Структура частиц осадка I сатурации
9-05-2017, 20:19
Относительно структуры агрегатов фильтрационного осадка сока I сатурации существуют две точки зрения. Согласно одной из них, на положительно заряженных кристаллах СаСО3 адсорбированы отрицательно заряженные частички осадка ВМС, т. е. СаСО3 находится как бы внутри агрегатов фильтрационного осадка, которые, как было установлено еще И. Вашако, имеют отрицательный заряд.
Работами ВНИИСП в последнее время было установлено, что агрегаты фильтрационного осадка сока I сатурации имеют отрицательный заряд тогда, когда на очистку расход извести составляет до 80 % к массе несахаров. При большем расходе извести агрегаты имеют уже положительный заряд. Это позволяет объяснить другую точку зрения, согласно которой частицы осадка коагулята ВМС «инкрустированы» кристаллами СаСО3, т. е. они находятся на поверхности агрегатов. Такая «инкрустация» делает агрегаты более плотными, т. е. менее сжимаемыми, что способствует улучшению фильтрации.
Исследованиями сатурационного осадка с помощью микроскопа установлено, что значительная часть его частиц состоит из агрегатов размером 10...20 мкм. Такой размер подтверждают, например, фотографии (470-кратное увеличение) нефильтрованного сока I сатурации, полученные Р. Освальдом в прямом и поляризованном свете (приведены на рис. 17, а, б, в).
На представленном рис. 17, а и б, кроме того, видно, что агрегаты осадка нефильтрованного сока I сатурации «инкрустированы» частицами кристаллического СаСО3. Размер частиц СаСО3, определенный Р. Освальдом, составил примерно 2 мкм.
При этом, согласно Р. Освальду, адсорбция частиц кристаллического СаСО3 на поверхности осадка ВМС способствует хорошей фильтрации, которая мало зависит от размера агрегатов.
В Пражском химико-технологическом институте для исследования структуры агрегатов фильтрационного осадка сока I сатурации был использован сканирующий электронный микроскоп. Микрофотография образа сатурационного осадка при 30000-кратном увеличении приведена на рис. 17, в. Обработка микрофотографий показала, что размер частичек кристаллического СаСО3 0,2...0,5 мкм, т. е. меньше, чем это было установлено Р. Освальдом.
Параллельно определение размера кристаллов СаСО3 было проведено методом газовой хроматографии на основании величины адсорбции азота на разделе фаз частиц. Эквивалентный диаметр частиц СаСО3, определенный этим методом, составил 0,2 мкм, что хорошо согласуется с результатами микрофотографических определений.
Приведенные выше результаты подтверждают, что образующийся в процессе сатурации кристаллический СаСО3 как бы «инкрустирует» поверхность частиц осадка коллоидов. За счет этого происходит уплотнение агрегатов, что способствует лучшей фильтрации.
Взаимодействие частиц осадка коллоидов с кристаллическим СаСО3 вызвано разностью зарядов - положительно заряженного СаСО3 и отрицательно заряженного осадка коллоидов. Величина заряда «инкрустированного» агрегата зависит от количества кристаллического СаСО3, образующегося в процессе сатурирования, которое, в свою очередь, связано с количеством извести, добавляемой на очистку.
С увеличением расхода извести, добавляемой на очистку, растет количество образующегося СаСО3, что приводит к увеличению доли положительного заряда. Это подтверждено исследованиями ВНИИСП, о которых речь шла выше.
На отечественных сахарных заводах расход извести на очистку составляет выше 80% к массе несахаров, поэтому частицы фильтрационного осадка должны иметь положительный заряд.
Возврат этих положительно заряженных частичек на ППД с нефильтрованным соком I сатурации или сгущенной суспензией приводит к взаимодействию с отрицательно заряженными частицами коагулята ВМС преддефекованного сока, что, в свою очередь, способствует получению более крупных агрегатов.
«Инкрустирование» СаСО3 скоагулированных частиц ВМС приводит к получению довольно устойчивых агрегатов. В последних частички кристаллического СаСО3 прочно связаны с коагулятом коллоидов ВМС. Попытки отделения кристаллических частиц СаСО3 от коагулята ВМС при помощи различных способов (интенсивное перемешивание, обработка осадка в коллоидных мельницах) не дали положительных результатов. При механическом воздействии на частицы осадка сока I сатурации происходит только разрушение агрегатов с уменьшением их размеров без отделения кристаллического СаСО3.
Работами ВНИИСП в последнее время было установлено, что агрегаты фильтрационного осадка сока I сатурации имеют отрицательный заряд тогда, когда на очистку расход извести составляет до 80 % к массе несахаров. При большем расходе извести агрегаты имеют уже положительный заряд. Это позволяет объяснить другую точку зрения, согласно которой частицы осадка коагулята ВМС «инкрустированы» кристаллами СаСО3, т. е. они находятся на поверхности агрегатов. Такая «инкрустация» делает агрегаты более плотными, т. е. менее сжимаемыми, что способствует улучшению фильтрации.
Исследованиями сатурационного осадка с помощью микроскопа установлено, что значительная часть его частиц состоит из агрегатов размером 10...20 мкм. Такой размер подтверждают, например, фотографии (470-кратное увеличение) нефильтрованного сока I сатурации, полученные Р. Освальдом в прямом и поляризованном свете (приведены на рис. 17, а, б, в).
На представленном рис. 17, а и б, кроме того, видно, что агрегаты осадка нефильтрованного сока I сатурации «инкрустированы» частицами кристаллического СаСО3. Размер частиц СаСО3, определенный Р. Освальдом, составил примерно 2 мкм.
При этом, согласно Р. Освальду, адсорбция частиц кристаллического СаСО3 на поверхности осадка ВМС способствует хорошей фильтрации, которая мало зависит от размера агрегатов.
В Пражском химико-технологическом институте для исследования структуры агрегатов фильтрационного осадка сока I сатурации был использован сканирующий электронный микроскоп. Микрофотография образа сатурационного осадка при 30000-кратном увеличении приведена на рис. 17, в. Обработка микрофотографий показала, что размер частичек кристаллического СаСО3 0,2...0,5 мкм, т. е. меньше, чем это было установлено Р. Освальдом.
Параллельно определение размера кристаллов СаСО3 было проведено методом газовой хроматографии на основании величины адсорбции азота на разделе фаз частиц. Эквивалентный диаметр частиц СаСО3, определенный этим методом, составил 0,2 мкм, что хорошо согласуется с результатами микрофотографических определений.
Приведенные выше результаты подтверждают, что образующийся в процессе сатурации кристаллический СаСО3 как бы «инкрустирует» поверхность частиц осадка коллоидов. За счет этого происходит уплотнение агрегатов, что способствует лучшей фильтрации.
Взаимодействие частиц осадка коллоидов с кристаллическим СаСО3 вызвано разностью зарядов - положительно заряженного СаСО3 и отрицательно заряженного осадка коллоидов. Величина заряда «инкрустированного» агрегата зависит от количества кристаллического СаСО3, образующегося в процессе сатурирования, которое, в свою очередь, связано с количеством извести, добавляемой на очистку.
С увеличением расхода извести, добавляемой на очистку, растет количество образующегося СаСО3, что приводит к увеличению доли положительного заряда. Это подтверждено исследованиями ВНИИСП, о которых речь шла выше.
На отечественных сахарных заводах расход извести на очистку составляет выше 80% к массе несахаров, поэтому частицы фильтрационного осадка должны иметь положительный заряд.
Возврат этих положительно заряженных частичек на ППД с нефильтрованным соком I сатурации или сгущенной суспензией приводит к взаимодействию с отрицательно заряженными частицами коагулята ВМС преддефекованного сока, что, в свою очередь, способствует получению более крупных агрегатов.
«Инкрустирование» СаСО3 скоагулированных частиц ВМС приводит к получению довольно устойчивых агрегатов. В последних частички кристаллического СаСО3 прочно связаны с коагулятом коллоидов ВМС. Попытки отделения кристаллических частиц СаСО3 от коагулята ВМС при помощи различных способов (интенсивное перемешивание, обработка осадка в коллоидных мельницах) не дали положительных результатов. При механическом воздействии на частицы осадка сока I сатурации происходит только разрушение агрегатов с уменьшением их размеров без отделения кристаллического СаСО3.