авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Экструдированные сорбенты на основе природных алюмосиликатов для очистки растительных масел

-- [ Страница 2 ] --

Модифицирование глины УК-той мало влияет на СМС формовочных масс (рис. 4, табл. 1), отмечено лишь существенное увеличение периода релаксации. Вместе с тем, заметно изменяя-ются РС, о чём свидетельствуют рост прочности коагуляционной структуры и уменьшение зна-чения индекса течения (табл. 1). Наряду с увеличением эффектив-ной вязкости модифицирование УК позволяет расширить область течения с разрушающейся струк-турой (рис. 5). Отметим, что указанные явления положительно влияют на формовочные свойства масс и существенно проявляются при кон-центрации УК более 60 мас.%. Это объясняется изме-нением характера коагу-ляционных связей между частицами твёрдой фазы. Так, если при низких концентрациях кислоты преобладающими являются связи, образованные гидроксильными группами каолинита, то по мере увеличения концентрации УК решающее влияние на процессы структурообразования оказывают адсорбированные гидроксильные группы.

Формовочные массы, приготовленные с использованием раствора NaOH, обладают хорошо развитыми пластическими свойствами (рис. 4, табл. 1) и, в то же время, весьма прочной коагуляционной структурой, что также подтверждается характером течения дисперсной системы (рис. 5). Подобное реологическое поведение формовочных масс связано с химическими процессами, протекающими при взаимодействии каолинита со щёлочью (см. выше), в частности, это разрушение каркаса каолинита и присутствие на поверхности частиц только основных центров.

Таблица 1

Структурно-механические и реологические свойства формовочных масс на основе глины Веселовского месторождения (номера образцов соответствуют рис. 4)

№ обр Структурно-механические свойства Реологические свойства
пластичность, Пс·106, с–1 эластичность период релаксации, , с полная мощность на течение, N, МВт/м3 мощность на разрушение коагуляционной структуры, N, МВт/м3 Константа консистенции, 0, Па·с Индекс течения, n
1 0,453 0,480 1475 8,83 1,88 5,52 0,5869
2 0,557 0,437 2245 24,35 3,35 9,94 0,2411
3 4,706 0,518 405 217,40 52,50 687,70 0,5120
4 0,693 0,490 1675 48,60 21,83 6,38 0,2214
5 0,762 0,640 2360 33,18 12,53 34,41 0,2033
6 2,148 0,365 1900 55,73 12,98 37,79 0,4202
7 2,165 0,479 1310 73,90 25,08 144,54 0,2511

В композициях веселовской глины с ЖНС уже при сравнительно небольших концентрациях Na2SiO3 (около 20 мас.%) наблюдается скачкообразное изменение СМС и РС формовочных масс. Это проявляется, прежде всего, в увеличении доли эластических деформаций в общем балансе (рис. 4), а так-же в росте прочности коагуляционной структуры и в уменьшении значения индекса течения (табл. 1). Предварительное модифицирование глины УК в композиции с ЖНС позволяет получить формовочную массу с равномерным развитием всех видов деформаций (рис. 4). По сравнению с предыдущей композицией отмечается увеличение периода релаксации и уменьшение прочности коагуляционной структуры (табл. 1). Претерпевает изменения и характер течения суспензии (рис. 5). Все описанные явления обусловлены присутствием в системе силиката натрия, который имеет выраженные основные свойства и высокое сродство к поверхности каолинита. Образующиеся коагуляционные связи, хотя и имеют высокую прочность, но, вместе с тем, достаточно подвижны, что вызывает определённые трудности на последующих за экструзионным формованием стадиях. Предварительное модифицирование УК вызывает взаимную частичную нейтрализацию с образованием кремнегеля, что приводит к уменьшению прочности коагуляционной структуры, но позволяет снизить излишнюю текучесть дисперсной системы. Результатом этих процессов является улучшение формовочных свойств и возможность экструзии сорбентов сложной геометрической формы.

Композиции веселовской глины и доломита характеризуются незначительным снижением доли пластических деформаций, и система принадлежит III-ему структурно-механическому типу (рис. 4). Таким образом, доломит в данной формовочной массе выступает в роли «отощающей» добавки. Предварительно модифицированная УК глина в композиции с доломитом даёт массу с более развитыми пластическими свойствами, о чём свидетельствуют данные о соотношении деформаций (рис. 4) и значения пластичности (табл. 1). В этих системах наблюдается также рост прочности коагуляционной структуры и снижение значения индекса течения (табл. 1). Подобное реологическое поведение объясняется наличием в дисперсной системе как кислотных, так и основных поверхностных центров (см. выше), которые участвуют в процессах структурообразования. В результате указанных взаимодействий формовочная масса легко поддаётся пластическому деформированию без излишней текучести, сохраняя при этом практически не разрушенную коагуляционную структуру. В целом, все композиции глины и доломита обладают хорошей формуемостью и пригодны для экструзии любой требуемой формы.

Формовочные массы, приготовленные с использованием малоступкинской глины, характеризуются развитием преимущественно упругих и пластических деформаций. Модифицирование глины УК приводит к резкому усилению эластических свойств. В композиции с ЖНС наблюдается недопустимое развитие пластических свойств и текучести. Предварительное кислотное модифицирование в сочетании с ЖНС позволяет сгладить указанные отрицательные явления. Отметим, что все системы имеют малопрочную коагуляционную структуру. Это объясняется высоким содержанием кварца в малоступкинской глине, который имеет крайне низкую химическую активность. Это, собственно, и не даёт возможности образовываться необходимому количеству коагуляционных связей, и не исключён непосредственный контакт между частицами в процессе течения формовочной массы в экструдере.

Удовлетворительные формовочные свойства удаётся получить в композициях молоступкинской глины с доломитом. Использование щелочного компонента, который, к тому же, обладает достаточно высокой химической активностью, позволяет компенсировать отрицательное влияние повышенного содержания -кварца в глине.

Таким образом, сочетание кислотных и щелочных агентов при приготовлении формовочных масс позволяет получать системы с оптимальным сочетанием СМС и РС, из которых возможна экструзия сорбентов сложной геометрической формы.

В пятой главе представлены исследования физико-химических и структурно-механических свойств формованных сорбертов на основе ПАС.

Как показывают экспериментальные данные (табл. 2), использование УК в качестве модификатора приводит к росту пористости и, как следствие, снижению механической прочности гранул. Наблюдается также увеличение размера пор и удельной поверхности (рис. 6, табл. 2). Это является следствием частичного деалюминирования каркаса каолинита.

Композиционный сорбент, приготовленный с использованием ЖНС, обладает весьма высокой механической прочностью, но, в тоже время, крайне малым объёмом пор и низкой величиной удельной поверхности (табл. 2, рис. 6). Объясняется это тем, что ЖНС заполняет практически всё свободное пространство между частицами каолинита, что подтверждается значением кажущейся плотности гранул, которое близко к значению истинной плотности ЖНС.

Таблица 2

Структурно-механические свойства сорбентов на основе веселовской глины

№ обр Состав сорбента Кажущаяся плотность, г/см3 Механическая прочность, МПа Удельная поверхность, м2/г Средний размер пор, нм Общий объём пор, см3/г Объём микропор, мм3/г Маслопоглощение, мас.%
1 Глина 1,87 3,1 26,7 19,0 0,126 4,47 9,6
2 Глина, УК 1,27 2,1 28,7 19,7 0,141 3,12 16,5
3 Глина, ЖНС 2,43 17,3 1,6 18,7 0,007 0,39 1,4
4 Глина, УК, ЖНС 1,93 4,5 20,2 22,1 0,112 6,69 14,3
5 Глина, доломит 1,85 4,3 22,6 16,3 0,092 2,77 13,2

Предварительное модифици-рование глины УК в композиции с ЖНС позволяет получить гранулы, обладающие выраженной би-пористой структурой (рис. 6) и бль-шим средним размером пор (табл. 2). Также необходимо отметить, что, несмотря на использование ЖНС, сохраняется достаточно большая удельная поверхность при приемле-мом значении механической проч-ности. Подобное возможно, благо-даря образующемуся кремнегелю при взаимодействии УК и ЖНС, ко-торый благоприятно влияет на формирование пористой структуры гранул.

Для композиции глины и до-ломита отмечается некоторое умень-шение объёма пор и удельной по-верхности сорбента, и гранулы обла-дают необходимым значением меха-нической прочности (рис. 6, табл. 2).

В случаях использования в ка-честве сырья для приготовления сорбентов глины Малоступкинского месторождения обнаружены те же закономерности в изменении структурно-механических характеристик. Однако, высокое содержание в глине -кварца приводит к тому, что и объём пор, и механическая прочность гранул для данных образцов несколько меньше, чем в предыдущем случае.

Исследования поглощающей способности сорбентов в процессе очистки подсолнечного масла показали (табл. 3), что после модифицирования глины УК высокая степень очистки наблюдается по таким показателям, как перекисное число и содержание соединений фосфора. Для композиций глины с ЖНС отмечено максимальное уменьшение кислотного числа. Различия в сорбционной способности объясняется наличием на поверхности центров различной природы. Так, свободные жирные кислоты могут адсорбироваться как на основных (по гидроксильным группам), так и на кислотных апротонных центрах (по карбоксильному кислороду). Пероксидные соединения взаимодействуют преимущественно с протоноакцепторными центрами. Наличие в фосфатидах отрицательно заряженного атома кислорода и аминогруппы позволяет этим примесным соединениям адсорбироваться как на кислотных (брёнстедовских и льюисовских), так и на основных электродонорных центрах поверхности. Введение в состав сорбентов кислотного (УК) и щелочного (ЖНС или доломит) агентов обеспечивают присутствие на поверхности всех типов центров. Собственно, этим и объясняется высокая степень очистки по всем примесным ингредиентам растительного масла.

Таблица 3

Показатели подсолнечного масла после очистки на сорбентах

(фрагменты сотовых блоков с размером ячейки 2 мм и толщиной стенки 1 мм)

№ обр Состав сорбента Показатели масла (степень очистки, %) *
кислотное число, мг КОН/л перекисное число, ммоль/л содержание фосфатидов, мг/л
1 Глина 1,9 (61,9) 1,9 (68,3) 2,46 (0,31)
2 Глина, УК 3,0 (39,1) 1,8 (70,0) 0,26 (89,4)
3 Глина, ЖНС 0,6 (87,7) 5,1 (15,0) 0,56 (77,2)
4 Глина, УК, ЖНС 0,8 (84,6) 1,1 (81,7) 0,38 (84,6)
5 Глина, доломит 1,8 (63,5) 2,1 (65,0) 0,58 (76,4)
6 Глина, УК, доломит 1,2 (75,1) 1,7 (71,6) 0,48 (80,5)
*Объёмная скорость при очистке масла 0,02 с–1.
Исходное масло 4,9 6,0 2,46
ГОСТ 52465–2005 (высший сорт) 1,5 2,0 0,60


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.