以玉米淀粉为原料生产羧甲基淀粉

以玉米淀粉为原料生产羧甲基淀粉

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。外观为白色或微黄色粉末，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 a、用作增稠剂

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安定性，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 颜色 白色 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 <300 ---低粘度 （2%水溶液，20oC) 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、氯乙酸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：

包装 粉碎

废水处理 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 氯乙酸 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 1200 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 1200 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 7、 设计费（设备、土建、电） 10万元 投资总额：632万元 八、主要设备一览表 1、工艺部分：

反应釜 常压，不锈钢 5 M3 4台

离心机 全自动 1200 3台 沉降池 2台 洗涤罐 不锈钢 5 M3 4台 储罐 10 M3 4台 储罐 20 M3 6台 计量罐 5 M3 4台 真空干燥器 2套 精镏塔 1200 2.套 3、动力部分：

锅炉 10吨/小时 1套 配电 200KVA 1套

循环水系统 1套 3、废水处理系统 1套 九、经济及社会效益评价

以生产一吨工业级CMS ( DS<0.3 )为例，主要原料及动力消耗指标如下： 1、原料部分：

淀粉 900 Kg 1800元/T 1620元 氯乙酸 180 6000 1080 NaOH（30%） 600 500 300 HCl 100 800 80 乙醇 300 4500 1350

其他 100

小计 4530 2、动力部分：

电 100 KWH 0.7元 70

水（循环水） 20 汽 10 T 500 小计 590 3、设备折旧 （按8年计） 158 4、其它

工资（40人，20000元/人年） 160 其它（运输费、包装费、办公费、销售费等）762 小计 937 合计生产成本 ： 6200元/T 销售价格： 9000元/T 吨利税 =吨售价—吨成本

= 9000—6200 = 2800元

吨CMS缴增值税= [吨售价—（原料+电+设备折旧+工资+包装）]17 % = [9000—（4530+70+158+160+250）] 17 % = 668元 吨利润 = 2800—668 = 2132元

年利润 = 吨利润  年产量 = 2132 5000 = 1066万元 年产值 4500万元

项目总投资 （1 +年利率） 632（1 + 7%） 投资回收期 = =

年利润 +折旧 1066 + 79 = 0.59年

年平均利润总额 1066

投资利润率 =———————— =——— = 169 % 总投资 632 十、结论

综上所述：

CMS用途广泛，可用于造纸、医药、食品、农药、日化、纺织、印染、油田等行业。随着应用研究的深入其应用范围将越来越广，用量会越来越大；

CMS生产以淀粉为原料，生产过程污染小，残液经过处理可以达标排放； CMS生产系农产品的深加工，为国家鼓励项目；

国内虽然有一些生产厂家，但规模小、技术落后，影响了市场的开发；