Мазмұны 1-тарау. Спирт технологиясы
Сұрыптаманы белсенді көмірмен өңдеудің теориялық негіздері
жүктеу/скачать 1,41 Mb.
|
Технология спирта111 (копия)
| Сұрыптаманы белсенді көмірмен өңдеудің теориялық негіздері
Арақтарды дайындау үшін пайдаланылатын спирттің құрамында өнімнің сапасын нашарлататын көптеген қоспалар бар. Спирт пен судың қоспасын қоспалардың құрамын өзгертетін алуан түрлі сорбциялық материалдармен өңдейді, оның арқасында арақ өзіндік жұмсақ дәмге ие болады. Әдетте, қоспалардың сорбенті ретінде ағаш шикі көмірінен алынатын белсенді көмір, арнайы сұрыпты тас көмір, жартылай кокс пен шымтезекті қолданады. Арақ өндірісінде БАУ, БАУ-А маркалы қайың белсенді көмірін, КАУ-В сүйекті көмірін және т.б. қолданады. БАУ көмірін шикі көмірден су буының ағысында термиялық өңдеу жолымен алады, бұл кезде көмір қуыстарын толтыратын шайырлар мен басқа да пиролиз өнімдері жанып кетеді, осының салдарынан оның ішкі беті көп есе артады. Белсенді көмірдің негізгі компоненті – көміртек (96%-ға дейін), аздаған мөлшерлерде сутегі, азот, күкірт, минералды заттар – темір, алюминий, кальций, магний, калий, кремний болады. Кейбір минералды заттар, әсіресе темір, магний, кремний тотықтары көмірде өтетін химиялық реакциялар катализаторларының рөлін атқара алады. Сұрыптаманы өңдеуде өтетін негізгі үдерістер – сорбция және тотығу-тотықсыздану реакциялары. Сорбциялық үдерістер көмір қуыстарының үлкен бетінің арқасында өтеді. Өлшемдері мен заттар сорбциясы механизмімен ерекшеленетін қуыстардың үш түрін ажыратады. Макроқуыстар қисықтығының радиусы – 100-ден 200 нм-ге дейін. Олардың меншікті беті үлкен емес: 0,5-2,0 м2/г, сондықтан олар адсорбция үшін қызығушылық тудырмайды. Өтпелі қуыстар қисықтығының радиусы – 1,5-нан 100 нм-ге дейін. Олардың меншікті беті – 20-дан 70 м2/г-ға дейін, оларда аздаған көлемде булардың адсорбциясы өтуі мүмкін. Микроқуыстар – көмірдің ең ұсақ қуыстары, олардың қисықтығының радиусы 1,5 нм-ден аз, яғни сорбцияланатын молекулалар өлшемдерімен шамалас, сондықтан микроқуыстар спирт қоспалары молекулаларының сорбциясында негізгі рөлге ие. Сорбциялық үдерістердің екі негізгі типін айырады: физикалық адсорбция және хемосорбция. Физикалық адсорбция молекулааралық күштер (ван-дер-ваальстік) есебінен өтеді. Адсорбция сулы-спиртті ерітінділерден жаңа көмірмен жақсырақ жүреді. Қоспаның молекулалық массасы неғұрлым жоғары және спирт күштілігі төмен болған сайын, негізгі қоспалар адсорбциясының жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Алайда сұрыптаманы өңдеу режимін таңдағанда, қоспалардың бір-бірінің сорбциясына әсері, өңдеу тәсілі, байланыс ұзақтығы және көмірде өтетін басқа үдерістер, соның ішінде физико-химиялық және химиялық үдерістер есебінен қоспалар құрамының өзгеруін ескеру қажет. Физикалық сорбциядан басқа көмірде хемосорбция өтеді. Бұл ағаш көмірінің қаңқасы жұқа қабықшаларға біріктірілген графит торы бар ұсақ кристаллиттер болып табылуымен байланысты. Кристаллитердің шектес атомдары бос валенттіліктерге ие, оттегімен байланысуға қабілетті. Бұл кезде сумен әрекеттескенде, негіз беретін негіздік сипатты тотықтар түзіледі: С О С Мұның салдарынан көмір қышқылдық сипатты қоспаларды жақсырақ сорбциялайды. Тотығу-тотықсыздану үдерістері көмірде байланысқан оттегінің, сонымен қатар, сулы-спирт ерітінділерінің құрамындағы молекулалық оттегінің бар болуының арқасында жүреді. Бұл реакциялар катализаторларының қызметін көмір құрамына кіретін металл тотықтары атқарады. Сұрыптаманы өңдеу үдерісінде шексіз қосылыстар мен спирттердің тотығу реакциялары, эфирлердің түзілуі мен олардың сабындануы өтеді. Аса маңызды реакциялар: Этил спирті + О → сірке альдегиді + Н2О Сірке альдегиді + О → сірке қышқылы Спирт + қышқыл → эфир + Н2О Фурфурол + О → пирошырышты қышқыл Спирттердің тотығу үдерісі біршама терең жүреді, оның нәтижесінде күрделілеу қосылыстар түзіледі: карпил, пеларгон қышқылдарының эфирлері, энант қышқылы және арақтардың органолептикалық көрсеткіштерін жақсартатын басқа да жоғарғы гомологтар. Көмірдегі барлық үдерістердің нәтижесінде физикалық сорбция және этерификация реакциясының есебінен жоғарғы спирттердің мөлшері азаяды, альдегидтердің мөлшері біраз артады, себебі олардың сорбциясы жаңадан түзілумен толықтырылады, күрделі эфирлердің концентрациясы артады, тотығу реакцияларының есебінен шексіз қосылыстар мөлшері артады. Тұтас алғанда, сулы-спиртті ерітінділер арақ дәмі мен хош иісіне ие болады, олардың сапасы жақсарады. жүктеу/скачать 1,41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|