食品級二氧化碳的凈化技術(shù)與雜質(zhì)去除難點(diǎn)
2021-09-15
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食品級二氧化碳的常見來源有發(fā)酵尾氣和化工生產(chǎn)副產(chǎn)氣等。這些氣體中可能含有硫化物、氮氧化物、烴類物質(zhì)、水分和其他微量雜質(zhì)。為了去除這些雜質(zhì),多種凈化技術(shù)被應(yīng)用。
吸附技術(shù)是凈化過程中的關(guān)鍵手段之一。通過使用活性碳、分子篩等吸附劑,可以有效地去除二氧化碳中的一些有機(jī)雜質(zhì)和水分。例如,活性碳具有巨大的比表面積,能夠通過物理吸附作用捕獲烴類等有機(jī)雜質(zhì)。分子篩則可以根據(jù)分子大小和極性來選擇性吸附雜質(zhì),對水分的去除有很好的效果。但是,吸附劑存在吸附容量的限制,當(dāng)吸附達(dá)到飽和時(shí),就需要進(jìn)行再生處理。再生過程需要精確控制溫度、壓力等條件,否則會影響吸附劑的性能和使用壽命,這是吸附技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)難點(diǎn)。
精餾技術(shù)在二氧化碳的凈化中也不可或缺。利用二氧化碳與雜質(zhì)在沸點(diǎn)上的差異,通過精餾塔進(jìn)行多次的部分汽化和部分冷凝操作,可以將雜質(zhì)從二氧化碳中分離出來。然而,在精餾過程中,要精確控制操作壓力和溫度。因?yàn)槲⑿〉钠羁赡軐?dǎo)致分離效果不佳,使部分雜質(zhì)不能有效去除。而且,對于沸點(diǎn)與二氧化碳相近的雜質(zhì),單純依靠精餾技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)徹底分離,這就需要與其他凈化技術(shù)配合使用。
催化氧化技術(shù)主要用于去除二氧化碳中的硫化物和部分還原性雜質(zhì)。在催化劑的作用下,硫化物等雜質(zhì)被氧化為易于去除的物質(zhì)。但是,催化劑的選擇至關(guān)重要。合適的催化劑不僅要具有高活性和選擇性,還要有良好的穩(wěn)定性。在實(shí)際生產(chǎn)中,由于雜質(zhì)成分復(fù)雜,一些雜質(zhì)可能會導(dǎo)致催化劑中毒,使其活性降低,影響凈化效果。因此,如何防止催化劑中毒并延長其使用壽命是催化氧化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。
除了上述技術(shù),膜分離技術(shù)也逐漸被應(yīng)用到二氧化碳凈化領(lǐng)域。利用特殊的膜材料對不同氣體的滲透性差異來實(shí)現(xiàn)分離。但是,目前膜分離技術(shù)的成本較高,而且膜的性能在長期使用過程中可能會下降,限制了其大規(guī)模應(yīng)用。
食品級二氧化碳的凈化技術(shù)雖然多樣,但每種技術(shù)都有其自身的難點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中,往往需要綜合運(yùn)用多種凈化技術(shù),通過合理的工藝組合和嚴(yán)格的操作控制,才能有效地去除二氧化碳中的雜質(zhì),生產(chǎn)出符合食品行業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)要求的食品級二氧化碳。這不僅保障了食品的安全和質(zhì)量,也促進(jìn)了食品行業(yè)的健康發(fā)展。