CC BY
37
Таблица 2
Параметры ЯГР спектров и фазовый состав затвердевшего расплава клинкера БПЦ
Состав расплава, % Количество Fe2O3,% Охлаждение Позиция Fe3 Параметры, мм/с КЧ Fe3+ Доля Fe3+, % Фазовый состав, % по массе
а ДЕе Г
СаО - 68,0 SiO2 - 10,0 Al2O3 - 22,0 0,5 На воздухе Fe3+(I) 0,41 1,42 0,91 4 35 CjA:F
Fe3+(I) 0,42 1,20 0,94 4 65 Стекло
В воде Fe3+(I) 0,42 1,20 0,94 4 100 Стекло
3,0 На воздухе Fe3+(II) 0,42 1,64 0,85 4 75 C4AF
Fe3+(III) 0,53 1,61 0,70 6
Fe3+(I) 0,41 1,42 0,91 4 15 С3А
Fe3+(II) 0,42 1,20 0,94 4 10 Стекло
В воде Fe3+ 0,42 1,20 0,94 4 100 Стекло
Таким образом, на основе экспериментальных данных можно сделать следующие выводы. Для получения белого и супербелого портландцемента необходимо жесткое ограничение содержания Fe2O3 < 0,5 % и создание условий, предотвращающих образование C4AF и внедрение Fe2O3 в C3S и C2S, что достигается применением способа охлаждения закалкой в воде.
В фарфоре и в беложгущейся керамике наряду с ограничением содержания Fe2O3 в керамических массах целесообразно увеличение количества алюмоси-ликатной стеклофазы, наименее чувствительной к окрашиванию оксидом железа (III), и регулированием соотношения алюмосиликатных и алюминатных фаз.
Литература
1. Химическая технология керамики / Под ред. И.Я. Гузмана.
М., 2003.
В последнее время в ряде отраслей промышленности все большее распространение получают мембранные методы разделения. Так, метод электродиализа, который основан на переносе ионов из раствора под действием постоянного электрического тока через ионселективные полупроницаемые мембраны, широко используется для опреснения морской и минерализованных вод, регулирования ионного состава молока и
2. Зубехин А.П., Голованова С.П., Кирсанов П.В. Белый портландцемент. Ростов н/Д, 2004.
3. Марфунин А.С. Введение в физику минералов. М., 1974.
4. Зубехин А.П. Разработка теоретических основ и технологии белого портландцемента из сырья с различным содержанием окрашивающих соединений: Автореф. дис. ... д-ра. техн. наук. М., 1984.
5. Голованова С.П. Физическая химия в технологии художественной обработки материалов. Новочеркасск, 2002.
6. Горшков В.С., Савельев В.Г., Федоров Н.Ф. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений. М., 1988.
7. Головастиков Н.И., Матвеева Р.Г., Белов Н.В. Кристаллическая структура трехкальциевого силиката: 3СаО-БЮ2 = С3Б. Кристаллография, 1975. Т. 20. Вып. 5. С. 721-729.
8. Масленникова Г.Н. Физико-химические процессы образования структуры фарфора // Химия и технология силикатных и тугоплавких материалов. Л., 1989. С. 202-215.
2007 г.
молочной сыворотки, полупродуктов сахарного производства и т.д. [1-3].
Данный метод может быть с успехом применен и для обработки вин и соков [4-6]. При этом большинство исследований посвящено изучению возможности применения электродиализной обработки вин для тартратной стабилизации вин и снижения их кислотности. Вопросы же, связанные с использованием
Южно-Российский государственный технический университет
(Новочеркасский политехнический институт) 21 февраля
УДК 663.246
О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА В ТЕХНОЛОГИИ ВИНОГРАДНЫХ ВИН
© 2007 г. М.Н. Исламов, Т.А. Исмаилов, З.Н. Кишковский
электродиализа для деметаллизации вин, а также их комплексной стабилизации против кристаллических помутнений, металлических кассов одновременно с регулированием кислотности, остаются до настоящего времени малоизученными.
Как известно [4], помутнение вин может быть вызвано избытком не только железа, но и ряда других металлов, прежде всего, меди, кальция, цинка, свинца. В этой связи представляло интерес изучить возможность удаления катионов указанных металлов из вина при помощи электродиализной обработки.
В табл. 1 представлены результаты атомно-абсорбционного анализа белого столового вина до и после обработки в многокамерном электродиализаторе лабиринтного типа с ионселективными мембранами МК-40 и МА-40 при плотности тока 60 А/м2 и удельной производительности аппарата 50 дм3/м2-ч.
Таблица 1
Изменение содержание некоторых металлов в вине при электродиализной обработке
Металлы Содержание в вине, мг/дм3 Уменьшение содержания
до обработки после обработки мг/дм3 %
Калий 890 448 442 49
Кальций 130 38 92 71
Магний 144 40 104 72
Натрий 33 15 8 35
Железо 25,4 3,6 21,8 85
Марганец 2,25 0,63 1,62 72
Медь 1,46 0,56 0,90 61
Цинк 0,84 0,27 0,57 68
Свинец 0,10 0,04 0,06 60
Полученные данные показывают, что исследуемый метод обработки позволяет эффективно удалять из вина помимо катионов калия, кальция и железа, также и катионы магния, меди, цинка, марганца и свинца. Так, содержание меди в обработанном вине уменьшается на 61 %, цинка - на 68, свинца - на 60 %.
Такое снижение содержания тяжелых металлов обеспечивает стабильность вин практически ко всем металлическим помутнениям. При этом наблюдается определенная закономерность в соотношении удаленных количеств железа и других тяжелых металлов. Установлено, что удаление железа на 80 - 85 % и более обеспечивает во всех случаях стабилизацию вин против металлических кассов. Это делает возможным осуществлять контроль за степенью деметаллизации вина методом электродиализа, определяя лишь изменение содержания железа при обработке, что, несомненно, является большим преимуществом перед обработкой ЖКС, НТФ и другими способами, которые не позволяют выводить одновременно все указанные металлы в необходимых количествах.
Абсолютное уменьшение содержания отдельных металлов зависит от их исходной концентрации в вине до обработки (табл. 1). Снижение содержания натрия не пропорционально начальной концентрации объясняется, по-видимому, тем, что ионообменные мембраны перед эксплуатацией выдерживались в 0,6 н. растворе хлористого натрия для набухания. Степень уменьшения содержания катионов калия несколько меньше, по сравнению с другими металлами, из-за использования в качестве промывочной жидкости раствора, содержащего ионы калия.
Полученные нами экспериментальные данные хорошо согласуются с результатами исследований Н.И. Николаева [7], в которых установлено, что движущей силой электродиализного процесса наряду с градиентом электрического потенциала является также и градиент концентрации по обе стороны мембран в рабочих и промежуточных камерах электродиализного аппарата.
Таким образом, полученные результаты анализа катионного состава вина, обработанного методом электродиализа, показывают, что этот способ обработки позволяет с достаточной эффективностью удалить избыточные количества металлов, способствующих образованию помутнений в вине.
Была изучена возможность использования электродиализной обработки некоторых типов вин для стабилизации их ионного состава против различного рода помутнений. Электродиализ осуществляли при плотности тока 60 А/м2 и удельной производительности 50 дм3/м2-ч. (табл. 2).
Полученные результаты исследований подтверждают возможность направленного воздействия на ионный состав вин с помощью электродиализа путем подбора соответствующих растворов в качестве промывочной жидкости в промежуточных камерах электродиализатора.
Можно отметить, что при электродиализной обработке легче выводятся ионы железа из столового вина (на 80^90 %). В остальных типах вин по мере увеличения содержания спирта и сахара снижение содержания железа было меньше - в пределах 50^60 %. Однако конечное содержание железа во всех винах не превышало допустимые пределы.
Из красного столового вина, содержавшего 1100 мг/дм3 калия, при электродиализной обработке удалось вывести 580 мг/дм3 калия, что гарантирует устойчивость к кристаллическим помутнениям. В этом случае в качестве промывочной жидкости была использована водопроводная вода.
При обработке портвейна с повышенной кислотностью использование в качестве промывочной жидкости раствора хлористого калия позволило, помимо удаления избыточного количества железа, снизить титруемую кислотность с 7,8 до 5,5 г/дм3.
В тех случаях, когда необходимо предотвратить только металлические кассы, как, например при обработке столового полусладкого и белого десертного вина, в промежуточные камеры подавали 1 %-й раствор хлористого калия и 5 %-й раствор винной кислоты при рН 2,0.
Таблица 2
Изменение химического состава виноградных вин при электродиализе
Содержание в вине (А - до обработки, Б - после)
Тип вина Спирта, % об. Сахара, г/100 см3 Калия, мг/дм3 Кальция, мг/дм3 Железа, г/дм3 Сернистого ангидрида мг/дм3 Титруемой кислотности, г/дм3 Летучей кислотности, г/дм3
Белое столовое
А 10,9 0,2 620 84 26,1 85 8,4 0,78
Б 10,9 0,2 490 41 3,0 64 7,3 0,52
Красное столовое
А 11,2 0,3 1100 123 19,5 120 7,1 0,82
Б 11,2 0,3 520 60 4,2 78 6,5 0,68
Столовое полусладкое
А 10,6 4,5 560 64 28,6 163 6,9 0,41
Б 10,6 4,5 480 38 4,6 102 6,4 0,33
Белое крепкое
А 17,8 6,8 820 92 25,4 98 6,5 0,65
Б 17,8 ,6,8 560 65 6,3 69 6,1 0,51
Портвейн
А 18,1 10,0 600 115 24,8 75 7,8 0,69
Б 18,1 10,0 480 70 8,5 52 5,5 0,56
Белое десертное
А 16,1 16,0 530 85 20,6 86 6,0 0,75
Б 16,1 16,0 460 52 10,5 68 5,6 0,60
Содержание летучих кислот в обработанных методом электродиализа винах уменьшается на 20-30, а 802 - на 25-40 % в зависимости от их исходного содержания в винах до обработки.
Таким образом, в результате проведенных исследований выявлено, что электродиализная обработка является универсальным методом, позволяющим стабилизировать вина одновременно против кристаллических помутнений, металлических кассов, а также понижать их титруемую кислотность.
Предлагаемый метод стабилизации вин имеет ряд существенных преимуществ перед традиционными способами обработки. Исключается необходимость введения в пищевой продукт посторонних химических реагентов (ЖКС, трилона Б, НТФ и др.). Процесс регулирования ионного состава вин осуществляется в поточном режиме с производительностью от 200 до
500 дал/ч в зависимости от полезной площади ионсе-лективных мембран в электродиализных аппаратах.
Литература
1. Пилат Б.В. Основы электродиализа. М., 2004.
2. Шапошник В.А. Кинетика электродиализа. Воронеж,
1989.
3. Бобровник Л.Д., Загородний П.П. Электромембранные процессы в пищевой промышленности. Киев, 1989.
4. Кишковский З.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. М.,
1984.
5. Косюра В.Т., Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Основы виноделия. М., 2004.
6. Валуйко Г.Г. Технология виноградных вин. Симферополь, 2001.
7. НиколаевН.И. Диффузия в мембранах. М., 1980.
16 апреля 2006 г.
Дагестанский государственный технический университет, г. Махачкала
