CC BY
15УДК 665.109 : 54.549
П.Б. Разговоров, P.C. Нагорнов, М.П. Разговорова
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГОЛУБОЙ ГЛИНЫ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСНЫХ ВЕЩЕСТВ
ИЗ ЛЬНЯНОГО МАСЛА
(Ивановский государственный химико-технологический университет) e-mail: razgovorov@isuct.ru
Показана возможность использования голубой глины различного состава для выделения примесных биологически активных ингредиентов из льняного масла при стандартных условиях. Состав природного сорбента, особенно наличие каолинита, положительно сказывается на извлечении ценных жирных кислот, в частности, со-3, из маслосодержащих сред.
Ключевые слова: голубая глина, льняное масло, кислотное число, перекисное число, цветное число
ВВЕДЕНИЕ
Для эффективного выделения примесных веществ из льняного масла целесообразно использовать модифицированные алюмосиликатные сорбенты [1], например, каолиновую (белую) глину [2,3], которую вводят в масло в виде порошка или гранул, полученных после дополнительного экструдирования [4]. Техника использования с аналогичной целью природных сорбентов принципиально не отличается от порошкового способа введения и разделения фаз: после контакта алю-мосиликатного материала с маслом при заданной температуре в течение определенного времени осуществляют процедуру фильтрации [5]. Достигаемый при этом положительный эффект, вероятно, может быть связан с присутствием в смеси ТЖ протонов породообразующих минералов -кварца и/или каолинита [6,7], однако он требует дополнительных экспериментальных подтверждений. В этой связи приннципальный интерес с точки зрения возможного выделения примесных биологически активных веществ (БАВ) из льняного масла представляет относительно недефицитная голубая глина, основными породообразующими материалами которых обычно являются монтмориллонит, входящий в состав типовых отбеливающих материалов для растительных масел -бентонитов, а также кварц (8Юз), с примесями гидромусковита и сапонита.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
-
зованы материалы ООО «ПолиСервис-М» и ООО НПФ «МедикоМед» (Москва), имеющие различный состав, исследованный нами на приборе ДРОН-2.0 с использованием СиКа-излучения.
Дифрактограмма природной голубой глины ООО «ПолиСервис-М» представлена на рис. 1. В условиях малоуглового рассеяния (диапазон 38°," рефлексы 2©'в области 2.94°, 3.42° и 7.12° -
основной рефлекс) удается идентифицировать фракцию основного породообразующего материала для голубой глины ООО «ПолиСервис-М» -монтмориллонит. Соответственно, дифрактограмма для материала природной голубой глины ООО НПФ «МедикоМед» представлена на рис. 2. По сравнению с природной голубой глиной ООО «ПолиСервис-М», богатой монтмориллонитом, голубая глина ООО НПФ «МедикоМед» содержит больше кварца (рефлексы при 26.6° и 20.86°) и включает значительно больше каолинита: при 2© = 12.34° на рис. 2 рефлекс выражен явно - в отличие от такового на рис. 1. С другой стороны, взамен рефлекса гидромусковита (гидрослюды) в глине ООО «ПолиСервис-М» (угол 20 в области 31°) в материале ООО НПФ «МедикоМед» того же цвета более выражен рефлекс мусковита
(2©=8.86). Гидрослюды представляют собой ми-
туры, содержащей добавочную воду и, возможно, оксоний-катион вида Н,0. Следует отметить, что гидрослюда является продуктом стадийного перехода различных видов слюд (смектитов) в каоли-
-
.
2 0. град
Рис. 1. Дифрактограмма образца природной голубой глины ООО «ПолиСервис-М» Fig. 1. X-ray pattern of natural blue clay of OOO «POLYSERVICE M»
wAlWkJ
18 22 26 30 34 38 42
2 6, град
Рис. 2. Дифракгограмма образца голубой глины ООО НПФ «МедикоМед» Fig. 2. X-ray pattern of blue clay sample of OOO NPF «MedikoMed»
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исходное кислотное число (к.ч.) льняного масла, не обработанного сорбентом, составляет 2,73 мг КОН/г масла. После введения природной голубой глины ООО НПФ «МедикоМед» в количестве 0,5 - 3,0 % от массы масла, как видно из табл. 1, таковое снижается. Пересчитав на концентрацию свободных жирных кислот (СЖК) масла (основная жирная кислота со-3 - линоленовая) в единицы «моль/л» строили кривые выделения кислых биологически активных веществ льняного масла (преимущественно - линоленовой кислоты, приблизительно 60 %). Эти результаты представлены на рис. 3.
Таблица 1
Изменение кислотного числа льняного масла при обработке голубой глиной ООО НПФ «МедикоМед» при комнатной температуре Table 1. Changing the acid number of linseed oil at treatment with blue clay of OOO NPF "MedikoMed" at room temperature
Содержание голубой глины в масле, % Кислотное число масла, мг КОН/г, после обработки в течение, ч
1 3 5
0,5 2,63 2,52 2,40
1,0 2,58 2,36 2,27
3,0 2,55 2,31 2,26
эксперимента. Следует отметить, что повышение концентрации сорбента в масле - с 1 до 3% - является экономически нецелесообразным, т.к. эффект при этом достигается незначительный: выделяется 14,6 и 16,7 % СЖК соответственно. Оптимальный расход сорбента находится на уровне 5,0 - 9,4 г/л масла (соответственно от 0,5 до 1,0 % по массе); при этом удается выделить 0,21 - 0,30 г СЖК/г голубой глины (в пересчете на со-3-линоленовую кислоту).
Рис. 3. Кривые выделения свободных жирных кислот из льняного масла на голубой глине ООО НПФ «МедикоМед» при комнатной температуре: 1 - 0,50 0 о, 2 - 1,00 0 о, 3 - 3,00 0 о Fig. 3. Curves of free fatty acids extraction from linseed oil on a blue clay of NPF "MedikoMed" at room temperature: 1 - 0,50 %, 2 - 1,00 %, 3 - 3,00 %
Таблица 2
Изменение перекисного числа льняного масла (п.ч. = 5,1 ммоль Уг О2/КГ) в ходе обработке голубой глиной ООО НПФ «МедикоМед» при комнатной температуре
Table 2. Changing the peroxide number of linseed oil (5.1 mmol Уг O2/kg) during processing with blue clay of NPF «MedikoMed» at room temperature
Как видно из рис. 3, наиболее активно процесс выделения кислых биологически активных веществ из льняного масла происходит в течение первых 3 ч обработки масла вышеуказанной
голубой глиной при комнатной температуре и
-
дой и жидкой фаз (80 - 120 мин4). Этот этап -эффективная сорбция - обозначен на рис. 3 цифрой I. Затем, по истечении 3 ч обработки льняного масла голубой глиной, наступает этап II - стабилизация адсорбционного процесса; при этом можно определить максимальную адсорбцию свободных жирных кислот при конкретных условиях
Содержание Перекисное число масла, ммоль % 02/кг,
голубой после обработки в течение, ч
глины 1 3 5
в масле, %
0,5 5,3 5,4 6,2
1,0 6,8 6,9 6,8
3,0 3,6 4,0 5,2
Изменения перекисного числа (п.ч.) льняного масла при обработке материалом ООО НПФ «МедикоМед» при комнатной температуре в пересчете на миллимоли атомарного кислорода представлены в табл. 2.
Согласно данным, представленным в табл. 2, несмотря на некоторое увеличение перекисного числа при обработке масла природным сорбентом в количестве 0,5 - 3,0 %, остается возможность использования его в качестве безопасного для
здоровья объекта. Повышение п.ч., вероятно, следует связывать с проведением процесса обработки в резервуаре с доступом кислорода и частичным окислением линоленовой кислоты.
Анализ рис. 4, в отличие от динамики выделения жирных кислот во времени обработки голубой глиной льняного масла, указывает на то, что повышение концентрации сорбента в масло-
содержащей среде гораздо сильнее влияет на из-
чески активных веществ (БАВ) льняного масла -каротиноидов, хлорофиллов и ксантофиллов. Если небольшое повышение расхода сорбента - с 9 до 19 г/л масла - приводит к незначительному снижению цветного числа масла (на 1,5 %), то с последующим ростом концентрации голубой глины в системе (до 28 г/л масла) эффект выделения красящих и пигментирующих биологически активных веществ значительно усиливается - с 74 до 66 мг То/ЮО мл, что отвечает степени комплексного выделения каротиноидов, хлорофиллов и ксантофиллов порядка 10,8 %.
Продолжительность обработки, ч Рис. 4. Кривые выделения каротиноидов, хлорофиллов, ксантофиллов из льняного масла на голубой глине ООО НПФ «МедикоМед» при комнатной температуре: 1 - 0,50 0 о, 2 - 1.00 0 о. 3 - 3.00 0 о Fig. 4. Curves of carotenoids, chlorophylls and xanthophylls extraction from linseed oil on the blue clay of NPF "MedikoMed" at room temperature: 1 - 0,50 %, 2 - 1,00 %, 3 - 3,00 %
pH 1 %-й водной дисперсии для голубой глины ООО «ПолиСервис-М» значительно выше (9,1) по сравнению с глиной для ООО НПФ «МедикоМед» (5,8), что вызвано высоким содержанием щелочных катионов во фракции монтмориллонита. В материале ООО НПФ «МедикоМед» присутствие амфотерного кремния и алюминия в кварце (Si02) и каолините (Si02-2 А1203) объясняет смещение водородного показателя дисперсии в область нейтральных сред. Такая картина должна сказываться и на сорбционных свойствах голубых
глин, особенно в отношении кислых примесных ингредиентов льняного масла. Несмотря на то, что голубая глина ООО «ПолиСервис-М» имеет выраженный щелочной характер (за счет повышенного содержания монтмориллонита), в присутствии 3 % материала ООО НПФ «МедикоМед» удается выделить СЖК из льняного масла даже несколько больше. Это, на наш взгляд, может быть связано с присутствием в его составе в большем количестве каолинита, характеризуемого наличием разноименных зарядов на базальных и боковых гранях [8]. Кварц (Si02), отличающийся высоким совершенством структуры, также может проявлять повышенную сорбционную активность в отношении кислых ингредиентов масла. С другой стороны, из табл. 3 следует, что введение в льняное масло глины ООО «ПолиСервис-М» с обедненными промежуточными катионными слоями (примесь гидромусковита), несмотря на наличие монтмориллонитов ой составляющей, слабо отражается на отбеливающих свойствах материала: эффект снижения цветного числа (ц.ч.), как видно из табл. 3, в явной степени не зафиксирован, что, в свою очередь, можно объяснить и невысокой температурой обработки (20 °С). Аналогичный эффект наблюдается и в отношении перекисного числа льняного масла.
Таблица 3
Изменение перекисного (п.ч.) и цветного чисел (ц.ч.) в ходе обработки льняного масла голубой глиной
ООО «ПолиСервис-М» (3 мае. %) Table 3. Change of peroxide and color numbers during processing of linseed oil with a blue clay of OOO
«POLYSERVICE M» (3 wt. %)
Показатель Продолжительность обработки масла, ч
исходное 1 3 5
П.ч., ммоль %02/кг 5,5 5,8 5,7 5,7
Ц.ч., мгЬ/ЮОг 74 74 73 72
Таким образом, показано, что присутствие каолинита в составе природного алюмосиликатно-го сорбента положительно сказывается, в первую очередь, на извлечении примесных жирных кислот из льняного масла.
ЛИТЕРАТУРА
1. Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б., Захаров О.Н., Ильин А.П. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2008. Т. 51. Вып. 7. С. 65-69;
Prokofiev V.Yu., Razgovorov P.B., Zakharov O.N., Ilyin A.P. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.
2008. V. 51. N 7. P. 65-69 (in Russian).
2. Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б., Смирнов K.B., Ильин А.И, Шушкина Е.А // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2007. Т. 50. Вып. 6. С. 56-59;
Prokofiev V.Yu., Razgovorov P.B., Smirnov K.V., Ilyin A.P., Shushkina E.A. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2007. V. 50. N 6. P. 56-59 (in Russian).
3. Разговоров П.К, Ситанов C.R, Прокофьев В.Ю., Смирнов K.B. // Химия растительного сырья. 2007. № 4. С. 111-116;
Razgovorov P.B., Sitanov S.V., Prokofiev V.Yu., Smirnov
K.V. // Khimiya rastitelnogo syriya. 2007. N 4. P. 111-116 (in Russian).
4. Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б., Смирнов К.В., Шушкина Е.А., Ильин А.П. // Стекло и керамика. 2007. № 8. С. 29-32;
Prokofiev V.Yu., Razgovorov P.B., Smirnov K.V., Shushkina E.A., Ilyin A.P. // Steklo i keramika. 2007. N 8. P. 29-32 (in Russian).
5. Разговоров П.Б., Ситанов C.B., Козлов B.A. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2002. Т. 45. Вып. 1. С. 34-37;
Razgovorov P.B., Sitanov S.V., Kozlov V.A. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2002. V. 45. N 1. P. 34-37 (in Russian).
6. Hable M., Barlow P.J. // J. Amer. Oil Chem. Soc. 1992. V. 69. N4. P. 379-383.
7. Разговоров П. К Научные основы создания композиционных материалов из технических и природных силикатов. Автореф. дис. ... д.т.н. ИГХТУ. 2008. 32 е.; Razgovorov P.B. Scientific bases of creation of the composite materials from technical and natural silicates. Extended abstract of dissertation for doctor degree on technical scienses. Ivanovo. ISUCT. 2008. 32 p. (in Russian).
8. Прокофьев ЕЮ., Разговоров П.Б. // Химия растительного сырья. 2010. № 2. С. 159-164;
Prokofiev V.Yu., Razgovorov P.B. // Khimiya rastitelnogo syriya. 2010. N 2. P. 159-164 (in Russian).
Кафедра технологии пищевых продуктов и биотехнологии
УДК 541.6
М.Б. Бегиева
ПОЛИМЕРЫ И СОПОЛИМЕРЫ НА ОСНОВЕ 1Ч,]Ч-ДИАЛЛИЛАМИНОЭТАНОВОЙ КИСЛОТЫ
(Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова)
e-mail: bsk®kbsu.ru
Обсуждены условия синтеза нового мономера - 14,14-диаллиламиноэтановой кислоты. Реакцией радикальной полимеризации получен новый полимер no.iu-N,N-диаллиламиноэтановая кислота. Радикальной сополимеризацией N,N-dua:i:iu:iiiMuno-этановой кислоты с винилацетатом в водной среде и водно-органической среде (смеси метанол-вода в соотношении 70:30 мол. %) получены сополимеры статистического характера. Установлено, что винилацетат обладает большей реакционной способностью по сравнению с 14,14-диаллиламиноэтановой кислотой. Исследованы кинетические закономерности реакций и установлена структура сополимера.
Ключевые слова: радикальная полимеризация, полимер, мономер, мономер N.N-диаллилами-ноэтановой кислоты, поли- N.N-диаллиламиноэтановая кислота, сополимер, сополимеризация, кинетика
-
тролиты диаллильной природы играют важную роль в науке, технике, медицине, и могут быть использованы в качестве коагулянтов, структура-
торов почв, для очистки сточных вод. Поэтому
-
аллильной природы, которые обладали бы комплексом ценных свойств - регулиремым гидрофильно-гидрофобным балансом, кислотно-основными свойствами, и биологической активностью,
является весьма актуальной задачей. Исследова-
-
меров диаллильной природы посвящен целый ряд работ [1-12]. Это обусловлено особенностью по-лимеризационных процессов диаллильных мономеров, в частности, циклолинейным механизмом
.
Впервые образование полимеров с цикло-
-
лильной природы было показано Батлером и его
