WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Пенообразователи из природных соединений органического происхождения

Ружинский С.И.

http://www.ibeton.ru/a23.php Пенообразователи из природных соединений на основе растительного сырья и животных продуктов используются человеком для мытья и стирки, приготовления пищи и для некоторых технологических процессов уже несколько тысячелетий. В жарких районах Кавказа, Средней Азии, Африки, Южной Америки издавна широко применялся мыльный корень. Это корень растения сапониноса, содержащего легко извлекаемый водой сильный пенообразователь сапонин. Корень очищали, сушили, размалывали. Полученный порошок смешивали с глиной и формовали кусочки «мыла». Последние хорошо мылились (давая пену) в мягкой и даже жесткой воде.

К числу известных эффективных природных пенообразователей относятся также смеси полисахаридов морских водорослей агарагар. Известно несколько десятков водорослей, из которых агарагар получают в промышленном масштабе. Все они содержат агарагар в виде солей щелочных или щелочноземельных металлов. Он и сейчас широко применяется в кондитерской промышленности и в медицине в качестве пенообразующего и желирующего средства, а также стабилизатора.

Но наиболее устойчивые пены образуются на основе белковых пенообразователей, которые получают из разнообразных веществ, либо полностью состоящих из белка, либо содержащих его в значительных количествах. Эти белки извлекаются из крови животных, кожи, костей, рогов, копыт, щетины, перьев, рыбьей чешуи, жмыха масличных культур, а также продуктов, получаемых из молока.

При производстве таких пенообразователей белки предварительно гидролизуют, так как продукты их гидролиза обладают гораздо более высокой пенообразующей способностью, чем исходные белки и протеины. Для этого их подвергают тепловой обработке, как правило, в щелочной среде. Причем гидролиз не доводят до конца т.к. продукты конечного распада белков аминокислоты хотя и тоже достаточно сильные пенообразователи, но они дают неустойчивую, быстро разрушающуюся пену.

Все белковые пенообразователи представляют собой питательную среду для различного рода микроорганизмов. Поэтому в их состав вводят антисептики фториды или фенол. Без них пенообразователи быстро теряют свои свойства, загнивают и дурно пахнут.

Промышленность выпускает пенообразователи на основе белкового сырья пенообразователи ПО6, ПО7 и др., приготавливаемые путем многостадийной обработки. Так, при производстве пенообразователя ПО6, боенская кровь, получаемая с мясокомбинатов вначале гидролизуется едким натром, затем нейтрализуется хлоридом аммония или серной кислотой. Полученный раствор упаривается до заданной концентрации. Для повышения устойчивости пены в состав пенообразователя вводят сульфат железа.

При производстве пищевых продуктов используют пенообразователи на основе яичного белка и молочных продуктов. По пенообразующим свойствам не уступают яичному белку выжимки из семян сои и хлопчатника, экстракт чая. Для повышения устойчивости пищевых пен, как правило, вводят стабилизаторы казеин, альгинаты, желатин и т.д.

Технологический регламент приготовления пенообразователя ГК (Пенообразователь ПО6) Состав: гидролизованная боенская кровь, сернокислое железо, едкий натр, аммоний хлористый.

На 1куб.м. пенобетона, объемным весом 0.8 тн/куб.м. расходуется 1.5 кг гидролизованной крови и 0.05 кг сернокислого железа.

Приготовление пенообразователя ГК состоит из следующих операций:

а) получение 20% едкого натрия;

б) гидролиза технической боенской крови;

в) нейтрализации раствора гидролизованной крови;

г) приготовления 15% раствора сернокислого железа;

д) смешивания гидролизованной крови с сернокислым железом.

Для получения 20% раствора едкого натрия его растворяют в таком количестве воды, чтобы удельный вес раствора при 20 оС был равен 1.23.

Для гидролиза боенской крови ее заливают в котел и добавляют такое количество 20% водного раствора едкого натрия, чтобы при пересчете на сухое вещество его оказалось 2% по отношению к крови, взятой для гидролиза.

Пример:



Взято 200 кг боенской крови. Следовательно, сухого натрия требуется около 0.02*200=4 кг.

1 кг 20% водного раствора едкого натрия содержит 0.20 кг сухого едкого натрия.

Для получения 4 кг сухого едкого натрия требуется взять 4/0.20=20 кг 20% водного раствора едкого натрия.

Полученный щелочной раствор крови греют 2 часа при температуре 80 90 оС.

Нейтрализацию гидролизованной крови производят хлористым аммонием. Для нейтрализации крови требуется хлористого аммония в 1.34 раза больше, чем количества сухого едкого натрия, употребленного для гидролиза технической крови. После нейтрализации гидролизованной крови раствор должен остыть до комнатной температуры.

Для приготовления 15% раствора сернокислого железа в кипяченой воде, охлажденной до температуры 4050оС, растворяют сернокислое железо при частом перемешивании смеси. На 1 литр воды берут 177 грамм сернокислого железа.

Для получения готового пенообразователя смешивают остывшую гидролизную кровь с 15% водным раствором сернокислого железа при соотношениях 1:0.3 по объему. При этом раствор сернокислого железа вливают в раствор гидролизованной крови небольшими порциями при тщательном перемешивании. Затем через одни сутки отстоявшийся пенообразователь сливают в тару, а оставшийся на дне осадок выбрасывают.

Полученный пенообразователь ГК (срок хранения не более полугода) хранят в закрытых деревянных, стеклянных или глиняных сосудах при комнатной температуре.

Вопрос: Гидролиз крови в присутствии едкого натра рекомендуется проводить при температуре 80 90 оС. Насколько критичен этот температурный диапазон? Чем выше температура, при которой происходит гидролиз тем скорее он завершится. Но следует обязательно учитывать, что в процессе гидролиза белки последовательно расщепляются до аминокислот. А те, в свою очередь, под воздействием высокой температуры, разрушаются. Крайний случай если длительное время кипятить гидролизующуюся кровь можно вообще не получить никакого пенообразователя. В то же время белковые составы способны значительно увеличивать свою пенообразующую способность под воздействием длительного, но не сильного нагревания.

С учетом вышесказанного гидролиз крови следует вести при возможно низкой температуре (примерно 70 80 оС), постоянно контролировать температуру термометром и ни в коем случае не доводить раствор до кипения.

Вопрос: Какую кровь предпочтительней использовать для приготовления пенообразователя ГК? Кровь можно использовать любую. Если есть возможность выбора следует отдать предпочтение говяжьей. В ней меньше жиров. Соответственно меньшее количество едкого натра израсходуется на их омыление, в ущерб основному процессу гидролизации белков и протеинов.

И хотя омыленные жирные кислоты также очень хорошие пенообразователи, в этом случае для полной гидролизации белков и протеинов крови потребуется едкого натра несколько больше. Насколько больше возможно сказать, только зная точный лабораторный состав крови. Как правило, столь сложные лабораторные манипуляции либо дороги, либо вообще недоступны.

Кроме того, отдельные продукты гидролизации жиров способны выступать в качестве достаточно эффективных пеногасителей, что уменьшит кратность получаемой пены.

Вопрос: Можно ли использовать свернувшуюся кровь? Да можно это никак не отразится на качестве пенообразователя. Но если она уже начала портиться появился плохой «гнилостный» запах, следует воздержаться от использования подобного сырья.

Вопрос: Чем можно заменить хлористый аммоний? В результате взаимодействия крови и едкого натра образуется сильно щелочной раствор (рН>12). Для того чтобы в последствии ввести в него стабилизатор пены сернокислое железо, исходный состав требуется нейтрализовать до рН=7. В исходном технологическом регламенте на приготовление пенообразователя ГК, его изобретатель кандидат химических наук, лауреат Сталинской премии Л.М. Розенфельд предложил использовать хлористый аммоний достаточно распространенное и безопасное в обращении вещество.

Для целей нейтрализации также с успехом можно применить и другие «кислые» соединения соляную кислоту, серную кислоту и др. Их количество можно подсчитать по элементарной формуле:





А= ВХ/С где:

А количество реактива потребного для нейтрализации;

В молекулярный весреактива выбранного для нейтрализации;

С молекулярный вес едкого натра NaOH 39.997;

Х количество едкого натра пошедшего на гидролизацию.

Для справки, молекулярные веса реактивов пригодных для нейтрализации:

хлористый аммоний NH4Cl 53. соляная кислота HCl 36. серная кислота H4SO4 98. Вопрос: Как отражается концентрация пенообразователя ГК на кратность и устойчивость пены? Устойчивость пены, полученной из пенообразователя ГК, в отличие от других пен (алюмосульфонафтеновой, клееканифольной), имеющих максимум устойчивости при концентрации 0.25 0.3%, возрастает с увеличением концентрации. Это объясняется тем, что пленки пены пенообразователя ГК быстро застудневают. Но, что необходимо при этом обязательно учитывать, кратность получаемой пены при этом заметно снижается.

Эта интересная зависимость, позволяющая достаточно гибко управлять параметрами получаемой пены (и, при желании, поэкспериментировать в поисках оптимума), отражена на графике.

  Вопрос: Какова роль сернокислого железа в пенообразователе ГК? Анализ предыдущего графика показывает, что характер изменения кратности и устойчивости пены в зависимости от концентрации пенообразователя ГК не соответствует друг другу. Сернокислое железо, вследствие образования комплексной соли белка и сернокислого железа, меняет характер кривых изменения кратности и устойчивости в зависимости от концентрации пенообразователя. На основании серии экспериментов было установлено, что дозировка в 3.0% оптимальное количество сернокислого железа, при котором возможно достичь оптимума, как по кратности, так и по устойчивости полученной пены.

Вопрос: Чем можно заменить сернокислое железо? Сернокислое железо (железный купорос) можно с тем же успехом заменить другими сернокислыми солями сернокислым алюминием или сернокислой медью (медный купорос).

Вопрос: Что представляет собой белковый пенообразователь, изготавливаемый из отходов жизнедеятельности животных и рекламируемый на некоторых сайтах посвященных производству пенобетона? На сегодняшний день науке известен один отход жизнедеятельности млекопитающих фекалии. Тонкие ценители всегда находят им достойное применение, но народная мудрость предостерегает от столь опрометчивого шага.

Хотя экскременты и весьма ценный продукт, делать из них пенообразователи еще пока никто не додумался. Подобное утверждение может свидетельствовать только о низком уровне рекламносопроводительной информации на, скорее всего, белковый пенообразователь, изготавливаемый не из отходов жизнедеятельности, а из отходов переработки животных.

Вопрос: Что обусловило выбор именно крови для производства белкового пенообразователя? Есть ли ей замена? Действительно, белковые пенообразователи можно приготавливать из многих веществ отходов переработки животного и растительного сырья. Но только в боенской крови сочетаются наиболее оптимальные характеристики, обуславливаемые как технологичностью производства, так и составом сырья.

Белок, содержащийся в крови изначально существует в форме водного раствора не нужны дополнительные меры по измельчению сырья. И только в крови процентное содержание белков и протеинов самое высокое, по сравнению с другими отходами, применение которых возможно для изготовления белковых пенообразователей. Так, например, в льняном жмыхе, белков и протеинов 35%, в хлопковом 45%, в подсолнечном 52%.

Отходы скотобоен и рыбоперерабатывающих предприятий (рога, копыта, кишечные шлямы, рубцовые каныги, чешуя, рыбная и мясокостная мука и т.д.) содержат всего 8 10 процентов белков.

А вот кровь животных, а также альбумин кровяной технический содержат белков до 85% Вопрос: В литературе встречается противоречивые толкования по поводу гидрофобности пенобетонов полученных на основе белковых пенообразователей. В одних случаях утверждается, что такие пенобетоны имеют очень малое водопоглощение. В других как раз наоборот.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

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.