Способ обработки жидких сред

 

Использование: виноделие, пищевая промышленность, при водоподготовке и очистке сточных вод и нефтепродуктов. Способ обработки жидких сред предусматривает активирование глинистого минерала производными щелочного гидролиза глицеридов - обработка ведется в сухом виде одновременно глицеридом и щелочным реагентом. Полученный продукт содержит в своем составе активные химические группировки, положительно влияющие на процессе коагуляции и флокуляции, и обладает высоким уровнем адсорбции. Данный способ позволяет повысить качество осветления, снижение концентрации ионов тяжелых металлов и взвешенных частиц при водоподготовке и очистке сточных вод, а также снижение концентраций до уровня предельно допустимых пределов при очистке нефтепродуктов. 2 табл.

Изобретение относится к способам обработки жидких сред, таких как соки, вина, напитки, а также может использоваться для очистки природных вод в процессах подготовки воды питьевого качества и очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и взвешенных веществ.

Известен способ применения глинистых минералов, активированных щелочными реагентами, для обработки соков, вин и напитков [1].

К недостаткам данного способа относятся большие гущевые осадки, активированный кальцинированной содой бентонит не сорбирует катионы тяжелых металлов и недостаточно эффективен относительно липидов.

Известно применение глинистых минералов, активированных органическими и минеральными кислотами [2,3].

К недостаткам способа относятся сложность регулирования степени разрешения при активации минералов, вследствие чего их сорбционная способность относительно ионов тяжелых металлов и мутящих компонентов уменьшается.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ обработки напитка по А.С. N 1684332 [4].

К недостаткам способа относятся: а) способ эффективен лишь для удаления или снижения концентрации катионов меди; другие катионы металлов - железо, цинк, свинец, кадмий не сорбируются реагентом по способу-прототипу; б) использование сульфидов калия или натрия для активации глинопорошков приводит к появлению в водных средах сероводорода, придающего неприятный тон воде и напиткам; если в виноматериалах имеются ферментные системы, инактивирующие H2S, то в воде или спирто-водных напитках таких ферментов нет и сероводородный тон проявляется сразу же после их обработки; в) слабая осветляющая способность при обработке природных и сточных вод.

Задачи заявляемого способа: - улучшение качества осветления и деметаллизации соков, вин и напитков; - уменьшение концентрации ионов тяжелых металлов, взвешенных веществ и нефтепродуктов при очистке и кондиционировании природных и сточных вод.

Поставленные задачи достигаются тем, что в заявляемом техническом решении глинистый минерал активируют (модифицируют) производными щелочного гидролиза глицеридов в количестве 0,5 - 12,0% от массы глинистого минерала, а для проведения гидролиза применяют щелочной реагент в количестве 0,5 - 5,0% от массы глинистого минерала.

В качестве глинистого минерала используют глинопорошки палыгорскита или гидрослюды, или бентонина, или каолинита, или их смеси.

Отличительными особенностями заявляемого способа в сравнении с прототипом являются следующие: в качестве активатора используются продукты щелочного гидролиза глицеридов, т.е. реакции взаимодействия глинистого минерала с производными три-, ди-, моноглицеридов, жирными кислотами, глицерином протекают в щелочной среде при избытке щелочного реагента. При этом в качестве щелочного реагента применяют едкий натр или едкий калий, или карбонаты калия или натрия и т.п., не обладающие посторонним неприятным запахом и не портящими органолептику обрабатываемого продукта. Кроме того, перечисленные реагенты разрыхляют глинопорошки и увеличивают их реакционную способность, обеспечивая качественное осветление соков, вин, напитков и вод.

В соответствии с вышеописанным одновременно происходят следующие физико-химические преобразования: диспергирование глинистого минерала практически до элементарных пакетов под действием щелочного реагента, гидролиз глицеридов в щелочной среде с образованием производных меньшей молекулярной массы, например моноглицеридов или жирных кислот, или их солей, взаимодействие элементарных пакетов с низкомолекулярными производными глицеридов с формированием гидрофильного органо-минерального комплекса.

Полученный органо-минеральный комплекс обладает высокой агрегативной устойчивостью: суспензии минералов, приготовленные по заявляемому способу, не расслаиваются и сохраняют высокую удельную поверхность и реакционную способность в течение 1-2 месяцев. Учитывая химический состав и строение реагентов-активаторов (модификаторов), можно предположить, что на поверхности органо-минерального комплекса аккумулируются в основном отрицательно заряженные активные центры, что обеспечивает в сравнении с прототипом и аналогами, большую сорбцию катионов металлов. Удельная поверхность в заявляемом способе значительно выше, чем в аналоге и прототипе, поэтому активированный (модифицированный) глинистый минерал сорбирует значительно большее количество мутящих компонентов, нефтепродуктов и взвешенных веществ.

Таким образом, сформированный на основе глинистого минерала органо-минеральный комплекс проявляет новое, ранее неизвестное свойство - способность наиболее полно и комплексно удалять из жидких сред катионы тяжелых металлов совместно с органическими веществами.

Способ осуществляется следующим образом: одновременно смешивают порошкообразный глинистый минерал с сухим щелочным реагентов, например едким натром, едким калием, карбонатом калия, карбонатом натрия и т.п. глицеридами до образования однородной массы. На основе этой смеси приготавливается водная суспензия, в которой под действием щелочи происходит гидролиз высокомолекулярных глицеридов до образования до-, моноглицеридов, а также жирных кислот и их солей. Приготовленная таким образом суспензия дозируется в обрабатываемые жидкие среды (вино, соки, напитки, природные и сточные воды и т.п.) в количестве, устанавливаемом методом пробной коагуляции (оклейки).

Суспензия глинистого минерала по заявляемому способу может применяться как самостоятельно, так и в комплексе с другими сорбентами, коагулянтами, флокулянтами.

Основными показателями, обуславливающими эффективность способа, являются количество глицеридов и щелочного реагента.

В качестве критериев оценки эффективности действия активированного глинистого минерала для всех обрабатываемых объектов выбрана величина коэффициента светопропускания (Т, %) при длине волны 440 нм и длине кюветы 10 мм для вин и соков и длине кюветы 50 мм для водных объектов.

Анализ экспериментальных данных (таблица 1) показал, что независимо от типа минерала и вида обрабатываемой жидкой среды оптимальное количество глицеридов колеблется в пределах 0,5 - 12,0%, а щелочного реагента 0,5 - 5,0% от массы минерала. Увеличение количества глицеридов свыше 12,0% ухудшает качество осветления соков и вин и снижает эффективность очистки воды, что, возможно, связано с "защитным" действием производных глицеридов, проявляющих при повышенных концентрациях свойства дисперсантов. Увеличение количества щелочного реагента сверх 5,0% не эффективно и не рационально с экономической точки зрения, т.к. не способствует улучшению действия глинистого минерала. Уменьшение количества глицеридов и щелочного реагента менее 0,5% не позволяет достичь качественного осветления: виноматериалы и соки опалесцируют, а вода остается мутной.

Эффективность заявляемого способа в сравнении с известными экспериментально проверена при обработке вина и сточных вод рубероидного производства (таблица 2) и иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Каждый из указанных объектов исследования обрабатывали бентонитом, активированным едким натрием. Среду тщательно перемешивали и оставляли в покое до завершения флокуляции. По окончании осветления сред в них определяли коэффициент светопропускания, остаточные концентрации катионов металлов, а для сточной воды - нефтепродуктов и взвешенных веществ.

Пример 2. В обрабатываемую среду (воду) добавляли 20%-ную суспензию палыгорскита активированного K2S (8,5 мг соли на 1 г минерала) из расчета 3 г минерала на 1 л. Среду тщательно перемешивали в течение 20 мин. Виноматериалы выдерживали 24 ч до завершения процесса осветления. Осадки, образовавшиеся при обработке сточных вод, отделяли центрифугированием.

Пример 3. В порошкообразный глинистый минерал добавляли щелочной реагент и глицерид. Смесь тщательно перемешивали. К 500 мл сточной воды добавляли подготовленную смесь в количестве 80 мг/л, среду перемешивали 20 мин и центрифугировали.

Для обработки вина из подготовленной сухой смеси готовили 10%-ную водную суспензию. В вино вносили суспензию из расчета 3 г минерала на 1 л, т.е. на 100 мл вина 3 мл 10%-ной суспензии. Среду перемешивали и оставляли в покое о полного завершения осветления и формирования осадка.

В пп. 3.1-3.10 изменяли количество и тип глицеридов, щелочного реагента: 3.1 и 3.6 -едкий натр и моноглицерид стеариновой кислоты; 3.2 и 3.7 -карбонат калия и олеиновая кислота; 3.3 и 3.8 -карбонат натрия и техническое растительное масло; 3.4 и 3.9 -едкий калий и триглицерид; 3.5 и 3.10 - карбонат натрия и линолевая кислота.

Аналогичные данные были получены при обработке сырой воды, поступающей на водоподготовку на фильтровальную станцию Таманского водовода и содержащую до обработки катионы железа (общ.)- 2,2 мг/л, меди - 1,4 мг/л, мышьяка - 0,05 мг/л, цинка - 2,3 мг/л. После обработки воды палыгорскитом, активированным оптимальными количествами глицерида (4,5%) и щелочного реагента (сода 2,0%) перечисленные катионы полностью перешли в осадок, а количество взвешенных веществ уменьшилось с 31 до 2 мг/л.

Сопоставляя данные таблицы 2, следует отметить, что известные способы не позволяют достичь степени очистки, аналогичной заявляемому способу. При этом высокая эффективность получена на различных минералах, глицеридах и щелочных реагентах, что позволяет гибко и целенаправленно варьировать их типом и количествами в пределах, указанных в формуле изобретения.

Способ находится на стадии опытно-промышленных испытаний, проводимых на OAO "Уралмаш" (г. Екатеринбург.).

(56) 1. Таран Н.Г. Адсорбенты и иониты в пищевой промышленности. - М.: Легкая и пищевая промышленность. 1983, 284 с.

2. Архипов Э.Л. Природные минеральные сорбенты, их активирование и модифицирование. -Ташкент: Изд-во ФАН СССР, 1970, 250 с.

3. Надиров Н. К. Теоретические основы активации и механизма действия природных сорбентов в процессе осветления растительных масел- М: Пищевая промышленность, 1973, 1973, 352 с.

4. Авторское свидетельство СССР N 1684331, 1991.

Формула изобретения

Способ обработки жидких сред, предусматривающий введение в жидкую среду глинистых минералов, активированных щелочными реагентами, отличающийся тем, что в качестве реагентов-активаторов используют производные щелочного гидролиза глицеридов в количестве 0,5 - 12,0% от массы глинистого минерала, а щелочной реагент для проведения гидролиза - в количестве 0,5 - 5,0% от массы глинистого минерала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для осветления соков и виноматериалов

Изобретение относится к оборудованию для производства стерилизованных осветленных соков и вин в непрерывном потоке

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к виноделию, и может быть использовано для устранения пороков вин - мышиного, меркаптанового и сероводородного тонов

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано для обработки винопродукции с целью установления сероводородного и гераниевого тонов

Изобретение относится к ликеро-водочной промышленности, в частности к производству водок, и может быть использовано в производстве другой алкогольной, а также безалкогольной и парфюмерно-косметической продукции, где требуется высокая степень очистки жидких композиций от микрочастиц
Изобретение относится к пищевой промышленности и виноделию и может быть использовано в производстве осветленных стерилизованных соков и виноматериалов

Изобретение относится к области виноделия и может быть использовано для прогнозирования стабильности виноматериала, т.е
Изобретение относится к пищевой промышленности и виноделию и может быть использовано в производстве осветленных стерилизованных соков и виноматериалов
Изобретение относится к технологии пищевой промышленности и виноделия и может быть использовано для удаления солей винной кислоты из виноградных соков и вин для исключения выпадения в них кристаллического осадка при хранении и одновременной холодной стерилизации

Изобретение относится к области очистки питьевой и сточной воды и распространяется на технологическое оборудование приготовления жидкого химического реагента флокулянта для коагуляции частиц ила в воде

Изобретение относится к способам очистки воды поверхностных водоисточников и может быть использовано в области хозяйственно-питьевого или технического водоснабжения, в частности при очистке мутных вод

Изобретение относится к устройствам для обработки воды, в частности к установке для обработки воды ионами серебра, и может быть использовано для обеззараживания и консервирования питьевой воды на водном, воздушном и наземном транспорте, объектах их обеспечения, а также в плавательных бассейнах, при производстве алкогольных и безалкогольных напитков и в других областях народного хозяйства

Гуминовый концентрат, способ его получения, устройство для электрохимического получения гуминового концентрата (варианты). способ очистки воды от примесей, способ обезвоживания вязкотекучих сред, способ детоксикации органических соединений, способ утилизации осадков сточных вод, способ создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод // 2125039
Изобретение относится к области охраны и восстановления окружающей среды, более точно к технологиям, обеспечивающим восстановление загрязненных техногенными продуктами объектов окружающей среды, а точнее заявляемое изобретение касается гуминового концентрата, способа его получения, устройства для электрохимического получения гуминового концентрата, способа очистки вод от неорганических, органических и микробиологических примесей, способа обезвоживания вязкотекучих сред, способа детоксикации органических соединений, способа утилизации осадков сточных вод, способа создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления свойств и плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод

Гуминовый концентрат, способ его получения, устройство для электрохимического получения гуминового концентрата (варианты). способ очистки воды от примесей, способ обезвоживания вязкотекучих сред, способ детоксикации органических соединений, способ утилизации осадков сточных вод, способ создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод // 2125039
Изобретение относится к области охраны и восстановления окружающей среды, более точно к технологиям, обеспечивающим восстановление загрязненных техногенными продуктами объектов окружающей среды, а точнее заявляемое изобретение касается гуминового концентрата, способа его получения, устройства для электрохимического получения гуминового концентрата, способа очистки вод от неорганических, органических и микробиологических примесей, способа обезвоживания вязкотекучих сред, способа детоксикации органических соединений, способа утилизации осадков сточных вод, способа создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления свойств и плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано на очистных сооружениях и станциях нейтрализации сточных вод предприятий различных отраслей промышленности

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано на очистных сооружениях и станциях нейтрализации сточных вод предприятий различных отраслей промышленности

Изобретение относится к очистке сточных вод промышленных предприятий от хрома (VI) и может быть использовано в производствах, применяющих хромирование, пассивацию и т.д

Изобретение относится к водоочистительной технике, в частности к фильтрующим устройствам для очистки радиоактивной воды пеналов или бассейнов при краткосрочном периодическом хранении негерметичных отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС), при сливе воды из разгрузочно-загрузочной машины (РЗМ) в специальный бак, а также при водоподготовке вод, содержащих хлор- и йодорганические соединения

Изобретение относится к способам обработки жидких сред, таких как соки, вина, напитки, а также может использоваться для очистки природных вод в процессах подготовки воды питьевого качества и очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и взвешенных веществ

Наверх