CC BY
42
--------------------□ □------------------------
Визначено основні технологічні параметри капсулювання нітроамофоски плівками на основі полімерних матеріалів в апараті псевдозрідженого типу періодичної дії. Досліджено кінетику вивільнення мінеральних добрив з капсульованої частинки
Ключові слова: полімерні відходи,
капсульовані м і неральні добрива,
нітроамофоска, псевдозріджений шар
□--------------------------------------□
Определены основные технологические параметры капсулирования нитроаммофоски пленками на основе полимерных материалов в аппарате псевдоожижженного типа периодического действия. Исследовано кинетику высвобождения минеральных удобрений из кап-сулированной частицы
Ключевые слова: полимерные отходы, кап-сулированные минеральные удобрения, нитроаммофоска, псевдоожиженный слой
□--------------------------------------□
The basic technological parameters of capsulation of nitroammofos tapes are defined on the basis of polymeric materials in the vehicle of pseudofluidized type of periodic action. The kinetics of freeing of mineral fertilizers from the encapsulated particle is investigated
Key words: polymeric wastes, encapsulated mineral fertilizers, nitroamofos, a pseudofluidized layer
--------------------□ □------------------------
УДК 001.891:65.011.56
ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ КАПСУЛЮВАННЯ НІТРОАМОФОСКИ В АПАРАТІ КИПЛЯЧОГО
ШАРУ
О.А. Нагурський
Кандидат технічних наук, доцент* Контактний телефон: (050) 519-15-18, E-mail: nahurskyy@mail.ru
В.В. Ва щу к
Аспірант*
Контактний телефон: (096) 945-97-36 E-mail: vika_vashchuk@mail.ru *Кафедра екології та охорони навколишнього
середовища
Національний університет “Львівська політехніка”,
пл. Св. Юра 3/4, м. Львів, Україна, 79013
І.Вступ
Високопродуктивне сільськогосподарське виробництво основане на інтенсивному використанні мінеральних добрив, що є необхідним для компенсації виносу разом із урожаєм біогенних елементів. В той же час відомо, що з добрив, внесених в ґрунт, тільки частина засвоюється рослинами. В середньому для усіх сільськогосподарських культур коефіцієнт використання добрив становить: азотних - 50-60%, фосфорних 10-25%, калійних - 50-60% [1-7]. З цим пов’язано ряд екологічних проблем, таких як: засолення ґрунтів, проникнення компонентів добрив у підземні водні горизонти, їх змив поверхневими водами, забруднення водойм, тощо. Одним із шляхів запобігання забруднення навколишнього середовища мінеральними добривами є використання добрив пролонгованої дії, зокрема капсульованих.
Для нанесення покрить на синтетичні мінеральні добрива, які представляють собою гранульовані матеріали із розміром частинок 1^5 мм найбільш доцільним є напилення у псевдозрідженому стані. Реалізація процесу в апратах псевдозрідженого стану дозволяє досягати його максимальної інтенсивності, що є особливо актуальним в умовах великотонажних виробництв, до яких належить і виробництво синтетичних гранульованих мінеральних добрив.
2.Аналіз попередніх досліджень
Проблемам капсулювання дисперсних матеріалів в стані псевдозрідження присвячено ряд праць [811]. Показано, що процес нанесення покрить є складним тепломасообміном між дисперсним матеріалом, псевдозріджуюючим повітрям та плівкоутворювачем, який залежить від фізико-хімічних властивостей цих матеріалів. Для успішного проведення капсулювання необхідним є вивчення закономірностей його проходження у кожному конкртному випадку.
З.Мета роботи
Метою роботи є визначення особливостей нанесення полімерного покриття на поверхню гранул нітроамофоски.
4.Матеріал і результати дослідження
Як об’єкт досліджень використовували легкорозчинне синтетичне гранульоване висококонцентрова-не універсальне азотно-фосфорно-калійне добриво -нітроамофоску, що редставляє полідисперсну суміш округлих гранул розміром 1^4 мм.
З
Для отримання плівкоутворюючої композиції використовували відходи полістиролу (одноразова посуда, пакувальна тара). З метою запобігання вторинного забруднення грунтового середовища після розчинення добрив до плівкоутворювача додається природній полісахарид, який підвищує здатність полімеру до біодеструкції [12]. Для цього використовували відходи переробки деревини на паперово-целюлозному виробництві - гідролізний лігнін. Застосування цих речовин дає можливість вирішувати декілька задач -утилізації відходів та зниження вартості капсульованих добрив.
Нанесення функціональної оболонки на поверхню гранул мінеральних добрив передбачає використання плівкоутворюючої композиції в рідкому агрегатному стані. Полістирол не розчиняється у воді, а лише в ряді органічних речовин. Як розчинник вибрали чотирих-лористий вуглець, оскільки він є найменш токсичною, негорючою і незаймистою речовиною.
Для проведення процесу капсулювання мінеральних добрив необхідно визначити:
• інтенсивність подачі плівкоутворюючого розчину в шар матеріалу;
• швидкість псевдо зріджуючого повітря;
• час здійснення процесу капсулювання.
Всі ці параметри теоретично можна визначити за відомими залежностями [13]. Однак це будуть дані, що не враховують властивостей субстанції, з якої формується покриття. Найбільш негативний вплив на якість покриття має явище злипання частинок, спричинене наявністю на поверхні частинок в’язкої полімерної композиції, з якої випаровується розчинник. Сили щеплення між часинками перевищують сили відштовхування і в результаті утворюється конгломерат. Уникнути цього можна надавши частинці матеріалу додаткової енергії. Реалізується це шляхом застосування спеціальних секціонованих апаратів, де частинки в зоні напилення рухаються з більшою швидкістю [8-10]. В апратах неперервної дії жолобчатого типу, які використовуються у великотонажних виробництвах і де неможливо механічно розділити функціональні зони, додаткову енергію частинкам можна надати збільшуючи швидкість псевдозріджуючого повітря. Найбільш простим методом встановлення основних технологічних параметрів капсулювання є теоретичні розрахунки, результати яких приймаються за основу, та корекція цих величин за допомогою експериментальних досліджень.
В результаті отримали наступні технологічні параметри, за якими здійснювали капсулювання:
• витрата плівкоутворювача - 0,334 млДкгхс);
• швидкість псевдозріджуючого повітря - 8,1 м/с;
• тривалість процесу - 62 хв.
В роботі наненсення покриття проводили в циліндричному апараті псевдозрідженого типу періодичної дії. В робочу камеру завантажували 0,25 кг нітроамофоски. Маса покриття становила 10% від маси добрива. Плівкоутворююча композиція складалася із відходів полістиролу та гідролізного лігніну у співвідношені 8:2. Концентрація розчину - 5 % мас. Температура повітря на вході в апарат - 65оС. Нагрівання нітроамофоски вище цієї температури не рекомендується для запобігання термічному розкладу [14].
В результаті капсулювання отримали частики, рівномірно покриті суцільною оболонкою. Для визначення їх властивостей проводили експериментальні дослідження процесу вивільнення активної фази через оболонку. Для цього відбирали частинки діаметром 2,5 мм і поміщалі їх у ємність із дистильованою водою об’ємом 150 мл. Процес вивільнення твердої фази через полімерну оболонку контролювали кондуктометрич-ним методом за допомогою електронного портативного кондуктометра Sension 5. Результати досліджень у графічному виді приведені на рис.1.
Рис.І.Кінетика вивільнення нітроамофоски з капсульованої частинки
Як видно із отриманих результатів кінетична крива процесу вивільнення проходить плавно без різких спадів чи підйомів. Це може бути доказом рівномірного якісного покриття, яке дає можливість отримувати мінеральні добрива пролонгованої дії із заданим часом вивільнення.
Висновки
В результаті проведених досліджень встановлено основні технологічні параметри капсулювання нітроамофоски із застосуванням відходів полістиролу та гідролізного лігніну в апараті киплячого шару. Результати роботи можуть використовуватись в технологіях створення капсульованих мінеральних добрив пролонгованої дії.
Література
1. Білявський Г.О. Падун М.М. Фурдуй Р.С. Основи загальної екології:2-ге вид.-К.,1995.-368с.
2. Кучерявий В.П. Екологія:Львів.-“Світ”.-2001.-500с.
3. Назарук М.М. Основи екології та соціоекології: Львів. -“За вільну Україну”.-1997.-210с.
4. Охорона навколишнього середовища та використання природних ресурсів. Статист. Довідник.-К.,1992.
5. Теоретические и прикладные исследования в области технологии минеральных удобрений. Сборник статей, Л., Химия, 1984.
6. Реймерс Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). М.-1994.
!”
7. Сільськогосподарська екологія (під редакцією В. К. М’якушенко), К., Урожай, 1992р., 264с.
8. Рощин Н.И. Псевдоожижение в производстве лекарств. - М.:Медицина, 1981. - 288 с.
9. Є.Устянич Теоретичні основи капсулювання дисперсних матеріалів. Навчальний посібник // Львів. Академія друкарства, 2008. - 400 с.
10. Демчук И.А. Разработка технологии и моделирования процессов капсулирования твердых лекарственных форм в псевдоо-жиженном слое: дис. к. т. н. : 05.17.08 - Львов, 1991 - 203с.
11. Солодовник В.Д. Микрокапсулирование. - М.: Химия, 1980. - 216 с.
12. Ващук В.В., Нагурський О.А. Утилізація відходів споживання виробів з полістиролу у виробництві капсульованих мінеральних добрив. Збірник матеріалів міжнародної наук-пр конф «1-й всеукр з’їзд екологів. Вінниця «УНІВЕРСУМ», 04-07.10.06, с.135-138.
13. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. - М.: Химия, 1981. - 812 с.
14. Кононов А.В., Стерлин В.Н., Евдокимова Л.И. Основы технологии комплексных удобрений - М.: Химия, 1988. - 320 с.
--------------------□ □-------------------------
У статті розглянуто хімічну
інтенсифікацію процесу фарбування текстильних матеріалів активними барвниками. Досліджено вплив інтенсифікаторів на ковалентну фіксацію та інтенсивність забарвлення Ключові слова: інтенсифікація, фарбування, активні барвники
□ □
В статье рассматривается химическая интенсификация процесса крашения хлопчатобумажных текстильных материалов активными красителями. Исследовано влияние интенсификаторов на ковалентную фиксацию и интенсивность окраски
Ключевые слова: интенсификация, крашение, активные красители
□ □
In article the chemical intensification of process of a dyeing of cotton textile materials is considered by reactive dyes. Influence of process of intensification on the covalent fixing and intensity of coloring is investigated
Keywords: intensification, dyeing, reactive dyes --------------------□ □-------------------------
УДК. 677
ХИМИЧЕСКАЯ ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА КРАШЕНИЯ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ
Л. А. Нестерова
Кандидат технических наук, доцент, докторант Кафедра химической технологии и дизайна волокнистых материалов Херсонский национальный технический университет Бериславское шоссе, 24, г. Херсон. Украина, 73000 Контактный тел.: 050-675-98-66, (0552) 32-69-15 E-mail: kate-maiden@mail.ru
1. Введение
В разработке технологий крашения текстильных материалов, направленных на снижение затрат на электроэнергию, введение в красильный раствор интенсифицирующих агентов является наиболее перспективным, поскольку минимальные концентрации дополнительных компонентов в красильном составе позволяют обеспечить высокую ковалентную фиксацию красителя на волокне.
Известно, что интенсифицировать процесс фиксации красителей возможно введением в водный красильный раствор органических растворителей. По мнению авторов Питерса и Стивенса, при действии гидрофобных растворителей в процессе крашения целлюлозных волокон водорастворимыми красителями, в водной фазе образуется «микрованна», в которой создается повышенная концентрация красителя. Таким образом, скорость перехода красителя из раствора в полимер сильно возрастает. Наиболее максимально
проявляется эффект при периодическом крашении активными красителями [1-3].
Наличие гидрофобного растворителя способствует снижению степени гидролиза активного красителя и ускоряет переход его из раствора в волокно. Низкое сродство красителя к волокну на начальной стадии крашения обеспечивает ровноту окрасок. При последующей фиксации красящего вещества целлюлозой повышается выход ковалентно связанного красителя. В исследованиях для интенсификации использовали н-бутиловый, н-амиловый, н-гексиловый и циклогек-силовый спирты, а также уайт-спирит и трихлорэти-лен. При введении указанных соединений в красильный состав изменений природы частиц красителя не происходит.
Исследователями под руководством Блинова установлено, что при крашении некоторыми красителями, можно предварительно обработать волокнистые материалы 3-4 %-ной эмульсией растворителей, благодаря чему их расход снижается в 40-50 раз. Стереомикро-
3
