一、总论
1、项目名称：年产5000吨羧甲基淀粉生产线
2、承办单位：
3、 羧甲基淀粉（CMS）简介
羧甲基淀粉钠是一种改性淀粉，属醚化淀粉，性质与羧甲基纤维素（CMC）相似。外观为白或微黄粉末，无嗅无味，具有很强的吸湿性。溶于冷水成胶体，不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。CMS水溶液为粘稠状透明或半透明液体，是一种新的增稠剂、稳定剂和品质改良剂。CMS具有较高的粘度、较大的粘着力、较好的乳化性和渗透性，不易腐败霉变，吸水后会
充分膨胀等特性。由于这些特性，CMS在食品、纺织、医药、油田、化工等领域获得了广泛应用。
羧甲基淀粉的用途有以下几个方面：
（1） 食品工业中的应用
冰淇淋和一些饮料中需加入增稠剂，以前用作增稠剂的主要有羧甲基纤维素（CMC）和海藻酸钠，现在国外大都用CMS代替CMC。和CMC相比，CMS具有更好的溶稳性和性，使冰淇淋的内在质量提高，且价格比CMC便宜。加入量一般为0.5-1.0%。在麦片中也用CMS作为增稠剂。
b、用作稳定剂
CMS作为稳定剂加入果汁、奶和乳饮料中，加入量为蛋白的10-12%，可以保持产品的均匀稳定，防止蛋白的凝聚，从而提高乳饮料的质量，并能长期稳定储存，不腐败霉变。
c、作为食品保鲜剂
将CMS的稀溶液喷洒在肉类、蔬菜、瓜果等食物表面，会形成一层极薄的膜，能延长食品的保鲜期。
（2）在医药工业中用作药品崩解剂
CMS具有良好的吸水性，可用作药品崩解剂，性能优良。几种材料作对比的研究结果列于下表：
名称 | 崩解时间（分） | 溶出时间（分） |
玉米淀粉 | 30 | 15 |
CMC | 5.6 | 73 |
微晶纤维素 | 3.7 | 30 |
海藻酸钠 | 5 | 10 |
CMS | 0.4 | 4.5 |
| | |
可见用CMS制成的药片崩解速度快，溶出速度也快，所以在国内外被广泛用作片剂崩解剂，已被载入美国药典和国家处方集16版。
（3） 在纺织工业中的应用
用作纺织上浆剂，以前国内外大量使用的上浆剂是CMC和PVA。 CMS可代替CMC和部分 PVA。CMS的优点是水溶液无不溶物、浆液细腻、稳定性好、渗透性好、上浆率高、退浆容易，且价格比CMC和PVA都便宜。CMS代替CMC和部分PVA不仅可降低成本，还可降低减伸率，减少织造断头，使纱身光洁，提高织物质量。目前在纺织行业已经用得比较广泛。
（4） 在石油工业中的应用
国内外都有一些专利报道，CMS可用在钻井泥浆中作为降失水剂，降失水性比CMC优良，成本低于CMC。有一定的抗碱，抗盐能力，是一种有前途的钻井泥浆处理剂。
（5） 在日用化工中的应用
CMS可用于合成洗涤剂中作为抗再沉积剂，增强洗涤效果，用量为0.5%左右。国内外研究结果表明用CMS代替CMC去圬效果更好。也可用于化妆品及牙膏中，作为增稠剂。
（6） 在农药上的应用
近几年发现CMS可用作农药增效剂。在农药中加入一定量的CMS，可以延长作用时间，农药用量可减少50%。
（7） 印染
在某些印花情况下要求印花部分轮廓清晰、手感硬挺，这时CMS便是最合适的增稠剂。
（8） 造纸工业
近来，中、高取代度（DS>0.6）的CMS被造纸厂认可、接受，开创了一个新的应用领域。
（9） 建材
CMS可以用作混凝土浇灌时的添加剂。
4、 投资的必要性
“八五”期间，原化学工业部曾作过调研，我国CMS的年需用量约为三十万吨。
目前我国的生产厂家除广东省有一家年产10000吨的工厂，其他的厂家产量大的为3000吨，一般都在1000吨以下，技术也比较落后。总产量估计不足十万吨。
随着CMS的性能被人们了解，其用途也在不断的扩大。如在造纸工业中，近来，中、高取代度（DS>0.6）的CMS开始被造纸厂认可、接受，一个大型造纸厂每月的用量约1、2百吨，这样的大型造纸厂全国有几十家，开创了一个新的应用领域。据了解， 仅在江苏无锡的槽桥镇去年以来就出现了两家生产用于造纸的CMS的工厂。
CMS课题组从八十年代末开始研究，1994年获得部级科技进步奖，上海国际食品博览会银奖。该课题组的研究在国内处于领先地位，技术和产品质量具有较强的竞争力。以无锡市化工厂为例，到目前为止只能生产DS<0.6的产品。想生产 DS>0.6的产品，但生产不出来。而且反应效率低，原料消耗高，成本高。 淀粉在我国是供大于求，近年来“卖粮难”成了农业的一个老大难问题。
因此粮食的转化、深加工是国家鼓励项目。生产CMS的主要原料正是市场大量囤积的玉米淀粉，故生产CMS具有很好的社会效益。
以食品级CMS为例：食品级CMC的市场价为27000元 /吨， 而食品级CMS的生产成本只有8500元 /吨。生产CMS可以获得较大的经济效益。
因此上一套5000吨/年CMS生产线是完全有必要的。
二、产品质量、工艺水平、生产规模及国内外市场预测
1、产品质量：
采用本技术,产品质量可以达到下面的指标：
项目 | 指标 |
颜 | 白 |
pH | 6.5---8.0 |
取代度(DS) | <0. 3 ---低取代度 0.3—0.8 ---中取代度 0.8---1.2 ---高取代度 >1.2 ---超高取代度 |
黏度mPa∙S （2%水溶液，20oC) | <300 ---低粘度 300---600 ---中粘度 600---1000 ---高粘度 >1000 ---超高粘度 |
纯度 | 按用途确定 |
| |
高、低粘度和高、低取代度搭配可以形成完整的系列产品，制定出相应的产品质量标准。
2、工艺水平
CMS课题组在1994年获得部级科技进步奖后，仍不断研究，经过几年的努力，不仅可以生产高粘度产品，也可以生产高取代度（DS高达2.0）产品，形成高、低粘度和高、低取代度搭配的系列产品。而且研究了各种不同的工艺路线，反应的收率可以达到80%以上，使得产品成本能保持最低。
3、 生产规模及国内外市场预测
CMS的用途例举如下：
造纸行业，一个大型造纸厂每月的用量约1、2百吨，这样的大型造纸厂全国有几十家；
作为上浆剂，一个大型纺织厂每月的用量为5-10吨；
合成洗涤剂中作为抗再沉积剂，一个洗涤剂厂的用量约500-1000吨/年；
油田钻井作为抗失水剂，用量很大；
另外在食品、医药、农药、日化等行业都可以应用。
正如原化学工业部曾作过的调研，我国CMS的年需用量约为三十万吨。而目前国内的生产厂家普遍存在规模小、技术水平低、质量不稳定、应用研究与开发能力差等问题。因而大部分造纸厂（特别是外资或中外合资的厂家）都宁肯买国外的，而不买国内的产品。
因此目前上一套5000吨/年规模的CMS生产线是合适的。
三、 工艺和设备
工艺流程示意图：
CMS的生产以淀粉、和氢氧化钠为主要原料，经二步反应得到。反应温度<100OC，
反应压力为常压。再经提纯制得符合质量要求的产品。溶剂通过精镏提纯后重复使用，少量塔釜残液经过处理达标后排放。
工艺流程示意图如下：
本工艺反应在常压、较低温度下进行，对设备没有特殊要求。所有设备国内都可以买到。
五、燃料、动力、原材料、及公用设施
煤年用量为10000吨
配电变压器容量200 KVA
主要原材料(以DS<0.3为例)：
淀粉 4500吨/年
1100吨/年
氢氧化钠 900吨
溶剂（如乙醇 1000吨/年
锅炉：10吨/小时
供水：20吨/天
六、环境保护
本生产工艺有少量废水排放，产生的废水来自精镏瘩釜残液。约12吨/天。主要含溶剂（如0.1%的乙醇）、水及少量盐。采用生物方法处理，达标后排放。
七、投资估算和资金筹措
5000吨/年CMS投资估算如下：
1、 工艺部分：
反应釜 常压，不锈钢 5 M3 4台 ~ 40（万元）
离心机 全自动 φ1200 3台 ~ 60
洗涤罐 不锈钢 5 M3 4台 ~ 32
真空干燥器 2套 ~ 30
精镏塔 φ1200 2.套 ~ 50
其他（储罐、计量罐、离心泵等） ~ 40
仪表、管道、管件、阀门等 ~ 20
小计： 272万元
2、 动力部分：
锅炉: 10吨/小时 100万元
水 循环水系统 15
配电 200 KVA 10
小计 125万元
3、 厂房: 2000 m2 （800元/M2） 160万元
4、 环保： 废水处理 40万元
5、 分析仪器： 5万元
6、 设备安装费 20万元
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