Способ получения католитов-антиоксидантов электроактивированных водных растворов солей и их хранение

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине. Способ получения католитов-антиоксидантов включает обработку постоянным электрическим током исходных растворов в катодной и анодной камере установки с непроточным диафрагменным электролизером. В качестве исходных растворов используют водные растворы сульфата калия или ацетата натрия с концентрацией 1…3 г/л. Электрообработку ведут при плотности тока 0,08…1,13 А/см2 с удельным расходом количества электричества 0,11…0,20 Ампер-часов на 1 л католита и анолита. Получают католиты с pH 11,76… 11,80, ОВП -300… -846 мВ. Предложенное изобретение обеспечивает расширение интервала концентраций исходных солей, их ассортимент, а также повышает срок хранения католитов-антиоксидантов. 2 пр.

 

Изобретение относится к технологии электрообработки водных растворов солей и может быть использовано для получения электроактивированных средств и их хранения.

Способы электроактивирования водных растворов солей щелочных металлов, в том числе солей натрия, находят применение в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине [1].

Электрохимическая активация (ЭХА) воды и водных растворов осуществляется в диафрагменных электролизерах-активаторах под действием постоянного электрического тока. При этом в катодной камере электролизера получают щелочной раствор, в анодной - кислотный раствор. На катоде выделяется водород, на аноде - кислород (при наличии хлоридов - хлор и кислород. Католит содержит восстановители (антиоксиданты), анолит - окислители. Католит имеет рН в интервале 8…12, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП, редокс-потенциал) -100…-1000 мВ (относительно хлорсеребряного электрода сравнения ХСЭ), анолит - рН 2…5, ОВП+200…+1000 мВ. В процессе ЭХА водных растворов солей, кроме того, происходят некоторые структурно-энергетические преобразования воды (растворителя) [1, 2].

Католит обладает моющими свойствами, биологическими свойствами, в частности, стимуляцией прорастания семян растений, стабилизированием показателей качества мясного сырья и его хранения в охлажденном состоянии; анолит - дезинфицирующими свойствами, биоактивностью [2].

Описан способ ЭХА растворов поваренной соли (NaCl) с концентрацией в исходном растворе 5…10% на установках типа СТЭЛ проточного типа (изготовитель НПО «Экран», Москва) [3]. Установка СТЭЛ-МТ-1 снабжена вертикальным электролизером с керамической диафрагмой, катодом из титана, анодом типа ОРТА. Проток раствора осуществляется с помощью водоструйного насоса с расходом 10 л/ч [3]. Анолит с установки содержит до 300 мг/л активного хлора. Недостатки способа - большой расход соли и сложность технологии. При использовании католита анолит является побочным продуктом, который требуется утилизировать, а запах хлора создает неблагоприятные условия труда обслуживающего персонала и осложняет экологическую ситуацию.

Описан способ ЭХА водных растворов солей сульфата натрия и ацетата натрия с концентрацией 5…9,5 г/л на установке СТЭЛ-МТ-1 в проточной системе при соотношении скорости протока католита и анолита 0,744…0,942 с удельным расходом количества электричества 0,370…0,448 Ампер-часов на 1 л суммарно католита и анолита [4].

ЭХА растворов применяют для обработки сельхозкультур, в том числе семян растений и оборудования.

Недостатки способа:

- относительно большой расход солей и количества электричества;

- сложность технологии, оборудования и контроля параметров;

- разбавление исходного раствора водопроводной водой, что нежелательно.

Описан способ получения католита раствора 1 г/л хлорида натрия в электроактиваторе в течение 15 минут при силе тока 1-1,4 А с рН 12,44 ОВП - 877 мВ. Через неделю хранения при t=18-20°С ОВП составил +40 мВ, при t=-20°С ОВП +30 мВ [5]. Использование NaCl в виде раствора приводит к получению анолита, содержащего активный хлор. Возможно присутствие органических веществ, образование трихлорметана - токсичного вещества.

Описан способ активации водных растворов солей натрия [6] - сульфата и фосфата - с концентрацией 0,9…2,2 г/л на установке непроточного типа «МЕЛЕСТА» (изготовитель ООО «МЕЛЕСТА», г. Уфа). ЭХА раствора применяют для обработки сельхозсырья (например, мясного сырья).

Установка является усовершенствованным вариантом установки (прибора), выпускаемым в РФ. Она включает корпус вместимостью 1 л со сменным стаканом (0,33 л) для анолита. В стенке, обращенной к катоду, встроено окно, закрытое полупроницаемой диафрагмой из пластикового брезента. Объем катодной камеры 0,66 л. Катод из нержавеющей стали, анод - типа ОРТА. Электроды - пластины шириной 1 см, длиной 5 см, толщиной 1 мм, площадь электродов по 5 см2. Вместо крышки вставлена полоса оргстекла шириной 4 см, к которой крепятся электроды. В качестве выпрямителя используется аппарат ВСА-5К. Эти изменения позволяют наблюдать за ходом ЭХА, контролировать параметры процесса, отбор проб и т.п.

ЭХА проводили до рН в катодной камере 11,9, в анодной - 2,1; плотность тока на электродах 0,08-0,14 А/см2, ОВП католита -200…-400 мВ (ХСЭ), удельный расход количества электричества 0,208…0,243 Ампер-часов на 1 л католита и анолита. Продолжительность хранения католита определялась опытным путем и составила 4-6 часов при 20-25°С, 6-8 часов при 6-8°С.

Недостатки способа:

- узкий интервал концентраций исходных растворов и природы солей;

- малый срок хранения католита.

Технический результат - разработка способа ЭХА, позволяющего расширить интервал концентраций солей и их природу, повысить сроки хранения католитов-антиоксидантов, расширить их ассортимент.

Предварительными опытами было установлено, что ЭХА получены в этих целях католиты с более высоким показателем ОВП с отрицательным значением, что указывает на высокие антиоксидантные свойства с большим выбором солей (K2SO4, CH3COONa) с концентрацией 1…3 г/л. Это позволило продлить сроки хранения в замороженном состоянии (-18…-20°С) до 5…6 суток.

Процесс ЭХА проводили при температуре 20…30°С при плотности тока 0,08-0,13 А/см2, удельным расходом количества электричества 0,11…0,20 Ампер-часов на 1 л суммарно католита и анолита. Получали католиты с рН 11,76…11,80 ОВП-50…-130 мВ (ХСЭ).

Пример 1.

Приготавливали водный раствор K2SO4 с концентрацией 1 г/л (реактив ЧДА) в мерной колбе на 1 л с дистиллированной водой. Исходные показатели: рН 8,73 ОВП+140 мВ (ХСЭ). В катодную камеру загружали 600 мл раствора 1 г/л K2SO4, в анодную камеру 300 мл. Проводили ЭХА на установке «МЕЛЕСТА» при силе тока 0,25…0,5 А, напряжении 42…43 В, температуре 23…24°С, в течение 15 минут. Удельный расход количества электричества 0,11 Ампер-часов на 1 л католита и анолита.

Пробы католита и анолита по 100 мл поместили в ПЭТ бутылки 0,5 л в сжатом виде с закрытой пробкой и хранили в замороженном состоянии (t -18°С) в течение 1 суток.

После оттаивания показатели католита-антиоксиданта составляли: рН 11,77 ОВП -100 мВ (ХСЭ), через 5 суток - рН 11,78 ОВП -50 мВ (ХСЭ). Отрицательные величины ОВП католита указывают на сохранность антиоксидантных свойств в течение 5 суток.

В соответствии с литературными данными водные системы организма человека имеют ОВП от -50 до 100 мВ. Поэтому этот предел был задан в изобретении.

Пример 2.

Приготавливали водный раствор ацетата натрия с концентрацией 3 г/л в мерной колбе на 1 л из соли реактивной чистоты. Исходные данные: рН 8,70 ОВП+170 мВ (ХСЭ). По примеру 1 проводили ЭХА раствора при силе тока 0,5…0,7 А, напряжении 42…43 В, температуре 26…29°С, в течение 20 минут. Удельный расход количества электричества 0,2 Ампер-часов на 1 л католита и анолита.

Пробы католита и анолита по 100 мл поместили в ПЭТ бутылки 0,5 л в сжатом виде с закрытой пробкой и хранили в замороженном состоянии при температуре -17…-18°С в течение 6 суток.

После оттаивания показатели католита-антиоксиданта составили: рН 11,77 ОВП - 150 мВ (ХСЭ). Отрицательные величины ОВП католита указывают на антиоксидантные свойства.

Указанные католиты-антиоксиданты на основе водных растворов K2SO4 и СН3СООNа могут быть использованы в качестве добавок в напитки и в качестве средства для предварительной обработки мясного сырья перед его хранением в охлажденном состоянии.

Таким образом, предложенный способ позволяет расширить интервал концентраций солей (1…3 г/л) сульфата калия и ацетата натрия, увеличить продолжительность хранения католитов-антиоксидантов до 5-6 дней, расширить ассортимент католитов.

Перечень источников информации

1. Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активации воды. М., ВНИИИМТ, 1999, 84 с.

2. Бахир В.М. Электрохимическая активация - М., ВНИИИМТ, 1992, т. 1 и 2, 657 с.

3. Установка СТЭЛ-МТ-1 Руководство оператора с режимно-технологической картой. М, НПО «Экран», 1993.

4. Пат. RU №2548967, C02F 1/46, опубл. 20.04.2015 г.

5. Бывальцев А.И. и др. Свойства активированной воды и ее использование в пищевой технологии // Хранение и переработка сельхозсырья, 2008, №7, С. 49-53.

6. Пат. RU №2297980, C02F 1/46, опубл. 27.04.2007 г.

Способ получения католитов-антиоксидантов электроактивированных водных растворов солей, включающий обработку исходных растворов постоянным электрическим током на установке с непроточным диафрагменным электролизером с загрузкой их в катодную и анодную камеры, отличающийся тем, что в качестве исходных растворов используют водные растворы сульфата калия или ацетата натрия с концентрацией 1…3 г/л, электрообработку ведут при плотности тока 0,08…0,13 А/см2 с удельным расходом количества электричества 0,11…0,20 Ампер-часов на 1 л католита и анолита и получают католиты с рН 11,76…11,80 ОВП -300…-846 мВ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, микробиологической, медицинской, пищевой и других областях промышленности.

Изобретение относится к дегазирующему устройству для анаэробного очистного устройства. Устройство (30) разделения газа и жидкости для анаэробного очистного устройства, предназначенного для очистки сточных вод, содержит восходящую трубу (32) для газа и жидкости; разделительную трубу (34), соединенную с восходящей трубой (32) для газа и жидкости, при этом разделительная труба образует угол с плоскостью, перпендикулярной восходящей трубе для газа и жидкости, от -45 градусов до +45 градусов, и разделительная труба (34) выполнена с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из восходящей трубы (32) для газа и жидкости; по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы, расположенный, в ходе работы, на поверхности разделительной трубы (34), обращенной от земли, при этом по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы выполнен с возможностью, в ходе работы, отведения по меньшей мере части газа из разделительной трубы (34) вовне устройства разделения газа и жидкости; гидроциклон (36), соединенный с разделительной трубой (34), при этом гидроциклон выполнен с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из разделительной трубы; по меньшей мере один выпуск (37) газа из гидроциклона, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения газа, поступающего в гидроциклон (36), вовне гидроциклона; и выпуск жидкости (38), выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения дегазированной текучей среды из гидроциклона.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Автоматизированная система водоподготовки включает контур циркуляции воды, в который входят сообщающиеся между собой посредством трубопроводов комплект очистительного оборудования и водозаполняемый резервуар 13, управляемый программно-логическим устройством 1 (ПЛУ), соединенным через разъемы интерфейса управления с измерительно-управляющими контроллерами 2, соединенными с датчиками 6, 7, 8 и исполнительными механизмами.

Изобретение относится к устройствам для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации, в химической и металлообрабатывающей промышленности, при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей, а также для сбора нефтепродуктов с поверхностей водоемов рек, озер, морей и океанов.

Изобретение относится к устройствам для подготовки и обеззараживания воды и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод от фенола. Устройство для очистки сточных вод от фенола включает вертикально установленный реактор цилиндрической формы, снабженный двумя боковыми электродами, на которые подается импульсное напряжение от высоковольтного генератора, систему отвода газов и очищенных сточных вод, отличающееся тем, что оба электрода в реакторе установлены горизонтально, реактор дополнительно содержит сопло Лаваля, а само устройство - систему для непрерывной подачи сточных вод и пероксида водорода, которые предварительно гомогенизируются в статическом смесителе.
Группа изобретений относится к электроду для применения в ваннах электрохлорирования, способу изготовления электрода и способу биоцидной обработки водного раствора хлорида натрия.

Изобретение относится к области удаления радиоактивных загрязнений из природных вод, а именно отделение техногенного трития от загрязненных им вод. Способ включает добавление в загрязненную воду безводного пероксида кальция, равномерное распределение его по объему воды до образования осадка октагидрата пероксида кальция.

Группа изобретений может быть использована для высушивания влажного материала (1), в частности осадка сточных вод. Влажный материал (1) подводят по подводящему трубопроводу (2) сушильной установки к подающему устройству (3) сушильной установки.

Изобретение может быть использовано для очистки природной воды в электронно-гальванической промышленности. Воду подвергают ионообменной сорбции путём её фильтрации через анионит марки ИА-1 в хлоридной форме, а затем через узел финишной очистки из смеси катионита КУ-2-8 и анионита АВ-17-8.

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к способам электрохимического извлечения кадмия, присутствующего в промывных водах в виде цианидных комплексов, и может быть использовано для удаления ионов кадмия из промывных вод ванн улавливания на участке кадмирования с целью предотвращения их попадания в сточные воды гальванического цеха.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине. Способ получения католитов-антиоксидантов включает обработку постоянным электрическим током исходных растворов в катодной и анодной камере установки с непроточным диафрагменным электролизером. В качестве исходных растворов используют водные растворы сульфата калия или ацетата натрия с концентрацией 1…3 гл. Электрообработку ведут при плотности тока 0,08…1,13 Асм2 с удельным расходом количества электричества 0,11…0,20 Ампер-часов на 1 л католита и анолита. Получают католиты с pH 11,76… 11,80, ОВП -300… -846 мВ. Предложенное изобретение обеспечивает расширение интервала концентраций исходных солей, их ассортимент, а также повышает срок хранения католитов-антиоксидантов. 2 пр.

Наверх