![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Снижение вязкости растворов мелассы с помощью моноглицеридов дистиллированных |
Введение Общий рост производства сахара в России обеспечивается за счет переработки сахара сырца, а удельный вес белого сахара, вырабатываемого из сахарной свеклы, к общему объему производству значительно снизился. Дальнейший спад производства сахара из свеклы приведет к потере отечественной сахарной промышленности. Для сохранения и развития сахарной промышленности необходимо создать условия для обновления и модернизации свеклосахарного комплекса, внедрять новые технологии для усовершенствования всего сахарного производства. Одним из направлений повышения выхода и улучшения качества сахара-песка является использование в технологии производства сахара различных химических веществ, в частности поверхностно-активных веществ (ПАВ). Среди большого количества отечественных ПАВ, используемых в различных отраслях, обращает на себя внимание класс пищевых ПАВ. В их числе неполные эфиры жирных кислот и глицерина, широко используемые в пищевой промышленности. Пищевые ПАВ безвредны и способствуют лучшему усваиванию пищи организмом. 1. Литературный обзор Выход и качество сахара-песка в значительной степени зависят от правильного проведения процессов кристаллизации сахара и центрифугирования утфелей. Для улучшения и интенсификации проведения технологических процессов применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Наибольший эффект от применения пищевых ПАВ достигается при переработке сырья ухудшенного качества, в процессах получения и центрифугирования утфелей II и III кристаллизаций. Поверхностно-активные вещества в сахарном производстве способствуют решению важных технологических задач: - снижение вспенивания; - уменьшение вязкости сахарсодержащих растворов; - улучшение процессов получения и центрифугирования утфелей. Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Классификация. Свойства. Строение молекул ПАВ представляют собой обширную группу соединений, различных по своей структуре, относящихся к разным классам. Эти вещества способны адсорбироваться на поверхности раздела фаз и понижать вследствие этого поверхностную энергию (поверхностное натяжение). ПАВ классифицируется по двум основным признакам: химическому строению и механизму молекулярного воздействия. По химическому строению. В зависимости от свойств, проявляемых ПАВ при растворении в воде, их делят на анионоактивные вещества (активной частью молекул является анион); катионактивные вещества (активной частью молекул является катион); амфолитные; неионогенные, которые совсем не ионизируются. Анионоактивные ПАВ в водном растворе ионизируются с образованием отрицательно заряженных органических ионов. Из анионоактивных ПАВ широкое применение нашли соли сернокислых эфиров (сульфиты) и соли сульфокислот (сульфонаты). Радикал может быть алкильным, алкиларильным, алкилнафтильным, иметь двойные связи и функциональные группы. Катионактивные ПАВ – вещества, которые ионизируются в водном растворе с образованием положительно заряженных органических ионов. К ним относятся четвертичные аммониевые соли, состоящие из углеводородного радикала с прямой цепью, содержащей 12-18 атомов углерода; метильного, этиьного или бензильного радикала; хлора, брома, иода или остатка метил- или этилсульфата.
Амфолитные ПАВ ионизируются в водном растворе различным образом в зависимости от условий среды: в кислом растворе проявляют катионактивные свойства, а в щелочной – анионоактивные. Неионогенные ПАВ представляют собой высокомолекулярные соединения, которые в водном растворе не образуют ионов. В мировом производстве ПАВ большую часть составляют анионные вещества. Среди них можно выделить карбоновые кислоты, а также их соли, алкилсульфаты (сульфоэфиры), алкилсульфонаты и алкил-арилсульфонаты. Наиболее распостранены натриевые и калиевые мыла жирных и смоляных кислот, нейтрализованные продукты сульфирования высших жирных кислот, олефинов, алкилбензолов. Второе место по объему промышленного производства занимают неионные ПАВ – эфиры полиэтиленгликолей. Большинство неионных ПАВ получают присоединением окиси этилена к алифатическим спиртам, алкилфенолам, карбоновым кислотам, аминам и др. соединениям с реакционноспособным атомом водорода. Ассортимент ПАВ чрезвычайно велик. Приведенные ниже данные позволяют видеть соотношение объемов производства ПАВ различных типов. Таблица 1 Соотношение объемов производства ПАВ различных типов Поверхностно-активные вещества тыс. т. % Анионные Неионные Катионные и пр. 2480 1160 360 62 29 9 Всего: 4000 100 Мировое производство ПАВ постоянно возрастает, причем доля неионных и катионных веществ в общем выпуске все время увеличивается. В зависимости от назначения и химического состава ПАВ выпускают в виде твердых продуктов (кусков, хлопьев, гранул, порошков), жидкостей и полужидких веществ (паст,гелей). Особое внимание все больше и больше уделяется производству ПАВ с линейным строением молекул, которые легко подвергаются биохимическому разложению в природных условиях и не загрязняют окружающую среду. По механизму молекулярного действия (делятся на четыре группы). К первой относятся вещества, которые активны на границе жидкость-газ и вода-воздух. Эти соединения не образовывают коллоидных структур и относятся к низкомолекулярным веществам, растворимым в воде. Например спирты понижают поверхностное натяжение воды при 20 оС с 72,8 до 30-50 эрг/см2. Используют такие ПАВ как пеногасители, вытесняющие менее поверхностно-активные стабилизаторы пены. Ко второй группе принадлежат вещества, активные на границе двух несмешивающихся жидкостей или на границе твердых поверхностей раздела. Они не образуют структур ни в объеме раствора, ни в поверхностных слоях. Понижая свободную поверхностную энергию жидкости или твердого тела в результате адсорбции, ПАВ второй группы облегчают процесс образования новых поверхностей, т.е. диспергирования в данной среде. К третьей группе относятся вещества, которые дают гелеобразную структуру, как в адсорбционном слое, так и в растворе; они являются сильными стабилизаторами суспензий – предотвращают коагуляцию частиц, их агрегирование при любом содержании твердой дисперсионной фазы, обеспечивая ее равномерное распределение в окружающей среде. Стабилизаторы не только препятствуют обычной коагуляции частиц, но и предотвращают развитие коагуляционных структур. Адсорбируясь на поверхности, они блокируют места сцепления частиц, препятствуя их сближению; разрушается пространственная сетка, что позволяет уменьшить количество воды для среды без изменения текучести системы.
ПАВ как стабилизаторы, так и не обладающие стабилизирующим действием, могут модифицировать зарождение и рост кристаллов новой фазы. Прежде всего, они замедляют развитие возникающих центров кристаллизации, образуют на их поверхности адсорбционные слои. Избирательная абсорбция, различная на разных гранях развивающегося кристалла, резко изменяет форму кристалла, часто способствует развитию поверхности, т.е. превращение симметричных форм в анизометричные тонкие пластинки. Четвертая группа ПАВ – моющие средства. Они сильно понижают поверхностное натяжение воды на границе с воздухом. Моющие вещества, как правило, являются не только диспергаторами, но и стабилизаторами и эмульгаторами. По биохимической устойчивости. ПАВ делят на мягкие, промежуточные и жесткие с константами скорости биохимического окисления, соответственно не менее 0,3 сутки-1; 0,3-0,05 сутки-1; менее 0,05 сутки-1. К числу наиболее легко окисляющихся ПАВ относятся первичные и вторичные алкилсульфаты нормального строения. С увеличением разветвления цепи скорость окисления понижается, и наиболее трудно разрушаются алкилбензол-сульфонаты, приготовленные на основе тетрамеров пропилена. При понижении температуры скорость окисления ПАВ уменьшается и при 0-5оС протекает весьма медленно. Наиболее благоприятные для процесса самоочищения от ПАВ нейтральная или слабощелочная среды (pH 7-9). Максимальные количества кислорода (БПК), потребляемые 1 мг/дм3 различных ПАВ колеблется от 0 до 1,6 мг/дм3. При биохимическом окислении ПАВ образуются различные промежуточные продукты распада: спирты, альдегиды, органические кислоты и др. В результате распада ПАВ, содержащих бензольное кольцо, образуются фенолы. Полярные и неполярные группы ПАВ. Примером полярных групп могут служить –OH, -COOH, - O2, - H2, -C , -OSO3 и т.д. Неполярной частью молекулы обычно являются углеродные радикалы. К ПАВ относятся карбоновые кислоты, спирты, амины, сульфокислоты и другие вещества. Условно принято обозначать молекулы ПАВ символом ----О, где кружок соответствует полярной группе, а палочка неполярной. Типичные ПАВ – органические соединения дифильного строения, т. е. содержащие в молекуле атомные группы, сильно различающиеся по интенсивности взаимодействия с окружающей средой (в наиболее практически важном случае – водой). Так в молекулах ПАВ имеются один или несколько углеводородных радикалов, составляющих липофильную часть (она же гидрофобная часть молекулы), и одна или несколько полярных групп – гидрофильная часть. Слабо взаимодействующие с водой олеофильные (гидрофобные) группы определяют стремление молекулы к переходу из водной (полярной) среды в углеводородную (неполярную). Гидрофильные группы, наоборот, удерживают молекулу в полярной среде или, если молекула ПАВ находится в углеводородной жидкости, определяют ее стремление к переходу в полярную среду. Таким образом, поверхностная активность ПАВ, растворенных в неполярных жидкостях, обусловлена гидрофильными группами, а растворенных в воде – гидрофобными радикалами. Все ПАВ можно разделить на две категории по типу систем, образуемых ими при взаимодействии с растворяющей средой.
ПРОЯВИТЕЛИ ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ - химические составы (напр., водный или водно-спиртовой растворы), с помощью которых осуществляется фотографическое проявление. Основной компонент - проявляющее вещество. Содержат также ускоряющее вещество, напр. карбонат натрия; сохраняющее вещество - сульфит натрия (первое повышает активность проявляющего вещества, второе препятствует его окислению); противовуалирующее вещество, напр. бромид калия, предотвращающее при проявлении образование "вуали", и др. ПРОЯВЛЕНИЕ ФОТОГРАФИЧЕСКОЕ - превращение скрытого фотографического изображения, возникшего в светочувствительном слое кино- или фотоматериала под действием света или другого излучения, в видимое. Основано на избирательном восстановлении экспонированного галогенида серебра до металлического серебра. Осуществляется обработкой материала фотографическими проявителями. ПРОЯВЛЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА - химические восстановители галогенидов серебра (метол, гидрохинон, парафенилендиамин и его производные и др.), используемые при фотографическом проявлении кино- и фотоматериалов
1. Физико-химические свойства нефтей Тюменского региона
2. Нитрид бора и его физико-химические свойства
3. Физико-химические свойства нефтей
4. История получения цинка, его химические свойства и применение цинка в промышленности
5. Состав и физико-химические свойства молока
9. Химические свойства лантана
10. Строение, свойства опухолей
11. Строение, свойства и биологическая роль биотина и тиамина
12. Кристаллизация, структурно-химическое модифицирование и адсорбционные свойства цеолитов. (физхимия)
13. Строение и свойства вещества
14. Свойства и роль в биохимических процессах аминокислот, входящих в состав белковых молекул
15. Строение веществ. Систематика химических элементов
16. Обмен веществ, состав крови и строение черепа собак
17. Строение и химический состав мышц. Молекулярные механизмы мышечного сокращения и расслабления
18. Химическая структура, биохимические свойства и ферменты бактерий
19. Витамины: строение, свойства, использование, значение для растений
20. Строение, основные свойства и применение древесины
21. Химический состав и свойства мёда
27. Химическая связь и строение вещества
29. Строение и эволюция вселенной
30. Строение солнечной системы
31. Строение солнечной системы
32. Строение и эволюция звезд и планет
33. Разнообразие строения цветков и плодов у семейства Розоцветные
34. Синапсы (строение, структура, функции)
35. Грибы. Строение. Питание. Размножение. Происхождение. Развитие
37. Сорбционные свойства мха по отношению к микроорганизмам и тяжелым металлам
41. Способы защиты населения при радиоактивном и химическом заражении местности
42. Приборы радиационной и химической разведки
43. Некоторые аспекты отравлений азотной кислотой и окислами азота при химических авариях
44. Химическая промышленность, ее отраслевой состав и значение в народном хозяйстве страны (РФ)
45. Алмаз. Уникальный камень - уникальные свойства
46. Геологическое строение, классификация и образование россыпей
47. Бионика - наука изучающая строение живых существ для целей техники
49. Дом и кров в славянофильской концепции
51. Ломоносов и его вклад в развитие химической науки
52. Дидактические свойства глобальной информационно-коммуникационной сети Интернет
53. Общие свойства приложений Office Pro 2000
57. Таблица по строению глаза человека
58. Лабораторные работы диагностики - анализ мочи и крови
59. Биохимические особенности состава крови у людей разных типов телосложения
60. Иммунная система. Строение, состав, функции и др.
62. Общий план строения стенки желудочно-кишечного тракта
63. Лечебные свойства чёрного перца
64. Некоторые аспекты отравлений азотной кислотой и окислами азота при химических авариях
65. Зависимость количества лейкоцитов в крови человека от уровня радиации
67. Химическое загрязнение среды промышленностью
68. Химическое загрязнение среды промышленностью
69. Почвы, их происхождение, свойства и их роль в жизни
73. Улучшение свойств керамических материалов
74. Арсенид индия. Свойства, применение. Особенности получения эпитаксиальных пленок
75. Свойства машиностроительных материалов
76. Сегнетоэлектрики, их свойства и применение
77. Исследование влияния функциональных химических веществ на обезвоживание волокнистой массы
78. Хлопковое волокно: его свойства и классификация
79. Автоматизация технологических процессов основных химических производств
80. 2. Особенности свойств резин как конструкционного материала
81. Эксплуатационные свойства автомобиля
83. Психические свойства личности и межличностные отношения
85. Пьезоэлектрики и их свойства
89. Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин
91. История открытий в области строения атомного ядра
92. Вязкость при продольном течении
93. Влияние вращательного и поступательного движения молекул на теплоёмкость многоатомных газов
95. Материя и ее основные свойства (Контрольная)
96. "Молекулы мистики" и трансцендентация ЭГО: утрата и обретение целостности бытия
97. Особенности химической формы развития материи
99. Строение атома