炭方面的一些用炭经验，以便促进味精行业择优选炭和科学用炭。关键词：新型改性味精专用活性炭 色素 吸附前 言活性炭是味精生产过程中的重要辅助材料，活性炭的品质和品种不仅关系到味精生产中的工作环境、工人劳动强度和生产成本，更重要的是它直接影响味精的收率和质量。我国味精行业经历了四十多年的发展历程，在生产装备和生产工艺上均得到了很大的提高和改进，大部分味精企业在生产技术上目前已达到国际先进水平，但由于我国的活性炭生产装备和生产工艺的水平远落后于味精行业的技术发展水平，活性炭在味精行业应用领域的研究也相对滞

2、后，因此造成整个味精行业普遍存在着对活性炭在味精生产中的重要作用认识不足，活性炭的工艺提升和质量提高满足不了味精行业高速发展的需求，全行业因不合理用炭造成的不必要浪费和隐性损失十分严重。现我国味精行业吨味精耗炭从15公斤到30公斤多不等，单耗悬殊差别极大，以2006年我国味精行业总产量170万吨为参照依据，据粗略统计，全行业全年用炭量约4.3万吨，行业平均每吨味精耗炭量25公斤，因用炭浪费造成的直接经济损失高达1亿多元，间接损失更是不可估量。更值得关注的是，这种不合理用炭造成的损失，尚未引起大部分味精生产企业的高度重视，因此本文将新型改性味精专用活性炭在国内外的使用情况和味精行业用炭方面的一些

3、用炭经验整理出来，供味精生产企业相关人士参考，希望能对味精生产企业有所帮助。1、活性炭的生产工艺、产品特性味精用粉状活性炭属于木质类活性炭，由于制造木质活性炭的原材料和生产工艺有很大的差别，目前国内有水蒸气法和化学药品法二大类活性炭，品种很多，用途也大不一样，并不是每一种活性炭都适用于味精生产。目前味精行业普遍使用的活性炭大都是普通水蒸气法，这种工艺生产的活性炭主要缺点是孔隙小，结构单一，只能吸附小分子色素，而味精料液的杂质成分和色素结构相当复杂，不仅有像铁离子、褐色素等小分子色素，还有大量的大分子焦糖色素、硫化物、苯基丙氨酸分子、酪氨酸分子以及因过热、过碱反应生成的新色素等，这些杂质和色素分

4、子绝大部分很难被水蒸气物理法活性炭吸附，因此味精用活性炭不仅要满足吸附各种色素的需求，还要能有效去除料液内的杂质，味精生产企业应根据本厂的实际情况，有针对性的选择符合自身产品相应特性的活性炭。福建省建瓯市芝星活性炭有限公司从2001年起着力研究味精专用活性炭，经过上百次的试验，摸索总结出一套独特的味精专用活性炭生产工艺，产品具有物理活性炭和化学活性炭的双重吸附特性，属于改性活性炭，产品的孔隙结构完全符合味精料液中的色素分布结构和杂质成份，对麸酸料液脱色有特效。2004年批量生产后出口到越南味丹，客户反应脱色效果明显好于普通活性炭，之后又在越南味王、味之素试用，反应良好，并迅速占领越南味精用炭市

5、场，目前年出口量达2000多吨，产品也辐射到泰国、印尼等味精用炭市场。2、择优选用活性炭和优化用炭的试验方法由于木质粉状活性炭国家标准中评价活性炭质量的主要技术指标是亚甲基兰脱色力、焦糖脱色率、碘吸附值、含水率等，这几个指标并不能完全代表味精料液中的杂质含量和色素成份，味精料液的杂质和色素的成份要复杂得多，因此味精生产企业不能完全根据“国标”评价活性炭的质量。选择活性炭最常用的方法就是通过静态试验，即取味精料液（或者麸酸溶液）做实物脱色实验，从实物脱色实验中我们可以取得料液的透光度与活性炭用量之间的关系，从中选择最适合本厂使用的活性炭。同时我们还可以将实物脱色的试验方法、步骤、数据进行分析整理

6、，做为制定生产工艺条件、投炭量、以及日常验收活性炭质量的标准，通过不断的完善最终建立起一套可行的活性炭性能评价体系。值得注意的是，做实物脱色试验时应检测料液的初始透光度，再求得活性炭脱色后净增长透光度，实物脱色试验可以用脱色曲线来表示脱色效果（参见图a）。建议做实验时选取脱色效果最好的活性炭做为标准样本，以作为今后对比试验的参照物。3、活性炭在味精行业的使用方法活性炭在味精生产中的主要作用就是吸附相内杂质、脱除相内色素、帮助料液过滤、有利于产品结晶。由于料液的含量、浓度、酸碱度、温度、脱色时间等都是决定活性炭脱色效果的重要因素，实践证明，即使是同一品质的活性炭在料液质量差异的情况下，所表现出来

7、的吸附能力也不尽相同。因此，在使用活性炭时应严格制定生产工艺和作业指导书，在制定生产工艺时应计算料液的平衡浓度和活性炭吸附量的数值，用吸附等温线表示出来（参见图b），从而求得料液最佳平衡浓度和最佳投炭量。充分了解和掌握活性炭的吸附性能和料液质量变化的相应规律后，再用表格方式记录下来，形成一套科学的用炭管理体系，以便生产管理者在料液质量和其他生产条件发生变化时，严格按照用炭管理体系的要求，迅速采取措施、科学调整用炭量。当料液质量不稳定时，料液内的杂质含量和分子结构也会发生很大的变化，料液质量变坏时色素成分明显增加，直观表现为料液初始透光度很低，这时应适当调低料液浓度，增加活性炭用量，延长脱色时间

8、，才能达到满意的脱色效果。因此，保持生产过程中工艺和料液质量的稳定，减少人为操作失误的影响等都是有效提高活性炭吸附性能的重要因素。活性炭在吸附反应时可以采用单吸附法或多次吸附法。单吸附法是按设定的投炭量，一次性投料完成整个吸附过程，这种方法比较简单省事，但要求料液的质量要好而且稳定，用变晶工艺生产的麸酸可以使用单吸附法；多次吸附法是将设定的投炭量分二次或三次投料，活性炭的第一次投炭最佳时间是将料液的PH值调整到5.96.0时（PH值为酸性4.55.5时脱色效果更佳，参见图c），投入50%左右的活性炭进行第一次脱色反应，过滤后重新加入一定量的麸酸，根据工艺要求重新调整料液PH值、浓度，再将剩余的

9、活性炭投入。第二次投入的活性炭还有部份吸附功能，回收后再投入到第一段脱色中使用（参见图d），这样不仅避免浪费，而且还能帮助第一段脱色时滤去多余的蛋白质、胶体等粘性物质，有助于改善二段脱色时料液的质量，有利于节省用炭。在调制麸酸溶液时必须让麸酸完全溶解，否则就无法达到最佳的脱色效果，麸酸未完全溶解也会导致结晶后的味精变色；当溶解麸酸时应保持整体温度稳步上升，防止局部过热产生顽固色素，调整PH值时也要逐步加碱，防止局部过碱生成新色素，加入硫化钠除铁时，应选择高含量优质硫化钠，硫化钠会加深料液色泽。当活性炭减少到一定的用量时，可能会造成料液过滤困难，因此在过滤工序中可以添加少量硅藻土等作为助滤剂。采

10、用单吸附法时最好能将料液做个预处理，方法是添加一定量的有机溶剂充分溶解胶质物，或者先用废炭过滤去胶质物，预处理过的料液质量有很大的改善，更有利于活性炭脱色，结晶后的味精更具有光泽度。4、结束语由于活性炭在味精生产中所涉及的吸附过程、作用原理、反应条件都很复杂，加上味精生产企业的生产工艺、生产装备以及工人长期养成的操作习惯都存在着很大的差异，影响因素很多，因此本文无法兼顾到广度和深度，主要是根据笔者在日常工作和试验中总结的一些经验和个人对用炭方面的认识理解整理而成，缺欠在所难免，仅供参考，不到之处敬请广大专家、业内人士批评指正。随着我国味精产能的不断提高，活性炭的使用量也会越来越大，味精用炭方面的问题和矛盾也会愈加突出，特别是今后活性炭的主要原材料逐年减少以及由于生产活性炭会造成一定的环境污染，国家将限制活性炭的产能，小型活性炭厂必须关闭，因此用炭企业应及早做好准备，将活性炭采购计划纳入重要管理议程，选择规模大质量稳定的活性炭生产企业做为长期战略合作伙伴，尽可能做到未雨绸缪、有备无患。吸附量 (g/g-AC) 附图