食盐碘添加改进探索

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本文作者：汪道文王安乐作者单位：中盐东兴盐化股份有限公司

1前言

2011年9月29日，卫生部公布了《食用盐碘含量》（GB26878-2011）新标准，新标准根据全国碘含量监测结果，为合理摄取碘营养，提高公民健康水平，将食用盐碘含量从原20~60mg/kg规定水平下调为20~30mg/kg，允许波动范围为规定的食用盐碘含量平均水平±30%，各地方可根据当地人群实际碘营养水平，选择适合本地情况的食用盐碘含量平均水平。新标准实施后，食用盐碘添加含量将不再是一个固定水平，且允许正负偏差也不再是某个固定量，相对于现行标准20~60mg/kg单一添加范围，加碘精度要求大幅提高，允许波动范围进一步缩小，这对制盐企业食用碘盐生产提出了严峻挑战，各制盐企业均相继探索新标准下食用加碘盐新的生产方式和生产工艺，以满足《食用盐碘含量》新标准规定要求。笔者结合我公司食用盐碘含量添加生产过程和工艺、设备技术改造攻关，对新标准下食用盐碘添加生产做一些分析探讨，以期为同行提供借鉴参考。

2新、老食用盐碘含量标准的比较

2.1波动范围比较

新标准食用盐碘含量（以碘元素计）为20~30mg/kg，允许波动范围为碘含量平均水平±30%；而原标准食用盐碘含量（以碘元素计）为20~60mg/kg单一添加范围，就新老标准对比看，新标准添加波动范围较原标准缩小较多。具体波动范围见表1。

2.2合格品范围比较

按现有检测方法及不合格品率的计算标准型一次抽样检验程序及表规定，按接收常数k＝1.11计算，原标准碘含量添加合格品面积达360，而新标准碘含量添加合格品面积降至100以下，众所周知，合格品面积越小，生产难度就越大。具体碘含量添加合格品面积对比见表2。

3现有加碘装置工艺现状

由于原标准食用盐碘添加含量范围较宽，且合格品面积较大，这样对加碘工艺设备及精度要求相对较宽。经调查，大多数制盐企业均采用床前湿式加碘设备及工艺（核子称控制系统）。

3.1碘添加工艺设备

大多制盐企业现有加碘装置采用核子秤配隔膜计量泵组成。以Cs-137放射元素为放射源的CCG核子秤（主要由称体、测速装置、仪表三大部分组成），配XMZ智能数显控制仪和电磁计量泵为主要设备组成的自动加碘控制系统，核子秤对皮带的盐量进行监测，并根据盐量的大小向智能数显控制仪提供脉冲电信号，智能数显控制仪将脉冲信号进行处理后，向电磁计量泵提供电流信号（4~20mA），电磁计量泵根据电流信号的强弱来调节计量泵的频率，控制药液的输出量，从而达到自动加药的目的。

3.2现有加碘装置的工艺路线及加碘的同步性分析

工艺路线为：核子秤测得皮带上盐流量→控制仪→控制仪输出对应的电流信号→计量泵→计量泵通过变换频率与电流信号适配→泵出碘液经输送管路加至湿盐皮带。这个过程中因皮带上的盐流量每秒都在变化,变化的盐量信号反馈至计量泵电信号输出与实际皮带上经过药液添加处的盐量不能同步，且时间滞后，反应时间迟延导致最终加至皮带的碘液与皮带实时流量严重不同步，造成碘含量添加准确度下降。其中尚不包括因计量泵结构乃管路堵塞等原因导致频繁人工手动调节计量泵冲程所带来的附加偏差。

3.3现有碘添加工艺添加含量分析

由于核子称控制添加系统对输送皮带上盐量变化检测精度在5%左右，所以造成食用盐碘添加含量波动较大。收集2011年12月24~28日5天196个碘添加含量样本数据（见表3），经分析，平均碘添加含量为33.07mg/kg，添加标准偏差为3.14，极差为15.9mg/kg，其碘含量添加水平不能满足新标准要求。

4核子称与电子皮带称性能比较

核子秤和电子皮带秤都是对皮带输送机输送的物料进行测量的一种设备。两者共同之处是：为了得到所输送物料的重量流量，都要检测皮带的物料荷重和皮带的速度信号，然后将两个信号相乘得到瞬时流量，再经积分或累加运算得到一段时间内输送物料的重量累计值；检测皮带速度的方式相同，都是采用磁阻脉冲式、光电脉冲式之类测速传感器。两者不同之处是：核子秤是通过物料对射线的吸收来确定荷重信号，而电子皮带秤是通过对设定长度上的物料重量进行称量来确定荷重信号。目前国内大多制盐企业碘添加过程采用的是核子称对皮带输送的盐量进行检测并控制。

4.1准确度比较

电子皮带秤的准确度按国家标准GB/T7721-1995规定，分为0.25、0.5、1.0、2.0四个等级，其最大动态累计误差在新安装时则分别为±0.125%、±0.25%、±0.5%、±1.0%，使用中分别为±0.25%、±0.5%、±1.0%、±2.0%，也就是说，最差的秤在新安装时最大动态累计误差也不会超过±1.0%，而国内已有多家生产单位的产品通过了0.25、0.5这样较高等级准确度的测试。核子皮带秤目前只有国家计量检定规程JJG811-93，其准确度等级分为1.0、2.0两个等级，其最大动态累计误差在新安装时分别为±0.5%、±1.0%，使用中分别为±1.0%、±2.0%。由此可间接说明核子皮带秤比部分高准确度电子皮带秤准确度要低。

4.2安装维护比较

多数电子皮带秤(特别是准确度稍高的秤)秤架庞大、复杂，安装时还要对输送机的支架及纵梁进行加固。安装位置的选择非常关键，通常要求在皮带张力小及张力变化小的地方安装，安装时还要停皮带输送机。同时，电子皮带秤的准确度要求越高，维护工作越频繁，维护工作量也越大。核子皮带秤的秤体小巧，搬运及安装工作量小，从安装要求上讲，可以说不讲究，只要简单地固定在皮带机纵梁上就可以了。且维护工作要求较少。相比之下，就安装和维护来看，核子皮带秤占有明显优势。

4.3费用比较

根据国内市场调研，费用方面两者相差不大，核子皮带秤可能稍占优势。

4.4安全比较

核子皮带秤装有核辐射源，存在辐射安全，要做好辐射安全防护，而电子皮带称不存在安全问题。由以上比较可以看出，核子皮带秤作为食用盐碘添加过程计量控制装置，安装维护较简单，费用低，技术成熟。由于其计量精度偏低，故在原食用盐碘含量添加范围较宽的情况，采用核子皮带秤是完全可以的，但新标准食用盐碘含量添加范围较小，继续使用核子皮带秤，其控制精度难以满足生产添加控制要求，建议选用控制精度较高的电子皮带称。

5自动化加碘改造思路及改造方案对比

为提高食用盐碘含量添加精度，满足食用盐碘含量新标准要求，我公司组织相关人员对自动化加碘工艺及设备进行了攻关。通过技术攻关，认为采用电子皮带称和电磁计量泵组合自动加碘装置，其添加精度和添加质量能够满足新标准碘含量添加要求。经考察调研，国内食盐加碘主要有床前与床后二种模式,因缺乏碘离子浓度在线检测手段,加碘后的成品盐碘含量无法以毫秒单位实时反馈到控制仪与设定值比较实现闭环自动调节。经相关技术人员进行深入的调研，并与专业制造厂家进行技术沟通与交流,在此基础上，现将两种改造方案进行了分析对比。

5.1床前加碘

5.1.1工艺改造简述

采用四托辊电子皮带秤测量湿盐皮带上盐的瞬时重量,碘液添加的执行机构直接安装于湿盐皮带上方,按单条生产线最大产能设计出每小时对应的碘液添加量,由输送泵按固定值输至执行机构处,生产中执行机构根据皮带秤的重量变化直接驱动喷头在三角形空间作相应位移,此方案较好地解决了食盐加碘的同步性问题。

5.1.2投资估算

利用我公司原有的碘液配制桶、贮碘桶及计量泵,该装置改造估算费用约15万/套。

5.2床后加碘

5.2.1工艺改造简述

经过干燥床后的干盐，通过卸料装置送入储盐仓，储盐仓后接配高精度电子皮带秤的称重式给料机,根据电子皮带秤的瞬时流量值，系统自动控制变频器调节称重式给料机速度，使其按设定流量连续不断地将干盐输送至旋转混合机。按对应设定流量配比后的碘液被雾化在旋转混合器内与干盐进行充分的混合,混合器进口通热风进行加温干燥、出口加引风排除水蒸汽，通过碘液定量、盐流量定量从而获得组分稳定，配比精确的加碘盐。

5.2.2投资估算

利用我公司原有的碘液配制桶、贮碘桶及计量泵,该装置改造估算费用约为40万/套。

5.3方案对比及经济性分析

5.3.1床前加碘投资费用较小,改造难度不大,存在设备制造工艺较差,主要部件如控制器、执行机构、喷头等均委托代工,未进行成型试验,后续维护及备件供应存在一定困难。但经考察调研及与厂家交流,电子皮带秤及添加控制装置经生产实验改进后，其添加精度及控制精度能够满足新标准碘含量添加要求。

5.3.2床后加碘投资费用高,改造难度大,优点是成套装置自动化程度高,工艺成熟，特别是床后加碘模式碘损失非常小（一般床前加碘碘利用率仅为70%左右，床后加碘利用率约为90%）。但床后加碘对生产能力有一定限制。经对比分析，我公司决定采用电子皮带秤控制，进行床前加碘改造。

6改造后加碘装置工艺及添加控制情况

2011年12月，我公司对第三生产线进行了加碘装置工艺改造，采用四托辊电子皮带秤测量湿盐皮带上盐的瞬时重量，电磁计量泵等碘液添加的执行机构控制碘液添加量的自动化加碘改造，经安装调试及生产添加运行，碘添加含量能够满足新标准碘含量添加要求。经收集2012年1月22~23日2天42个生产试运行碘添加含量样本数据（见表4）分析，其平均碘添加含量为23.78mg/kg，添加标准偏差为2.97，极差为10.3mg/kg，碘含量添加水平达到新标准碘含量添加控制要求。

7结束语

通过我公司新加碘装置及工艺改造，碘添加含量标准偏差由原3.14下降至2.97，极差由原15.9下降至10.3，添加过程中，添加碘含量波动范围明显缩小，经生产运行和检测，能够满足《食用盐碘含量》新标准生产控制要求。以上是我公司在国家食用盐碘含量新标准出台后，为提高碘含量添加精度，对自动化加碘设备及工艺进行攻关改造的分析总结，简要向大家介绍，目的是与同行们进行探讨，也为同行们在今后的改造中提供借鉴参考。