авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< 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 | 4 |   ...   | 8 |

«В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть 15 ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. ХИМИЯ УДК 663.48 И.Т. Кретов, С.В. Шахов, А.И. Потапов, Е.С. ...»

-- [ Страница 2 ] --

- 28 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК 665.622. Е.С. Афанасьев, Б.И. Римаренко Кубанский государственный технологический университет г. Краснодар, Россия СМОЛЫ В ПРОЦЕССАХ ФОРМИРОВАНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ Приведены результаты исследования состава и свойств нефтяных смол. Методом адсорбцион ной хроматографии проведено разделение, образцы исследованы методом инфракрасной спектроско пии. Определена стабилизирующая активность выделенных компонентов при формировании модель ных эмульсий “гептан-вода”. В качестве исследуемого образца выбраны смолы, полученные из нефти Новодмитриевского месторождения.

Эмульсии, образуемые тяжелыми высокосмолистыми нефтями, обладают повышенной стабиль ностью и с большим трудом поддаются разделению.

Как известно, одним из основных компонентов, стабилизирующих водонефтяные эмульсии, яв ляются смолы. Под определением “смола” принято объединять обширный класс высокомолекулярных соединений нефти, в которых сосредоточена большая часть гетероатомов, содержащийся в нефти. Оче видно, что эти соединения могут весьма существенно различаться как по молекулярной массе, так и по составу.

Представляет большой интерес более детально исследовать состав смол, разделить их и оценить стабилизирующую активность выделенных компонентов. В качестве исследуемого образца выбраны смолы, полученные из нефти Новодмитриевского месторождения, показавшие в наших исследованиях наибольшую активность как природные стабилизаторы эмульсий.

Образцы смол были получены из остатка перегонки с температурой кипения выше 450C. Выде ление осуществлялось по методу Маркуссона адсорбцией на окиси алюминия в аппарате Сокслета [2].

При исследовании нефтепродуктов, наряду с другими методами, широко применяется метод хроматографии. Из различных видов хроматографии при исследовании нефтепродуктов используется адсорбционная молекулярная хроматография, в основе которой лежит избирательная адсорбция ве ществ на твердых адсорбентах, в частности, на силикагеле.

Методика хроматографического разделения была принята как в [1] с незначительной модифика цией.

В качестве хроматографической колонки была использована стеклянная бюретка с краном. Су жение колонки было заполнено стеклянной ватой, сверху помещен кружок из фильтровальной бумаги для предотвращения выноса сорбента.

Отличие от описанного в литературе касается способа внесения сорбента. При внесении в ко лонку сухого силикагеля, практически невозможно удалить воздух из объема сорбента. Его структура оказывается неоднородной, что искажает хроматографический фронт и ухудшает разделяющую спо собность колонки.

Поэтому, заполнение колонки осуществлялось следующим образом. Навеска свежеактивирован ного силикагеля (115C, 40 мин.), охлажденного в эксикаторе, тщательно суспендировалась в 2-3 крат ном объеме гептана (что позволяло удалить весь воздух) и затем вносилась в колонку. Через неболь шой промежуток времени силикагель оседал, формируя совершенно однородный слой. Кран колонки открывался и избыточный растворитель удалялся. Часть силикагеля, осевшая на стенках, осторожно смывалась из пипетки и оседала на формирующийся слой. После удаления всего растворителя, сверху помещался кружок из фильтровальной бумаги.

Различные партии силикагеля могут значительно отличаться друг от друга по разделяющей спо собности (адсорбционной активности). Поэтому, перед хроматографическим анализом необходимо проверять эти характеристики. На практике адсорбционную способность определяют хроматографиче ским методом по результатам разделения искусственной смеси, состоящей из ароматического и алифа тического углеводородов [3]. Полученная по вышеуказанной методике, адсорбционная активность 40 г силикагеля, выраженная в граммах бензола, составила 10,98.

Для разделения в колонку было внесено 1400 мг образца смол Новодмитриевского месторожде ния.

В качестве элюирующего агента были использованы смеси растворителей с различным соотно шением компонентов. Лучшую разделяющую способность показала смесь следующего состава: петро лейный эфир – 60,0%, толуол — 32,5%, диэтиловый эфир — 5,0%, этиловый спирт — 2,5%.

Отбор элюата осуществлялся в градуированные пробирки по 20 мл. Удаление растворителя из полученных элюатов проводилось при нагревании в токе азота до постоянной массы. Возврат из ко лонки составил 78%. Выходная кривая представлена на рисунке 1.

- 29 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Рис. 1. Выходная кривая Фракцию “смолы-1” составили объединенные образцы №2 и №3 (первый пик), фракцию “смолы 2” - образцы №9, №10 и №11 (второй пик), приготовленные в виде стандартных растворов в хлоро форме.

Исследование стабилизирующей способности выделенных образцов смол-1 и смол-2 проводи лось на свежеприготовленных модельных эмульсиях ”гептан-вода” (гептан – 50 мл, вода – 50мл), ста билизированных 50 мг смол.

Разрушение полученных модельных эмульсий проводилось при температуре 50C, в качестве де эмульгатора был использован реагент ЕС-2134А в количестве 1 мл 0,1 %об раствора в толуоле на эмульсию. После внесения деэмульгатора, исследуемые образцы модельных эмульсий переносились в мерный цилиндр и нагревались до принятого значения температуры, которое поддерживалось на про тяжении всего опыта [2].

Динамика разрушения полученных эмульсий представлена на рисунке 2. Эмульсия, стабилизи рованная смолами-1, оказалась весьма устойчивой, неразрушенным осталось 28% эмульсии. Эмульсия, стабилизированная смолами-2, была разрушена достаточно легко, спустя 15 минут неразрушенным осталось менее 0,5 мл промежуточного слоя. Таким образом, стабилизирующая способность фракции “Смолы-1” значительно превосходит таковую для фракции “Смолы-2”.

Рис. 2. Динамика разрушения эмульсий, стабилизированных фракциями “Смолы-1” и “Смолы-2” Выделенные образцы смол-1 и смол-2 были исследованы методом инфракрасной спектроскопии.

Хотя возможности ИК-спектроскопии ограничены сложностью объектов исследования, однако, при сравнительном изучении образцов можно получить полезные результаты.

Отличия между ИК-спектрами смол наблюдается не только в различной интенсивности полос поглощения, но и наличием и отсутствием некоторых полос в спектрах.

- 30 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть На фоне картины общей схожести спектров следует отметить разнообразие форм и интенсивно стей пиков характеристических полос поглощения. В обоих спектрах присутствует дублет при ~2850 и ~2950 см-1 (C-H валентные колебания), полосы при 1450 см-1 (валентные колебания CH -групп), поло сы при 1380 см-1 (деформационные колебания CH3-групп). Повышенная интенсивность поглощения при 2940 см-1 указывает на присутствие в них большого количества алифатических или ациклических структур. Пик в области 1600 см-1 соответствует колебаниям углеводородного скелета ароматических ядер [4].

ИК-спектры образцов смол-1 и смол-2 различаются по полосам поглощения вблизи 760 и -1, которые присутствуют в образце смол-2 и отсутствуют в образце смол-1. Также обращает на себя см внимание более выраженные полосы 1450, 1380 и 2850 см-1 в образце смол-2.

Пик вблизи 1650 см-1, присутствующий в спектре поглощения смол-2, может указывать на при сутствие C=O связей, -ненасыщенных кетонных структур [4].

Список использованных источников 1. Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М., Гостоптехтздат, 1962.

2. Афанасьев Е.С., Горлов С.Г., Ясьян Ю.П. Факторы стабилизации водонефтяных эмульсий.

Нефтепереработка и нефтехимия, №3, 2008.

3. Богомолов А.И. Современные методы исследования нефтей, 1984.

4. Савкевич С.С. Инфракрасная спектрометрия нефтей и конденсатов. – А.: Ылым, 1990.

5. Волков В.А. Коллоидная химия. – М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2001.

6. Голубев М.В., Халикова А.И. Оптимизация подачи деэмульгатора. Нефтегазовое дело, 2004.

УДК 544. М.В. Сержантова1, 2, А.А. Кузубов1, Сибирский федеральный университет Сибирский государственный аэрокосмический университет Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН г. Красноярск, Россия КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФЕКТОВ НА ЭЛЕКТРОННУЮ СТРУКТУРУ h-BN В работе изучена зависимость энергии вакансий от относительного изменения объема пласти ны. Исследовано влияние присутствия дефектов на электронную структуру соединения h-BN. Прове дено сравнение зависимостей плотностей состояний от относительного изменения объема пластины и определена ширина запрещенной зоны.

Нитрид бора и материалы на его основе занимают заметное место в ряду важнейших инструмен тальных материалов и являются основой многих современных технологий. Основное применение h-BN – синтез сверхтвердых материалов: кубического и вюрцитоподобного нитрида бора, получение высо коогнеупорных материалов, армирующих волокон, сухая смазка для подшипников, поглотитель ней тронов в ядерных реакторах. Используется в полупроводниковых лазерах, светоизлучающих диодах, а так же, как абразивный материал, превосходный электрический и тепловой изолятор.

h-BN кристаллизуется в гексагональной структуре, аналогичной структуре графита. Кристалли ческая структура h-BN состоит из графитоподобных сеток, расположенных, в отличие от структуры графита точно одна под другой с чередованием атомов бора и азота по оси Z. Расстояние между сетка ми в решетке h-BN меньше, чем у графита, что свидетельствует о более прочной связи между сетками в структуре нитрида бора по сравнению с графитом. Из-за близости структуры и некоторых физиче ских свойств нитрида бора и графита h-BN часто называют «белым графитом».

Из литературных данных известно, что ширина запрещенной зоны h-BN варьируется в пределах от 3 до 7,5 eV [6-8] и экспериментального объяснения данному факту не найдено. Можно предполо жить, что разброс ширины щели запрещенной зоны объясняется наличием дефектов, которые в опре деленном количестве всегда присутствуют в кристалле. Наличие в структуре дефектов будет приво дить к изменению стабильности структуры. В данной работе проводился расчет вакансий в структуре - 31 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть h-BN, их энергий, а также изменениям в электронной структуре соединения, вызванные присутствием вакансий. Кроме того, изучалось влияние внешнего давления на стабильность указанных дефектов.

Все расчеты проводились в рамках формализма функционала плотности (DFT) [1] с градиент ными поправками (PBE) с использованием пакета VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package) [2-4].

Электрон-ионное взаимодействие было учтено через ультрамягкий псевдопотенциал Вандербильта (Vanderbilt ultrasoft pseudopotential) [5] с энергией ECUTOFF = 348,1 eV. Размер 2D суперячейки h-BN, содержащей 5x3x1 ячейки и вакуумный интервал (10 ) между пластинами, равен 12,49х12,99х10,14.

В расчете обратное пространство автоматически разбивалось на сетку, количество точек которой вдоль каждого из направлений равнялось 2х2х1.

Исследование зависимости энергии вакансий от относительного изменения объема показало, что при уменьшении объема пластины энергия вакансий уменьшается.

С помощью вышеперечисленных методов была проведена качественная оценка ширины запре щенной зоны в структурах h-BN, h-BN с дефектом бора и h-BN с дефектом азота. Вакансии в атомной структуре h-BN приводит к изменению электронной структуры соединения. В интервале от -3 до 1 eV, в случае дефекта бора, появляется внутреннее состояние (внедренный уровень) в области запрещенной зоны, заполненное электронами (т.е. электроны находятся на оборванных связях азота, окружающих дефект). В случае дефекта азота образуется вакантное состояние, образованное вакантными орбиталя ми атома бора.

Для плоскости h-BN уровень Ферми равен – 2,25 eV, ширина запрещенной зоны 4,94 eV. При этом данное соединение является непрямозонным полупроводником.

Для плоскости h-BN с вакансией атома бора уровень Ферми равен – 3,07 eV, ширина запрещен ной зоны 4,25 eV. Для плоскости h-BN с дефектом азота уровень Ферми равен – 0,31 eV, ширина за прещенной зоны 4,58 eV. Расчет показывает, что в данном случае зонная структура соответствует слу чаю прямозонного полупроводника.

При исследовании зависимостей плотностей состояния от относительного изменения объема пластины было выявлено, что внедренный уровень при сжатии перемещается к вакантному нижнему уровню или к заполненному верхнему уровню. В случае дефекта бора внедренный уровень при сжатии приближается к заполненному верхнему уровню, а при расширении – к вакантному нижнему уровню.

В случае дефекта азота внедренный уровень при сжатии приближается к вакантному нижнему уровню, а при расширении – к заполненному верхнему уровню.

Список использованных источников 1. Kohn, W. Self-Consistent equations including exchange and correlation effects/ W. Kohn, L.J.

Sham// Phys. Rev. – 1965. – Vol. 140. – P. 1133.

2. Kresse, G. Ab initio molecular dynamics for liquid metals/ G. Kresse, J. Hafner// Phys. Rev. – 1993.

– Vol. 47. – P. 558.

3. Kresse, G. Ab initio molecular dynamics for open-shell transition metals/ G. Kresse, J. Hafner// Phys. Rev. – 1993. – Vol. 48. – P. 13115.

4. Kresse, G. Ab initio molecular-dynamics simulation of the liquid-metal amorphous semiconductor transition in germanium/ G. Kresse, J. Hafner// Phys. Rev. – 1994. Vol. 49. – P. 14251.

5. Vanderbilt, D. Soft self-consistent pseudopotentials in generalized eigenvalue formalism/ D. Van derbilt// Phys. Rev. – 1990. – Vol. 41. – P.7892.

6. Ooi, N. Structural properties of hexagonal boron nitride/ N. Ooi1, V. Rajan, J. Gottlieb, Y. Cathe rine, J. B Adams// Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. – 2006. – Vol. 14. – Pp. 515–535.

7. Watanabe, K. Direct-band gap properties and evidence for ultraviolet lasing of hexagonal boron ni tride single crystal/ K. Watanabe, T. Taniguchi, H. Kanda// Nature Mater. – 2004. Vol. 3. – Pp. 404–409.

8. Solozhenko, V.L. Band gap energy of graphite-like hexagonal boron nitride/ V.L. Solozhenko, A.G.

Lazarenko, J.P. Petitet, A.V. Kanaev// J. Phys. Chem. Solids. – 2001. – Vol. 62. – Pp. 1331–1334.

- 32 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК 669.17. В.В. Вайтнер, И.И. Калиниченко, О.А. Антропова, Е.Г. Печерских, А.Н. Габдуллин Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого президента России Б.Н. Ельцина г. Екатеринбург, Россия ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ТЕРМИЧЕСКОГО ГИДРОЛИЗА НИТРАТОВ АЛЮМИНИЯ И МАГНИЯ Термический гидролиз является перспективным способом регенерации азотной кислоты при разработке азотнокислотных способов получения оксидов алюминия и магния. Проведен деривато графический анализ девятиводного нитрата алюминия и гексагидрата нитрата магния. Исследованы кинетика и механизм термического гидролиза нитратов алюминия и магния.

Одной из центральных проблем, препятствующих развитию кислотных способов переработки высококремнистого глинозем- и магнийсодержащего сырья, является сложность регенерации выщела чивающего агента – азотной кислоты.

Ряд описанных способов основаны на осаждении гидроксидов алюминия и магния щелочью или аммиаком, при этом в качестве побочных продуктов производства получают сульфаты, хлориды, нит раты натрия или аммония. Это приводит к необходимости введения в цикл значительных объемов ки слоты.

Согласно данным дериватографического анализа разложение Al(NO3)3·9H2O сопровождается двумя эндоэффектами с пиками при 90 и 170 0С. Первый эндотермический эффект вызван плавлением соли в собственной кристаллизационной воде, незначительная потеря массы при этом может быть отнесена к потере небольшого количества сорбционной воды. Второй эффект, начинающийся при 110 0С и заканчивающийся при 250 0С, вызван разложением нитрата алюминия с образованием основной соли. Свыше температуры 250 0С отмечается незначительная потеря массы, обусловленная дальнейшим разложением оксонитрата с образованием бемита.

На кривой ДТА Mg(NO3)2·6H2O наблюдаются эндоэффекты при 70, 80 0С, вызванные плавлением соли в собственной кристаллизационной воде. При 165, 195, 270, 335, 400, 410 0С идет отделение кристаллизационной воды и разложение соли с отгонкой нитрозных газов.

Термический гидролиз нитратов проводили в трубчатой печи. Через реакционную трубку, со держащую нитраты алюминия или магния, пропускали перегретый водяной пар.

При термическом гидролизе Al(NO3)3·9H2O возможно протекание реакций Al(NO3)3·9H2O = AlOH(NO3)2 + НNO3 + 8 H2O Al(NO3)3·9H2O = Al(OH)2NO3 + 2 НNO3 + 7 H2O Al(NO3)3·9H2O = Al(OH)3 + 3 НNO3 + 6 H2O Al(NO3)3·9H2O = AlOOH + 3НNO3 + 7 H2O 2 Al(NO3)3·9H2O = Al2O3 + 6 НNO3 + 15 H2O При термическом гидролизе Mg(NO3)26H2O возможно протекание реакций Mg(NO3)26H2O = MgOHNO3 + HNO3 + 5 H2O Mg(NO3)26H2O = Mg(OH)2 +2 HNO3 + 4 H2O Mg(NO3)26H2O = MgO + 2 HNO3 + 5 H2O При температуре выше 159 0C HNO3 разлагается:

2 HNO3 = H2O + NO2 + NO + O Конденсация паров, а также процессы в газовой фазе позволяют регенерировать азотную кисло ту 2 NO2 N2O4 + H2O = 2 HNO3 + NO 2NO + O2 = 2 NO2.

Установлено, что в процессе термического гидролиза выделяется азотная кислота – 94-96 %, азотистая кислота – до 2 % и 2-4 % оксидов азота от общего количества уловленных газообразных про дуктов распада.

Изучение влияния температурного режима на степень разложения Al(NO3)3·9H2O свидетельству ет о том, что с увеличением температуры увеличивается и степень разложения соли, составляя в стати ческих условиях 55, 67, 87, 89, 94 % при 200, 230, 260, 300, 350 0С соответственно при времени вы держки 90 мин.

Процесс термического разложения нитратов алюминия и магния в атмосфере перегретого водя ного пара протекает в несколько стадий. Например, при термическом гидролизе Al(NO3)3·9H2O на на чальном этапе происходит потеря трех молекул кристаллизационной воды из кристаллогидрата, далее - 33 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть механизм разложения меняется и происходит собственно термический гидролиз нитрата с образовани ем основной соли, скорость реакции на данном этапе, определяется распадом нитрата с отгонкой окси дов азота. При 350 0С максимум скорости реакции достигается через 10 минут от начала процесса.

Процесс протекает в кинетическом режиме, lgК = -2,74. В ходе разложения Al(NO3)3·9H2O граница раз дела двух фаз, т.е. реакционная поверхность, уменьшается, т.к. уменьшается количество исходной со ли. Кроме того, увеличивающийся слой твердых продуктов распада затрудняет диффузию. Это приво дит к снижению скорости реакции через 20 минут от начала процесса. Скорость процесса определяется диффузией газообразных продуктов реакции через слой основного нитрата, lgК = -6,97.

Значения энергий активации, равные 42,4 и 162,9 кДж/моль для начального и конечного этапов термического гидролиза Al(NO3)3·9H2O подтверждают контроль первой стадии кинетикой процесса, второй – диффузией газообразных продуктов реакции через слой твердых продуктов.

Применение термического гидролиза нитратов в технологиях переработки алюминий и магний содержащего сырья позволит не только регенерировать азотную кислоту, но отмыть полученные про дукты от нитратов щелочных и щелочноземельных металлов, в связи с отсутствием их термического разложения и спекания с алюминий и магнийсодержащими продуктами.

УДК 669.17. И.И. Калиниченко, А.Н. Габдуллин, А.С. Молодых, В.Е. Зарецкий, О.А. Антропова, Е.Г. Печерских Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого президента России Б.Н. Ельцина г. Екатеринбург, Россия ЗНАЧЕНИЕ АЗОТНОКИСЛОТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ МАГНИЙСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАГНИЯ И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ Магнийсодержащее сырье широко распространено на Урале и во всем мире. Предлагаемая азотнокислотная технология позволяет переработать данные материалы и получить ценные про дукты: оксид магния, оксиды тяжелых металлов, кремнезем. Предлагается также получение безвод ного хлорида магния или карналлита, что имеет большое значение для металлургии магния.

Магний и его соединения находят широкое применение в народном хозяйстве. Металлический магний применяется в металлургии, для производства пиротехнических изделий, легких сплавов для автомобилестроения, протекторной защиты от коррозии и т.д.

Оксид магния применяется при производстве огнеупорных материалов, трансформаторной ста ли, резинотехнических и полимерных материалов, лекарств и т.д. Карбо- и силикотермические методы позволяют из оксида магния получать металлический магний. Из оксида магния можно получить без водный хлорид магния или карналлит, что имеет особое значение для электролитических способов по лучения металлического магния.

Наша исследовательская группа предлагает перерабатывать широко распространенное как на Урале, так и во всем мире магнийсодержащее сырье: серпентиниты, дуниты, окисленные никелевые руды и т.д. Получаются высокочистый оксид магния, чистый высокодисперсный кремнезем, а также оксиды тяжелых металлов. Предлагается также прямой синтез безводного хлорида магния или карнал лита из наработанного при этом оксида магния.

Серпентинит – многотоннажный отход асбестообогатительной промышленности. В нем содер жатся минералы группы серпентина: хризотил-асбест, лизардит, антигорит с общей формулой Mg3[Si2O5](OH)4, а также магнетит, хромсодержащие шпинели. В исследованиях использовался сер пентинит Баженовского месторождения со следующим усредненным составом (% масс.): SiO2 42;

МgО 38–40;

Fе2О3 3–5;

FeО 1,0;

Сг2О3 0,28;

NiО 0,23;

МnО 0,25;

Аl2О3 1,9;

СаО 1,95;

п.п.п. 10–12.

Предлагаемая технология по переработке серпентинита предполагает следующие стадии переде ла:

– выщелачивание измельченного серпентинита азотной кислотой;

– разделение фильтрованием раствора нитратов магния и других металлов от кремнеземистого остатка;

– магнитную сепарацию кремнезема с выделением железо-хром-марганцевой шпинели. При этом получается готовый продукт "белая сажа" – чистый кремнезем с высокой удельной поверхностью;

- 34 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть – нейтрализация кислого нитратного раствора водной суспензией оксида магния до рН 8 и оса ждение гидроксидов тяжелых металлов и алюминия;

– отделение осадка от чистого раствора нитрата магния. Гидроксиды тяжелых металлов и алю миния смешиваются с магнитной фракцией и могут быть использованы для получения легированной стали;

– выпаривание раствора и кристаллизация гексагидрата нитрата магния;

– термический гидролиз нитрата магния в атмосфере перегретого водяного пара с получением высокочистого оксида магния и нитрозных газов (HNO3, NO2, NO, O2, H2O), конденсация которых по зволяет регенерировать азотную кислоту и вернуть на стадию выщелачивания.

Методы по переработке серпентинита также предлагались и другими авторами, например, в ра ботах [1–5]. Предлагаемый нами метод имеет следующие преимущества перед данными работами:

– меньшая агрессивность азотной кислоты по отношению к стальному оборудованию по срав нению с соляной;

– замкнутость технологического цикла по выщелачивающему реагенту – кислоте и нейтрали зующему – оксиду магния;

– безотходность и комплексность переработки.

Значимость разработки подтверждается патентом РФ [6].

Окисленные никелевые руды – руды вторичного происхождения образованные в результате вы ветривания ультраосновных серпентинитовых пород. Из-за высокого содержания оксида магния окис ленные никелевые руды Урала непригодны для металлургии никеля. В исследовательской работе ис пользовались руды Серовского месторождения. Они содержат минералы группы серпентина, тальк (Ni,Mg)[Si4O10](OH)2, кальцит CaCO3, актинолит или тремолит Ca2Mg5[Si4O11]F2, ревдинскит (Ni,Mg,Al)6[(Si,Al)4O10](OH)8. Руда имеет следующий химический состав (% масс.): SiO2 42,7–43,89;

МgО 13,73–34,1;

FeО 14,8–31,32;

Сг2О3 0,17–1,82;

NiО 2,39–2,44;

МnО 0,01–0,47;

Аl2О3 4,10–4,91;

СаО 0,22–0,34;

п.п.п. 0,92–1,71.

Технология переработки окисленных никелевых руд отличает от вышеописанной наличие пред варительной термической обработки исходного сырья при температуре 650 0С, а также используется дробное осаждение гидроксидов металлов при различных значениях рН [7, с. 56]. Это позволяет полу чить более богатый никелем концентрат. Метод переработки окисленных никелевых руд отличен от [8–10] и дает возможность использования руды с высоким содержанием железа и магния. Данная тех нология сохраняет все преимущества, предлагаемого нами способа переработки серпентинита.

Вследствие невысокой температуры разложения нитрата магния по сравнению с сульфатом и хлоридом получаемый нами оксид магния имеет высокую активность. Это имеет большое значение при прямом синтезе безводных хлорида магния или карналлита, для получения которых в электроли тическом производстве металлического магния обязательное обезвоживание их кристаллогидратов.

В настоящее время безводный хлорид магния получают из бишофита, магнезита и оксида магния (используя хлор и монооксид углерода, в качестве восстановителя).

Однако многие существующие способы производства безводного хлорида магния ха рактеризуется ресурсоемким, экологически неэффективным и сложным процессом на всех стадиях технологической цепочки. При обезвоживании в токе соляной кислоты недостатком является токсичность и агрессивность хлора и соляной кислоты по отношению к металлическому обо рудованию. При обезвоживании, основанном на использовании хлорида аммония и низших спиртов (в качестве растворителя хлорида магния) недостаток – высокая стоимость, огнеопасность применяемых органических растворителей и сложность последующего отделения хлорида магния. Кроме того, чаще всего все операции по обезвоживанию протекают в расплавах, что удлиняет технологическую цепочку и увеличивает издержки на подготовку сырья и обработку продуктов производства [11,12].

Карналлит обезвоживается легче бишофита, что делает его ценным сырьем для получения ме таллического магния. В основном существует два метода обезвоживания карналлита – в кипящем слое и в расплавленном состоянии. В кипящем слое, вследствие увеличения реакционной поверхности, про цесс идет при более низких температурах, нежели в расплаве [13,14].

Предлагаемая нами технология основывается на реакции взаимодействия хлорида аммония и ок сида магния, полученного вышеупомянутым способом. Следует отметить, что реакция начинает проте кать уже при комнатной температуре.

Суть метода заключается в том, что смесь хлорида аммония и оксида магния нагревается выше температуры плавления хлорида аммония (337,6 0C). В результате реакции получается безводный хло рид магния и удаляется газообразная аммиачно-хлоридноаммонийная смесь.

Предлагаемый метод обладает следующими преимуществами:

– процесс протекает не в расплаве, а в твердом состоянии, что позволяет сократить технологи ческую цепочку;

- 35 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть – в качестве хлорирующего агента используется хлорид аммония, который менее токсичен и агрессивен по сравнению с хлором и соляной кислотой;

– метод позволяет проводить процесс при более низкой температуре, по сравнению с другими методами, что позволит уменьшить энергозатраты.

Очевидно, что данный метод получения безводных хлорида магния и карналлита окажется менее энергоемким и более эффективным с экономической и экологической точки зрения по сравнению с традиционными методами.

Список использованных источников 1. Пат. 2038301 RU C01 F 5/06. Способ получения оксида магния / Велинский В.В., Гусев Г.М.;

НГУ;

№ 4950363/26;

заявл. 26.06.1991;

опубл. 27.06.1995. Бюл. № 24/2000. 3 с.

2. Па т. 2209780 R U C 02 F 5 /02. Сп ос об п ол учен и я чи ст ог о окси да ма гн и я / Але кса н д ров Ю.Ю., Олей н и ков Ю. В., Па ра мон ов Г.П.;

№ 2000126921/12;

заявл. 26.10.2000;

опубл. 20.09.2002. Бюл. № 200611. 7 с.

3. Нажарова Л.Н. Солянокислотная переработка серпентинита: Автореф. дис. канд. техн. наук.

Казань, 1999. 16 с.

4. Пат. 2244044 RU C1. Способ получения магния из серпентинита / Пенский А.В., Шундиков Н.А., Гладикова Л.А. № 2003136455/02;

заявл. 16.12.2003;

опубл. 10.01.2005. Бюл. № 1. 6 с.

5. Гаприндашвили В.Н., Гогичадзе Л.К. Азотнокислотная переработка грузинских серпенти нитов // Сообщ. АН Груз.ССР. 1965. №2. С. 295 – 6. Пат. 2292300 RU C 01 F 5/02. Способ переработки серпентинита / Калиниченко И.И. (RU), Габдуллин А.Н. (RU): №2005122242/15;

заявл. 13.07.2005;

опубл. 27.01.2007. Бюл. № 3. 10 с.

7. Справочник химика. Т.4. Л.: Химия, 1967. 920 с.

8. Пат. 2182188 RU C1. Способ получения никеля / Басков Д. Б., Плеханов С. В., Орлов С. Л., Середа Г. А. № 2001112791/02;

заявл. 15.05.2001;

опубл. 10.05.2002. Бюл. 3 с.

9. Пат. 2182187 RU C1. Способ получения никеля кобальта/ Басков Д. Б., Плеханов С. В., Ор лов С. Л., Середа Г. А. № 2001112369/02;

заявл. 10.05.2001;

опубл. 10.05.2002. Бюл. 2 с.

10. Пат. 2287597 RU C2. Способ переработки окисленной никелькобальтовой руды / Синегри бов В. А., Кольцов В. Ю., Логвиненко И. А., Мельник Г. В., Батшев В. И. № 2004126098/02;

заявл.

27.08.2004;

опубл. 20.11.2006. Бюл. 5 с.

11. Пат. 2134658 AU C01F5/34. Безводный хлористый магний / Грегори Джон Шихан (AU);

Фук-Син Вонг (AU);

Майкл Меттью Хорн (AU);

Манабу Кодама (JP);

Дэвид Хьюс Дженкинз (AU). № 96110184/25;

заявл. 28.10.1994;

опубл. 20.08.1999.

12. Пат. 2260562 RU C1. Способ обезвоживания хлормагниевого сырья и устройство для его осуществления / Михайлов Э.Ф., Потеха С.И., Батенев Б.Е., Тетерин В.В., Рымкевич А.А., № 2004122759/15;

заявл. 23.07.2004 ;

опубл. 27.09.2005. Бюл. 5 с.

13. Пат. 2165887 RU C01F5/32. Способ получения безводного карналлита и устройство для его осуществления / Курносенко В.В.;

Беседин В.А.;

Батенев Б.Е.;

Ельцов Б.И.;

Николаев М.М. № 99117567/12;

заявл. 09.08.1999;

опубл. 27.04.2001. Бюл. 5 с.

14. Пат. 2169702 RU C01F5/34. Способ обезвоживания синтетического карналлита / Сафрыгин Ю.С.;

Осипова Г.В.;

Букша Ю.В.;

Тимофеев В.И.;

Терентьева Г.И.;

Поликша А.М.;

Коноплев Е.В.;

Ко новалов В.И.;

Мартюшев В.И.;

Ряпосов Ю.А. № 99107681/12;

заявл. 09.04.1999;

опубл. 27.06.2001.

Бюл. 5 с.

УДК 665.662. А.В. Зеренинова, О.В. Анищенко Волгоградский Государственный Технический Университет г. Волгоград, Россия ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРОПАНОВОЙ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ В статье обобщены результаты структурно-функционального анализа установки типа 36/ деасфальтизации гудрона пропаном с целью получения сырья для производства высоковязких мине ральных масел.

Важное направление деятельности нефтяных компаний - производство и продажа масел, отве чающих современным международным требованиям. С применением традиционных процессов выра ботка масел осуществляется на ряде предприятий.

- 36 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть В производстве высоковязких минеральных масел из остаточных продуктов переработки нефти в качестве головного применяется процесс деасфальтизации вакуумных остатков сжиженными углево дородными растворителями. Нами проведен структурно-функциональный анализ установки типа 36/ деасфальтизации гудрона.

Целевой функцией установки деасфальтизации типа 36/2 масляного и нефтехимического произ водства является удаление асфальто-смолистых соединений из гудрона пропаном с целью улучшения эксплуатационных свойств масляных фракций.

Получение деасфальтизата сводится к следующим технологическим процессам: экстракция жид ким пропаном масляных углеводородов из гудрона;

регенерация пропана из раствора деасфальтизата;

регенерация пропана из асфальтового раствора. Выход и качество деасфальтизата определяются набо ром факторов (качеством растворителя, характеристикой сырья, соотношением гудрона к пропану, температурным режимом, давлением).

На стадии подготовки сырья обеспечивается удержание пропана в жидком состоянии, уменьше ние коррозии аппаратуры за счет очистки его от сероводорода, извлечение из растворителя бутана, что способствует улучшению стабильных показателей качества деасфальтизата. Однако блок очистки и компремирования пропана многостадийный, громоздкий и энергоемкий, а образование большого ко личества сточных вод существенно снижает экологические характеристики производства.

Одной из мер по улучшению процесса деасфальтизации гудрона пропаном является замена двухступенчатых поршневых компрессоров, которые крайне ненадежны в работе и предъявляют по вышенные требования к обеспечению пожаро- и взрывобезопасности, струйными. Преимущества по следних заключаются в простоте конструкции, отсутствие вращающихся деталей, низких капитальных и эксплуатационных затратах, а также малом сроке окупаемости.

В структуре секции деасфальтизации целевая функция обеспечивается на стадии получения це левого продукта, которая является основной, протекающей в узле экстракции.

В результате проведенного анализа установлено, что к положительным моментам выполнения функции этого узла относятся отсутствие жестких требований к сырью – гудрону, возможность регу лирования глубины извлечения смолисто-асфальтеновых веществ и полициклических ароматических углеводородов, а также повышение селективности процесса за счет создания температурного градиента по высоте экстракторов. Но из-за недостаточной эффективности массообмена в деасфальтизационных колоннах недостатками схемы являются низкие отбор и качество деасфальтизата.

Существуют различные варианты модернизации технологии процесса деасфальтизации остатков вакуумной перегонки мазута пропаном. Их реализация предполагает использование инжекторов и от ражателей, установленных внутри аппарата, контактных устройств насадочного типа, наличие специ ального смесителя узла подготовки сырья, гомогенизатора. Внедрение этих технических решений не влечет значительных капитальных затрат, а предполагает лишь частичную реконструкцию установки.

За счет интенсификации стадии экстракции обеспечиваются снижение потерь деасфальтизата с раствором асфальта, повышение селективности процесса и выхода целевого продукта, уменьшение кратности растворителя к сырью.

Положительным моментом стадии выделения целевого продукта является простота конструкции аппарата охлаждения деасфальтизата, но возможность циркуляции пропана обеспечивает многоста дийность и высокую энергоемкость процесса регенерации растворителя.

Новые перспективы рассматриваемого процесса появились при внедрении энергосберегающей технологии сверхкритической регенерации растворителя из деасфальтизатного раствора с использова нием инжекторной системы компремирования.

Кроме того, возможна замена «жесткого» печного нагрева раствора асфальта, приводящего к термическому разложению серосодержащих соединений до сероводорода, вызывающего коррозион ный износ технологического оборудования, «мягким» нагревом в теплообменниках.

Таким образом, структурно-функциональный анализ деасфальтизации гудрона выявил необхо димость интенсификации процесса как на стадии экстракции целевых компонентов из сырья, так и на стадии регенерации растворителя из раствора деасфальтизата и асфальтовой фазы. Совокупность тех нических решений обеспечит повышение отбора и качества деасфальтизата, сокращение энергозатрат на осуществление процесса, а также улучшение показателей работы установки. Только применение комплекса мер по совершенствованию существующих установок процессов вторичной переработки нефтяных остатков позволит решить актуальную уже многие годы проблему глубокой переработки нефти.

- 37 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК 653. Е.А. Ильиных Воронежская государственная технологическая академия г. Воронеж, Россия ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШКВАРЫ В КОЛБАСНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Обосновано использование шквары в технологиях жаренных колбас обогащающих продукт пи щевыми волокнами животного происхождения и решающими проблему рационального и полного ис пользования сырья.

В процессе переработки жировой ткани сельскохозяйственных животных, в частности при полу чении топленых жиров в качестве побочного продукта образуется шквара, представленная, в основном, остатком соединительной ткани, подвергнувшимся тепловой деградации.

Шквару можно получать, вытапливая жир сухим и мокрым способом. При мокром способе белки жировой ткани денатурируют, коллаген, не растворимый в воде, переходит в растворимый глютин. В результате оболочки жировых клеток разрываются, благодаря чему жир в расплавленном состоянии мигрирует из разрушенных клеток. Выделившийся жир под действием глютина способен эмульгиро ваться и в зависимости от режимов тепловой обработки подвергаться в той или иной степени гидроли зу с образованием свободных жирных кислот [1].

В результате такой обработки получают трехфазную систему, включающую жир, бульон и шквару.

При сухом способе вытопки белки жировой ткани дегидратируют, оболочки жировых клеток становятся хрупкими и разрушаются. Жир, содержащийся в клетках, расплавляется и выделяется из них. После вытопки получается двухфазная система, состоящая из сухой жирной шквары и жира.

Окончательно жир отделяется от шквары и бульона прессованием, центрифугированием, сепа рированием.

Преимущество мокрого способа - возможность безотходной переработки жира - сырца. К досто инствам следует отнести улучшение органолептических показателей вытопленного жира: вкуса, запаха и цвета за счет возможного подгорания. Полученная при мокром методе вытопки, шквара содержит незначительное количество жира. При мокром способе содержание жира в шкваре не более 5 % при влажности 0,3 - 0,5%. Мокрым способом получают жир и шквару более высокого качества с меньшими потерями жира. При сухом способе обработке шквара содержит 8 - 10 % жира при влажности 80 % [2].

Проведенный анализ химического состава шквары свидетельствует о значительном содержании в ней белковых веществ и подтверждает целесообразность ее использования в технологиях мясных продуктов. Установлено, что общее содержание белка в шкваре составляет 53,6 ± 6,08% (таблица 1).

Таблица Химический состав свиного жира и продуктов его переработки Массовая доля, % Наименование сырья белка влаги жира золы 4,35 ± 0,96 6,4 ± 0,62 92,2 ± 6,32 0,05 ± 0, Жир - сырец 0 0,3 ± 0,04 99,6 ± 4,06 0,10 ± 0, Топленый жир 53,6 ± 6,08 10,0 ± 0,85 27,4 ± 1,57 9,0 ± 0, Шквара Известно, что в состав белков шквары входят 22 - 44% коллагена и 19 - 30% эластина. Однако использование шквары в технологиях мясных продуктов ограничено.

В настоящее время соединительную ткань рассматривают как балластное вещество и необходи мый компонент питания. В связи с этим возрастает практический интерес к рациональному и полному использованию шквары на пищевые цели.

Таблица Кислотное число свиного жира и продуктов его переработки Исследуемый продукт Кислотное число, мг KOH Жир - сырец 2,2 ± 0, Топленый жир 1,5 ± 0, Шквара 3,5 ± 0, Кислотное число характеризует количество свободных жирных кислот в жире. Результаты опре деления кислотного числа в продукте переработке жира, показывают, что наибольшее количество сво - 38 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть бодных жирных кислот содержится в шкваре (таблица 2). Это связано с тем, что в процессе вытопки жира происходит термический гидролиз ацилглицеридов и накопление свободных жирных кислот. На основании проведенных исследований обоснованно использование шквары, получаемой после вытоп ки свиного жира, в рецептуре жареных колбас. Введение шквары в состав колба обогащает их пище выми волокнами, улучшает органолептические показатели, и обеспечивает более полное использова ние сырья.

Список использованных источников 1. Жиры. Химический состав и экспертиза качества [Текст] // О.Б. Рудаков [и др.]. – М.: ДеЛи принт, 2005. – 312 с.

2. О Брайен, Р. Жиры и масла [Текст]: производство, состав и свойства, применение: «Профес сия», 2007. – 752 с.

УДК 661.657.4, 549.657. В.А. Борисов, А.Н. Дьяченко, А.Д. Киселев, И.В. Петлин Томский политехнический университет г. Томск, Россия ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ПРИМЕСИ БОРА ПРИ СУБЛИМАЦИОННОЙ ОЧИСТКЕ (NH4)2SIF Методом ТГА исследовано взаимодействие B2O3 с NH4F·HF: определены температуры начала реакции и возгонки продуктов реакции. Методами ИК-спектроскопии и РФА идентифицированы про дукты взаимодействия B2O3 с NH4F·HF при 200 и 300 °С, остаток после сублимации при 350 °С и де сублимат. Определены кинетические закономерности сублимации продукта взаимодействия B2O3 с NH4F·HF, полученного при 300 °С и (NH4)2SiF6. Показана не эффективность очистки (NH4)2SiF6 от примеси бора методом простой возгонки.

Материалы с заданными свойствами создают из особо чистых веществ. Для производства опти ческого волокна требуется SiO2 с чистотой 99,99 % и выше. Существуют различные способы получе ния высокочистого SiO2: аэросильный заключающийся в гидролизе SiCl4 или SiF4 водяным паром при 1000 – 1100°С [1, 2];

метод абсорбции и аммиачного гидролиза SiF4 [3]. Основным недостатком данных методов является использование агрессивных летучих соединений, что делает их экологически не безопасными.

Альтернативным является фтораммонийный способ получения SiO2 [4]. При взаимодействии песка и NH4F при 110-150°С образуется полупродукт, представляющий собой смесь (NH4)2SiF6 с фто ридами примесей. (NH4)2SiF6 очищают сублимационным методом. Очищенный (NH4)2SiF6 растворяют, подвергают аммиачному осаждению, в результате которого образуется SiO2·nH2O. Прокаливая при 800°С SiO2·nH2O получают безводный SiO2, с содержанием основного вещества 99,99 %.

Сублимацией удается очистить (NH4)2SiF6 от примесей большинства металлов и не металлов.

Примесь бора, присутствующая в исходном сырье в виде кислородсодержащих соединений бора, при сублимационной очистке не удаляется. Поэтому целью работы являлось изучение взаимодействия и идентификация продуктов взаимодействия B2O3 c NH4F·HF. А так же сравнение термического поведе ния продуктов взаимодействия и (NH4)2SiF6.

Взаимодействие B2O3 с NH4F·HF исследовали методами термогравиметрического анализа (ТГА) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) [5] на совмещенном ТГ/ДТА/ДСК анализато ре SDT Q600. Активное химическое взаимодействие начинается уже при смешении B2O3 с NH4F·HF, при 25 °С, что подтверждается растворением смеси. При нагревании образовавшейся смеси боратов и фторобората аммония до 91 °С начинается удаление воды и аммиака, характеризующееся эндоэффек том. В интервале температур 202 – 266 °С происходит фторирование боратов аммония до NH4BF4, ко торый сублимируется в интервале температур 266 – 363 °С, что характеризуется глубоким эндоэффек том на ДСК кривой. При взаимодействии SiO2 с NH4F·HF образуется (NH4)2SiF6 [4], возгоняющийся в интервале температур 250 – 330 °С [6].

Для идентификации продуктов реакции был проведен их синтез из стехиометрической смеси, состава B2O3 (34 грамма) и NH4F*HF (110 грамм), по следующей реакции:

B2O3 + 4NH4F·HF = 2NH4BF4 + 3H2O + 2NH3 (1) - 39 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Продукт 1 получен при температуре 200 °С в течение 5 часов;

продукт 2 – прокаливанием про дукта 1 при 300 °С в течении 1 час. Продукты 3 и 4 – это десублимат и остаток полученные при субли мации продукта 2 при 350 °С.

Методом ИК-спектроскопии были исследованы продукты 1, 2, 3 и 4 на ИК-спектрометре NICOLET 6700 Thermo Electron Corporation.

На полученных спектрах были обнаружены, характерные для иона аммония пики, при 3133, 3034, 2835, и 1403 см-1. Так же на спектрах присутствуют пики BF4-, при 1295, 1130, 1090, 1030, 770 и 530 см-1;

пики B4O7-2, при 3340 и 1252 см-1;

пик NH4F, при 1514 см-1.

На ИК-спектрах продуктов 1 и 2 помимо выше упомянутых пиков, так же присутствуют, харак терные для NH4F пики, при 1805, 1620, 1475 и 722 см-1;

и характерный для NH4F*HF пик, при 2097 см. Присутствие этих соединений указывает о не полном реагировании исходных веществ. На ИК спектрах продуктов 2 и 3 присутствуют дополнительные пики NH4F, при 1360, 473 и 456 см-1;

пик B4O7-2, при 830 см-1. На ИК-спектрах продуктов 1 и 3, обнаружен пик BF4-, при 1061 см-1 и пик NH4F, при 720 см-1. ИК-спетр продукта 4 имеет характерные для NH4F слабые пики, при 485,7 и 1471 см-1;

а так же слабый пик NH4F*HF, при 2104 см-1.

Продукты 1, 2, 3 и 4 были исследованы методом рентгенофазового анализа, который проводили на приборе ДРОН – 3М с медным антикатодом.

Основой всех продуктов является тетрафтороборат аммония (NH4BF4). Продукт 1 содержит гид раты боратов, состава:NH4B5O6(OH)4, NH4B5O8·3H2O, (NH4)2B10O16·H2O, и бифторид аммония (NH4F·HF), то есть реакция фторирования при заданной температуре протекает не до конца.

Продукт 2 содержит NH4B8O13·H2O и более интенсивные пики NH4BF4, то есть при повышении температуры происходит фторирование боратов до фтороборатов. Анализ продуктов 3 и 4 показал на личие только (NH4BF4).

Данные по ИК-спектрометрическому и рентгенофазовому анализов указывают о том, что реак ция взаимодействия B2O3 с NH4F·HF полностью протекает при нагреве исходной смеси до 350 оС. При этом происходит фторирование боратов, полученных при 200 оС до фтороборатов.

Кинетический эксперимент возгонки продукта 2 и (NH4)2SiF6 проводили методом непрерывного взвешивания [8]. Продукт 2 выдерживали при Т = 290, 310, 330, 340 оС до постоянной массы. Предпо ложительная реакция возгонки NH4BF4 имеет вид:

NH4BF4 = BF3 + NH3 + HF (2) (NH4)2SiF6 выдерживали при Т = 300, 320, 340, 360 оС до постоянной массы. Предположительная реакция возгонки (NH4)2SiF6 имеет вид:

(NH4)2SiF6 = SiF4 + 2NH3 + 2HF (3) Экспериментальные данные описываются уравнениями сокращающейся сферы. Зависимость степени превращения от времени для процесса возгонки NH4BF4 : = 1 - (1 – 161,6 ·exp(36213/ RT)·t) Зависимость степени превращения от времени для процесса возгонки (NH4)2SiF6: = 1 - (1 – 14,57 ·exp(37553/ RT)·t) Энергии активации обоих процессов, равные 36,2 и 37,55 кДж, близки по значению, оба процес са лимитируются в кинетической области.

Для оценки возможности разделения (NH4)2SiF6 и NH4BF4 провели ТГА в изотермических усло виях. Была выбрана температура 250 °С потому, что, по данным ТГА, (NH4)2SiF6 при этой температуре должен сублимироваться отдельно от NH4BF4. Смесь (NH4)2SiF6 и NH4BF4 в массовом соотношении 1:1 выдерживали при температуре 250 °С. В начальный момент времени из смеси происходит совмест ная сублимация (NH4)2SiF6 и NH4BF4. Первым сублимируется (NH4)2SiF6, после чего сублимируется только NH4BF4. Таким образом можно удалить примесь кремния из бора, но не примесь бора из крем ния. Поэтому разделение NH4BF4 и (NH4)2SiF6 с помощью разной температуры возгонки невозможно.

Выводы 1. Согласно ТГА B2O3 с NH4F·HF начинает взаимодействовать при 25 °С, при 91 °С начинают удаляться вода и аммиак, образующийся до температуры 266 °С NH4BF4 полностью сублимируется до температуры 363 °С.

2. Согласно ИК-спектрометрии и рентгенофазовому анализу в продуктах реакции B2O3 с NH4F·HF при 200 и 300 °С кроме NH4BF4 обнаружены бораты аммония и не прореагировавший NH4F·HF, а остаток от сублимации при 350 °С и десублимат содержат только NH4BF4.

3. Из кинетического анализа установлены энергии активации NH4BF4 Е=36,21 кДж и (NH4)2SiF Е=37,55 кДж.

4. Интервалы температур сублимации NH4BF4 266 – 363 °С и (NH4)2SiF6 250 – 330 °С перекры ваются, значения энергий активации совпадают, поэтому очистить (NH4)2SiF6 от примеси бора мето дом простой перегонки не возможно.

- 40 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Список использованных источников 1. Способ получения белой сажи: а.с. 715462 СССР № 2656649/23-26;

заявл. 14.08.78;

опубл.

15.02.80.

2. Способ получения высокодисперсного диоксида кремния: а.с. 1710506 СССР №4772667/26;

заявл. 22.12.89;

опубл. 07.02.92.

3. Способ гидрохимического получения высокодисперсного диоксида кремния из техногенного кремнийсодержащего сырья: пат. 2261841 Рос. Федерация. № 2004109475/15;

заявл. 29.03.2004;

опубл.

10.10.2005.

4. Технология синтетического оксида кремния // [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://www.ftortechnology.ru/f891.html, свободный. – Загл. с экрана 5. Уэндландт У. Термические методы анализа - М. Мир, 1978.

6. Накамото К. ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.:

«Мир» 1991. 536 с.

7. Крайденко Р.И. Выделение ценных компонентов из медно-никелевого концентрата хлороам монийным методом // Химическая промышленность сегодня 2008 № 11 с. 13-17.

8. Крайденко Р.И. Фтораммонийное разделение многокомпонентных силикатных систем на ин дивидуальные оксиды: дис. … канд. хим. наук. – Томск 2007. – 135 с.

УДК 54.062:597. В.С. Слободяник, Е.В. Алтухова, Ю.И. Маслова, Нгуен Тхи Чук Лоан Воронежская государственная технологическая академия г. Воронеж, Россия ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОРСКОЙ КАПУСТЫ И КАЛЬМАРА В КАЧЕСТВЕ ЙОДОБОГАТИТЕЛЕЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ В настоящее время одним из приоритетных направлений развития пищевой промышленности является совершенствование существующих и разработка продуктов питания функционального на значения. Перспективным направлением является создание йодобогащённых продуктов на основе прудовой рыбы [3].

В большинстве регионов России в природной окружающей среде содержится недостаточное ко личество йода. Известно, что йод является необходимым компонентом для синтеза гормонов щитовид ной железы, которые стимулируют синтез белка, участвуют в углеводном и жировом обмене, укрепля ют иммунную систему, снижают уровень холестерина, регулируют деятельность нервной системы, контролируют умственное и физическое развитие организма. Дефицит йода в продуктах питания и во де приводит к развитию дефицита в организме человека и снижению синтеза тиреоидных гормонов, т.е. является причиной снижения функциональной активности щитовидной железы [1, 3].


В качестве перспективного сырья для создания функциональных рыбных продуктов, обогащен ных йодом, можно рассматривать прудовую рыбу и морскую аквакультуру [2].

Как представитель пресноводной рыбы внутриматериковых водоемов, прудовая рыба отличается низким уровнем йода в мышечной ткани по сравнению с морской и океанической [2].

Интенсивное развитие прудового рыбоводства в Центральном и Центрально-Черноземном ре гионах позволяет использовать наиболее распространённых пресноводных гидробионтов – карпа, тол столобика, белого амура и других рыб в качестве основного сырья при производстве фаршевых полу фабрикатов функционального назначения [2].

В качестве объектов исследования в работе использовали карпов из рыбоводческих хозяйств Во ронежской области как представителей пресноводной прудовой аквакультуры, а в качестве морской аквакультуры использовали кальмаров тихоокеанских и морскую капусту (ламинарию).

Содержание микроэлементов определяли на атомно-абсорбционном анализаторе (ААА-339Т) на базе ВНИВИИПФиТ.

Анализ результатов проведенных исследований по содержанию йода в мясе карпа, кальмара, а также в сухой ламинарии показал, что содержание йода в мясе карпа довольно низкое по сравнению с морскими рыбами и составляет 0,14 ± 0,011 мг/кг, поэтому продукты из мяса карпа требуют коррекции по содержанию йода. Учитывая довольно высокий уровень йода в мясе кальмара (1,754 ± 0,0684 мг/кг) и в ламинарии (580 ± 220 мг/кг), их целесообразно использовать для создания продуктов функциональ ного назначения.

Разработана рецептура паштета на основе мяса прудовой рыбы (карп) и кальмара (соотношение - 41 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть основного сырья – карп:кальмар составляет 30:40), проведены исследования химического состава, функционально-технологических свойств, рассчитан аминокислотный скор, определено содержание микроэлементов (Fe, Cu, Zn, Mn и I). Особое внимание было уделено содержанию йода в готовом про дукте.

Готовый продукт содержит 56,6 мкг йода на 100 г, имеет высокий показатель биологической ценности за счет сбалансированного аминокислотного состава, а также обладает хорошими функцио нально-технологическими свойствами, что позволяет рассматривать его в качестве функционального продукта, рекомендуемого для всех категорий населения.

В качестве йодобогатителя в рецептуре фаршевых полуфабрикатов использовали ламинарию, т.к. она в своем составе содержит значительное количество органического йода (580 ± 220 мг/кг) [1].

При тепловой обработке содержание йода в морской капусте снижается приблизительно на 40 50%, т.е. в 100 г готовой продукции содержание йода составляет около 60% от суточной нормы. Так как часть йода поступает в организм с другими продуктами, уровень этого микроэлемента в разрабо танных продуктах представляется оптимальным [1, 3].

Таким образом, создание функциональных продуктов питания на основе прудовой рыбы с ис пользованием в качестве йодобогатителей кальмара или морской капусты целесообразно и актуально.

Список использованных источников 1. Гореликова, Г. А. Обогащение пищевых продуктов йодом [Текст] / Г. А. Гореликова, Н. И.

Давыденко, Л. А. Маюрникова, В. М. Поздняковский, С. Ф. Зинчук // Пищ. промышленность – 2003, № 2. - С. 60-61.

2. Лебедева, Н. А. Химический состав мяса товарного карпа при разных технологиях выращива ния [Текст] / Н. А. Лебедева, М. Ф. Боровков //Рыбное хозяйство – 2006, № 5. - С. 108-111.

3. Хуршудян С.А. Функциональные продукты питания: проблемы на фоне стабильного роста [Текст] / С.А Хуршудян. // Рыбное хозяйство – 2009, № 1. - С. 8-9.

UDC 665. O.A. Sipkova The supervisor of studies: the senior lecturer, scientific adviser E.M. Youriev Linguistic adviser: teacher of English A.V. Makarovskikh Tomsk Polytechnic University Tomsk, Russia THE BASIC APPROACHES TO THE DESCRIPTION OF THE MECHANISM OF SYNTHESIS МЕТHANOL В работе проводится изучение физико-химических особенностей крупнотоннажного нефтехи мического процесса — синтеза метанола. Основной целью работы являлось рассмотрение сущест вующих научных подходов к описанию механизма реакций. Отмечены два наиболее значимых подхода:

ударный механизм Розовского, основанный на взаимодействии молекул воды с поверхностью контак та, и детальный механизм, учитывающий широкий спектр поверхностных реакций на катализаторе.

Полученные в работе результаты будут использованы для составления математической модели про мышленного реактора.

Methanol is one of the major products of organic synthesis. It has wide application as solvent, interme diate product for manufacture of many other products (formaldehyde, methylamine, an acetic acid, caromed pitches, etc.). Besides recently methanol become widely used as a raw material for microbiological synthesis of fiber, as an energy source, and as for synthesis of a component motor fuel – methyl-tret-butyl an ether - an effective antidetonator [1].

The Purpose of the given work is consideration of the basic scientific approaches to the description of the mechanism of process of methanol synthesis from CO and Н2.

All industrial methods of methanol synthesis are based on the following reaction:

СО+2Н2СН3ОН, - Но298=90,84 kG/mol.

These methods differ in used catalysts and conditions of process. About 80 % of methanol world pro duction nowadays is carried out on the installations which are based on processes proceeding at average pres sures (46 MPа) on catalysts CuOZnOAl2O3 (Cr2O3) catalysts at temperatures of 230260 оС [1].

On old catalysts of synthesis methanol, containing Zn and Cr, the condition of a surface of the catalyst with a low degree of restoration provided stability given catalyses systems and their high selectivity at insigni ficant speeds of the basic reaction [2].

- 42 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть In connection with high cost of the basic industrial catalysts of methanol synthesis testing and a choice of catalyst systems is the determining factor for effective process operation. This is actual especially for low synthesis on Zn-Cu-Al system.

Two possible approaches to the description of the mechanism of methanol synthesis are known now.

One of them is "shock" approach offered in work [2]. The second - synthesis in view of the superficial me chanism reaction course [4].

Rozovskiy and his employees assume that methanol synthesis is anticipated by reactions of shock re placement of water of carbon dioxide [3]:

хН2О (+СО2) Н2О·СО2 (Н2О) хСО2 (+Н2) хСО2·Н2 (+2Н2) хСН3ОН+Н2О Advantage of the "shock" mechanism in simplicity as a process of synthesis is based on research of ki netic of only two reactions:

СО2+3Н2 СН3ОН +Н2О СО+2Н2 СН3ОН The Basic defect is that by-products formed on a surface of the catalyst are not considered. However, there is formation of a significant amount of by-products: ethers, multinuclear spirits, etc. - it is characteristic for the majority of plants of methanol synthesis. Thus, the approach offered by Rozovskiy describes participa tion carbon dioxide and water in methanol synthesis, but does not consider the reactions proceeding on a sur face of the catalyst.

Other approach to the description of synthesis in view of the mechanism of the superficial reactions, stated in [4], consists of adsorption CO, its hydrogenation up to superficial ethylene groups-СН2-and their sub sequent polymerization. However superficial СН2-groups are difficult to observe with experimental methods.

Dynamics of reaction of interaction carbon monoxide with hydrogen is shown and at change of a degree complexity the central atom of metal-catalyst. Thus, at reduction of a degree of restoration oxide catalysts acti vation carbon oxide occurs along with to hardening of C-O bond and formation of a dipole with effect of a positive charge - [CO] + [4]. However, the small degree of restoration of the catalyst complicates dissolution of hydrogen. In order to prevent braking it is necessary to raise pressure in system up to high values. For ex ample, industrial process of BASF company on Zn-Cr-contact is carried out at pressure not below 300 atmos pheres and temperature of 250 оС and, nevertheless, a limiting stage of all process remains, according to kinet ic researches, is activation of hydrogen [4].

In the world market industrial catalysts are characterised by high prices therefore testing of catalysts and selection of catalytic systems is the determining factor for effective process operation. Two possible approach es to the description of the mechanism of methanol synthesis have been considered. One of them "shock" – the process during which a lot of collateral is formed, but useful products, for example, ether. The second synthe sis considers the reactions proceeding on a surface of the catalyst. The prospect of this work consists in crea tions of adequate mathematical model of methanol synthesis, considering mechanism of course of reactions to surfaces. The given mathematical model should predict selectivity and activity of the catalyst, to choose an optimum operating mode for long-term and most effective operation of the catalyst that will lead to reduction of methanol cost in the world market.

References 1. Timothies of Century S.Printsipy of technology of the basic organic and petrochemical synthesis. М.: "Higher school", 2003. - 526 p.

2. Krylov About. Century Heterogeneous catalyst. - М.: IKC «Academkniga », 2004 - 679 p.


3. Applied kinetic processes on the basis of synthesis-gas /Under edition And. Century of Kravtsov. Т.: Publishing house of Tomsk University. 2001.-152.

4. Kravtsov А.В. About dynamic features of the mechanism of reaction of hydrogenation carbon oxide// Questions of kinetics and catalyst. The interuniversity collection. - Ivanovo: 1980. - pp. 33 - 40.

5. Hye-Won Lim, Myung-June Park, Suk-Hwan Kang, Ho-Jeong Chae, Jong Wook Bae, Ki-Won Jun // Modeling of the Kinetics for Methanol Synthesis using Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2 Catalyst: Influence of Carbon Dioxide during Hydrogenation. Ind. Eng. Chem. Res. - 2009. - №48 (23), pp 448-455.

- 43 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК 547. Е.М. Горбунова, М.О. Ширунов, Е.А. Ковырялова, М.А. Потапов Воронежская государственная технологическая академия г. Воронеж, Россия ПРИМЕНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УГЛЕВОДОВ В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ Вторичное молочное сырье, а именно молочная сыворотка, является технологически целесооб разным и экономически выгодным сырьевым источником для получения тагатозы и фукозы, которые обладают функционально-профилактическими свойствами.

Получение углеводов с низким гликемическим индексом, обладающих пребиотическими свойст вами и применение их как компоненты биологически активных добавок является одним из перспек тивных направлений в области здорового питания, обеспечивающем поддержание и реабилитацию пищевого статуса людей. В связи с растущим объемом производства молочной сыворотки актуальной проблемой является полное и рациональное использование всех ресурсов на принципах безотходной технологии, поиск наиболее экономически целесообразных вторичных пищевых сырьевых источников при разработке рациональных схем для синтеза минорных углеводов с функциональными свойствами, к числу которых относятся тагатоза и фукоза. [1] В зарубежных странах сырьевым источником для получения D-тагатозы является кристалличе ская D-галактоза или лактоза, которые модифицируют химически или энзимативно. [2] Стоимость ко нечного продукта будет довольно высокой, так как применяется дорогостоящее сырье, поэтому возрас тает необходимость внедрения в России более перспективного способа синтеза тагатозы и фукозы из натурального вторичного сырья, что увеличит производство отечественных ингредиентов.

Тагатоза (D-ликсо-гексулоза) – это натуральный сладкий моносахарид, содержащийся в ягодах, фруктах, овощах, молоке и молочных продуктах. С химической точки зрения фукоза (6-дезокси-D галактоза) представляет собой метилпентозу, моносахарид из группы дезоксигексоз. В природе фукоза встречается свободном состоянии, а так же является компонентом биополимеров, участвующих в формировании структур для осуществления биологических функций. Вкусовой профиль тагатозы мак симально приближен к сахарозе и фруктозе. Ее сладость составляет около 0,92 ед. SES (Sweetness Equivalency of Saccharose), калорийность– 1,5 ккал/г, с низким гликемическим индексом и механизма ми позитивного действия.

Новизна наших исследований связана с использованием в качестве сырья для получения минор ных углеводов с низким гликемическим индексом лактозы вторичного ресурса молочной отрасли (сы воротки), вместо дорогостоящих (галактозы, лактозы, бурых водорослей). Кроме того, применение технологии предполагают решение экологической и экономической проблемы утилизации вторичного сырья, так как объемы переработки сыворотки в настоящее время в РФ составляют около 25%.

В качестве исходного сырья для получения тагатозы и фукозы применяли истинный раствор мо лока, полученный ультрафильтрацией творожной сыворотки. Ферментативный гидролиз основного компонента ультрафильтрата – лактозы – осуществляли -галактозидазой с получением D-галактозы.

При синтезе тагатозы D-галактозу подвергали изомеризации в щелочной среде с последующей нейтрализацией. Полученную смесь углеводов анализировали с применением метода хроматографии в тонком слое. Основной компонент смеси – тагатоза, кроме того, отмечено высокое содержание фрукто зы. Получение фукозы предусматривает трансформацию D-галактозы в фуцитол, с последующей фер ментативной изомеризацией в L-фукозу под действием ферментов.

Технология получения тагатозы и фукозы может быть освоена в нашей стране на действующих молочных предприятиях, либо специализированных (химических, медицинских) производствах.

Список использованных источников 1. Лактоза и её производные / Б.М. Синельников, А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, С.А. Рябце ва, А.В. Серов;

науч.ред.акад. РАСХН А.Г. Храмцов.- СПб.: Профессия, 2007.

2. Method for producing L-fuculose and method for produsing L-fucose: pat. 7,575,910 B2 US:[текст] / Shunichi Suzuki, Kawasaki (JP);

Kunnihiko Watanabe, Kawasaki (JP). – Appl. No.: 11/532,618;

Filed: sept.

18, - 44 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК 621. 757(088.8) И.В. Малкина Самарский государственный технический университет г. Самара, Россия ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СБОРКИ КЛЕПАНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ Рассмотрены возможности повышения качества клепаных соединений путем наложения ульт развуковых колебаний на детали при сборке.

Особенностью современного состояния технологии машиностроения является неуклонное по вышение качества выпускаемой продукции. Завершая технологический процесс изготовления машин, сборка концентрирует в себе все его результаты. Вследствие отклонений размеров, формы, относи тельного расположения и других параметров состояния поверхностей деталей при сборке необходимо решение комплекса проблем, связанных с достижением точности замыкающего звена размерной цепи.

При приложении рабочих нагрузок на соединение задача ещё более усложняется из-за контактных пе ремещений поверхностей сопряжения. Это влечёт за собой снижение эксплуатационных показателей соединений. Поэтому повышение эффективности сборки путём технологического обеспечения требуе мых функциональных параметров соединений, в том числе и непосредственно в процессе сборки, явля ется актуальной научно-технической проблемой.

В настоящее время развитие науки о сборке осуществляется по нескольким основным направле ниям. Это исследование эффективности дополнительного энергетического воздействия на процесс сборки, изыскание путей оптимизации процессов сборки, разработка методов их математического опи сания и моделирования, изучение влияния технологии сборки на эксплуатационные показатели машин и механизмов, разработка новых способов контроля и диагностирования собранных соединений, а так же разработка более совершенных методов оценки технико-экономических показателей сборки.

Несмотря на успехи, достигнутые при реализации этих направлений, по-прежнему актуальной остаётся проблема повышения эффективности сборки на основе качественно новых технологий 1.

Перспективным направлением совершенствования традиционных процессов сборки является введение ультразвуковых колебаний в зону контакта поверхностей деталей, когда наряду с основными движениями, предусмотренными технологической схемой сборки, деталям дополнительно сообщаются колебания ультразвуковой частоты.

Целью настоящей работы являлось рассмотрение повышения эффективности сборки клепаных соединений деталей путём применения ультразвука на базе комплексных теоретических и эксперимен тальных исследований физического механизма процесса и его технологических показателей. Исследо вания направлены на выявление механизма воздействия ультразвука на качество соединений, в том числе на прочность и контактную жесткость.

Заклепки используются в массовых узлах, где сопрягаются плохо свариваемые друг с другом ма териалы, в соединениях деталей из разнородных металлов (сталь – цветные сплавы и т. д.), в соедине ниях металлических изделий с неметаллическими материалами (дерево, кожа, текстильные материалы, пластики). Заклепочные соединения до сих пор являются основными деталями соединений в облегчен ных ферменных и тонколистовых оболочковых конструкциях из легких сплавов (особенно в самолето строении), а также находят свое применение в подъемно-транспортных машинах, в строительстве же лезнодорожных мостов, котлостроении и т.п. 2.

Введение в зону обработки ультразвуковых колебаний является эффективным средством на правленного регулирования основных показателей качества, в том числе деформационного упрочне ния. Применение ультразвуковых методов обработки сопровождается значительным повышением ус талостной прочности, контактной выносливости, контактной жёсткости и износостойкости деталей машин и инструмента 3. Использование эффекта снижения сопротивления пластической деформации материалов при ультразвуковом осаживании материалов нашло применение в клепаных соединениях деталей.

В современных машинах многие узлы, подверженные большим динамическим нагрузкам, имеют преимущественно заклепочные соединения.

При создании данного вида неразъемных соединений возможно горячее и холодное заклепыва ние. Горячая клепка – один из способов повысить качество соединения. Проведенные исследования в области тепловой деформации клепаных соединений позволили выбрать оптимальные температурные диапазоны нагрева заклепок (нагрев свыше 1000 °С вызывает крупнозернистость металла) 2.

В настоящее время можно считать установленным, что механизм активации при наложении ультразвука в основном сохраняется таким же, как и при термическом воздействии. Так, в работе - 45 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть показано, что ультразвуковые колебания влияют на металл также, как и температура, но эффектив ность их воздействия намного больше, что свидетельствует о возможности достижения при значитель но меньших затратах энергии одного и того же эффекта. Это объясняется тем, что ультразвуковые ко лебания поглощаются только дефектами решетки, в то время как при нагревании образца энергия за трачивается на нагрев всей массы металла, которая в деформации не участвует. Для определения ха рактера воздействия ультразвука на процесс пластической деформации материалов при образовании клепаных соединений была разработана установка с частотой колебаний 18 кГц и акустической мощ ностью 1 кВт. Данная установка предназначена для формирования головок из стали, меди и алюминие вых сплавов, а также для запрессовки деталей.

С помощью данной установки экспериментально выявлена зависимость статического усилия де формирования Р от амплитуды колебаний торца концентратора А. Диаметр исследуемых заклепок – мм. Анализ диаграммы показал, что ультразвуковые колебания снижают величину усилия деформиро вания приблизительно в 1,5 раза.

При увеличении амплитуды А время формирования головок заклепок резко уменьшается. Оно составляет для заклепок из сплава Д1:

А = 10 мкм – 44 с;

А = 20 мкм – (710) с;

А = 30 мкм – (0,51) с.

Технологические возможности ультразвуковой клепки оценивались по соотношению деформа ций головки и стержня заклепки. Эксперимент показал, что при малых значениях амплитуд ультразву ковых колебаний образцы деформируются с образованием выпуклой бочки, кривизна образующей ко торой меньше, чем при обычном нагружении. Следовательно, ультразвуковая клепка позволяет осуще ствлять формирование нормальных головок практически без поперечной деформации стержня, что весьма важно при расклепывании подвижных соединений.

Проводилось формирование головок заклепок в материалах, имеющих меньшую прочность по сравнению с заклепкой, а также склепывание материалов с большой разницей в прочности. Ультразву ковой метод позволяет осуществлять, например, соединение пластин из оргстекла и стали толщиной мм стальными заклепками диаметром 4 мм. При прессовой и ударной клепке во всех случаях наблюда ется разрушение пластин из оргстекла.

Качество ультразвуковой клепки оценивалось прочностью заклепочных соединений, выполнен ных прессовым способом. Испытывали на разрыв соединение, выполненное заклепкой диаметром 2, мм. Материал заклепок – сплав Д1. Эксперимент показал, что происходит увеличение прочности на срез и смятие заклепок ( приблизительно на 10 % от прессовой клепки) 5.

Проведенные исследования позволили сделать вывод, что ультразвуковая клепка эффективна в следующих случаях:

при соединении материалов с большой разницей прочностных свойств (металлов с пластмас сой, деревом, волокнистыми материалами и т.д.);

при формировании головок стержней с малой продольной жесткостью;

при соединении маложестких ажурных элементов конструкций.

Введение ультразвуковых колебаний малой амплитуды в зону соединений деталей, образован ных клепкой, приводит к снижению сопротивления пластическому деформированию и снижает усилие при деформировании, а также улучшает эксплуатационные свойства соединений. Применение ультра звука для клёпаных соединений обеспечивает большую прочность (приблизительно на 10 %), чем прессовая клёпка и значительно улучшает эксплуатационные свойства соединений.

На основе выявленных закономерностей воздействия ультразвука на контактные связи разрабо таны методики расчёта оптимальных параметров процессов сборки, позволяющие осуществлять управление показателями и надёжностью соединений 6.

Список использованных источников 1. Штриков Б.Л., Калашников В.В.. Ультразвуковая сборка. М: Машиностроение-1. 2006. 226 с.

2. Орлов П.И.. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. Книга 2. Под ред.

к.т.н. П.Н. Усачева. М.: Машиностроение. 1988. – 543с.

3. Нерубай М.С., Калашников В.В., Штриков Б.Л., Яресько С.И.. Физико-химические методы обработки и сборки. М.: Машиностроение-1.2005.–395с.

4. Нерубай М.С. Влияние ультразвуковых колебаний на механические свойства труднообраба тываемых материалов // Металловедение и термическая обработка материалов. 1987. № 4. – С. 10-13.

5. Штриков Б.Л., Малкина И.В. Влияние ультразвука на характер пластической деформации ма териалов при обработке клепаных соединений // материалы международной научно-технической кон ференции «Высокие технологии в машиностроении». Самара. 2005. – С. 140–142.

- 46 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть 6. Родимов Г.А., Малкина И.В. Ультразвуковое пластическое деформирование материалов при обработке клепаных соединений // материалы международной научно-технической конференции «Вы сокие технологии в машиностроении». Самара. 2008. С. 182 –187.

УДК 543.422.3 : 634. Н.В. Мальцева, И.К. Султанова, С.Н. Петрова Ивановский государственный химико-технологический университет г. Иваново, Россия СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФИТОЭКСТРАКТОВ ЛИСТЬЕВ И ПЛОДОВ КАЛИНЫ Методом адсорбционной спектроскопии проведено изучение некоторых структурных характе ристик водно-спиртовых экстрактов листьев и плодов калины. Определены положения максимумов поглощения в спектрах указанных объектов. Показано, что качественный состав растительного ма териала зависит от его предварительной обработки.

Многие растения, обладая физиологической активностью, являются перспективным сырьем для получения фитокомпозиций, которые могут применяться как в пищевой и фармацевтической промыш ленности, так и в косметике в качестве функциональных добавок. Биологически активными вещества ми, обладающими антиканцерогенными, антиоксидантными, антивирусными и антимутагенными свойствами, являются флавоноиды, соединения оксибензойных кислот и др. Биофлавоноиды – это об ширная группа фенольных соединений, имеющих дифенилпропановую структуру. Синтез фенольных соединений осуществляется в природе растениями и микроорганизмами. Животный организм способен лишь преобразовывать поступающие ароматические структуры [1].

В настоящее время наиболее простым и дешевым способом анализа считается метод адсорбци онной спектроскопии, позволяющий проводить качественный и количественный анализ растительного материала.

Целью настоящей работы являлось спектрофотомерическое исследование экстрактов листьев и плодов калины. Растительный материал собран в мае, поскольку известно, что именно в этот период содержание в них биологически активных веществ является наибольшим. Водно-спиртовые экстракты готовили методом настаивания при комнатной температуре. Экстракт свежих листьев, приготовленный в мае, использовали для эксперимента через 6 месяцев хранения. Листья плоды также были высушены и заморожены. Экстракты высушенного и замороженного материала использовали после настаивания в течение недели. Спектрофотометрические измерения проведены на приборе Specord M-40.

Характеристики УФ-спектров исследованных экстрактов представлены в таблице, где подчерки ванием выделены наиболее выраженные пики.

Таблица Спектрофотометрические характеристики фитоэкстрактов калины Объект исследования Максимумы, нм Листья свежие 267;

Листья высушенные 268;

295-303 плечо;

Листья замороженные 265;

Плоды сухие 231;

284;

Плоды замороженные 285;

Видно, что качественный состав составных частей калины различен и зависит от способа хране ния растительного материала. Наиболее близки по характеристикам листья свежие и замороженные. Из литературных данных известно, что спектр поглощения большинства флавоноидов характеризуется наличием двух основных максимумов поглощения [2,3]. Один из них расположен в районе 320-385 нм (полоса I). Поглощение в этой области обусловлено так называемой присутствующей в структуре мо лекулы флавоноида циннамоильной группировкой, которая включает кольцо В и прилегающую к нему часть кольца С. Поглощение в районе 240-280 нм (полоса II) обусловлена бензоильной группировкой, включающей в себя кольцо А и прилегающую к нему часть кольца С. Наличие заместителей в цинна моильной или бензоильной части молекулы флавоноида приводит к сдвигам максимумов поглощения в ту или другую сторону. Например, наличие гидроксильных группировок в кольце В приводит к бато хромному (в сторону длинных волн) сдвигу полосы I. Такая же тенденция наблюдается и при гидро ксилировании кольца А. Метилирование либо гликозилирование гидроксильных групп флавоноидов приводит к появлению гипсохромного сдвига (в сторону коротких волн) в положении максимумов по - 47 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть глощения. Отсутствие двойной связи в положении С2 – С3 приводит к значительному снижению интен сивности поглощения полосы I.

Во всех спектрах листьев и плодов калины присутствуют обе полосы поглощения, что говорит о наличии флавоноидов. Причем, в случае листьев свежих и сухих плодов имеет место относительный гипсохромный сдвиг полосы I, а для экстрактов замороженных листьев и плодов и листьев высушен ных – относительный батохромный ее сдвиг. В экстрактах высушенных листьев и замороженных пло дов эта полоса поглощения преобладает. Полоса поглощения II является преобладающей в случае экс трактов свежих и замороженных листьев и сухих плодов.

Таким образом, показано наличие флавоноидов в листьях и плодах калины. Качественный состав растительного материала зависит от его предварительной обработки и способа хранения.

Список использованных источников 1. Запрометов, М.Н. Фенольные соединения. Распространение, метаболизм и функции в растени ях.- М.: наука, 1992.-272 с.

2. Markham, K.R. Techniques of Flavonoid Identification / K.R. Markham – London: Academic Press, 1982.- 113 p.

3. Червяковский, Е.М. Спектральные свойства полифенольных соединений из наружних чешуй лука Allium cepa // Труды Белорусского государственного университета. Физиологические, биохимиче ские и молекулярные основы функционирования биосистем. 2007. Т. 2. С. 110-119.

УДК 5: 061. Т.Р. Маркова, В.В. Марков ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

г. Краснодар, Россия ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПЛАВЛЕНИЯ И СТРУКТУРА ЖИДКОСТЕЙ Рассматриваются причины возникновения жидкого состояния вещества и пределы его сущест вования. Приводятся аналитические зависимости, отражающие существование тройной и критиче ской точек на диаграммах состояния.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.