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赢创二氧化硅：食品级应用综合分析
创建于2025.12.19
赢创二氧化硅：食品级应用综合分析
1. 执行摘要
作为全球最大的二氧化硅生产商，赢创提供两大类食品级二氧化硅产品：气相二氧化硅（AEROSIL®）和沉淀二氧化硅（SIPERNAT®）。这些产品符合中国国家食品安全标准GB2760-2011（中国国家标准食品添加剂号CNS 02.004，国际食品添加剂编号系统INS 551），主要用作抗结块剂。它们通过火焰水解法（气相二氧化硅）和湿法工艺（沉淀二氧化硅）制造，具有独特的纳米结构以及优异的吸附和分散性能。在食品工业中，它们可用于四种核心目的：助流/抗结块、载体、喷雾干燥助剂和研磨助剂，适用于奶粉、食盐、速溶饮料和香料等多种食品。代表性产品如SIPERNAT®350（无尘抗结块）和AEROSIL®200F（高纯度抗结块和降尘）展现出卓越的性能。赢创已获得欧洲、北美自由贸易区（NAFTA）、亚太地区及其他地区的食品级注册，能够提供定制化解决方案以满足客户的各种需求。
2. 思维导图
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3. 详细摘要
I. 公司背景与产品定位
- 企业实力
赢创是全球最大的二氧化硅生产商，拥有超过 3,500 名员工，致力于为全球无机材料客户提供服务。公司在全球拥有 26 个生产基地、研发中心和应用实验室，总部位于德国哈瑙，确保了全球产品供应能力。
- 产品组合
赢创的核心产品包括气相二氧化硅（AEROSIL®）、沉淀二氧化硅（SIPERNAT®）以及特种氧化物、分散体和消光剂。公司专注于为食品行业提供高附加值产品和定制化的技术支持。
II. 食品级二氧化硅基本信息
- 安全标准
符合国家食品安全标准GB2760-2011，CNS编号02.004，INS编号551。主要功能为抗结块剂。
- 生产工艺
- 气相法
：采用火焰水解技术。在1000°C以上高温下，四氯化硅与氢气和氧气反应生成气相二氧化硅。
反应方程式：$$\ce{SiCl_{4} + 2H_{2} + O_{2} -> SiO_{2} + 4HCl ^$$
工艺流程包括混合、燃烧反应、分离和脱酸处理。
- 沉淀法：采用湿法工艺。在低于 100°C 的温度下，硅酸钠与硫酸反应生成沉淀二氧化硅。
反应方程式：$$\ce{Na_{2}O·SiO_{2} + H_{2}SO_{4} -> SiO_{2} v + Na_{2}SO_{4} + H_{2}O}$$
工艺流程包括沉淀反应、过滤、干燥和研磨/造粒。
- 形貌与结构
两种产品类型均呈现层级结构：初级颗粒 → 聚集体（化学键结合）→ 团聚体（范德华力结合）。对于气相二氧化硅 AEROSIL®200F，初级颗粒尺寸约为 12 nm，聚集体尺寸范围为 80 至 120 nm，团聚体尺寸超过 1 μm。
三、在食品工业中的核心应用（包括原理、示例及推荐产品）
应用场景 | 作用机理 | 典型食品应用 | 推荐产品牌号 |
助流剂/抗结块剂 | 1. 吸附于颗粒表面，增大颗粒间距，减小接触面积，削弱粘附力。 2. 吸收颗粒表面水分，防止结块。 | 奶粉、高钙奶粉、食盐、糖粉、速溶饮品、香辛料（蒜粉、辣椒粉） | SIPERNAT®22S、SIPERNAT®350、AEROSIL®200F |
载体 | 利用其高度多孔的结构吸附液体，将高粘度液体转化为易于处理、可精确计量的粉末（可达75%的浓度）。 | 维生素E油、液体香料、功能性营养添加剂、海产品/植物提取物 | SIPERNAT®22、33、50、680、2200 |
喷雾干燥助剂 | 1. 确保生产过程中的产品流动性，防止结块。 2. 减少颗粒对喷雾塔内壁的粘附，降低物料损失和清洁频率。 | 咖啡伴侣、蛋白粉、蛋黄粉、奶粉、番茄粉、酵母提取物 | SIPERNAT®22S、50S、680 |
研磨助剂 | 1. 在研磨过程中减少低熔点产品的结块。 2. 吸收研磨过程中产生的液体，防止设备堵塞，提高生产效率。 | 糖粉、香料、保健食品、草本香料、辣椒粉 | SIPERNAT®22、22S、50、50S |
IV. 代表性产品的特点与优势
- SIPERNAT®350
- 核心优势
: 专为易结块的软食品粉末设计；提供防结块和抑尘的双重效果；均匀分散，无需高搅拌力。
：脂肪粉、乳粉、糖粉预混料、速溶饮品原料、乳固体、盐预混料等。
：0.2%–0.4%（过量添加可能导致粉尘问题）。
- AEROSIL®200F
- 核心优势
：高纯度；同时降低结块和粉尘；保持食品粉末的鲜艳色彩（例如辣椒粉）。
：粘性粉末（例如香肠调味料）、辣椒粉、香精等。
：0.5%–1.0%（最佳效果范围）。
- 比较优势
- 作为助流剂，SIPERNAT®系列优于磷酸三钙（例如，在奶粉中相同添加量下具有更好的流动性）。
- SIPERNAT®33 作为载体，在生产 72% 浓度的维生素 E 粉末时，与 65% 浓度的粉末相比，可减少 27.7% 的二氧化硅用量。
V. 食品类别及最大使用限量 (GB2760-2011)
食品类别代码 | 食品名称 | 最大使用量 (g/kg) | 备注 |
01.03 | 奶粉（含加糖奶粉）和奶油粉及其调制产品 | 15.0 | - |
02.05 | 其他脂肪或脂肪制品（仅限植脂末） | 15.0 | - |
03.0 | 冷冻饮品（不含03.04食用冰） | 0.5 | - |
05.01.01 | 可可产品（包括以可可为主要原料的脂肪、粉末、酱料等） | 15.0 | - |
06.01 | 原粮 | 1.2 | - |
10.03.01 | 脱水蛋制品（蛋白粉、蛋黄粉等） | 15.0 | - |
11.06 | 其他甜味剂（仅限糖粉） | 15.0 | - |
12.01 | 盐和盐替代品 | 20.0 | - |
12.09 | 香料和调味品 | 20.0 | - |
12.10.01 | 固体复合调味料 | 20.0 | - |
14.06 | 固体饮料 | 15.0 | - |
16.07 | 其他（用于大豆制品加工） | 0.025 | 用于复合消泡剂；剂量按每公斤大豆计算 |
VI. 全球供应可用性
产品等级 | 欧洲 | 北美自由贸易协定区 | 亚太及其他地区 |
气相二氧化硅 AEROSIL®200 | + | + | + |
气相二氧化硅 AEROSIL®200F | + | - | + |
气相二氧化硅 AEROSIL®380 | - | + | + |
气相二氧化硅 AEROSIL®380F | + | - | + |
沉淀法二氧化硅 SIPERNAT®22 | + | + | + |
沉淀二氧化硅 SIPERNAT®22S | + | + | ++（中国专供） |
沉淀二氧化硅 SIPERNAT®25 | - | - | 仅限日本市场 |
沉淀二氧化硅 SIPERNAT®50 | + | + | + |
沉淀二氧化硅 SIPERNAT®50S | + | + | + |
沉淀二氧化硅 SIPERNAT®350 | + | + | + |
沉淀二氧化硅 SIPERNAT®340 | - | + | - |
沉淀二氧化硅 SIPERNAT®680 | + | + | ++（中国专用） |
沉淀二氧化硅 SIPERNAT®2200 | + | + | + |
注：+ = 可用；++ = 中国特供
4. 重点问答
问1：赢创食品级二氧化硅在食品工业中的核心应用场景有哪些？其作用机理是什么？
答1：有四大核心应用场景：① 流动助剂/抗结块；② 载体；③ 喷雾干燥助剂；④ 研磨助剂。
核心机理：
① 流动助剂/抗结块：增加颗粒间距，减小接触面积，削弱粘附力，同时吸湿防止结块。
② 载体：利用其高度多孔的结构吸附液体，将高粘度液体转化为易于处理的粉末。
③ 喷雾干燥助剂：提高产品流动性，减少对设备表面的粘附。
④ 研磨助剂：吸附研磨过程中产生的液体，防止低熔点产品结块和设备堵塞。
问2：作为赢创代表性的食品级二氧化硅产品，SIPERNAT®350与AEROSIL®200F在核心优势和适用场景方面有何区别？
A2: ① SIPERNAT®350: 它的核心优势是 "防结块 + 抑尘"。它均匀分散，无需高搅拌力，适用于易结块的软食品粉末，如脂肪粉、乳制品粉和糖霜预混合物。推荐用量为 0.2%–0.4%。
② AEROSIL®200F: 它的核心优势是高纯度。它可以同时减少结块和灰尘，并保持食品粉末的亮丽颜色。适用于粘稠粉末（例如香肠调味料）、辣椒粉、香料等。推荐用量为 0.5%–1.0%。
Q3: 根据 GB2760-2011 标准，不同食品类别中食品级二氧化硅的最大使用量有哪些关键规定？哪个食品类别的使用限制最严格？
A3：主要法规：① 食盐及代盐、香辛料及调味品、固体复合调味料的最大使用限量最高（20.0克/千克）。② 包括奶粉、植脂末、可可制品在内的十类食品，最大使用限量为15.0克/千克。③ 冷冻饮品（食用冰除外）限量为0.5克/千克。④ 生谷物限量为1.2克/千克。⑤ 对“大豆制品加工（复合消泡剂）”的限制最为严格，每千克大豆的最大使用量仅为0.025克/千克。
最严格的使用限制适用于大豆产品加工（用于复合消泡剂），最大使用量仅为 0.025 g/kg（按每千克大豆计算）。
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