第206章 工艺路线
“山梨酸钾？哦，也对，你有食品厂，确实需要山梨酸钾，尤其是火腿肠，没这玩意儿可不行！”汤立强虽然不是做食品添加剂的，但山梨酸钾这么有名的化合物，自然听说过。 山梨酸钾既2，4-己二烯酸钾，是山梨酸的钾盐，分子式为C6H7O2K，是国际公认毒性最低的防腐剂，而现在国内使用较多的防腐剂则是苯甲酸钠，比山梨酸钾危害性更大。 衡量食品添加剂的安全性和毒性大小主要有两个标准，ADI和LD50，前者是每日最低摄入量，指每日摄入食品添加剂，对健康无任何已知不良效应的剂量，单位一般是mg/kg体重；在此剂量下，终身摄入该化学物质不会对其健康造成任何可测量出的危害，ADI值越高，说明该化学物质的毒性越低。 LD50为半数致死量，表示在规定时间内，通过指定感染途径，使一定体重或年龄的某种动物半数死亡所需最小细菌数或毒素量，LD50数值越小表示外源化学物的毒性越强；反之LD50数值越大，则毒性越低 山梨酸钾的每日最低摄入量为0-25mg/kg，半数致死量为4.2-6.17g/kg，假设一个人的体重是50公斤，那么他每天摄入750毫克以下的山梨酸钾没有任何影响，摄入210克才会出现致死。 而根据《食品安全国家标准食品添加剂使用》规定，火腿肠中山梨酸钾的添加剂量应小于1.5g/kg，一根火腿肠大约六十克，按照这个标准计算，一名五十公斤的消费者，每天吃十根吸取的山梨酸钾才会超过最低安全摄入量，要是换成三十克的小火腿肠，那得吃二十根。 想要靠吃火腿肠里面的山梨酸钾把自己吃死，最少也得吃一百四十公斤，恐怕大象都吃不下这么多吧？要不怎么说抛开剂量谈毒性就是耍流氓呢？ 理论上来讲，水也含有毒性，喝水也是会毒死人的，水的LD50为每千克体重90克，五十公斤体重的人喝四点五公斤水就有可能中毒，所以说你要是去三和当大神，喝两升一瓶的大水，每天喝两瓶就差不多，要是喝三瓶就有危险了。 人类使用历史最悠久、范围最广的食品添加剂肯定是食盐了，而食盐的LD50数值是3.3～4.2g/kg，根据这个数据可以看出，山梨酸钾的安全性和食盐差不多，比当下适用范围更广的苯甲酸钠安全性更高、副作用更小。 和其他食品添加剂相比，山梨酸钾还具有多方面的优势，首先山梨酸是等同天然物，山梨酸最早在一种叫Sorbusaucuparial的草莓中被发现，故此命名；又名花椒酸，天然存在于花椒树籽中。 尽管如今使用的山梨酸都是人工合成的，但其化学结构、性质和进入人体内的生化作用与天然品完全一样，而这种人工合成物就被称作等同天然物。 所以有人看到火腿肠上写的山梨酸钾大惊小怪，然后又开始吐槽科技与狠活的时候，你就可以用关爱智障的眼神看着他，问他吃花椒么？这里面的东西和花椒里面的并没啥太大区别。 另外，山梨酸在人体内可以参与新陈代谢，被氧化成水和二氧化碳，同时也不影响视频的色香味，所以在欧美使用极广。 由于山梨酸在水中难以溶解，使用起来很不方便，所以专家们进行了改进，将其制成溶于水的钾盐，于是就有了山梨酸钾。 在1990年的的时候，全世界山梨酸钾产量大概是2万吨，美国在1992年使用山梨酸钾约为7200吨，随后山梨酸钾的使用量逐年上升，1995年9100吨，2000年11400吨。 到了李耒穿越的年代，中国每年生产约八万吨山梨酸钾，约占全球总产量的90%；另一种重要防腐剂苯甲酸的全球产能约91万吨，中国大陆地区产能约50万吨，达到全球产能的50%以上。 正是有了这些防腐剂，才会有更多人能够更便捷、廉价地享用到更多美食，人们应该抵制的是滥用食品添加剂，而不是看到添加剂就喊打喊啥，要是啥添加剂都不用，那就只能去草原上追着牛羊啃了，哦，不对，牛羊运动也是要出汗的，而汗里面有盐，这也是食品添加剂。 “不光是火腿肠，杏子酱，山楂卷很多食品都要用到这些，既然比苯甲酸钠更安全，那就用这个吧！只是现在国内其他厂的生产技术不过关，质量也经常出现浮动，干脆我就自己生产好了，也免得操心。”李耒这也是不放心啊。 “建这个厂确实需要化工方面的人才，而且也可以生产其它食品添加剂，未来咱们国家对食品添加剂的需求只会越来越大，这一行还是大有可为的！那他心情就该好点，不用担心自己学的东西排不上用场了！”汤立强也挺高兴，他和束元春都是一样的想法，希望这些孩子不辜负这四年的学习。 “我去把他叫过来，你们先聊聊？”说着他就准备打电话。 “我还约了机械系的马教授，他那边也有个学生要过来，我先去趟马教授哪儿，然后晚上咱们一起吃饭聊！”办厂光有化工人才也不行，还得有机械方面的人才，现如今可以购买进口设备，将来肯定是要自己研发的，所以这方面的人才也得先储备上。 请汤立强帮忙把学生叫到办公室里，李耒先去了马教授哪儿，他这边的情况就好多了，只要是办厂就离不开机械设备，所以学生对去他那儿还是能接受的，甚至还有点小激动，因为李耒给的工资可比其它单位高多了，他家里条件不怎么好，欠了不少钱，他也希望能找到待遇丰厚点的工作，好早点把钱还上。 等马教授的学生过来后，他们一起去和汤立强汇合，然后上车到学校外面的餐厅吃饭，在饭桌上自然而然地聊起了生产工艺的问题。 “目前山梨酸钾有好几种工业化工艺途经，你打算选那条？”汤立强问道，李耒走后他专门翻了些资料。 “自从1900年德国的德布勒首次用人工合成的方法制得山梨酸之后，世界各国的研究人员研发出多种工艺方法，进行工业化生产，如今比较流行的主要有这么几种！”李耒看着中原大学化学系的学生蔺友林问道，“你知道几种？” 他这即是为了看看这名学生的水平，也是在帮马教授和机械系学生云帆科普，他们可不懂这方面的事情。 “第一种是用巴豆醛和丙二酸在吡啶碱催化剂作用下缩合得到山梨酸，这种路线工艺简单，对原材料丙二酸质量要求不高，产品质量也非常好，国内有些单位就使用这种工艺进行生产。”蔺友林回忆片刻答道。 “但是丙二酸易脱羧成乙酸，巴豆醛易自聚，这些副反应严重影响收率，所以山梨酸收率一般只有百分之三十，就算对原材料进行提纯，也只能提高到百分之六十，和其他生产工艺相比，成本太高；而且丙二酸是氯乙酸和剧毒的氰化钠反应合成，生产过程废气、废水、废渣污染严重，对环境破坏较大，所以我不建议使用这种生产工艺。” 收率也称作反应收率，一般用于化学及工业生产，是指在化学反应或相关的化学工业生产中，投入单位数量原料获得的实际生产的产品产量与理论计算的产品产量的比值，同样的一个化学反应在不同的压力、温度下会有不同的收率。 从最后一句话可以看出，蔺友林的书生气还是很足的，老板只问你有哪几种路线，你说清楚就对了，怎么能替老板决定呢？万一遇到个不在乎污染的，这话听到人家耳朵里不是添堵么？ 好在李耒不是这种人，他也不喜欢重污染的生产方式，所以面带微笑表扬了他几句，“不愧是汤教授的高徒，基础就是扎实。” 大家伙笑呵呵地碰了一杯，马教授继续问道，“那有了第一种肯定有第二种、第三种，肯定能避免这些问题吧？” “第二种方法是用巴豆醛和丙酮在氢氧化钡催化剂存在下，于摄氏六十度的环境中缩合成巴豆硒叉丙酮，再用次氯酸钠氧化成山梨酸钠，经酸化得到山梨酸，并有副产品氯仿和丁缩醛生成。” “这种方法操作简单，温度要求不高，产品质量也好，但是因为化学反应过程较为繁琐，所以收率不高；苏联在这方面做了不少研究，咱们国家也有一些工厂采取这种生产工艺进行生产。” 这回不等马教授催问，蔺友林就继续介绍起了其它生产工艺，“第三种生产工艺同样使用了巴豆醛，不过把丙二酸换成了乙醛，在氧化银的催化下用氧气氧化成山梨酸，我在外国期刊上看到一家美国公司在七十年代就开始用这种方法进行生产。” “这种方法虽然比较困难，但是步骤少、路线断、原料单纯，很具有吸引力，就是那篇文章上没有写更多细节，我们想要复制恐怕还得经过一些研究！但是只要能研究出来，肯定比前两种工艺好！” “说的不错！”李耒率先鼓起掌来，“你没有进入到食品添加剂生产行业，就能了解这么多信息，确实不容易啊！” 李耒觉得自己捡到宝了，他的基础感觉比农学院那四位师弟扎实多了，不过这根中原大学学校规模排名比农学院高有直接关系，排名高了经费就充足，能为学生提供更好的学习条件。 同时招收学生的分数也比农学院高得到，两者相加，就平均水平而言，自然是中原大学的更好一些。 “我之前没有专门研究过这方面的信息，所以了解的情况还不多，不过就我看到的那些资料，还是觉得第三种更好一些。”蔺友林还在提建议。 “这种路线确实比前两种更好，但也不是没问题，首先收率还是不够高，其次有专利壁垒，美国的union-carbide公司已经为关键的氧化银催化工艺申请了专利，我们就算能研究出他们所使用的工艺，还是不能在具体生产中使用啊，不然union-carbide公司肯定会起诉我们！”李耒否决了他的建议。 他在协助导师撰写《新中国农业史》的时候，也收集过这方面的信息，很清楚这些工艺路线都有什么问题，那一条才是最后的胜利者；光这个优势就足以让他领先其它竞争对手，因为其它对手还需要一条条路线试错，而他一上来就知道正确答案是啥，然后根据答案倒推过程就行了。 “他在美国申请了专利，跟我们有什么关系？难道他们还能来中国起诉咱们？”蔺友林不理解。 虽然四年前国内就通过了《专利法》，但就跟《劳动法》一样，执行起来就一言难尽了，起码就目前而言，基本没人把这当回事。 “第一，虽然这家美国公司在短期内来国内起诉我们的概率不大，但我们有很多含有山梨酸钾的产品都是出口欧美国家的，他们可以在欧美起诉我们，一旦如此，我们不光要赔钱，还有可能失去继续出口的机会！” “第二，我们将来迟早要走向国际市场，要是习惯了这种做法，恐怕很难和外国企业竞争！所以，从技术角度出发，我们可以摸清楚union-carbide公司的生产工艺，但是在具体生产过程中，最好不要使用。” 李耒说的这么义正言辞，主要是他自己有后招，可以绕开union-carbide公司的专利壁垒，要是没有的话，那就管不了这么多了，先用了再说。 几乎所有后发工业国家都是如此，先模仿然后才能超越；德国山寨英国，美国山寨欧洲，日本山寨欧美，大家都是这么过来的。 “这种工艺线路的关键在于氧化剂的使用，要是咱们能找到更好的氧化剂，就能打破union-carbide公司的专利垄断！所以你上班后的第一项任务就是找到这种氧化剂。”李耒安排了任务，其实他早就知道最合适的氧化剂是什么，不过并不打算直接告诉蔺友林。