磷酸二氢钙的生产方法及相关研究

背景及概述

别名磷酸一钙，化学式Ca(H2PO4)2•H2O，式量为252.07。白色三斜晶体。密度2.22g/cm3，109℃失去结晶水，203℃分解。易潮解，溶于水，不溶于乙醇。用做分析试剂、塑料稳定剂，农业上用做磷肥。由磷酸钙溶于磷酸制得。用途： 食品添加剂，是我国GB2760—1996 规定允许使用的食品用水分保持剂;也用作膨松剂、面团改质剂、营养增补剂、螯合剂和酵母食料;也用作塑料稳定剂。 
 

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应用研究

李战福等人为探讨草鱼高脂(7%)实用日粮磷酸二氢钙(MCP)适宜添加量对草鱼生长性能、脂质代谢及抗氧化能力的影响,以磷酸二氢钙[Ca (H2PO4)]为磷源,配制含MCP分别为0(对照组)、1.0%、2.0%、3.0%和4.0%的5种等氮等能实用日粮,饲喂初始均重为(105.23±0.55) g的试验草鱼,每种日粮设置3个重复,每个重复15尾鱼,进行为期8周的养殖试验。结果显示:在高脂日粮中添加适宜的MCP可显著增加草鱼增重率(WGR)和全鱼磷含量,降低饲料系数(FCR)和脏体比(VSI)。以WGR、FCR和全鱼磷为观测指标,折线模型分析得出日粮MCP适宜添加量分别为3.26%、2.96%和2.63%;全鱼、内脏、肌肉和肝脏粗脂肪含量随日粮中MCP的增加呈先降后升趋势,而全鱼和肌肉粗蛋白含量则呈相反趋势;在MCP3.0%组,草鱼肠道淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶活性,血清碱性磷酸酶(AKP)活性最高,血清甘油三酯、肝脏丙二醛含量,乙酰辅酶A羧化酶(ACC)活性最低;添加组血清总胆固醇含量均显著低于对照组(P<0.05),肝脏肉碱脂酰转移酶(CPT-I)活性随日粮MCP添加量增加而渐增。研究表明,草鱼高脂(7%)日粮中MCP适宜添加水平为2.96%—3.26%(饲料总磷1.43%—1.50%),该添加水平能促进草鱼对日粮中营养物质的消化利用,减少鱼体及肝脂蓄积,增加鱼体蛋白,提高抗氧化机能,促进生长。

王双等人以初始体重为(40.00±0.34) g的湘云鲫幼鱼为研究对象,将其随机分为6组(每组3个重复,每个重复20尾鱼),分别饲喂磷酸二氢钙(MCP)添加量为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%和3.5%的6种等氮等能的实用饲料,进行8周的养殖试验,旨在研究湘云鲫饲料中MCP的适宜添加量。结果显示:随饲料中MCP添加量的增加,湘云鲫的终末均重、增重率(WGR)均呈先上升后下降的趋势,饲料系数(FCR)呈现下降后上升的趋势,终末均重、WGR均在MCP添加量为2.5%时达到最高值,FCR在MCP添加量为3.0%时达到最低值。随着饲料中MCP添加量的增加,湘云鲫全鱼、肌肉和肝脏粗脂肪含量呈先下降后上升的趋势,在添加量为2.5%时达到最低值,而全鱼粗蛋白质含量以及全鱼和脊椎骨磷含量在该添加量下达到最高值。全鱼水分含量在各组间差异不显著(P>0.05)。在MCP添加量为2.5%时,肠道淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶活性以及血清超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶活性达到最高值,血清甘油三酯含量和肝脏丙二醛含量达到最低值。血清胆固醇含量各组间差异不显著(P>0.05)。血清磷含量随饲料中MCP添加量的增加呈先上升后稳定的趋势,血清钙含量各组间无差异显著(P>0.05)。以WGR、FCR、全鱼和脊椎骨磷含量为观测指标,通过二次曲线模型和折线模型分析得出,湘云鲫饲料中MCP的适宜添加量为2.55%～2.71%。

生产方法

前饲料级磷酸二氢钙（Ca(H2PO4)2•H2O)主要有三种生产方法：

一种方法是将热法磷酸加水稀释至P2O5含量54wt%，与含量钙化合物（碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、脱氟磷酸三钙）干粉或者液相中和反应，生成磷酸二氢钙浆料，再将浆料进行喷雾干燥或气流闪蒸干燥生 成半成品，半成品熟化转窑烘干，获得成品。

第二种方法是部分企业采取湿法浓缩净化磷酸，添加50wt%的热法磷酸，配制成低杂质含量的P2O5含量54wt%的磷酸，再与与含量钙化合物（氧化钙、氢氧化钙、脱氟磷酸三钙）干粉或者液相中和反应，生成磷酸二氢钙浆料，再将浆料进行喷雾干燥或闪蒸干燥生成半成品，半成品熟化回转或闪蒸烘干，获得成品。

第三种方法是分两步进行生产，步，磷矿采用无机酸（硫酸、盐酸）萃取出稀磷酸，稀磷酸加含钙化合物（氧化钙、氢氧化钙）液相中和反应脱氟，脱氟酸浆采取机械过滤分离含氟化合物（CaF2、CaSiF6）同时生成Ca(H2PO4)2•H2O、Fe3(PO4)2、AlPO4等，过滤酸渣生产肥级磷酸氢钙用，获得脱氟磷酸，脱氟稀磷酸与液相含钙化合物（碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、脱氟磷酸三钙）生成磷酸氢钙CaHPO4•2H2O含湿半 成品，烘干获得磷酸氢钙成品。第二步，在磷酸氢钙CaHPO4•2H2O含湿半成品或成品中加入P2O5含量54wt% 热法磷酸30wt%和20wt%湿法脱氟浓缩磷酸，发生液固反应，生成磷酸二氢钙料浆或磷酸二氢钙含湿半成品，分别经喷雾干燥或闪蒸干燥，获得成品。

主要参考资料

[1] 中学教师实用化学辞典

[2] 实用精细化工辞典

[3]李战福,罗金强,杨慧施,罗浩,李玉,陈拥军,罗莉.草鱼高脂日粮磷酸二氢钙适宜添加量的研究[J].水生生物学报,2019,43(02):243-251. 

[4] 王双,罗莉,石亚庆,唐毅,李战福,李伟龙,罗浩.湘云鲫饲料中磷酸二氢钙的适宜添加量[J].动物营养学报,2018,30(10):3985-3992.

[5] [中国发明,中国发明授权] CN201210206325.6 湿法磷酸生产饲料级磷酸二氢钙的方法