Разработка технологии получения угольно-минеральных сорбентов из отходов АПК и их применение для обработки напитков

• Автор: Дунец, Роман Валерьевич
• Шифр специальности: 05.18.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 152 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Виды отходов пищевой промышленности и их применение .

1.2. Минеральные сорбенты

1.2.1. Общая характеристика .

1.2.2. Применение при обработке напитков.

1.2.2.1. Применение дисперсных минералов

1.2.2.2. Применение клиноптиллолита.

1.2.2.3. Регенерация клиноптиллолита

1.3. Синтетические сорбенты
1.4. Активированные угли.
1.4.1. Получение и свойства
1.4.2. Применение при обработке напитков.
1.4.3. Регенерация активированного угля
1.5. Угольноминеральные сорбенты
1.5.1. Получение и свойства угольноминеральных сорбентов
1.5.2. Применение угольноминеральных сорбентов
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1.Объекты исследований.
2.1.1. Сусло, виноматериалы и водноспиртовые растворы
2.1.2. Минеральные и углеродсодержащие сорбенты
2.1.3. Отходы пищевых производств, применяемые в работе
2.2. Направления исследований
2.3. Методы исследований.
2.3.1. Установка для получения сорбентов
2.4. Статистическая обработка данных.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Получение угольноминеральных сорбентов
3.1.1. Получение угольноминеральных сорбентов
из жидких осадков.
3.1.2. Получение угольноминеральных сорбентов из
тврдых отходов пищевой промышленности
3.1.3. Получение угольноминеральных сорбентов
на основе цеолитов
3.2. Математическая обработка результатов.
3.3. Исследование физикохимических свойств
полученных сорбентов
3.4. Обработка модельных сред, виноматериалов
и водноспиртовых растворов сорбентами
3.4.1. Обработка модельных сред.
3.4.2. Обработка виноматериалов.
3.4.3. Обработка водноспиртовых растворов.
3.5. Влияние угольноминеральных сорбентов на
ход брожения сусла.
3.6. Регенерация отработанных сорбентов.
4. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Пористость этих минералов обусловлена зазорами между контактирующими частицами, микропоры отсутствуют, удельная поверхность не превышает 0 м2/г. Плоские частицы слоистых минералов с жёсткой решёткой укладываются преимущественно базисными плоскостями друг к другу, в основном ориентированно. Нами будут рассмотрены представители первых двух групп, а именно - монтмориллонит и палыгорскит, как имеющие наибольшее применение в практике виноделия /4, 3, , , , /. Цеолиты - каркасные алюмосиликаты, содержащие в своём составе оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, - отличаются строго регулярной структурой пор. В природе в качестве катионов в состав цеолитов входят натрий, калий, кальций, реже барий, стронций и магний. В открытой структуре клиноптиллолита имеются дссяти-четырёхчленные кислородные кольца /6/. Дамуром, что и предопределило их использование в процессах осушки, очистки и разделения веществ. Наибольшее промышленное значение имеет клиноппшюлит. Дегидратированный клиноптиллолит выделяет тепло при погужении в воду /3/. Объём микропор - 0, см3/г, но высокие величины характеристической энергии адсорбции позволяют его использование в условиях низкой концентрации адсорбтива. Поры клнноптиллолита позволяют пропускать молекулы с размером до 0,4 нм //. Структура клиноптиллолит может быть существенно преобразована путём различных химических и физических воздействий. Нагрев клнноптиллолита свыше 0 °С приводит к потере адсорбционных свойств по воде. В основе структур слоистых силикатов лежат тетраэдрическая кремнекислородная и октаэдрическая Д1- или М^-кислородно-гидроксильная сетки. Тетраэдры в кремнекислородной сетке сцеплены вершинами своих оснований по гексагональному мотиву. В октаэдрической сетке октаэдры соединены своими рёбрами так, что их центры также образуют гексагональный узор. Тетраэдрические и октаэдрические сетки, обладая сходными размерами, сочленяются друг с другом в слои, которые для каждого конкретного минерала представляют собой определённую комбинацию этих сеток. В слоистых силикатах типа 1:1 (монтмориллонит) одна двумерная сетка кремнекислородных тетраэдров сочленяется с двумерной сеткой Ме3’- или Ме2+-октаэдров, где Ме3 и Ме2* - ионы трёх- и двухвалентных металлов, главным образом А1" и N^^/5/. В слоистых силикатах типа 2:1 (к ним относится палыгорскит) октаэдрическая сетка заключена между двумя сетками кремнекислородных тетраэдров. Так в основе структуры палыгорскнтов лежат, соответственно сдвоенные и строенные кремнекислородные цепочки пирокссновою типа. А1Н, Mg2+, имеющими октаэдрическую координацию /, /. Трёхэтажные ленты в структуре палыгорскита чередуются с цеолитными каналами, в которых находятся молекулы воды двух типов: связанные с координационно ненасыщенными ионами на боковых стенках каналов (координационно связанная вода) и заполняющие цеолитные полости (цеолитная вода) /5/. Состав природных минералов отличен от идеальных формул, в силу обрыва химических связей и иестехиометрических изоморфных замещений /5/. В тетраэдрах Si4f замещается на ионы Al3+, Fc3 в октаэдрах ионы А* замещаются ионами Fe2 Са2~, Mg* в результате чего на внешней поверхности отдельных элементов минералов образуется некомпенсированный отрицательный заряд. В качестве компенсирующих катионов выступают Са2‘, Mg2*, Na К', Н* - обменные катионы. Разрывы по краям кристаллической структуры компенсируются ионами Н’ и ОН'. Таким образом природные минералы являются нонообменниками с активными центрами - катионами металлов, Н ОН' //. При этом активные центры кремнесодержащих тетраэдров диссоциируют по кислотному характеру и имеют изоэлектрическую точку при pH = 1,5 - 1,7, а активные центры алюмосодержащих октаэдров - по основному, с изоэлектричеекой точкой при pH = 9,5 - ,7. Таким образом, на поверхности минералов имеются как положительно, так и отрицательно заряженные участки поверхности /,, . С, ёмкость обмена палыгорскита (натриевой формы) при нагреве свыше 0 *С даже повышается, при этом количество гидроксильных групп основного характера увеличивается.