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丙烯酰胺是一種短鏈α?β不飽和羰基化合物，極易溶于水、乙醇和甲醇等極性溶劑，在酸中穩(wěn)定，在堿中易分解，紫外光照射易發(fā)生聚合。丙烯酰胺作為一種常用的有機合成單體，大量用于生產(chǎn)聚丙烯酰胺及其他共聚化合物；作為各種助劑廣泛用于造紙業(yè)(造紙助劑)、石油業(yè)(油田采油助劑)、紡織業(yè)(染料、色素成分)、塑膠業(yè)、化工業(yè)；作為絮凝劑處理飲用水和污水，吸附除去水中雜質(zhì)。
2005年2月，聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織聯(lián)合食品添加劑專家委員會對食品中的丙烯酰胺進行了系統(tǒng)的危險性評估，其神經(jīng)毒性、生殖發(fā)育毒性和遺傳毒性均得到證實，并被國際癌癥研究機構(gòu)列為2A類致癌物。
①如圖1所示，低濃度的丙烯酰胺原液(重量百分比為25％)從原液罐出來后依次經(jīng) 過緩沖罐(圖中無顯示)、預(yù)熱器4，經(jīng)過預(yù)熱器4后溫度保持為75℃～85℃，以80℃為 最佳；預(yù)熱后的丙烯酰胺原液由泵5打入到蒸發(fā)器1中，然后將獲得熱量的丙烯酰胺原 液再通入到分離器2中，蒸發(fā)器1溫度控制在75℃～85℃，優(yōu)選80℃，丙烯酰胺原液進 入分離器2后，分離出蒸汽和濃縮液，蒸汽從分離器2的蒸汽出口出來經(jīng)壓縮機3蓄能 形成二次蒸汽，二次蒸汽溫度控制在83℃～93℃，以88℃為最佳，壓縮機工作時，真空 度為40～60Kpa。二次蒸汽回到蒸發(fā)器1的蒸汽進口，在蒸發(fā)器1內(nèi)進行換熱，換熱后 的冷凝水經(jīng)過預(yù)熱器4，對進入預(yù)熱器4的丙烯酰胺原液進行預(yù)熱，預(yù)熱后形成蒸餾水； 分離器2中丙烯酰胺的重量百分比達60％的濃縮液，進入結(jié)晶步驟；沒有達到要求的濃 縮液回流到蒸發(fā)器1的原液進口重新蒸發(fā)分離。其中，預(yù)熱器4采用板式換熱，而蒸發(fā) 器1采用列管式換熱，蒸發(fā)器1采用升膜或降膜方式進行蒸發(fā)。
首先要在蒸發(fā)器1中打入一部分鮮蒸汽對丙烯酰胺原液進行熱交換，然后等整個蒸 發(fā)分離系統(tǒng)達到熱平衡，此時不需要繼續(xù)補入鮮蒸汽進行加熱，只需要壓縮機3來維持 整個蒸發(fā)分離系統(tǒng)的熱平衡。整個蒸發(fā)分離系統(tǒng)都有PLC控制實現(xiàn)，所有輸出和輸入 信號機系統(tǒng)操作由計算機完成，自動化程度大大提高。
②丙烯酰胺的重量百分比達60％的濃縮液由泵6進入結(jié)晶罐后經(jīng)?9℃冷凍鹽水冷卻 至4℃～6℃，形成丙烯酰胺晶漿，然后將丙烯酰胺晶漿轉(zhuǎn)入到晶漿釜中，固液重量比達 到9∶1以上的晶漿從晶漿釜轉(zhuǎn)入離心機，離心后取下層濕料落入螺旋輸送機并送至干燥 床進行干燥，濕料中含水重量百分比不超過5％，濕料在干燥床內(nèi)與熱空氣充分接觸沸 騰流化進行脫水干燥后，即得丙烯酰胺晶體，最后由下料管送至自動包裝機包裝，待出 品。
一種食品級聚丙烯酰胺的制備方法，屬于功能高分子領(lǐng)域，特別涉及在飲用水、食品、醫(yī)藥行業(yè)中使用的丙烯酰胺殘留單體含量小于0.025%的聚丙烯酰胺聚合物，以丙烯酰胺和丙烯酸兩種單體在助溶劑存在條件下，通過低溫分段復(fù)合引發(fā)劑共聚制備而成，該復(fù)合引發(fā)劑體系具有延長反應(yīng)時間，使丙烯酰胺單體充分反應(yīng)的特點，并在造粒階段加入抗毒劑，進一步減少殘留丙烯酰胺單體含量。采用本方法制備的食品級聚丙烯酰胺具有聚合產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、丙烯酰胺殘留單體含量小于0.025%(符合國家標準)、產(chǎn)品分子量高(1800萬以上)、水溶性好的優(yōu)點。
[1] [中國發(fā)明] CN201210238042.X 卷煙主流煙氣中丙烯酰胺的測定方法
[2] [中國發(fā)明,中國發(fā)明授權(quán)] CN200910101271.5 一種丙烯酰胺晶體的制備方法
[3] CN201310185412.2一種食品級聚丙烯酰胺的制備方法