Determinarea calității carbonului activat activat utilizat pentru purificarea apei alcoolice

Decretul lor de Peter I Alekseevich (1672 - 1725) privind demnitatea oaspetelui, la adunările pe care le are. Consumați mâncărurile moderat, astfel încât burta să nu ia dansuri grele. Poțiune de a bea în abundență, vă țineți picioarele: vor refuza să bea. Minciuna nu aduce, pentru a nu sufoca, chiar dacă a întrebat. Ciocit cu aceeași slavă, pentru că această moarte în Rusia din cele mai vechi timpuri este onorabilă.







Tehnologie de vodcă și băuturi alcoolice

Determinarea calității cărbunelui activ

Anterior [1] prezintă rezultatele studiilor au fost purificare prin adsorbție cu impurități de carbon și etanol activat constatat că determinarea adsorbției acetaldehidă și alcool izoamilic nu poate fi metoda de determinare a calității cărbunelui.

Presupunând că baza mecanismului de acțiune a carbonului activat care îmbunătățește calitatea soluțiilor apoase-alcoolice nu sunt onnye-adsorbție, schimb ionic și procesele chemisorpția, ne-am mutat la sorbția EC-aderare a acizilor și bazelor.

Metoda sorbției a fost recent utilizată pe scară largă pentru a absorbi ionii din soluțiile de electroliți, precum și pentru a separa amestecurile lor complexe.

Soluția de schimb ionic se bazează pe o reacție chimică (schimb de ioni) între un sorbent și un electrolit în soluție. Sorbentul trebuie să posede grupe ionogene capabile să facă schimb de reacție.

În articolul E.V. Trostyanskoy, I.P. Losev, A.S. Tevlin [2] oferă o imagine de ansamblu asupra celor mai recente lucrări privind rășini schimbătoare de cationi și rășini electro-schimbătoare utilizate în diferite studii din diverse industrii.

Pentru sorbția de schimb de cationi, sorbentul trebuie să aibă grupări acide ale căror hidrogen poate fi schimbat cu ușurință pentru cationul electrolitic prezent în soluție.

Sorpția substanțelor organice se realizează în principal prin tipul de sorbție moleculară, cu excepția cazului în care compusul organic poate forma ioni.

Sorbția acizilor și bazelor cu carbon activat

Adsorbția electroliților puternici diferă brusc în mecanism de adsorbția substanțelor ușor disociate și a celor fără electroliți. În acest caz, este mai corect să vorbim despre procesul de chemisorbție.

Cărbune activ ca sorbent sorbește ireversibil oxigenul, care se explică prin interacțiunea chimică a oxigenului cu suprafața cărbunelui.

Shilov și colab. Considerăm că în interacțiunea oxigenului cu suprafața cărbunelui activ se formează în condiții diferite trei oxizi de suprafață ai cărbunelui activ. Astfel, la o temperatură obișnuită și presiuni scăzute, se formează un oxid care are un caracter de bază și, prin interacțiunea cu apa, acest oxid dă o bază.

Hidroxilii, care trec de la suprafața cărbunelui activ la soluție, sunt susținute de încărcături opuse ale suprafeței, formând un strat dublu electric.

Frumkin consideră că, la temperaturi obișnuite, interacțiunea chimică a oxigenului cu suprafața cărbunelui nu se produce și că cărbunele, care se află în echilibru cu oxigenul, formează un electrod de oxigen.

Oxigenul adsorbit trimite ioni O "care interacționează cu moleculele de apă". Ionii OH formează un strat dublu electric.

Am decis să comparăm capacitatea de chemisorbție a cărbunelui proaspăt și utilizat prin studierea absorbției acizilor și a bazelor.

Adsorbția alcalinilor și acizilor cu carbon activ

Studiile privind adsorbția acizilor și a bazelor au arătat că BAU cu cărbune activ are o capacitate de adsorbție scăzută în raport cu bazele și semnificativ mai mare în raport cu acizii.

După o perioadă de contact de zece minute a eșantionului de cărbune activ cu o soluție de hidroxid de sodiu, aceeași adsorbție de alcalii are loc atât cu cărbune proaspăt, cât și cu carbune prelucrat. De exemplu, la o concentrație de alcalină de 100 mmol / l, concentrația de echilibru după adsorbția atât a cărbunelui proaspăt cât și a celui activ a fost de 81 mmol / l. Adbordarea pe termen lung (24 de ore) nu a evidențiat, de asemenea, nici o diferență în absorbția de alcalii cu cărbune activ activ și proaspăt.

Puținea adsorbabilitate a lemnului activat cu alcalii (BAU) este o consecință a naturii de bază a suprafeței cărbunelui.

Shilov și Lepin [3] au arătat că capacitatea de sorbție a acizilor anorganici poate fi aranjată în următoarea ordine:

În mod repetat, a ridicat cercetările noastre au arătat că sve-seu carbon activat adsoarbe acidul semnificativ mai bun (acetic, sulfuric și clorhidric), comparativ cu gazele evacuate și că activitatea de adsorbție acidă pot fi aranjate în ordinea următoare:

Rezultatele studiilor sunt prezentate în Fig. 1.

Determinarea calității carbonului activat activat utilizat pentru purificarea apei alcoolice

Fig. 1. Izoterme de adsorbție de carbon activ și proaspăt.

Aceleași studii au stabilit că interacțiunea de două zile a carbonului activ cu apă practic nu-și reduce capacitatea de a adsorbi acizi.

Adsorbția clorurii de sodiu a arătat practic aceeași adsorbție a cărbunelui proaspăt și consumat.

Cercetarea ne-a pus pentru a determina schimbarea conductivității apei după agitare cu carbon a arătat o diferență semnificativă în conductivitatea soluțiilor apoase după tratamentul sve-banc și cărbuni uzați.

Astfel, după o agitare de 60 de minute de cărbune proaspăt și 100 ml de apă, conductivitatea electrică specifică a soluției a fost de 1,4 • 10 -3 ohm-1 cm -1. și după ce a scuturat aceeași cantitate de cărbune rezidual # 955; 0 = 6,6; 10-5. și anume conductivitatea electrică a apei după agitare cu cărbune activ este de aproximativ 400 de ori mai mică decât conductivitatea electrică a apei după agitare cu cărbune proaspăt.

Conductivitatea electrică a soluțiilor apoase după agitarea cu cărbune proaspăt crește cu creșterea greutății cărbunelui, iar pH-ul soluțiilor se situează în intervalul 8-8.15. Conductivitatea electrică a extractelor de apă ale carbonului activ deversat este aproape neschimbată față de schimbarea probei de cărbune, iar pH-ul soluțiilor se situează în intervalul 5.9-6.4. După cum arată măsurătorile noastre, adaosul de aldehidă acetică în intervalul 0,0025-0,01% nu afectează conductivitatea electrică a soluțiilor.







Modificările conductivității electrice nu se datorează întotdeauna gradului de alcalinitate al mediului, care se explică probabil prin trecerea la soluția altor electroliți ai cărbunelui.

Astfel, când alcalinitatea 4,8 și 6,0 (valoarea santul-millilit 0,01 N acid necesar titra 100 ml de soluție la indicator albastru bromtimol), specific conductibilitate-Elektroprom # 955; a = 2,4 • 10-4.

La o reacție neutră și slab alcalină (pH 7 - 7.2), conductivitatea electrică specifică se află în intervalul 1.0-1.3-10-4. Astfel, op-determinarea conductivității electrice a soluțiilor apoase (apă după agitare cu cărbune) pot caracteriza calitatea cărbunelui, ci deoarece cărbunele trece în soluție nu este numai baza „, dar, de asemenea, diverse electro-lites, compoziția care nu este constantă; Metoda de titrare a soluției este mai fiabilă pentru caracterizarea cărbunelui studiat.

Cel mai bun indicator pentru aceste determinări ar trebui să fie recunoscut bromotimo-ziniu, a cărui tranziție de culoare se află în intervalul de pH de 6-7, G,

După cum reiese din Bauman [4], schimbarea pH-ului în timpul transferului unei rășini schimbătoare de ioni într-o soluție de sare servește ca dovadă a procesului de schimb ionic. Cărbunele activat de bună calitate determină, de asemenea, o creștere a pH-ului soluțiilor, datorită procesului de reacție de schimb de ioni.

Purtat sorturile pH definiție și votcii a arătat că cărbuni, dând sub agitare cu reacție alcalină apă vyzy-vayut crescând, de asemenea, pH-ul soluțiilor apoase alcoolice după sărind peste depozitele ei prin coloană de cărbune m. E. PH vodca trebuie să fie mai mare decât soiuri respective de pH; Capital pH și 40% inadaptat Votcile mai mare decât pH-ul de soiuri și că odată cu creșterea alcalinității apei după agitare cu pH cărbune activ mărește diferența dintre sortarea și vodca (pH Moscova vodca special cu greu se deosebește de pH sortarea, deoarece preparare a adăugat bicarbonat de sodiu și acid acetic, pentru a justifica tamponare hidroalcoolice ra-aliniamente).

Astfel, definiția PH-ul, adică diferența dintre pH-ul sortării și vodca (cu excepția vodcăi speciale din Moscova), poate fi un criteriu suplimentar pentru evaluarea calității cărbunelui.

Pe măsură ce funcționează "carbonul activat", pH-ul de sortare se va apropia de pH-ul apei, iar cărbunele care vor fi regenerate nu vor determina o modificare a pH-ului vodcăi.

Se poate presupune că îmbunătățirea calităților organoleptice, dar soluții apă-alcool după filtrare prin cărbune ca același lucru este legat cu eliminarea procesului chemisorption sau distrugerea substanțelor neproteice care sunt sau produsele lor de hidroliză, care pot fi în alcool în concentrații foarte mici.

Reacția de schimb ionic se desfășoară, în mod probabil, între oxizii suprafeței cărbunelui și grupurile polare active de substanțe proteice sau produsele lor de hidroliză.

R. Block [5] analizează în detaliu separarea aminoacizilor prin metoda cromatografiei de schimb ionic. Același articol indică faptul că Tzemus, Klasson și alții au efectuat separarea aminoacizilor aromatici prin intermediul cărbunelui activ.

Prezența proteinelor sau a produselor de hidroliză, de exemplu prolamine (gliadina, hordeina) în alcool poate fi, așa cum este indicat de BM Chaguin [6], rezultatul încălzitorului borhotului bobina defect sau efectul antrenării particulelor din brazhnoy coloană mash épuration și antrenării alcoolului plăci redresoare co-Lonn. BM Chagin [6] este o reacție pozitivă la proteina (într-un alcool), în prelucrarea grâului.

Experimentele efectuate au arătat că unele soluții apă-alcoolice înainte de filtrarea prin cărbune au dat o reacție pozitivă la amoniac (cu reactivul Nessler).

După adăugarea în soluția de apă-alcool înainte de a trece prin soluția de cărbune de permanganat de potasiu în mediul alcalin, această reacție nu a fost manifestată.

Astfel, mecanismul principal de acțiune al cărbunelui cărbune picior activat creștere soluții hidroalcoolice palatabilitate, probabil poate fi explicat prin procesul de schimb de ioni de re-acțiune între stratul de oxid și suprafața impurităților de carbon la mersul în soluții hidroalcoolice.

Procesul de schimb ionic care are loc pe suprafața carbonului activ poate fi reprezentat de următoarea ecuație:

-C-OH + MA = -C-A + MOH (1)

Dacă produsele hidrolizei substanțelor proteice sunt prezente ca impurități în soluția apă-alcool, atunci ecuația redusă are forma

-C-OH + R-COOH = -C-COOH (2)

În absența cărbunelui activ pe suprafața acoperirilor de oxid de tipul:

cărbunele nu vor avea capacitatea de reacție de schimb ionic și, în consecință, extractul de apă nu va avea o reacție alcalină.

reacție alcalină a extractului apos poate fi explicat prin faptul că, împreună cu reacția de schimb ionic are loc între suprafața carbonului activ și impuritățile sunt în regia (de exemplu, compuși cu azot origine proteină) are loc procesul de ionoob-menny între cărbunele de acoperiri de oxid și săruri dizolvate într-o soluție de apă-alcool (în pregătirea sortării), care conduce, de asemenea, la formarea unei baze.

Astfel, metoda propusă pentru determinarea activității cărbunelui este redusă la determinarea straturilor de oxid liber ale cărbunelui activ

Pe baza studiilor efectuate, a fost propusă o metodă de evaluare a calității cărbunelui activ utilizat pentru purificarea soluțiilor apă-alcool prin determinarea gradului de alcalinitate a apei după extracția cărbunelui în studiu.

S-a descoperit că atunci când cărbunele activat este agitat cu apă, reacția mediului devine neutră sau ușor acidă. Cărbunele activă de bună calitate, atunci când este scuturat cu apă, dă o reacție alcalină. Astfel, gradul de alcalinitate a apei după ce se agită de cărbune poate servi ca măsură a calității cărbunelui folosit pentru curățare.

Evaluarea calității cărbunelui este după cum urmează.

O mostră medie de cărbune activ a fost selectat din coloana de cărbune, din presă ușor tratament între foi de hârtie de filtru, amestecate temeinic și scala vayut tehnic a fost cântărit 30 g de cărbune.

Eșantionul de cărbune este agitat cu 150 ml de apă timp de 10 minute pe agitator sau manual. La sfârșitul tremurării, cărbunelui este filtrat printr-un filtru obișnuit de hârtie. La 100 ml din filtratul obținut se adaugă 5 picături de soluție de bromtimolină (0,1 g per 100 ml de alcool 20%) ca indicator.

Dacă filtratul are o reacție acidă, soluția devine galbenă. În reacția alcalină, soluția devine albastră. 100 ml de filtrat se titrează cu soluție de acid sulfuric 0,01 N sau acid clorhidric (indicator - 5 picături de bromotimolină).

Cărbunele ar trebui regenerată dacă se utilizează mai puțin de 0,2 ml de soluție acidă de 0,01 N pentru titrarea a 100 ml de filtrat, adică există o reacție aproape neutră a mediului.

Determinarea calității carbonului activat activat utilizat pentru purificarea apei alcoolice

Fig. 2. Activitatea cărbunelui în ml de soluție acidă de 0,01 N. Linia întreruptă arată activitatea cărbunelui după regenerare.

Sfârșitul titrării este determinat de trecerea culorii albastre a soluției în verde cu o nuanță galbenă slabă (se observă momentul tranziției de culoare).

Calitatea cărbunelui supus regenerării se determină după spălarea cărbunelui prin sortare, așa-numita "exploatație".

După cum se arată în studiu, calitatea cărbunelui proaspăt-suflare urmează sunt definite după cum urmează: 200 g de cărbune proaspăt 1 litru de apă distilată, după 2 chasa golit și din nou turnat cărbune 1 litru de apă. După două ore de perfuzare, apa este drenată și proba de cărbune este presată așa cum este descris mai sus. La o scară tehnică, se cântăresc 30 g de cărbune de testare și se agită cu 150 ml de apă distilată. 100 ml de filtrat se titrează cu o soluție acidă de 0,01 N în prezența unui indicator (5 picături de bromotimolină); pentru titrare trebuie consumată cel puțin 2 ml de soluție acidă de 0,01 N.

Evaluarea calității carbonului activ, atât în ​​stare proaspătă, cât și în cazul coloanelor, se efectuează pe baza a două determinări paralele.

În tabel și în fig. 2 prezintă rezultatele testării calității cărbunelui într-una dintre coloanele de cărbune ale distileriei din Moscova.

Numărul de sortare omisă în dl

Metoda dezvoltată a fost testat și implementat în Moscova, In-ronezhskom și alte distilerii și este inclusă în controlul manual tehnohimncheskomu distilerie [7].

1. M.S. Shulman, A.N. Babkov, Adsorbția impurităților activate ale alcoolului etilic de cărbune activ, Trudy TsNIISP, voi. IX, 1960.

2. E.V. Trostyanskaya, I.P. Losev, A.S. Tevlin, "Succesul chimiei", vol. XXIV, voi. 1, 1955, 69.

3. Shilov și Lepin, adsorbția electroliților și a forțelor moleculare.

4. Bauman, Rășini schimbătoare de cationi, Sat. "Ion Exchange", IL, 1951.

5. R. Block, Separarea aminoacizilor prin metoda cromatografiei cu schimb ionic, Sat. "Ion Exchange", IL, 1951.

6. B.M. Chagin, "Industria băuturilor spirtoase", 1954, nr. 2.

7. Instrucțiuni privind controlul tehnico-chimic al producției de băuturi alcoolice, 1960.

8. Vorbim astăzi cu Ruslan Bragin, director de marketing al Companiei "Rodionov cu fii", despre istoria alcoolului rusesc, mai precis despre istoria vodcăi rusești.







Trimiteți-le prietenilor: