Дополнительные адсорбенты для очистки сока
25-04-2017, 17:13
Активные угли. 1. Костяной уголь. Еще с 1815 г. в сахарной промышленности начали применять костяную крупку — обожженную кость — как обесцвечивающее средство. Состав костяного угля на 100 частей сухого вещества следующий: углерода — 10%; СаO(РО4)2 — 82%; СаСО3 — 7%; CaSО4 — 0,3%; песка и пр. — 0,7%).
Как видим, главная составная часть костяного угля — фосфорнокальциевая соль и лишь 10%) действительно угля. Строение костяного угля весьма тонкое, губчатое. Поэтому этот уголь, применяемый в виде крупки, обладает значительной адсорбционной способностью.
Однако крупка является слишком дорогим средством для обесцвечивания, требующим устройства весьма громоздкой станции угольных адсорберов. Оно давно уже оставлено в свеклосахарном производстве.
2. Активные древесные угли по своей адсорбционной способности гораздо более энергичны, чем костяной уголь. Производство активных углей особенно развилось за время первой мировой войны, так как активные угли применяются как энергичные противогазы, поглощающие вредные примеси воздуха.
Преимущества активных углей по сравнению с костяной крупкой таковы: 1) затрачиваемое количество их в 150 раз меньше, чем количество крупки; 2) в связи с этим их регенерация обходится дешево (часто же и совсем не регенерируют); 3) обесцвечивание идет очень быстро, поэтому требуются лишь небольшие мешалки для смешивания с активным углем.
Производство и типы активных углей. Обычный древесный уголь, получаемый при обугливании дерева, неактивен, т. е. обладает лишь весьма слабой адсорбционной способностью, так как продукты сухой перегонки дерева (смолы, углеводороды) заполняют поры угля и, адсорбируясь, занимают поверхность его частиц.
Активирование угля осуществляют различными способами. Основные из них два: активирование угля прокаливанием при температуре 800° С и получение угля из предварительно обработанного дерева и активирование его при температуре 600° С.
Активирование угля прокаливанием в токе окисляющих газов или паров (например, СО2, Н2О) при температуре около 800° С. При этом окисляются не только смолы, но частично и сам уголь (выгорает, например, 20—40%):
Получается уголь, активность которого в несколько десятков раз больше активности исходного угля-сырца. Это объясняется тем, что уголь освобождается от смол и, кроме того, адсорбирующая поверхность его весьма возрастает вследствие разъедания окисляющими газами.
При получении первичного угля-сырца не должно быть слишком высокой температуры, так как иначе он превращается в кристаллический графит с малой активной поверхностью.
Прокаливание угля или дерева. Чаще прокаливают материал (дерево), предназначенный для получения угля, после предварительного пропитывания его веществами, позволяющими сразу получить активный уголь. Затем уголь промывают от пропитывающих веществ (прибавок). Активирующими веществами, например, являются СаС12, MgCl2, КОН, NaOH. Они растворяют клетчатку. Из раствора при дальнейшем нагревании выделяется очень тонко измельченный аморфный уголь. Такое активирование идет обычно при более низкой температуре (600° С).
Иногда применяют прибавки, действующие окисляюще:
Некоторые прибавки (H2SО4, Н3РО4) действуют дегидратирующее, понижая температуру обугливания и давая аморфный активный углерод.
Имеется ряд углей различных типов:
- конденсационные (для улавливания из воздуха парой различных растворителей — бензина, бензола, спирта и т. д.);
- противогазовые;
- контактные, или катализирующие;
- обесцвечивающие.
Первые три типа углей применяют в виде зерен, а четвертый тип, особенно интересный для сахарной промышленности, — в виде тонких порошков (так как иначе адсорбция из растворов шла бы слишком медленно).
В сахарной промышленности применяются главным образом два сорта углей:
1) норит (и подобные ему, например, активный уголь советского производства), полученный активированием водяным паром или газом СО2;
2) карборафин — уголь, приготовленный посредством ZnCl2.
Эти угли отличаются один от другого и по своему физическому строению: норит состоит из микроскопических, но волокнистых, легкоотфильтровываемых, сравнительно не очень тонких частиц; карборафин же совершенно лишен волокнистой структуры и состоит из весьма тонких пылинок угля.
Активность карборафина вообще значительно выше, чем норита. В настоящее время выпускается норит различных марок с различной активностью, причем активность норита некоторых марок не уступает карборафину и даже превосходит его. Сухое вещество активных углей представляет собой довольно чистый углерод (5—7% золы).
Попытки ввести применение активных углей (0,3—0,5%) по сухим веществам) в технологическую схему сахарных заводов в России не имели успеха: стоимость угля довольно высокая, схема производства усложняется, по они успешно применяются в рафинадном производстве (гранулированные угли).
Как видим, главная составная часть костяного угля — фосфорнокальциевая соль и лишь 10%) действительно угля. Строение костяного угля весьма тонкое, губчатое. Поэтому этот уголь, применяемый в виде крупки, обладает значительной адсорбционной способностью.
Однако крупка является слишком дорогим средством для обесцвечивания, требующим устройства весьма громоздкой станции угольных адсорберов. Оно давно уже оставлено в свеклосахарном производстве.
2. Активные древесные угли по своей адсорбционной способности гораздо более энергичны, чем костяной уголь. Производство активных углей особенно развилось за время первой мировой войны, так как активные угли применяются как энергичные противогазы, поглощающие вредные примеси воздуха.
Преимущества активных углей по сравнению с костяной крупкой таковы: 1) затрачиваемое количество их в 150 раз меньше, чем количество крупки; 2) в связи с этим их регенерация обходится дешево (часто же и совсем не регенерируют); 3) обесцвечивание идет очень быстро, поэтому требуются лишь небольшие мешалки для смешивания с активным углем.
Производство и типы активных углей. Обычный древесный уголь, получаемый при обугливании дерева, неактивен, т. е. обладает лишь весьма слабой адсорбционной способностью, так как продукты сухой перегонки дерева (смолы, углеводороды) заполняют поры угля и, адсорбируясь, занимают поверхность его частиц.
Активирование угля осуществляют различными способами. Основные из них два: активирование угля прокаливанием при температуре 800° С и получение угля из предварительно обработанного дерева и активирование его при температуре 600° С.
Активирование угля прокаливанием в токе окисляющих газов или паров (например, СО2, Н2О) при температуре около 800° С. При этом окисляются не только смолы, но частично и сам уголь (выгорает, например, 20—40%):
Получается уголь, активность которого в несколько десятков раз больше активности исходного угля-сырца. Это объясняется тем, что уголь освобождается от смол и, кроме того, адсорбирующая поверхность его весьма возрастает вследствие разъедания окисляющими газами.
При получении первичного угля-сырца не должно быть слишком высокой температуры, так как иначе он превращается в кристаллический графит с малой активной поверхностью.
Прокаливание угля или дерева. Чаще прокаливают материал (дерево), предназначенный для получения угля, после предварительного пропитывания его веществами, позволяющими сразу получить активный уголь. Затем уголь промывают от пропитывающих веществ (прибавок). Активирующими веществами, например, являются СаС12, MgCl2, КОН, NaOH. Они растворяют клетчатку. Из раствора при дальнейшем нагревании выделяется очень тонко измельченный аморфный уголь. Такое активирование идет обычно при более низкой температуре (600° С).
Иногда применяют прибавки, действующие окисляюще:
Некоторые прибавки (H2SО4, Н3РО4) действуют дегидратирующее, понижая температуру обугливания и давая аморфный активный углерод.
Имеется ряд углей различных типов:
- конденсационные (для улавливания из воздуха парой различных растворителей — бензина, бензола, спирта и т. д.);
- противогазовые;
- контактные, или катализирующие;
- обесцвечивающие.
Первые три типа углей применяют в виде зерен, а четвертый тип, особенно интересный для сахарной промышленности, — в виде тонких порошков (так как иначе адсорбция из растворов шла бы слишком медленно).
В сахарной промышленности применяются главным образом два сорта углей:
1) норит (и подобные ему, например, активный уголь советского производства), полученный активированием водяным паром или газом СО2;
2) карборафин — уголь, приготовленный посредством ZnCl2.
Эти угли отличаются один от другого и по своему физическому строению: норит состоит из микроскопических, но волокнистых, легкоотфильтровываемых, сравнительно не очень тонких частиц; карборафин же совершенно лишен волокнистой структуры и состоит из весьма тонких пылинок угля.
Активность карборафина вообще значительно выше, чем норита. В настоящее время выпускается норит различных марок с различной активностью, причем активность норита некоторых марок не уступает карборафину и даже превосходит его. Сухое вещество активных углей представляет собой довольно чистый углерод (5—7% золы).
Попытки ввести применение активных углей (0,3—0,5%) по сухим веществам) в технологическую схему сахарных заводов в России не имели успеха: стоимость угля довольно высокая, схема производства усложняется, по они успешно применяются в рафинадном производстве (гранулированные угли).