一种速溶粉剂氢氧化钠的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及氢氧化钠制备领域，特别是一种速溶粉剂氢氧化钠的制备方法及应用。

背景技术

氢氧化钠，化学式NaOH为俗称烧碱、火碱、苛性钠为一种强腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒状，称为片碱和粒碱，易溶于水，并会放出热量，有潮解性，以吸取空气中的水蒸气和二氧化碳。

氢氧化钠的用途极广，用于工业清洗、食品加工、造纸、肥皂、染料、人造丝、制铝、棉织品整理、以及木材加工及机械工业等方面。是一种广泛应用的重要大宗工业品。

工业制烧碱主要采用：近年国内主要生产烧碱的方法是离子膜法：就是采用离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱（即氢氧化钠），其主要原理是因为使用的阳离子交换膜，该膜有特殊的选择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过，即只允许H+、Na+通过，而Cl-、OH-和两极产物H2和Cl2无法通过，因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。

具体工艺为：精制的饱和食盐水进入阳极室，纯水加入阴极室，通电后H

工业制备的氢氧化钠，按照氢氧化钠状态进行对比如表1：

表1

由表1可知：固体氢氧化钠在包装、储存、运输这几个环节都有成本和安全优势，但是在使用环节需溶解复配，会带来几个问题：

1、易结晶，难溶解。将氢氧化钠固体加常温入水中，固体很容易沉降到底部，形成结晶，底部有管道入口的，结晶体会堵塞管道，无法溶解，最后排空，切割管道取出结晶体，对生产影响很大。

使用搅拌设备需要缓慢添加防止结晶，时间长，配置高弄得时间更长。

2、完全溶解的氢氧化钠因为稀释放热，会使配置溶液中有大量的气泡产生，降温静止静置几小时以才能澄清，自然降温更是需要十几小时。

3、使用量少的选择人工搅拌，因为稀释放热和强腐蚀性，在溶解过程中会有氢氧化钠颗粒、雾气挥发到溶解罐周围，会刺激人的呼吸等黏膜系统，对人员造成一定的健康危害。

4、因为单一组分存在使用中的一些弊端，往往会复配其他化学品提升效果，例如食品加工行业使用的CIP复合碱性清洗剂，其中主要成分为氢氧化钠，复配螯合剂、表面活性剂等助剂提升清洗效果。但片碱的不规则，粒碱之间的空隙大，会使复配的粉末固体沉在底部等问题，不能达到稳定效果而无法标准化生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种速溶粉剂氢氧化钠的制备方法及应用，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一方面，本发明提供了一种速溶粉剂氢氧化钠的制备方法，包括以下步骤：（1）原料粉碎：选取片状氢氧化钠，用粉碎机进行粉碎，粉碎粒度不大于40目；（2）过滤：将步骤（1）粉碎的取片状氢氧化钠过不大于40目的过滤筛；（3）添加助剂：将步骤（2）过滤的氢氧化钠中，按照质量百分比添加0.5%-1.0%的过氧化钠，搅拌均匀；（4）干燥、包装：将步骤（3）添加助剂后的氢氧化钠，使用真空干燥箱进行干燥后，进行抽真空包装即可制得速溶粉剂氢氧化钠。

上述技术方案中，所述步骤（4）抽真空包装的真空度：-80 kpa～-50kpa。

上述技术方案中，所述步骤（4）干燥温度：80～85℃，干燥时间20～30min。

另一方面，本发明还提供了速溶粉剂氢氧化钠的应用场景及应用方法：应用领域：氢氧化钠的生产使用行业，食品加工行业（乳品、饮料、啤酒、调味品等行业）CIP碱性清洗剂、餐饮连锁加工行业等碱性清洗剂的生产及使用。速溶粉剂氢氧化钠还可以作为基础添加助剂在食品加工行业、CIP碱性清洗剂、餐饮加工行业的应用。

使用方法：少量使用可以直接加入水中，快速溶解。使用量大的场景使用超声波清洗机代替传统的机器和人工搅拌，降低劳动强度，大幅缩减溶解时间，达到速溶的效果。

本发明制备速溶粉剂氢氧化钠在使用时，将液体氢氧化钠和固体氢氧化钠的优点都得以保留，具体体现在一下几个方面：

1、节能环保。速溶氢氧化钠中氢氧化钠的含量是液体氢氧化钠中氢氧化钠含量的2-3倍，因为是固体粉剂制品，大幅提升运输效率，节约能源，单位有效含量包装重量也只有液体氢氧化钠1/2-1/3，也减少了塑料使用，更环保。

2、溶解速度更快，不易结晶，效率更高。

3、使用超声波清洗机的溶解方式代替搅拌罐和人工搅拌方式，既避免了固体氢氧化钠不结晶，又降低劳动强度和人员的操作安全风险。

4、速溶氢氧化钠粉碎后颗粒小，增加了与多种相同大小固体助剂颗粒的配伍可操作性，为配置效果更好的复合产品打下了基础。

5、使用更方便。速溶粉剂氢氧化钠使用量是液体的1/3-1/2，使用时转运更少，且可以实现单次使用包装量，从50g-25kg的包装规格，相较于塑料桶的相对固定的包装形式灵活、安全、方便。

6、减少使用时的能耗。固体氢氧化钠在溶解时释放大量的热，CIP清洗剂还需要继续加热，一般要加热到80-85℃，这样利用释放的热量就可以降低能耗。

7、成本低，相对液体各个环节都大幅降低了成本。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

速溶粉剂氢氧化钠制备过程中使用的设备及原料:

片碱:山东滨化集团有限公司生产的片状氢氧化钠，食品添加剂，25/袋

粒碱：天津奥普升化工有限公司生产的氢氧化钠（粒），分析纯，500g/瓶

粉碎机：武义海纳电器有限公司生产的高速多功能粉碎机，转速30000转/分，粉碎成都是30-300目，容量800g，可使用其他粉碎机替代。

真空包装机：得力真空包装机14898，真空度-80 kpa～-50kpa，可进行干料抽真空。

超声波清洗机为：洁盟工业实验室清洗器，型号：JP-010T,超声波频率：40KHz，最大容量为：2L。

一种速溶粉剂氢氧化钠的制备方法，包括以下步骤：（1）原料粉碎：选取片状氢氧化钠，用粉碎机进行粉碎，粉碎粒度不大于40目；（2）过滤：将步骤（1）粉碎的取片状氢氧化钠过不大于40目的过滤筛；（3）添加助剂：将步骤（2）过滤的氢氧化钠中，按照质量百分比添加0.5%-1.0%的过氧化钠，搅拌均匀；（4）干燥、包装：将步骤（3）添加助剂后的氢氧化钠，使用真空干燥箱进行干燥后，进行抽真空包装即可制得速溶粉剂氢氧化钠。

其中，所述步骤（4）抽真空包装的真空度：-80 kpa～-50kpa。

其中，所述步骤（4）干燥温度：80～85℃，干燥时间20～30min。

需要说明的是：步骤（3）添加助剂：在粉碎过滤后的氢氧化钠中按照质量比例添加0.5%-1.0%的过氧化钠，搅拌均匀。

过氧化钠遇水反应分两步：第一步：Na

添加过氧化钠有一下几个作用：

步骤（4）抽真空包装：可以隔绝固体和空气的接触，避免潮解，并降低储存运输过程中的安全风险。包装规格可以实现但是使用的最小包装单元，让使用更方便、安全。相同有效使用含量下固体比液体有效降低包装物的使用量。按照食品加工行业常用产品含量，包装规格和桶重对比表如表2：

表2

由表2对比可以看出相同有效物含量的速溶氢氧化钠包装物重量只有液体的1/3-1/2。

在上述过滤、搅拌混配或者干燥环节将产品固定成型，固定形状如果和后续搅拌设备添加口相匹配，使用会更方便、安全。

抽真空包装后，粉碎的粉剂会再次结成块状，但是因为粉碎后固体间的原有结构已经被破坏，抽真空后的粉剂只是因为空间挤压而聚集成团，之间的结合力很弱。溶解时加上过氧化钠稀释释放氧气充当崩解剂使溶解速度较粒碱和片碱更快。

实施例1制备的速溶粉剂氢氧化钠使用方法：

少量溶解可以直接加入需要溶解的水中使用。使用量大可以先溶解成高浓度，再稀释使用，可以用超声波清洗机配合溶解。

使用超声波清洗机产生的振动替代人工搅拌和搅拌罐搅拌方式，优点有以下几点：

1、高频振动能产生比搅拌器更好的搅拌作用，使溶解时间大幅缩短。

2、超声波清洗剂产生的高频振动不会使倒入水中的氢氧化钠在容器底部形成结晶，从而提升溶解速度。

3、高频振动可以使溶解氢氧化钠产生的小气泡迅速汇集成较大的气泡排出溶液中，大幅缩短溶液澄清的时间。

使用时先配置较高浓度溶液，再将较高浓度溶液抽取到使用罐中稀释使用。因为使用罐几吨到十几吨，一般要都从关口添加不方便。加上行业的一些特殊要求，例如食品加工行业对食品安全的要求，要保证使用的清洗剂澄清均匀无杂质，所以需要提前溶解过滤后再调配使用。

使用超声波清洗机对片碱、粒碱、本发明方法生产的速溶氢氧化钠分别配置含量为20%和30%溶液，配比使用量如下表3：

表3

溶解操作步骤：

称取要求水量加入超声波清洗机，开启超声波清洗机，称取要求量的氢氧化钠加入水中，统计每种产品完全溶解所需要的的时间进行对比。

不同产品在相同浓度下的溶解时间统计如表4：

表4

从各产品完全溶解的时间可以看出，实施例1制备的速溶氢氧化钠溶解速度明显快于粒碱、片碱。