Полиэлектролиты как ускорители отстаивания в грязесгустителях
25-04-2017, 16:46
В последнее время иногда для ускорения отстаивания осадка в грязесгустителях применяют полиэлектролиты, прибавляемые в ничтожном количестве, например около 1 мг % (т. е. 0,001% к массе сока).
Это — растворимые в воде высокополимеры с молекулярной массой более 10 000, отдельные звенья которых содержат катионную или анионную группу. Для сахарного производства имеют значение именно анионные полиэлектролиты. Они получаются путем полимеризации непредельных, т. е. имеющих двойные связи кислот или солей. Например, акриловая кислота образует полиакриловую кислоту:
Общая формула анионного полиэлектролита:
Здесь R — какой-то органический радикал.
В частицах осадка I сатурации содержится положительно заряженный углекислый кальций. Эти частицы притягиваются (адсорбируются) отрицательными анионными группами полиэлектролита. Таким образом, длинная цепь полиэлектролита как бы связывает воедино ряд частиц (агрегатов) осадка, содержащих и СаСО3, и агрегированные с ним отрицательные высокополимеры диффузионного сока (пектины, белки). Такие объединенные агрегаты — это уже крупные хлопья, оседающие в отстойнике очень быстро, например быстрее раз в 10. Таково простейшее представление о действии анионных полиэлектролитов.
Из них часто применяется полиметакрилат натрия, т. е. натриевая соль полиметакриловой кислоты.
В России производится полиакриламид, т. е. амид полиакриловой кислоты:
Он выпускается Брянским фосфоритным заводом в виде 8%-ного геля. Следует заметить, что полиакриламид иногда обнаруживает слабую активность как коагулятор осадков, но эту активность можно во много раз повысить, обрабатывая полиакриламид смесью едкого натра с олеиновой кислотой (на 1 кг 100%-ного полиакриламида — 200 г едкого натра и 100 г олеиновой кислоты). Это и понятно: ведь чистый полиакриламид не имеет никакой анионной группировки, а лишь амидную, которая омыляется едким натром, причем появляется активный, анионный полизлектролит.
Наиболее активными оказались полиэлектролиты, полученные путем сополимеризации неионизированных и ионизированных групп:
Таким образом, несколько отодвинутые один от другого анионные звенья, имея больше свободного пространства, очевидно, лучше адсорбируют крупные положительные агрегаты, содержащие СаСО3.
Пектиновые вещества. М.И. Барабанов обнаружил, что седиментация осадка из сока I сатурации значительно ускоряется добавлением небольших (5—10%) количеств диффузионного сока. Это было подтверждено опытами ряда заводов, но не было случайным открытием: М.И. Барабанов обнаружил сначала, что седиментация осадка из сока I сатурации ускоряется добавкой недеструктированного пектина. Действующим началом при добавке диффузионного сока был именно содержащийся в нем пектин. Структура пектина совершенно аналогична структуре анионных полиэлектролитов: это полигалактуроновая кислота, частично этерифицированная, т. е. часть кислотных водородов замещена на метальные группы. Обозначив через R основную часть молекулы пектина, получим упрощенную его формулу:
Она вполне аналогична приведенной только что общей формуле полиэлектролита из неионизированных и ионизированных групп.
Ускоренная седиментация от добавки пектиновых веществ вновь подтверждена недавно и Ф.Н. Добронравовым.
Нормальный, выжатый из свеклы сок, оказывается, при добавке к соку I сатурации еще больше ускоряет седиментацию, чем диффузионный сок, что установлено А.К. Карташовым и Ю.Д. Головняком. Это вполне понятно, так как нормальный сок содержит еще менее деструктированный пектин, чем диффузионный сок.
Полиэлектролиты добавляются к соку перед самым поступлением его в отстойник, но не перед насосом, который может разрушить образовавшиеся крупные агрегаты.
Это — растворимые в воде высокополимеры с молекулярной массой более 10 000, отдельные звенья которых содержат катионную или анионную группу. Для сахарного производства имеют значение именно анионные полиэлектролиты. Они получаются путем полимеризации непредельных, т. е. имеющих двойные связи кислот или солей. Например, акриловая кислота образует полиакриловую кислоту:
Общая формула анионного полиэлектролита:
Здесь R — какой-то органический радикал.
В частицах осадка I сатурации содержится положительно заряженный углекислый кальций. Эти частицы притягиваются (адсорбируются) отрицательными анионными группами полиэлектролита. Таким образом, длинная цепь полиэлектролита как бы связывает воедино ряд частиц (агрегатов) осадка, содержащих и СаСО3, и агрегированные с ним отрицательные высокополимеры диффузионного сока (пектины, белки). Такие объединенные агрегаты — это уже крупные хлопья, оседающие в отстойнике очень быстро, например быстрее раз в 10. Таково простейшее представление о действии анионных полиэлектролитов.
Из них часто применяется полиметакрилат натрия, т. е. натриевая соль полиметакриловой кислоты.
В России производится полиакриламид, т. е. амид полиакриловой кислоты:
Он выпускается Брянским фосфоритным заводом в виде 8%-ного геля. Следует заметить, что полиакриламид иногда обнаруживает слабую активность как коагулятор осадков, но эту активность можно во много раз повысить, обрабатывая полиакриламид смесью едкого натра с олеиновой кислотой (на 1 кг 100%-ного полиакриламида — 200 г едкого натра и 100 г олеиновой кислоты). Это и понятно: ведь чистый полиакриламид не имеет никакой анионной группировки, а лишь амидную, которая омыляется едким натром, причем появляется активный, анионный полизлектролит.
Наиболее активными оказались полиэлектролиты, полученные путем сополимеризации неионизированных и ионизированных групп:
Таким образом, несколько отодвинутые один от другого анионные звенья, имея больше свободного пространства, очевидно, лучше адсорбируют крупные положительные агрегаты, содержащие СаСО3.
Пектиновые вещества. М.И. Барабанов обнаружил, что седиментация осадка из сока I сатурации значительно ускоряется добавлением небольших (5—10%) количеств диффузионного сока. Это было подтверждено опытами ряда заводов, но не было случайным открытием: М.И. Барабанов обнаружил сначала, что седиментация осадка из сока I сатурации ускоряется добавкой недеструктированного пектина. Действующим началом при добавке диффузионного сока был именно содержащийся в нем пектин. Структура пектина совершенно аналогична структуре анионных полиэлектролитов: это полигалактуроновая кислота, частично этерифицированная, т. е. часть кислотных водородов замещена на метальные группы. Обозначив через R основную часть молекулы пектина, получим упрощенную его формулу:
Она вполне аналогична приведенной только что общей формуле полиэлектролита из неионизированных и ионизированных групп.
Ускоренная седиментация от добавки пектиновых веществ вновь подтверждена недавно и Ф.Н. Добронравовым.
Нормальный, выжатый из свеклы сок, оказывается, при добавке к соку I сатурации еще больше ускоряет седиментацию, чем диффузионный сок, что установлено А.К. Карташовым и Ю.Д. Головняком. Это вполне понятно, так как нормальный сок содержит еще менее деструктированный пектин, чем диффузионный сок.
Полиэлектролиты добавляются к соку перед самым поступлением его в отстойник, но не перед насосом, который может разрушить образовавшиеся крупные агрегаты.