Исследование процесса гашения извести с добавками электролитов и поверхностно-активных веществ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

:наяжид-

і процес-ществом, ВуЮ мис-;го из Harare полот неиз-

сам. Для

О)

гриалом, jro мате-идкости.

Установлено, что целесообразно организовать восемь ступеней экстракции со стоком и выдержкой после каждой ступени в течение 26,5 сек, объем материала в аппарате 29 м3.

ЛИТЕРАТУРА

1. Цебренко К.Н., Константинов В.Е. Фазовое равновесие в системе капиллярно-пористое тело-жидкость - основа совершенствования процесса извлечения нейтральных липидов // Тез. между-нар. конф. молодых ученых «От фундаментальной науки к новым технологиям. Химия и биотехнология активных веществ, пищевых продуктов и добавок. Экологически безопасные технологии». - М.; Тверь, 2001. - С. 45.

2. Константинов В.Е. Математическое моделирование экстрагирования из маслосодержащего сырья и равновесие в системе ка-пиллярио-пористое тело-жидкость: Дне. ... канд. техн. наук. - Краснодар: КубГТУ, 2002. - 115 с.

3. Цебренко К.И., Константинов Е.Н., Деревенко В.В. Моделирование и совершенствование процесса экстрагирования подсол-

нечного масла // Материалы Междунар. конф. молодых ученых «От фундаментальной науки - к новым технологиям. Химия и биотехнология биологически активных веществ, пищевых продуктов и добавок. Экологически безопасные технологии». Вып. 2. - Тверь: ТГТУ; Русская провинция, 2002. - 128 с.

4. Цебренко К.Н., Константинов Е.Н. Повышение эффективности экстракции путем разработки противоточного двухступенчатого циклического процесса// Сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. по теме «Продовольственная безопасность как важнейший фактор национальной безопасности страны и роль информационно-консультационных служб АПК в ее обеспечении». - Пенза, 2002.

5. Цебренко К.Н-, Константинов Е.Н. Равновесие в системе капиллярно-пористое тело-жидкость - основа исследования кииетики процесса экстрагирования // Научные основы процессов, аппаратов и машин пищевых производств: Материалы Междунар, науч. конф. - Краснодар: КГУ, 2002. - 274 с.

6. Кафаров В.В. Основы массопередачи. - М.: Высш. школа, 1979.-439 с.

Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств

Поступила 29.05.03 г.

(2)

661.185.4:664.1.037

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЕАШЕНИЯ ИЗВЕСТИ С ДОБАВКАМИ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

(3)

саи для

(4)

горовой

рфавне-

Г (5)

єно ранее [[4,5]. т собой [парата. Ьяталь-ействи-к, при-ря рав-I

атериа-а и вы-:на ра-учтено :ЛЄ ВЫ-

ы экс-взята иестве :аслич-

В.А. ЛОСЕВА, И.С. НАУМЧЕНКО, А.А. ЕФРЕМОВ

Воронежская государственная технологическая академия

Процесс гашения (гидратации) извести осуществляют на сахарных заводах при получении известкового молока. Добавками некоторых веществ при гашении извести можно увеличить растворимость гидроксида кальция. На этой способности основаны методы химической (реагентной) активации известкового молока с добавками электролитов [1, 2] и неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) [3, 4]. Однако механизм активации до настоящего времени изучен недостаточно. Нет сведений о влиянии этих добавок на скорость процесса гашения и активность известкового молока. Между тем эта информация представляет интерес для сахарной промышленности, поскольку позволяет предвидеть изменения физико-химических свойств известкового молока в зависимости от условий гашения извести, а также разработать новые эффективные способы активации известкового молока.

Цель работы - исследование кинетики процесса гашения извести и активности известкового молока при введении в воду, применяемую для гашения, некоторых электролитов и неионогенных ПАВ. В качестве электролитов использовали ЫаС1, №14С1 и НС1, а в качестве ПАВ - фосфатиды подсолнечного масла (ФПМ) и ацетилированный моноглицерид стеариновой кислоты (АМГС). Влияние температуры раствора /, используемого для гашения извести, и массовой доли добавок электролитов на активность известкового молока представлено в таблице.

Таблица

Вид добавки и ее концентрация, % к массе извести г, "С

30 50 | 70 90

Без добавок 84,8 86,47 87,18 87,5

КаС1

0,0105 86,70 88,45 89,18 89,51

ОД 103 89,62 91,38 92 10 92,43

0,2100 89,59 91,38 92,13 92,05

НС1:

0,002155 88,39 90Д5 90,89 91,20

0,186543 89,96 91,76 92,51 92,82

0,370930 89,68 91,47 92,22 92,53

>Ш4С1:

0,00133 87,93 89,68 90,41 90,72

0,09686 88,94 90,72 91 46 91,77

ОД 9240 88,39 90,15 90,89 91,19

Изменение температуры г гасящейся массы во времени т показано на рис. 1 (кривые: 1 -0,00133% ЖЦСЛ; 2 - 0,002155% НС1; 3-0,0105% N301; 4 - без добавок; 5 и б - 0,03% ФПМ и АМГС соответственно). Эта зависимость характеризует кинетику процесса гашения. Чем меньше время от смешения извести с раствором до момента достижения наивысшей температуры, тем быстрее протекает процесс пиления.

Высокая скорость гашения извести - гарантия того, что за время пребывания в известегасильном аппарате произойдет полная ее гидратация. Непогасившиеся частицы извести, оказавшись в соке, продолжают гаситься там, нарушая режимы очистки; а попав на фильтровальную ткань, частицы СаО гасятся на ней, что приводит к ее порче.

35,0

,// /" "\--2

#// 4

// * / ^

Ч//

Рис. 1

Кроме того, при высокой скорости гашения, как правило, наблюдается высокая степень перенасыщения дисперсионной среды, т. е. в таком известковом молоке содержится большее количество ионов Са2+. Известно, что ион Са2+ является не только основным осаждающим реагентом на предварительной дефекации, но и потенциалобразующим ионом частиц карбоната кальция, на которых происходит адсорбция несахаров на I сатурации. Поэтому чем больше [Са2+], тем известковое молоко ценнее для сахарной промышленности.

А, %

91,5

91,0 -///

90,5 V

<!! /'

90,0 7 / / /

89,5 ...,/

89,0 / /

88,5 / - / /

88,0 У ~~j

0,000

0,010

0,020 Рис. 2

0,030 ПАВ, %

Установлено, что добавки влияют на кинетику гашения извести. Электролиты в исследованных диапазонах концентраций ускоряют гидратацию извести, а ПАВ, наоборот, замедляют. Ускорение гашения в присутствии электролитов обусловлено устранением местных пересыщений раствора вокруг зерен СаО за счет небольшого увеличения растворимости Са(ОН)2. Будучи поверхностно-активными веществами, ФПМ и АМГС адсорбируются на поверхности еще не погасив-шихся частиц извести, тем самым ограничивая доступ воды к ней. В результате в присутствии ПАВ процесс гашения замедляется в 2-2,5 раза [5].

Активность известкового молока тоже изменяется в присутствии электролитов и ПАВ. Влияние массовой доли последних и температуры гашения извести / (кривые, °С: 1 - 90, 2 - 75, 3 - 60, 4 - 45, 5 - 30) на активность известкового молока показано на рис. 2.

После достижения концентрации ПАВ примерно 0,01% дальнейшее увеличение массовой доли добавки не ведет к заметному росту активности. На ее величину ФПМ и АМГС влияют практически одинаково. Применение активирующих реагентов при гашении извести позволяет увеличить активность известкового молока на 2-6 ед. Последняя при определении титрованием соляной кислотой в присутствии фенолфталеина тем больше, чем больше в известковом молоке ионов ОН ". Концентрацией этих ионов обусловлены полнота распада редуцирующих веществ на дефекации, скорость сатурации и другие показатели очистки соков сахарного производства. Активность является мерой реакционной способности известкового молока. Чем она больше, тем меньше расход извести на очистку сока и тем полнее протекают реакции известково-углекислотной очистки. Поэтому сахарная промышленность заинтересована в получении высокоактивного известкового молока и разработке новых эффективных способов его активации.

выводы

1. Исследовано влияние некоторых электролитов и ПАВ на кинетику гашения извести и активность известкового молока.

2. Установлено, что неиногенные ПАВ (фосфатиды подсолнечного масла и ацетилированный моноглицерид стеариновой кислоты) замедляют процесс гашения в 2-2,5 раза, а электролиты (№С1, МН4С1 и НС1) ускоряют в 1,2-1,3 раза по сравнению с гашением извести водой.

3. Применение активирующих реагентов при гашении извести способствует увеличению активности известкового молока на 2-6 ед., что позволяет достичь повышения эффекта очистки соков сахарного производства и поднять выход сахара.

ЛИТЕРАТУРА . ..

1. А. с. 1293225 СССР, МКИ4 С 13 О 3/02. Способ очистки диффузионного сока / В. А. Лосева, И.С. Наумченко, В.М. Перелыгин // Опубл. в Б. И.- 1987.-№ 8.

2. А. с. 1708851 СССР, МКИ5 С 130 3/00. Способ очистки диффузионного сока / В. А. Лосева, И. С. Наумченко, В.М. Перелыгин и др. // Опубл. в Б. И. - 1992. - № 4.

3. Пат. 2160314 РФ, МПК7 С 13 Б 3/02. Способ очистки сахарсо-держащего раствора / Н.М. Подгорнова, А.И. Ситников, В.М. Перелыгин .// Опубл. в Б.И. - 2000. - № 34.

4. Пат. 2182601 РФ, МПК7 С 13 Б 3/02. Способ очистки сахарсодержащего раствора / В. А. Лосева, И.С. Наумченко, А.А. Ефремов// Опубл. в Б. И. - .2002, -№ 14.

5. Ефремов А.А. Совершенствование технологии очистки са-

харсодержащих растворов с применением активированного известкового молока: Автореф. дис_канд. техн. наук/ ВГТА. - Воронеж,

2002. - 22 с.

Кафедра технологии сахаристых вещее™

Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств

Поступила 26.06.02 г.

А.А. Л

Кубаш

м

фосф

ооеза

ОСНО]

цини

ЧОФ

А

казал

ЧОФ

нияв

комп

фоли

ПИШ1

сами Это з сияв pOBai сыва К

ОДНО]

чает<; ФК : болы ниях мост твер; ным совы цесс; 1:2-ное j жид^ фос(| 0,051