Экструдированные сорбенты на основе природных алюмосиликатов для очистки растительных масел

• Автор: Захаров, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 205 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Природные алюмосиликаты как адсорбенты для очистки растительных масел

1.1.1. Общая характеристика состава растительных масел

1.1.2. Методы очистки растительных масел.

1.1.3. Свойства природных алюмосиликатов как сорбентов для очистки растительных масел.

1.2. Основные технологические стадии приготовления экструдированных сорбентов.

1.2.1. Измельчение и механическая активация исходного сырья

1.2.2. Экструзионное формование сорбентов.

Выводы и постановка задач исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 5
2.1. Сырье для приготовления сорбентов
2.2. Способы приготовления образцов.
2.2.1. Способы приготовления образцов с использованием глины Веселовского месторождения.
2.2.2. Способы приготовления образцов с использованием глины Малоступкинского месторождения.
2.3. Приборы и методы исследования
2.4. Методики обработки экспериментальных данных
2.4.1. Определение структурномеханических свойств формовочных масс на пластометре с параллельносмещающейся пластиной конструкции Д. М. Толстого
2.4.2. Расчет реологических характеристик
2.4.3. Изучение кислотноосновных свойств сорбентов методом рКспектроскопии.
2.4.4. Расчт параметров топкой кристаллической структуры
по данным рептгеноструктурного анализа РСА.
2.4.5. Расчт удельной поверхности и распределения объма пор
по размерам.
2.5. Качественная характеристика растительного масла
3. МОДИФИЦИРОВАНИЕ И АКТИВИРОВАНИЕ КАОЛИНОВЫХ ПРИРОДНЫХ АЛЮМОСИЛИКАТОВ.
3.1. Физикохимические свойства глин Веселовского и Малоступкинского месторождений
3.2. Кислотнощелочное модифицирование природных алюмосиликатов
3.3. Щелочные композиции на основе природных алюмосиликатов
3.3.1. Композиции на основе природного алюмосиликата и жидкого стекла.
3.3.2. Композиции на основе природных алюмосиликатов и доломита.
Выводы по главе.
4. ФОРМОВАНИЕ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ АЛЮМОСИЛИКАТОВ МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИИ
4.1. Формовочные массы на основе модифицированных глин
4.2. Формовочные массы из композиций на основе природных алюмосиликатов
Выводы но главе.
5. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭКСТРУДИРОВАННЫХ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ
АЛЮМОСИЛИКАТОВ.
5.1. Структурные и механические свойства экструдированных сорбентов.
5.2. Сорбционные процессы при очистке растительных масел на каолинитовых глинах.
Выводы по главе.
6. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ
МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Методами ИК-спектроскопии установлено, что каолин может содержать три типа молекулярной воды, каждый из которых характеризуется различным энергетическим уровнем []. Это возможно, когда образуются слабые связи между молекулярной водой и группой А1 - ОН на поверхности каолина. Эти группы способны образовывать достаточно активные сорбционные комплексы. При прокаливании эти комплексы разрушаются с образованием аморфной не активной фазы. Количество протонных кислотных центров на поверхности каолинита можно определить по результатам сорбции из газовой фазы пиридина []. Для этого определяют интегральную интенсивность в ИК-спектре колебательной полосы см-1 []. Расчет содержания поверхностного центра ведут согласно методикам, приведенным в работах [, ]. В свою очередь, апротонные кислотные центры (льюисовские центры) могут быть определены по спектральному положению полосы - см 1 [], отвечающей сорбции бензонитрила на поверхности различных катионзамещённых образцов каолинита. Также установлено, что обменные катионы алюминия в каолините практически недоступны для таких органических молекул, как бензонитрил. А имеют возможность самопроизвольно углубляться и фиксироваться в тригональных лунках кремнекислородной сетки [], нейтрализуя избыточный заряд остова. При этом усиливается их электростатическое взаимодействие с кристаллической решёткой минерала. Итак, часть ячейки природного каолина состоит из водородного иона, присоединённого к комплексному иону алюминия. Эта комбинация создает па поверхности кислотное соединение типа НО-АЮ2. Другая часть включает гидроксид кремния, связанный через кислород с кислотным комплексом алюминия. Наличие в природных алюмосиликатах как брёнстедовских центров (которые способны отдавать или принимать протоны), так и центров по Льюису (которые могут использовать или имеют неподелённую пару электронов) способствует тому, что они эффективно работают и в полярных (например, вода), и в неполярных (например, масло) средах. Эти свойства позволяют эффективно использовать природные алюмосиликаты в маслосодержащих средах, адсорбируя одновременно широкий спектр нежелательных примесей. Весьма интересным представляется тот факт, что увеличение количества сорбента по отношению к маслу не приводит к вполне ожидаемому улучшению качества продукта. Так, в ряде работ [-] указывается, что содержание сорбента не должно превышать 5 % от массы масла. Адсорбция примесей пищевых масел на материале коллоидных силикатов представляет собой преимущественно хемосорбционный процесс, где значительную роль играет водородная связь. При этом связи, очевидно, образуются не только с алюмосиликатным скелетом, но и с уже адсорбированными на поверхности веществами [, ]. Для повышения удельной поверхности, оптимизации пористой структуры природные минеральные сорбенты подвергают различным видам обработки. Термическая активация природных минеральных сорбентов. Глинистые сорбенты содержат в своем составе минералы каолинита, монтмориллонита, бейделлита, гидрослюды, хлорита, которые обладают значительной гидрофильностыо [1, 4]. Они адсорбируют молекулы воды и газов на внешней и внутренней поверхности (в порах), уменьшая их активность []. Минералы с разбухающими кристаллическими решётками (монтмориллонит, бейделлит) довольно лабильны и при термической активации изменяют межплоскостные расстояния от 1, до 1, нм в зависимости от степени термической активации, тогда как в гидрослюде межплоскостные расстояния практически не изменяются (равны 0,. Термическая активность ПМС обеспечивает стерильность глинистых сорбентов, устраняет посторонние запахи глины и освобождает занятую поверхность (и поры) от газов, паров, делает эти поверхности более доступными для адсорбата. Лучшие результаты даёт термическая активация при температуре 0. С [8, ]. Содовая и солевая активация природных минеральных сорбентов. Содовая активация осуществляется, как правило, 5%-м раствором соды, солевая — растворами солей, как правило, двухвалентных металлов []. Избыток соды и соли, перешедших в раствор, удаляют при промывке водой суспензии.