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 || 6 | 7 |   ...   | 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 5 ] --

Для частиц одного размера и различной формы зародышеобразователями будут выступать гра неные зерна. Это обусловлено значительной капиллярной силой притяжения частиц в системе «шар плоскость». При малом объеме капиллярной жидкости сила может быть оценена через выражение fкап = 4R, в то время как для контакта двух шаров эта сила не превышает значение 2R.

Как следствие, одним из приемов противодействия сегрегации можно считать внесение в шихту из шароподобных частиц 5-10 % граненых частиц, обладающих повышенной способностью консоли дировать окружающие зерна в присутствии капиллярной влаги. Достаточно просто показать, что 1 ку бическая частица собирает около себя до 26 шарообразных частиц. Этот конгломерат снижает подвиж ность шихты и способствует закреплению исходной структуры частиц.

Во избежание сегрегации шихту необходимо увлажнять, тем самым закрепляя мелкие частицы соды, поташа и т. п. около зерен кварцевого песка с помощью жидких менисков. При разогреве шихты протекают процессы силикатообразования. Диоксид кремния с поверхности песчинок вступает во взаимодействие с карбонатами, создавая легкоплавкие силикаты. Вследствие перехода в другие кри сталлические модификации кварцевые зерна растрескиваются. Частицы доломита испытывают более серьезное диспергирование из-за диссоциации карбонатов, возникающее при разложении оксидов ме таллов. Процессы силикатообразования протекают с затруднением при разделении, т.е. сегрегации час тиц сырьевых компонентов.

Капиллярные силы, возникающие при увлажнении, удерживают твердые частицы в определен ном положении, тем самым противодействуя сегрегации частиц стекольной шихты.

- 91 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Как известно, капиллярная сила взаимодействия частиц fкап, порожденная капельной жидкостью, определяется как сумма двух ее составляющих:

V f кап f кап f кап P L, (1) где Р – перепад давления Лапласа на единицу поверхности ( = а2, где а – радиус периметра сма чивания жидкой частицы);

– проекция вектора поверхностного натяжения, приложенного к трех фазной границе L (L = 2a), на ось, соединяющую твердые частицы [1].

Капельная жидкость притягивается к твердым частицам за счет сил капиллярного взаимодейст вия. При равновесии сила капиллярного давления Лапласа компенсируется силой сцепления жидкости с твердой фазой по периметру смачивания. Капиллярное давление в такой капельке меньше внешнего давления.

При попадании капельки жидкости на контактирующие твердые частицы в условиях хорошего смачивания возникает отрицательное лапласовское давление, которое и стягивает в основном соеди ненные жидкостью частицы.

Полное уравнение для капиллярной силы впервые применил Фишер при обсуждении притяже ния двух шарообразных частиц через капельную прослойку. Раскрывая через геометрические построе ния уравнение (1) и при условии малого объема жидкости, учитывая, что R1 R2, значение силы можно рассчитать [2]:

2 R1 cos1 cos f кап R (2) 1 R Предельные значения капиллярной силы для контакта шар-шар с радиусом R = R1 = R2 будут оп ределяться как f кап R cos 1 cos 2, (3) а в случае контакта шар-куб при R1/R20:

f кап 2 Rcos 1 cos 2. (4) Проведем анализ разделения изомерных частиц в статическом и динамическом состояниях. В качестве модельных частиц примем частицы шарообразной и кубической формы. Такие формы явля ются частными случаями, в реальной шихте частицы имеют самую различную форму: остроугольную, скругленную, усеченную и т.д.

Рассмотрим равновесие сил, действующих на частицу шихты на нижнем горизонте капиллярно собранного конгломерата. Примем верхнюю частицу закрепленной в области капиллярно-уплотненной группы и проанализируем поведение нижней частицы, обусловливающей при отрыве сегрегацию ших ты.

Рассмотрим влияние гравитационного поля на силу сцеплению, состоящую из силы тяжести и капиллярного усилия, направленных в противоположные стороны, для трех типов контактов: куб-шар, шар-шар, шар-куб.

Для контакта с нижней шарообразной частицей (куб-шар, шар-шар) силу сцепления можно рас считать по формуле f k R cos1 cos2 4 3 g d R3, (5) а для контакта шар-куб:

f k R cos 1 cos 2 g d L3, (6) - 92 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть где k – коэффициент, зависящий от формы частиц и количества жидкости;

– поверхностное натяже ние манжеты, Дж/м2;

d – плотность нижней частицы, кг/м3;

g – ускорение свободного падения, кг·м/с2;

L – размер кубической частицы, м.

При слипании шара с кубом параметр k меняется от 1 до 2, для контакта шар-шар k изменяется от 0.5 до 1, где наибольшее значение соответствует малому объему манжеты. Наибольшая сила сцеп ления из рассмотренных типов контактов соответствует контакту куб-шар.

Приравнивая силу сцепления нулю, можно определить критический размер частицы (Rкр, Lкр/2), которая будет удерживаться за счет капиллярной силы.

Для контактов шар-шар и куб-шар радиус будет равен 3 k cos 1 cos R кр, (7) 4g d а для контакта шар-куб:

k cos 1 cos L кр. (8) 2 8g d При несовершенном смачивании материалов сила сцепления несколько уменьшается, однако по скольку уравнение входит косинус угла смачивания, то при краевых углах до 15-30° снижение будет несущественным. Измерение углов смачивания на зернах кварцевого песка, доломита показало, что этот угол составляет 7-15°.

Приведенные соотношения справедливы для частиц, не испытывающих механические воздейст вия. Однако, в реальных условиях при перемещении, хранении стекольной шихты всегда присутствуют колебания, вызванные работой заводского оборудования. Учет этого воздействия можно провести, считая ускорение превышающим земное в несколько раз. В условиях механических перегрузок и виб рации ускорение составит 3g, тогда размеры частиц уменьшаются приблизительно в 1,73 раза, а при увеличении ускорения в 5 раз – в 2,23 раза. При большей степени увлажнения рассчитанные предель ные параметры будут еще меньше [3].

ВЫВОД. Увлажнение стекольной шихты противодействует сегрегации частиц, способствуя со хранению ее однородности до температуры исчезновения жидкой фазы. При дальнейшем повышении температуры на контактах твердых частиц возникают капиллярные прослойки из солевых и силикат ных расплавов и силы сцепления возрастают в несколько раз в соответствии с ростом поверхностного натяжения жидкости.

Список использованных источников 1. Fisher R.A. The capillary forces in an ideal soils;

correction of the formulas given by W.B.Haines // J.Agr.Sci. 1926. Vol.16. P.492 – 503.

2. Дерябин В.А. Окомкование увлажненных порошков. Сообщение 1 / В.А. Дерябин, С.И. По пель // Изв. вузов. Сер. Черная металлургия. 1979. № 10. С. 5-10.

3. Дерябин В.А. Капиллярное противодействие сегрегации частиц в процессах подготовки сте кольной шихты / В.А. Дерябин, О.Л. Малыгина, Е.П. Фарафонтова // Стекло и керамика. №1. 2006. С.3 6.

УДК 664. Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева, Л.Ю. Рязанова Воронежская государственная технологическая академия г. Воронеж, Россия СОХРАНЕНИЕ СВЕЖЕСТИ СБИВНЫХ БЕЗДРОЖЖЕВЫХ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ Статья посвящена рассмотрению и анализу комплекса вопросов, связанных увеличением сроков годности сбивных бездрожжевых хлебобулочных изделий из пшеничной муки. Полученные результаты подтверждают целесообразность использования предлагаемых мер, позволяют увеличить продол жительность хранения хлеба до 8 -10 суток, расширить ассортимент и удовлетворить потребность населения в диетической продукции.

Производство хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения является одним из ос новных направлений решения проблемы продовольственной безопасности. Обеспечение населения - 93 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть хлебом в регионах экологического неблагополучия, с тяжелыми климатическими условиями, в кризис ных и аварийных ситуациях, техногенных и экологических катастроф, а также социально обслуживае мого контингента связано с производством продукции со сроком хранения 8-10 суток. При этом акту альным является создание технологий такой продукции, направленных на улучшение качества, сохра нение свежести, микробиологическую устойчивость (предотвращение картофельной болезни и плесне вения) изделий при хранении.

Известно, что значительно влияет на процессы черствения правильная упаковка хлеба: она должна быть изготовлена из материалов, которые непроницаемы для влаги, паров и газов, безвредны для человека, обладают механической прочностью и свариваются при нагревании.

Методы замедления черствения хлеба при хранении удваивают свою эффективность, если со вместить их с методами, применяемыми в процессе приготовления хлеба [1].

С этой целью, сотрудниками кафедры «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитер ского производств» Воронежской государственной технологической академии разработана интенсив ная технология производства сбивных бездрожжевых изделий с применением повышенных температур (50 оС). Последняя складывается из температуры воды на замес и темперирующей рубашки и теплоты, обусловленной межмолекулярным трением и набуханием белковых веществ. При производстве хлебо булочных изделий таким способом коллоидные и биохимические процессы, характерные для началь ной стадии выпечки тестовых заготовок при традиционном производстве хлеба, протекают уже на ста дии замеса и сбивания. В результате тесто приобретает пенно-пористую структуру, в нем снижается содержание свободной влаги, протекают глубокие изменения в конформации крахмальных зерен, на бухание, пептизация и денатурация белковых веществ, взаимодействие продуктов гидролиза белков с восстанавливающими сахарами, сопровождающееся образованием карбонильных соединений, возрас тание активности амилолитических и протеолитических ферментов.

Проведенными исследованиями изменений белковых веществ в области температур от 30 до о С определено, что с ее повышением увеличивается количество сырой клейковины в среднем на 3 %, общего белка на 0,42 % на СВ, водорастворимого азота на 0,24 мг, при 50 и 60 оС эти показатели не сколько снижаются. Таким образом, при невысоких температурах теста преобладает процесс разверты вания белковой молекулы. Атакуемость ее протеолитическими ферментами увеличивается, способст вуя образованию полипептидов и аминокислот. В результате повышается растворимость белков в воде, увеличивается количество небелковых азотистых соединений и свободных аминокислот. Замес же при более высоких температурах вызывает, очевидно, преобладание агрегации и уплотнения белковых мо лекул, что ведет к снижению атакуемости и гидрофильности, усилению качества клейковины. В ходе проведенных исследований выявлено, что сбивание теста протекает лучше в случае, если клейковина в нем полностью отсутствует.

С этой целью в рецептуру сбивного теста вносили лимонную кислоту и соль поваренную пище вую. Для выявления оптимального значения соотношения рецептурных компонентов, которое позво лило бы обеспечить высокое качество полуфабриката и изделия, применяли математические методы планирования эксперимента. В результате, установили их оптимальные дозировки, а также продолжи тельность перемешивания теста, при которых клейковина пшеничной муки полностью гидролизуется.

При температуре теста 50 оС дозировки лимонной кислоты и соли поваренной пищевой составили 0, и 1,1 % к массе муки соответственно, продолжительность замеса – 8 мин, активная кислотность теста составляла 3,8 ед. рН, объемная масса сбивного полуфабриката – 0,51 г/см3, удельный объем изделия – 249,7 см3/100 г.

Кроме того, известно, что значительное действие на сохранение свежести хлеба оказывает вне сение амилолитических ферментных препаратов. При действии на крахмал они проявляют определен ную специфичность: разжижают, декстринизируют и осахаривают его. В работе исследовали различ ные ферментные препараты компании Novozymes. Наилучшие результаты были получены при исполь зовании Fungamyl (основной компонент - мальтогенная -амилаза, активность – 7460 ед/см3 и фракция протеиназ).

Данные по амилолитической активности ферментов в тесте показали, что с увеличением концен трации (с 0,0002 до 0,0008 %) Fungamyl она возрастает в среднем на 64 % по сравнению с образцом без фермента. Таким образом, установлено, что с внесением мальтогенной -амилазы активность фермен тов возрастает, гидролиз крахмала протекает более полно с образованием значительной доли глюкозы и декстринов, способствующих формированию пены и замедлению черствения. Последнее подтвер ждается результатами микробиологических исследований сбивных изделий. Содержание МАФАнМ соответствовало всем требованиям нормативной документации, БГКП и бактерии рода картофельной палочки обнаружены не были на протяжении всего срока хранения хлебобулочных изделий.

По результатам данных исследований в качестве срока хранения сбивных бездрожжевых изде лий без ферментов можно рекомендовать 5 сут, с использованием препарата Fungamyl – 8 сут.

- 94 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Для придания хлебу насыщенного вкуса и аромата, более приятного цвета и лучшей эластично сти предложено внесение в рецептуру сбивных изделий 5 % ржаного солода. При этом улучшаются не только органолептические свойства хлеба, но и происходит дополнительное осахаривание клейстери зованного крахмала. Он расщепляется на декстрины и солодовый сахар, белковые вещества переходят в альбумозы, пептоны и амиды. Кроме того, введение солода в питание человека стимулирует обмен веществ и кроветворение, повышает иммунитет, компенсирует витаминную и минеральную недоста точность, нормализует кислотно-щелочной баланс.

Исследованиями микроструктуры теста с 0,0006 % ферментного препарата Fungamyl и 5 % ржа ного солода после сбивания визуально подтверждается высокая степень клейстеризации и гидролиза крахмала. Увеличение в 2000 раз позволяет зафиксировать указанные выше структурные изменения основных компонентов пшеничной муки.

Проведены исследования образцов хлеба по показателям содержания связанной влаги в мякише и его намокаемости через 72 ч после выпечки. Установлено, что в хлебе с ржаным ферментированным соло дом и амилолитическим препаратом значения исследуемых показателей были выше по сравнению с образ цами без них на 4 - 50 % и 23 - 42 % соответственно. Использование указанных рецептурных компонен тов способствует продлению свежести хлеба до 8 - 10 суток.

Эффективность разработанной технологии хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения установлена и подтверждена полученными результатами исследований и может быть реко мендована для дальнейшего производства на хлебопекарных предприятиях.

Список использованных источников 1. Карпова О. Использование овсяных добавок для продления свежести хлеба [Текст] / Поппер Л.

// Хлебопродукты, 2008. - № 1. – с. 43 – 44.

УДК 547.455. Т.В. Санина, Д.А. Черенков, О.С. Корнеева Воронежская государственная технологическая академия г. Воронеж, Россия БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ФУКОЗЫ Охарактеризованы современные биотехнологические способы получения фукозы и фукозосо держащих олигосахаридов, показана их перспективность. Описан спектр биологических активностей фукозы и ее производных.

Поиск новых веществ природного происхождения, обладающих иммунотропным действием, с целью поддержания иммунитета живого организма остается актуальной проблемой. Одним из таких веществ, способных оказывать положительное влияние на иммунный статус организма, является фуко за (6-дезокси-L-галактоза) – моносахарид, относящийся к дезоксигексозам и обладающий рядом уни кальных свойств, благодаря особенностям строения молекулы.

Фукоза является единственным сахаром, присутствующим в клетках млекопитающих в L форме, только L-фукоза входит в состав бактериальных и растительных полисахаридов, гликопротеи нов, олигосахаридов молока и других природных биополимеров. D-фукоза встречается только как ми норный компонент некоторых растительных гликозидов. Другой исключительной характеристикой фукозы является её присутствие в терминальном положении и отсутствие внутри олигосахаридных цепей гликоконьюгатов млекопитающих. Третье важное свойство состоит в гидрофильно-гидрофобной природе фукозы, которая обусловлена присутствием гидроксильных групп в положениях 2, 3, 4 и ме тильной группы в положении 5. В связи с этим фукоза способна выполнять функцию специфического сайта узнавания для некоторых гемагглютининов и рецепторов [1].

Поддержание природного уровня cодержания фукозы играет важную роль не только в эмбрио нальном и постэмбриональном развитии млекопитающих, но и в борьбе с заболеваниями. Соответст венно, препараты чистой фукозы и фукозосодержащих олиго- и полисахаридов (фукоиданов) обладают широким спектром биологической активности [2]. Современный интерес к производству фукозы вы зван ее свойствами и определяющей ролью во многих типах реакций межмолекулярного и межклеточ ного узнавания.

В чистом виде фукоза практически не встречается в природе. Наиболее богаты ею полисахариды бурых водорослей, микроскопических водорослей, некоторых морских беспозвоночных и бактерий. В бурых водорослях фукоза находится в виде фукоидана – сложного сульфатированного полисахарида, основным моносахаридным звеном которого является L-фукоза.

- 95 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Наиболее перспективными являются биотехнологические способы получения фукозы и фукозо содержащих препаратов. К числу перспективных исследований в этом направлении можно отнести работу корейских исследователей, разработавших генноинженерный штамм Escherichia coli для фер ментативного получения активированной формы L-фукозы (гуанозин-5'-дифосфат-L-фукоза) с целью использования в реакциях дальнейшего синтеза. Авторы опирались на предварительно полученные данные о механизме синтеза L-фукозы de novo [3].

Актуальной представляется разработка современной технологии, основанной на применении вы сокоактивных ферментов – фукозидаз, способных превращать фукоиданы из относительно недорогого растительного сырья – бурых водорослей, в изобилии растущих у берегов России – в фукозу. Перспек тивность исследований, связанных с получением высокоактивных фукозидаз, не вызывает сомнения. В литературе имеются данные о продуцентах преимущественно 1-2-альфа-L-фукозидазы, тогда как в фу коидан морских водорослей родов Fucus и Laminaria содержит преимущественно 1-3-фукозидные свя зи. Поэтому планируется проведение широкого скрининга среди микроорганизмов с целью выделения продуцентов 1-3-специфичной фукозидазы. Целью нашей дальнейшей работы является разработка биокаталитической технологии получения фукозы и фукоолигосахаридов из доступного растительного сырья с применением высокоактивной фукозидазы и исследование ее влияния на иммунный статус и репродуктивную функцию живого организма.

К перспективным биотехнологическим способам получения фукозы можно отнести также спо соб, основанный на выращивании в фотобиореакторах высокопродуктивных культур микроводорос лей. Пресноводные микроводоросли всё шире используются в современной промышленной биотехно логии как продуценты различных природных биологически активных соединений. Так при культиви ровании на недорогих минеральных средах высокопродуктивных («генноинженерных») промышлен ных культур удаётся получать для фармацевтического применения препараты внеклеточных полисаха ридов, белков, органических и жирных кислот, спиртов и эфиров, карбонильных соединений, витами нов, стеринов. Среди углеводов, продуцируемых микроводорослями, наибольший выход показан для галактозы, маннозы, арабинозы, ксилозы, рибозы, рамнозы и, что важно, фукозы.

Разработка способов получения препаратов чистой фукозы (как и богатых фукозой олигосахари дов) для терапевтического применения, несомненно, является одним из важных направлений совре менной биотехнологии. Наиболее перспективными представляются ферментативные способы перера ботки дешевого природного растительного фукоидан-содержащего сырья, в изобилии имеющегося в России, а также биомассы микроводорослей, получаемых при выращивании высокопродуктивных культур в фотобиореакторах. Оба биотехнологических способа предполагают широкое использование ферментных препаратов для конверсии углеводсодержащего сырья в фукозу и фукозосодержащие про дукты.

Работа выполняется при поддержке Федеральной целевой программы "Научные и научно педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 годы, Госконтракт № П 260.

Список использованных источников 1. Pterszegi, G. Pharmacological properties of fucose. Applications in age-related modifications of connective tissues / G. Pterszegi, I. Fodil-Bourahla, A.M. Robert, L. Robert // Biomedicine & Pharmacothe rapy. – 2003. – V. 57. – P. 240–245.

2. Luther, K.B. Role of unusual O-glycans in intercellular signaling. / Luther K.B., Haltiwanger R.S.// Int. J. of Biochem. & Cell Biol. – 2009. – V. 41. – P. 1011– 1024.

3. Byun, S.G. Production of GDP-L-fucose, L-fucose donor for fucosyloligosaccharide synthesis, in recombinant Escherichia coli / S.G. Byun, M.D. Kim, W.H. Lee, K.J. Lee, N.S. Han, J.H. Seo // Appl. Micro biol. Biotechnol. – 2007. – V. 74. – №4. – P. 768-775.

4. Sano, M. Purification and characterization of alpha-L-fucosidase from Streptomyces species / M.

Sano, K. Hayakawa, I. Kato // J. Biol. Chem. – 1992. – V. 25. – P. 1522-1527.

5. Nagae, M. Structural basis of the catalytic reaction mechanism of novel 1,2-alpha-L-fucosidase from Bifidobacterium bifidum / M. Nagae, A. Tsuchiya, T. Katayama, K. Yamamoto, S. Wakatsuki, R. Kato // J.

Biol. Chem. – 2007. – V. 282. – P. 18497-18509.

- 96 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК.541. Г.Т. Сарбаева, А.Б. Баешов, К.Т. Сарбаева Международный Казахско-Турецкий университет им. Х.А.Яссави г. Кентау, Республика Казахстан ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Нами было изучено электрохимическое поведение ряда металлов при поляризации промышлен ным трехфазным переменным током частотой 50 Гц в кислых растворах. Полученные данные дали предпосылки для разработки электрохимических способов получения важнейших неорганических со единений металлов из металлосодержащих отходов.

Методы синтеза неорганических соединений могут найти широкое применение в народном хо зяйстве и химической промышленности. Как известно электрохимические методы позволяют синтези ровать очень чистые вещества [1,2]. Поэтому, иногда возникает необходимость растворения металло содержащих отходов электрохимическим путем с целью получения их соединений. Но некоторые ме таллосодержащие отходы (например, титансодержащие) обладают высокой химической коррозионной стойкостью в кислых растворах и других агрессивных средах, при поляризации постоянным током ус тойчивость данных металлов повышается. Вследствие этого, эти материалы считаются нерастворимы ми при анодной поляризации.

В настоящее время одной из актуальных задач является разработка технологий синтеза важных соединений путем электрохимического растворения.

При протекании в электрохимической цепи постоянного тока электродные процессы не всегда достаточно эффективны. Поэтому в настоящее время при исследовании кинетики электродных процес сов, а также при разработке промышленных технологий, уделяется внимание применению различных форм переменного тока. Например, трехфазный переменный ток в нестационарном режиме позволяет упростить состав электролита, способствует уменьшению влияния отдельных факторов, таких как тем пература, рН растора и др., а также получать мелкозернистые катодные покрытия и снизить диффузи онные ограничения в структуре этих покрытий и т.д.

Используя некоторые особенности трехфазного переменного тока, можно разработать эффек тивную технологию металлосодержащих вторичных продуктов и получения их соединений, что явля ется одной из актуальных проблем. В связи с этим возникает проблема получения неорганических со лей металлов и их оксидов из отходов этих металлов наиболее доступными и дешевыми способами.

Нами было установлено электрохимическое поведение Al, Pb, Ti, Sn, Fe, Zn и др. в водных элек тролитах при поляризации промышленным трехфазным переменным током частотой 50 Гц.

Показано, что при поляризации переменным током в неорганических кислотах указанных метал лов, продуктами электролиза являются соли этих кислот. Предлагаемый метод позволяет существенно повысить выход по току образования целевого продукта.

На основании проведенных исследований разработана принципиальная технологическая схема получения неорганических соединений изучаемых металлов электрохимическим путем.

Список использованных источников 1. Баешов А.Б., Сарбаева Г.Т., Баешова А.К., Журинов М.Ж. Электрохимическое поведение свинца в водных растворах при поляризации переменным током. Алматы. Журнал Поиск, 1996. № 1.

С.17- 2. Баешов А.Б., Сарбаева Г.Т., Баетова К., Баешова А.К., Егинбаева А.Ж. Cпособ получения хло рида железа (ІІ) // Предварительный патент РК № 18325 от 26.06.2007 г.

УДК 666.9. В.В. Ткачёв Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова г. Белгород, Россия РАЗРАБОТКА РЕАКТОР-ХОЛОДИЛЬНИКА В работе рассмотрены вопросы разработки новой технологии обжига и охлаждения на приме ре цементного клинкера при проведении химических эндотермических реакций установок, работаю щих на углеводородном топливе.

- 97 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Производство строительных материалов и изделий является одной из наиболее энергоемких от раслей промышленности РФ. Около 50% от себестоимости цемента приходится на топливо и электро энергию.

Перспективным направлением снижения энергопотребления является разработка технологии глубокого использования теплоты исходного топлива, в частности получение синтетического топлива – синтез-газа (СГ) методом химической регенерации теплоты (ХРТ).

СГ (смесь H2 и CO) – универсальное топливо и в настоящее время его получают из различных видов органического топлива. СГ служит сырьем для производства многих химических продуктов. Ос новным сырьем для производства СГ служит природный газ. Поэтому, учитывая, что на 97% всех це ментных заводов РФ в качестве топлива используется природный газ, в настоящей работе исследова ния проводились для природного газа.

СГ обладает следующими характеристиками:

1. Суммарная теплота сгорания больше теплоты сгорания метана.

Так, конверсия 1 м3 СН4 (Qнр=35,78 МДж/м3) стехиометрическим количеством водяного пара да ет 1 м СО и 3 м3 Н2 с общей теплотой сгорания Qнр=44,976 МДж [1].

2. Жаропроизводительность СГ гораздо выше метана. Максимальная температура горения топ лива при стехиометрическом соотношении с воздухом составляет: СН4–2040 °С;

СО –2370 °С;

Н2 – 2230 °С [2].

Зависимость скорости химической реакции от температуры выражается уравнением Аррениуса:

E RT K р K0 e где Kр–константа скорости реакции, K0–множитель;

E–энергия активации.

Скорость синтеза клинкерных минералов начиная от температуры 1400°С при увеличении тем пературы на каждые 100° увеличивается в 2–3 раза [3]. Т.о. увеличение температуры горения топлива является основополагающим фактором для ускорения процессов клинкерообразования.

Температура факела определяется следующим уравнением:

Q tф, Vп.г Сп.г где Q–теплота сгорания топлива;

Vп.г–объем продуктов горения;

Сп.г–теплоемкость продуктов горения.

Из уравнения видно, что повысить температуру факела можно увеличив теплоту сгорания и по низив объем отходящих газов, что нам и позволяет сделать применение СГ.

3. Расход воздуха на полное сгорание СГ меньше на 25%, т.е объем отходящих газов также ниже, и ниже выбросы СО2.

4. Получение СГ протекает с высоким потреблением тепла, что обусловливает возможность ис пользования данного эндотермического процесса в аппаратах для охлаждения клинкера.

Применяются несколько вариантов эндотермической переработки природного газа (метана) [1]:

термическое разложение (крекинг) для получения водорода и сажи и конверсия водяным паром или углекислотой для получения СГ.

Термическое разложение (при расчете на 1 м3 метана) идет по стехиометрическому уравнению:

CH4 Cc + 2H2 – 4,054 МДж, где Сс–количество выделившегося сажистого углерода.

Теоретически выделяется 0,536 кг Сс, а практически несколько меньше – из-за незавершенности разложения по всему объему реагирующего газа.

Пароводяная конверсия (при расчете на 1 м3 метана) идет по уравнению:

CH4 +H2O CO + 3H2 – 9,196 МДж.

Теплота реакции оказывает существенное влияние на количество тепла, поглощаемого в термо химическом реакторе. Изменение энтальпии исходных компонентов реакции на стадии подготовки (так называемый физический хладоресурс) является результатом проведения процессов нагрева, испарения и перегрева смеси воды и метана. В диапазоне от T=273 K до T=1000 K он составляет Hфиз=3, МДж/кг смеси. Химический хладоресурс, равный теплоте реакции, составляет Hхим6,1 МДж/кг сме си. Т.о. полный хладоресурс H=Hфиз+ Hхим=9,3 МДж/кг смеси.

Хладоресурс смеси жидких углеводородов с водой немного уменьшается с увеличением количе ства атомов углерода в молекуле, но в целом можно считать, что метан и его жидкие гомологи в смеси с водой способны обеспечить хладоресурс до 8–10 МДж/кг смеси. Именно это обстоятельство, а также высокая работоспособность (эксергия) вновь полученного газообразного топлива позволяют рассмат - 98 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть ривать применение углеводородных топлив с термохимическим преобразованием для возможности реализации более эффективного охлаждения и повышение энергетического уровня топлива.

Рассматривая варианты крекинга и конверсии водяным паром, необходимо отметить следующее:

термическое разложение не требует расхода водяного пара как конверсия, но по сравнению с ней дает в 2,25 раза меньшую величину химически регенерированной теплоты. Серьезные затруднения вызывает и выделение при разложении метана углерода, что ухудшает работу регенерирующих поверхностей нагрева и его сжигание в печи. Последнее обусловливается несоизмеримо меньшей скоростью сгора ния твердого сажистого углерода по сравнению с водородом.

При замене части пара на CO2, наряду с пароводяной конверсией, осуществляется углекислотная конверсия метана, приводящая к получению СГ с пониженным соотношением Н2/СО:

CH4 + CO2 2CO + 2H2 – 11,1 МДж.

В работе проведен комплекс исследований по разработке реактора-холодильника (РХ) на базе канала энергообмена между обожженным высокотемпературным продуктом и конверсируемым топли вом.

В РХ осуществляются физико-химические процессы, начиная от элементарного нагрева тепло носителей и кончая эндотермическими реакциями. Одним из теплоносителей является углеводородное топливо – природный газ, а источником энергии для проведения физико-химических превращений – утилизируемое тепло клинкера. Рассматриваемая технология выполняет не только функцию охлажде ния клинкера, но служит одновременно системой подготовки нового модифицированного топлива, со держащего молекулярный водород.

В традиционных установках энергия топлива превращается в теплоту в одну стадию – при его сжигании. В установках с ХРТ процесс разбивается на две стадии. Первая – съем тепла с охлаждаемого клинкера и проведение эндотермической реакции конверсии исходного топлива. Вторая – сжигание продуктов реакции, т.е. конверсированного топлива.

Т.о., с точки зрения энергетики, данная технология более полно, чем другие использует первич ную энергию, запасенную в клинкере в виде химической энергии топлива.

Исследования проводились как для процессов паровой конверсии, так и для комбинированного парового/углекислотного риформинга для производства СГ. Вызвано это тем, что несмотря на более перспективную, с точки зрения энергетических затрат пароводяную конверсию природного газа, реша ется задача утилизации отходящих печных газов (Н2О, СО2). Решение этого вопроса представляет от дельный интерес, так как позволяет дополнительно повысить КПД печной установки и улучшить ее экологические параметры.

Выполнен комплекс расчетов с оптимизацией различных вариантов конверсии природного газа и печных установок с РХ. Моделирование конструкции РХ и анализ работы промышленных установок конверсии метана, подтвердили техническую реализуемость и высокую эффективность проекта.

Что дает реализация данной работы:

данное оборудование предназначено для установки на печные установки промышленности строительных материалов и металлургии, глинозема, соды, солей, щелочей и многих других производ ствах. При модернизации оборудования РХ встраивается в существующее оборудование, а при уста новке нового оборудования РХ заменяет традиционные конструкции холодильников, экономия топлива составит не менее 15–20%.

обеспечивается эффективное охлаждение клинкера, а резкое охлаждение клинкера дополни тельно улучшает его качество.

увеличение температуры факела повышает производительность печи.

материалоемкость РХ на порядок меньше оборудования последнего поколения при большем КПД холодильника.

Глубокая теоретическая проработка возможности использования СГ в качестве топлива при про изводстве цемента позволяет приступить к разработке полупромышленной установки. Результаты вы полненной работы можно рассматривать как перспективное направление в решении программы энер госбережения в энергоемких отраслях при низких капитальных затратах.

Список использованных источников 1. Спирин Ю.Л. Экономико-организационные и технические факторы снижения топливоёмко сти строительных материалов. – М.: ВНИИЭСМ, 1984.

2. Равич М.Б. Эффективность использования топлива. – М.: Наука, 1977 г. – 344 с.

3. Вальберг Г.С., Гринер И.К, Мефодовский В.Я. Интенсификация производства цемента (обжиг клинкера). – М.: Стройиздат, 1971. – 145 с.

- 99 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК 665.6/.7:543.635. М.Б. Бурыкин, Е.Ф. Рохина Иркутский Государственный Университет г. Иркутск, Россия ПРИМЕНЕНИЕ АДСОРБЦИОННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ К АНАЛИЗУ ВЕРХНЕЧОНСКОЙ НЕФТИ В работе приводятся данные по поиску оптимальных условий хроматографирования Верхнечон ской нефти с применением силикагеля различных марок и размера частиц.

Верхнечонское месторождение открыто в 1978 году. С 2005 года осваивалось в режиме опытно промышленной эксплуатации, в октябре 2008 года подключено к Восточному нефтепроводу (до окон чания его строительства нефть с Верхнечонска пойдёт по трубопроводу в реверсном режиме, на запад).

С 2011 года планируется разработка месторождения в промышленном режиме. Верхнечонское нефтя ное месторождение – крупное месторождение нефти в Иркутской области. Доказанные запасы по стан дартам PRMS на конец 2007 года составляли 776 млн. баррелей нефтяного эквивалента;

по российской классификации – 201,6 млн. т нефти (С1 + С2) и 95,5 млрд. м3 газа. Нефть – это смесь около 1000 инди видуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (обычно 80—90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), а также растворённые углеводородные газы (C1 C4, от десятых долей до 4 %). В основном нефти представлены: парафиновые (обычно 30—35, реже 40—50% по объему) и нафтеновые (25—75%). В меньшей степени — соединения ароматического ряда (10—20, реже 35%) и смешанного, или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, наф тено-ароматические).

Нефть представляет собой смесь углеводородов различного строения, имеющих низкую адсорб ционную активность. Разделение этой смеси является сложной аналитической задачей.

Нами была применена методика адсорбционной колоночной хроматографии для выделения от дельных групп углеводородов из нефтей и нефтепродуктов различного происхождения, в том числе и из Верхнечонской нефти.

Силикагель является наиболее универсальным адсорбентом для разделения сложных смесей ор ганических соединений. Наиболее эффективным являются силикагели со средним размером пор (Си липор, Силикагели L). В качестве исследуемых образцов мы использовали западно-сибирскую нефть, керосин, дизельное топливо и бензин различных марок, а также нефть с Верхнечонского месторожде ния. Результаты адсорбционной хроматографии нефтей и нефтепродуктов на адсорбенте различных марок представлены в табл.1.

Таблица Результаты адсорбционной хроматографии нефтей и нефтепродуктов на адсорбенте различных марок Элюаты, выход % Исследуемые образ цы Гексановый Бензольный Ацетоновый Недесорбировано Силикагель L Западно-сибирская 50,7 26,5 3,4 19, нефть образец Авиакеросин ТС-1К 58,1 10,8 1,1 30, Силипор Дизельное топливо 75,6 1,1 0,6 22, летнее Западно-сибирская 83,0 8,5 3,3 5, нефть образец Нами были получены положительные результаты при использовании силипора (размер частиц 0,16 – 0,20 мкм) для хроматографирования дизельного топлива, керосина, бензинов различных марок, а также при использовании силикагеля L (размер частиц 0,16 – 0,25 мкм) для хроматографирования нефтей.

Мы применяли аналитическую ТСХ в качестве вспомогательного средства для контроля резуль татов разделения методом адсорбционной колоночной хроматографии. Анализ выделенных элюатов методом ТСХ показал, что в составе гексанового элюата содержатся алкилзамещённые ароматические углеводороды.

Верхнечонская нефть характеризуется следующими техническими показателями:

содержание воды – следы, зольность 1,82 %, - 100 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть плотность 0,852 г/см3, механические примеси 0,09 %, температура вспышки 43 оС.

Предварительные исследования Верхнечонской нефти показали, что методику адсорбционной колоночной хроматографии следует видоизменить в связи с тем, что гексановый элюат содержал в большом количестве ароматические структуры. Для достижения более эффективного разделения нами были применены силикагели более узких фракций, в сочетании с фракционированием гексанового элюата.

Силикагели марки L наиболее распространены в анализе нефтей и нефтепродуктов. В зависимо сти от месторождения нефти и её группового углеводородного состава используют силикагели с раз мером частиц от 0,16 до 0,50 мкм. Нами для хроматографирования Верхнечонской нефти применялся силикагель L с размером частиц от 0,16 до 0,25 и от 0,16 до 0,315 мкм. Установлено, что использование силикагеля с размером частиц 0,16 – 0,25 даёт лучшее разделение, чем силикагель с размером частиц 0,16 – 0,315. Результаты адсорбционной колоночной хроматографии Верхнечонской нефти представ лены в табл.2.

Таблица Групповой углеводородный состав Верхнечонской нефти Показатели Элюент Выход, % Группы соединений по данным ТСХ Гексан Алканы, алкиларены с длинными ал 73, кильными радикалами Бензол Конденсированные ароматические 16,9 углеводороды, алкиларены с коротки ми алкильными радикалами Ацетон Гетероатомные соединения, содержа 3, щие N, S, O Примечание: недесорбирова 5,5 Асфальтены, смолы но По данным табл.2 следует, что наибольший выход составили гексановый и бензольный элюаты соответственно 73,9 и 16,9%. Из данных ТСХ следует, что в гексановом элюате содержатся кроме ал канов, ароматические углеводороды, коэффициенты Rf которых более 0,80. Следовательно можно сде лать вывод, что в Верхнечонской нефти преобладают алканы и алкиларены с длинными алкильными радикалами.

Проведенное исследование показало, что оптимальными условиями разделения Верхнечонской нефти методом адсорбционной колоночной хроматографии являются:

- адсорбент: Силикагель L (размер частиц 0,16 – 0,25), - элюент: гексан, бензол, ацетон: последовательно, - проявитель: УФ, пары йода, - отбор фракций гексанового элюата через каждые 10 %, - ТСХ, контроль за ходом разделения.

УДК 532.612.4. А.А. Альмова, М. Б. Бегиева, Ф.К. Казанчева, Ю.А. Малкандуев Кабардино-Балкарский государственный университет г. Нальчик, Россия ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ СВОЙСТВ МОНОМЕРОВ И ПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ ДИАЛЛИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ Реакцией радикальной полимеризации получены водорастворимые полиэлектролиты диаллиль ной природы на основе мономеров N,N-диаллил-N-метиламмоний дигидрофосфат [МГФ], N,N-диаллил N-додециламмоний дигидрофосфат [ДГФ] и определены их значения поверхностных натяжений.

В настоящее время синтетические полиэлектролиты играют важную роль в науке, технике и ме дицине. Важное место в ряду синтетических полиэлектролитов занимают катионные полимеры на ос нове диаллильных мономеров, которые обладали бы комплексом ценных свойств, в частности поверх ностно-активными свойствами.

- 101 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть С этой целью нами были синтезированы ряд мономеров диаллильной природы- N,N-диаллил-N метиламмоний дигидрофосфат [МГФ], N,N-диаллил-N-додециламмоний дигидрофосфат [ДГФ] и по лимеры на их основе –поли- N,N-диаллил-N-метиламмоний дигидрофосфат (поли-МГФ) и поли- N,N диаллил-N-додециламмоний дигидрофосфат (поли-ДГФ). N,N-диаллил-N-алкиламины получали алки лированием диаллиламина хлористым метилом и хлористым додецидом, с последующим протониро ванием ортофосфорной кислотой.

C12H CH NH CH2 =CH CH2 CH2 =CH CH2 NH 2 H2PO4 H2PO Полимеры получали реакцией радикальной фотополимеризацией N,N-диаллил-N-алкиламинов в ортофосфорной кислоте в соотношении амин/кислота 1:1 (моль:моль) в присутствии фотоинициатора диаквадиацетат уранила [ДДУ] max 360 нм, Т=239 К. (табл. 1) Таблица Значение реакции фотополимеризации N,N-диаллил-N-алкиламинов в ортофосфорной кислоте в области max 360 нм, Т=239 К в присутствии [ДДУ]=5*10-3моль/л.

Соотношение амин/кислота 1:1 Т, К. [], дл/г [моль:моль] МДАА/ Н3РО4 239 0.80 в 0.1 н NaCI ДДАА/Н3РО4 0.1 в ТГФ Значения поверхностного натяжения мономеров и соответствующих полимеров определяли на границе раздела фаз воздух-вода сталагмометрическим методом. Для поли-ДГФ измеряли методом максимального давления пузырька (табл.2).

Таблица Значение поверхностного натяжения мономеров и полимеров при Т=293 К.

мономеры, мн/м полимеры [], дл/г, мн/м МГФ 7 поли-МГФ 0.35 в 0.1 н NaCl ДГФ 40 поли-ДГФ 0.1 в ТГФ Полученные значения поверхностного натяжения свидетельствуют о том, что:

- значение поверхностного натяжения уменьшается с увеличением концентрации С как для мономеров, так и для полимеров;

-с увеличением гидрофобности исследуемого мономера и полимера зависимость значений по верхностного натяжения увеличивается, что свидетельствует о появлении поверхностно-активных свойств, и наиболее ярко выраженными свойствами ПАВ обладают мономер N,N-диаллил-N додециламмоний дигидрофосфат и полимер на его основе.

УДК 665.355.97:543.544. К.М. Гурылева, Н.В. Степычева Ивановский государственный химико-технологический университет г. Иваново, Россия ШОКОЛАД: ЭВОЛЮЦИЯ ИЛИ ДЕГРАДАЦИЯ?

ВСЁ О СОВРЕМЕННОМ ШОКОЛАДЕ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ХИМИКА Разработана методика газохроматографического анализа жировой фазы шоколада, позволяю щая выявить в его составе наличие жиров альтернативных какао маслу.

В соответствии с ГОСТ 6534-89 «Шоколад. Общие технические условия», шоколад – это изде лие, приготовленное из шоколадной массы. Шоколадная масса представляет собой тонкоизмельченную кондитерскую массу, полученную смешением продуктов переработки какао бобов (какао тертого и какао-масла) и сахара. Длительное время масло какао, получаемое из какао бобов, оставалось единст венным растительным жиром, который использовался в шоколадных изделиях. Масло какао определя ет наиболее важные характеристики шоколада, такие как прекрасный вкус и аромат, быстрое расплав ление при температуре выше 35 0С, твердость при комнатной температуре, хороший блеск поверхно сти, продолжительный срок хранения. Масло какао обладает этими свойствами благодаря особому хи мическому составу. Оно представляет собой сложные эфиры глицерина с молекулами различных выс - 102 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть ших жирных (карбоновых) кислот, которые и характеризуют его жирнокислотный состав. Какао-масло – высокооднородный жир и состоит приблизительно на 80 % из симметричных триглицеридов: POP (пальмитиновая, олеиновая, пальмитиновая) – 18 %, POS (пальмитиновая, олеиновая, стеариновая) – 37%, SOS (стеариновая, олеиновая, стеариновая) – 25 %. Однако масло какао, будучи натуральным сырьевым материалом, имеет один самый большой недостаток – это дорогое сырье с очень неустойчи выми ценами. Экономический фактор стал определяющим в поисках жира, альтернативного масло ка као. Так появились жиры, альтернативные какао-маслу – Cacao Butter Alternatives (CBA). Они подраз деляются на две основные группы: жиры, требующие темперирования и жиры не требующие темпери рования. К первой группе относятся эквиваленты какао (CBE) и улучшители масла какао (CBI). Для их производства используется фракционированное пальмовое масло, а также жиры экзотических растений (масло орехов ши, масло Борнео, масло косточек манго, масло Иллипа и других), которые имеют сходные с маслом какао физико-химические свойства и состав жирных кислот. К жирам второй груп пы относятся заменители масла какао (СBR) и суррогаты масла какао (CBS). Для производства СBR используют гидрогенизированные и фракционированные соевое, рапсовое, хлопковое и пальмовое масла. Суррогаты масла какао (CBS) получают из пальмоядрового и кокосового масел, подвергнутых гидрогенизации и фракционированию.

Принятая в 2000 году директива ЕС разрешила при производстве шоколада использовать до 5 % эквивалентов какао-масла. Для их контроля в шоколаде в Евросоюзе разработаны ISO 23275-1: Жиры и масла животные и растительные. Эквиваленты какао масла в какао масле и в шоколаде без до бавлений.

Часть 1. Определение наличия эквивалентов какао масла и ISO 23275-2: 2006 Жиры и масла жи вотные и растительные. Эквиваленты какао масла в какао масле и в шоколаде без добавлений.

Часть 2. Определение количества эквивалентов какао масла.

В проекте «О техническом регламенте на кондитерскую продукцию», вынесенном Государст венной Думой на рассмотрение при производстве шоколада разрешается использовать до 5 % к обще му весу шоколадной массы растительных жиров - эквивалентов какао-масла (CBE) и (или) улучшите лей какао-масла (CBI). Однако в настоящее время в России отсутствуют нормативные документы на определение количественного и качественного состава эквивалентов и улучшителей какао- масла в шоколаде, а значит и невозможен контроль за его качеством. При этом следует отметить, что участив шиеся способы фальсификации какао масла происходят путем частичной или полной замены основно го компонента шоколада – какао масла не только на эквиваленты (CBE) и улучшители (CBI), но и на заменители (СBR) и суррогаты какао масла (CBS), использование которых в производстве шоколада запрещено законом.

Целью работы явилась разработка методики выявления специализированных растительных жи ров (CBA) в жировой фазе шоколада с помощью хроматографических методов анализа.

Анализы проводили по ГОСТ Р 51483-99 на хромато-масс-спектрометре «SATURN-2000» фир мы Varian (США) с капиллярной колонкой VF-23ms длиной 60 м, внутренним диаметром 0,25 мм. Ус тановлено, что путем сравнительного анализа жирнокислотного состава со стандартизованными значе ниями какао-масла, приведенными в ГОСТ 30623-98 можно выявить только суррогаты масла какао (CBS) по наличию лауриновой кислоты и добавки молочного жира по наличию в составе жировой фа зы шоколада низкомолекулярных жирных кислот таких как масляная, капроновая, каприловая, капри новая. Добавки в шоколаде улучшителей и заменителей масла какао таким образом не представляется возможным. В результате проведенных исследований установлено, что данные добавки можно устано вить по результатам сравнения соотношений массовых долей метиловых эфиров жирных кислот МЭЖК (или их сумм). Если значение хотя бы одного из соотношений массовых долей МЭЖК (или их сумм) выходит за установленные границы соотношений, то это будет свидетельствовать о фальсифи кации какао-масла. В результате анализа экспериментальных данных определены требуемые соотно шения массовых долей МЭЖК и кислоты-маркеры, которые позволяют выявить в шоколаде наличие Cacao Butter Alternatives. Проведены исследования шоколадных изделий, представленных на рынке г. Иваново. К сожалению, в 95% плиточного шоколада натуральное какао масло частично или полно стью заменено на CBA, без указания на этикетке.

- 103 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК 543. Г.Н. Жылысбаева, А.Б. Баешов Международный казахско-турецкий университет им.Х.А.Ясауи г.Кентау, Казахстан ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ МЕДИ, СВИНЦА, ЦИНКА И НИКЕЛЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПРИ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ Исследованы электрохимические поведения медных, свинцовых, цинковых и никелевых электродов в водных растворах и показана возможность получения их соединений при поляризации промышленным переменным током частотой 50 Гц. Экспериментально установлено, что в зависимости от условий электролиза электроды растворяются с образованием низко валентных соединений.

В современных научных исследованиях все большее внимание уделяется изучению процессов, протекающих в электрохимической системе при поляризации электродов переменным током, т.е. в нестационарных условиях. При протекании переменного тока в электрохимической системе создаются условия для осуществления различных электрохимических реакций на электродах и межфазной границе раздела электрод-электролит. В последнее время переменный ток широко используется для изучения строения двойного электрического слоя на поверхности электрода, для выяснения механизма электродных процессов, а так же для проведения ряда электрохимических процессов [1-3].

Исходя из известных данных можно заключить, что при поляризации электродов симметричным переменным током в них никаких существенных целенаправленных процессов не должно протекать т.е. восстановленный в катодный полупериод продукт должен обратно окисляться в анодный полупериод или наоборот.


В данной работе приводятся результаты систематических лабораторных исследований по электрохимической поляризации медного, свинцового, оловянного и никелевого электродов переменным током промышленной частоты.

Нами установлено, что если поляризовать переменным током два электрода, изготовленные из свинцовых пластинок, то они растворяются в очень малом количестве. Было замечено что, при замене одного электрода на титановую проволоку наблюдается растворение второго электрода, изготовленного из свинцовой пластинки. При проведении электролиза при высоких плотностях тока на титановом электроде в анодном полупериоде формируются оксидные пленки металла, характеризующие вентильным свойством и это затрудняет протекание тока по цепи [4]. В то время, когда титановый электрод находится в катодном полупериоде, свинцовый электрод, находясь в анодном полупериоде растворяется, образуя двухвалентные ионы свинца (ІІ). Такие же явление показывает и на медном, оловянным, никелевым электродах.

Электролиз проводился в стеклянном электролизере емкостью 400мл. В качестве электродов служили титановая проволока и пластинки металла. Медную и никелевую пластинку растворяли в сернокислых и солянокислых, а свинцовую и оловянную пластинку растворяли в азотнокислых растворах.

Выход по току растворения медного электрода очень сильно зависит от плотности тока на вспомогательном титановом электроде. С увелечением плотности переменного тока до 60-70кА/м наблюдается резкое повышение выхода по току растворения меди, а при дальнейшем повышении до 100кА/м2 остается практический неизменным. При высоких плотностях тока кажущийся выход по току (ВТ) растворения медного электрода незначительно превышает 100% (если считать, что реакция двухэлектронная), плотностях тока на титановом электроде ниже 5кА/м2 - растворение медного электрода протекает с очень низкой скоростью.

Электрохимическое поведение медного электрода в солянокислых и сернокислых растворах при поляризации переменным током существенно различается. Это связано в основном с повышением устойчивости одновалентных ионов в солянокислых растворах вследствие образования хлоридных комплексов:

СuCL+nCl- CuCLn-n+1 (1) Поэтому, при высоких концентрациях соляной кислоты и повышенных температурах раствора выход по току приближается к 200%, если предположить, что реакция ионизации меди двухэлектронная. Это позволяет считать, что в солянокислом растворе при поляризации переменным током медь преимущественно растворяется с образованием одновалентных ионов по реакции (2).

Кроме того, в солянокислом растворе имеют место реакции (3) и (4):

Cu0 – e Cu+ (2) 2Cu+ Cu2+ + Cu0 (3) - 104 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть 2H2O - 4e O2 + 4H+ (4) В сернокислых и солянокислых растворах с повышением плотности тока выход по току увеличивается. Результаты исследований показывают, что значения выхода по току растворения медного электрода равны в солянокислой (90,0% ) и сернокислой среде (91,7%).

В сернокислых растворах, при плотности тока от 100А/м2 до1500 А/м2 ВТ растворение никеля возрастает от 49% до 97%. В солянокислых растворах в этих же условиях ВТ растворение никеля растет до 120%.

По экспериментальным данным при увеличении плотности тока на титановом электроде выход по току растворения свинца и олова растет (в расчете на анодный полупериод тока). При более высоких плотностях тока ВТ у свинца и олова выше 100%.

Также нами исследовано влияние плотности переменного тока на выход по току растворения свинца. При плотности тока 400А/м2 выход по току растворения свинца достигает максимума и равна 110%. При более высоких плотностях тока ВТ снижается- это объясняется пассивацией свинца, такое же явление наблюдается и при поляризации медных, оловянных и никелевых электродов.

Эти же эксперименты паралельно проводились и на постоянном токе. При постоянном токе эти же металлы растворяются, только выход по току в 2-3 раза меньше.

Таким образом, нами впервые исследованы растворения меди, свинца, олова и никеля при поляризации переменным током. Установлено что, при оптимальных условиях при поляризации переменным током медный, свинцовый, оловянный и никелевый электроды растворяются с высоким выходом по току.

Список использованных источников 1. Озеров А.М., Кривцов А.К., Хатиев В.А. Нестационарный электролиз. Волгоград, Ниже Волж. Изд-во, 1972, С.160.

2. Баешов А., Доспаев М.М. Образование оксидов меди при поляризации медного электрода переменным током. Вк.:Тезисы докладов. “Перспективные электрохимические процессы в гидрометаллургии цветных металлов.” Свердловск, 1989, С.23.

3. Баешов А., Галиева А., Андамасова А. Исследование электрорастворения железных электродов при поляризации переменным током. Комплексное использование минерального сырья, 1993.№5,С.96.

4. Жылысбаева Г.Н. Получение порошков цветных металлов-меди и свинца при поляризации промышленным переменным током. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук:12.11.99. – Караганда, 1999. С.25.

УДК Л.Ю. Керефова, Б.С. Гуляжинова, Р.Ч. Бажева, А.М. Хараев ГОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»

г. Нальчик, Россия ОЛИГОЭФИРЫ ДЛЯ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ Методом высокотемпературной поликонденсации синтезированы олигоэфирсульфоны на осно ве 4,4'-дихлордифенисульфона и 1,1-дихлор-2,2-ди-(4-оксифенил)этилена различной степени конденса ции с концевыми гидроксильными группами. Определены оптимальные условия синтеза. Показана воз можность получения на основе синтезированных олигоэфирсульфонов и дихлорангидридов фталевых кислот различных блок-сополимеров.

Современный уровень развития химии и технологии полимерных материалов позволяет полу чать материалы с новыми свойствами на основе заданного сочетания известных полимеров. Одним из наиболее интересных путей в этом направлении является создание новых высокомолекулярных соеди нений, в которых оригинальным образом могут сочетаться свойства фрагментов макромолекул блок сополимеров. Варьируя химическую природу блоков, их длину, число и последовательность чередова ния, можно получать материалы со структурой и свойствами, существенно отличающихся от свойств исходных компонентов. Возможность сочетания неограниченного количества различных макромоле кул позволяет синтезировать множество разнообразных блок-сополимеров, изменяя в широких преде лах термические, механические и другие свойства.

Исходя из выше изложенного, актуальной проблемой остается синтез ароматических блок сополиэфиров, а также разработка способов направленного регулирования их свойств за счет нового сочетания фрагментов полимерной цепи.

- 105 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Объектами исследования в настоящей работе являются процессы синтеза олигосульфонов.

Целью настоящей работы является получение олигоэфиров на основе различных мономеров для дальнейшего использования их при получении блок-сополимеров, обладающих повышенной термо-, тепло-, огнестойкостью, хорошей растворимостью.

В настоящей работе с целью получения блок-сополиэфирсульфонов с высокой молекулярной массой, тепло- и термостойкостью, высокими физико-механическими и теплофизическими характери стиками, синтезированы олигосульфоны различной степени конденсации.

Исследования показали, что оптимальными условиями синтеза олигомеров являются: темпера тура реакции 140-145С, продолжительность реакции после добавления 4,4'-дихлордифенисульфона в среде диметилсульфоксида - 2 часа. Используя найденные оптимальные условия синтеза, получены олигомеры с различными степенями конденсации: n=1;

5;

10;

20. Синтез олигосульфонов проводили высокотемпературной поликонденсацией в среде диметилсульфоксида в атмосфере инертного газа (азота). Реакцию проводили между динатриевой соли 1,1 – дихлор – 2,2 – ди – (4 – оксифенилэтилена) (С-2) и 4,4 – дихлордифенилсульфоном (ДХДФС) при мольном соотношении С-2 : ДХДФС – 2 : (ОС-1С-2);

6 : 5 (ОС – 5С – 2);

11: 10 (ОС – 10С – 2);

21 : 20 (ОС– 20С – 2) по следующей схеме:

І стадия:

nHO C OH+2nNaOH NaO C ONa -2nH2O CCl2 CCl ІІ стадия:

O (n+1) NaO C ONa +nCl S Cl -2nNaCl CCl O O HO C C OH S O O CCl CCl O Строение полученных олигоэфирсульфонов подтверждены результатами элементного анализа и ИК – спектроскопией. Наличие полое поглощение эфирным связям в области 1135, гидроксильными группами 3300-3600 см-1, сульфонильной группе 1400-1300см-1, группе Ar2 – С = ССl2 980см-1, группе С – Br 600 – 500см-1 свидетельствует об образовании олигосульфонов. Рентгеноструктурные исследо вания, проведенные на порошковых образцах с помощью дифрактометра ДРОН -6 в режиме шагового сканирования с длиной волны 1,54051, показали аморфность полученных олигомеров Некоторые свойства олигосульфонов приведены в таблице.

Таблица Свойства ароматических олигоэфирсульфонов Тразм. 0С Олигомеры Степень Выход Расчетная Содержание конд., n мол.масса -ОН, % Вычисл. Найдено ОС–1С– 2 1 98 120-122 776 4,38 4, ОС–5С– 2 5 97 142-144 2758 1,233 1, ОС–10С– 2 10 96 172-174 5234 0,649 0, ОС–20С– 2 20 98 182-183 10188 0,334 0, Полученные олигоэфирсульфоны в дальнейшем использовались для получения блок сополиэфирсульфонов.

- 106 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК 613.24/. Е.Б. Станиславская, Н.А. Подгорный, Л.А. Прокофьева Воронежская государственная технологическая академия г. Воронеж, Россия ИДЕНТИФИКАЦИЯ АРОМАТОБРАЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПОДСЫРНОЙ СЫВОРОТКИ Современные тенденции развития молочной отрасли предусматривают комплексное использо вание вторичного молочного сырья, в том числе сыворотки, которая относится к ценным пищевым ре сурсам.

Подсырная сыворотка – сложный биотехнологический объект для пищевых технологий, харак теризующийся присутствием специфических ароматобразующих компонентов, которые сдерживают ее широкое применение в производстве продуктов питания.


В связи с чем особую актуальность приобретает задача идентификации ароматобразующих ком понентов подсырной сыворотки, а также веществ, образующих с ними композиции с улучшенными органолептическими свойствами, либо маскирующих неприятный сывороточный запах.

Ароматобразующие вещества подсырной сыворотки идентифицировали методом газовой хрома тографии(парофазный метод, хроматограф «Кристалл-5000» с пламенно-ионизационным детекто ром,колонкаZB-WAX (для идентификации спиртов и кетонов), колонка SolGel-WAX (для идентифика ции кислот)).

Для проведения анализа пробы подсырной сыворотки объемом 2000 мкл подвергали разведению в 15 раз. Хроматограммы обрабатывали с применением программного обеспечения «Хроматек Аналитик 2.5». Количественные определения выполняли методом абсолютной градуировки.

В газовой фазе подсырной сыворотки идентифицированы: масляная, пальмитиновая, пропионовая, изобутиловая, уксусная кислоты, а также ацетон, метилэтилкетон, ацетальдегид и этилацетат, этанол, про панол, метилацетат.

Наибольшим содержанием в ряду жирных кислот характеризуется масляная кислота, среди аро матобразующих веществ других классов – метилацетат и метилэтилкетон (таблица).

Таблица Определение ароматобразующих веществ в подсырной сыворотке Компоненты Время удерживания, Площадь пика на Высота пика Концент мин рация, хроматограмме, мВс мг/дм масляная 14.379 12.452 2.234 14. пропионовая 12.142 11.033 1.725 12. изобутиловая 9.947 9.947 1.572 11. уксусная 8.897 6.831 1.342 8. ацетальдегид 5.812 9.634 1.529 11. этанол 11.792 7.353 4.912 5. 54.809 9.136 63. ацетон 8.971 1.456 0.442 0. этанол 11.792 2.358 0.733 1. пропанол 12.512 16.737 3.196 18. метилацетат 32.017 19.325 3.652 20. метилэтилкетон 36.439 42.704 6.355 46. 82.580 14.378 87. Полученные в результате исследования данные позволяют сделать следующие выводы: присутствие в подсырной сыворотке масляной кислоты при определенных концентрациях вызывает формирование прогорклого запаха;

пальмитиновая кислота обусловливает затхлый вяжущий запах;

ацетальдегид – резкий специфический запах;

ацетон и метилэтилкетон – сладкий силосный;

этанол – сладкий ваниль ный;

этилацетат – фруктовый эфирный запах. Выполненные исследования позволяют предположить, что наибольшее влияние на формирование специфического сывороточного запаха оказывают масляная кислота, метилацетат и метилэтилкетон.

- 107 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть УДК 543. Н.Ф. Апрелкова1, Д.А. Матвеев1, Е.А. Арбузова1, Т.В. Карачун Иркутский государственный университет г. Иркутск, Россия ОАО «Ангарская нефтехимическая компания»

г. Ангарск, Иркутская область, Россия ОСОБЕННОСТИ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ДИГИДРОКВЕРЦЕТИНА С использованием методов классической и переменнотоковой полярографии изучено электрохи мическое поведение дигидрокверцетина на ртутном капающем электроде. Определено число электро нов и протонов, участвующих в электровосстановлении исследуемого флавоноида. Показана принци пиальная возможность количественного полярографического определения дигидрокверцетина в фар мацевтических препаратах.

Флавоноиды получили широкое распространение в последнее время в разных областях промыш ленности, особенно в пищевой и фармацевтической [1, 2]. Одним из таких флавоноидов является ди гидрокверцетин (2,3 дигидро 3,5,7 тригидрокси 2 (3,4 дигидроксифенил) 4Н 1 бензо пиран 4 он). Дигидрокверцетин (ДКВ) является ценным активным антиоксидантом растительного происхождения. В связи с этим представляет большой интерес изучение особенностей электрохимиче ского поведения дигидрокверцетина и выяснение возможности количественного определения содержа ния его в фармацевтических препаратах. Для количественного определения и исследования флавонои дов, помимо хроматографических и фотометрических, используются вольтамперометрические методы, с применением стационарных электродов при их анодной поляризации. При этом отсутствуют данные по изучению электрохимического поведения флавоноидов, и дигидрокверцетина в частности, в катод ной области на ртутном капающем электроде (РКЭ), обладающего постоянно обновляющейся поверх ностью, что значительно улучшает воспроизводимость результатов анализа.

Для исследования электрохимического поведения ДКВ выбран фоновый электролит, представ ляющий собой смесь изопропанола, как хорошего растворителя ДКВ, и ацетатного буферного раствора (рН=3). При данном значении рН диффузионный ток (аналитический сигнал) является максимальным.

На величину силы диффузионного тока также влияет содержание в растворе изопропанола. Увеличе ние содержания спирта приводит к снижению диффузионного тока, вследствие повышения вязкости раствора. Наиболее оптимальным является соотношение изопропанол : ацетатный буферный раствор = 1 : 9. На данном фоновом электролите дигидрокверцетин способен восстанавливаться на РКЭ, образуя волну на классической полярограмме со значением потенциала полуволны (Е1/2) равным -1,30 В, и пик с потенциалом в максимуме (Ер) равным -1,34 В на вольтамперной кривой переменного тока. Число электронов, принимающих участие в электродном процессе, вычисленное из полулогарифмической зависимости lg (I/Id-I) = f(E) (Id – предельный диффузионный ток) составляет 2, а Е1/2 = - 1,30 В для классической вольтамперограммы.

Как и в случае многих органических веществ, значения Е1/2 и Ер зависят от величины рН буфер ного раствора. С повышением рН значения данных потенциалов смещаются в катодную область, что связано с затруднением электровосстановления ДКВ, вследствие увеличения отрицательного заряда молекулы за счёт ступенчатой диссоциации гидроксогрупп. В интервале рН=3,05,5 зависимость Е1/2 = f(рН) носит прямолинейный характер с тангенсом угла наклона равным 30 мВ/ед. рН, что говорит об участии в электродном процессе при восстановлении ДКВ 2 электронов и 1 протона, с предшествую щей протонизацией карбонильной группы гетероциклической группировки:

Участие протонов в электрохимическом процессе также подтверждается отсутствием волн вос становления ДКВ в безводной апротонной среде на фоне 0,05 М диметилформамидного раствора тет - 108 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть рабутиламмоний хлорида в широком диапазоне потенциалов. При добавлении воды, источника прото нов, наблюдается появление волны ДКВ с Е1/2 = -1,78 В.

В интервале рН=5,56,5 наблюдается ещё больший сдвиг значений Е1/2 в катодную область с од новременным исчезновением пиков для переменнотоковых полярограмм. При рН7,0 на полярограм мах зарегистрированы волны, величина Е1/2 которых уже не зависит от рН. Исходя из величины 88/n мВ (ширина пика на полувысоте), характеризующей степень обратимости электрохимического процесса в полярографии переменного тока, данный процесс является малообратимым [3]. С увеличе нием рН буферного раствора необратимость процесса до значения 4,5 снижается, а затем происходит стремительное её увеличение. Наибольшая обратимость наблюдается при рН=4,5 ( = 80 мВ).

Ток, возникающий при электрохимическом восстановлении ДКВ на РКЭ, носит кинетический характер, о чём свидетельствует несколько факторов. Во-первых, относительно высокий температур ный коэффициент, составляющий 3 % / 0С;

во-вторых, не зависимость высоты катодной волны ДКВ от высоты столба ртути над капилляром;

в-третьих, экспериментальная (кажущаяся) энергия активации процесса электровосстановления ДКВ, равная 13,1 кДж, превышающая значения характерные для то ков контролируемых диффузией. Кроме того, при увеличении рН раствора, происходит снижение вы соты волны восстановления ДКВ, что характерно для кинетических волн с предшествующей протони зацией деполяризатора [4, 5].

Способность восстанавливаться ДКВ на РКЭ может быть использовано для его количественного определения в фармацевтических препаратах. Так в интервале концентраций 1·10-4 1·10-3 М наблюда ется прямолинейная зависимость между силой тока электровосстановления ДКВ и его содержанием в растворе. Предварительные исследования показали принципиальную возможность количественного определения ДКВ в препарате «Капилар» (коэффициент вариации V = 4,4%;

среднее содержание ДКВ в препарате составило 10,2±0,5 мг/табл. при норме 10 мг/табл.).

Список использованных источников 1. Тюкавкина Н.А., Руленко И.А., Колесник Ю.А. // Вопросы питания. 1996. № 2. С. 33.

2. Теселкин Ю.О., Жамбалова Б.А., Бабенкова И.В. // Биофизика. 1996. т. 41, № 3. С. 620.

3. Каплан Б.Я., Пац Р.Г., Салихджанова Р. М.-Ф. Вольтамперометрия переменного тока. М.:

Химия, 1985. 264 с.

4. Майрановский С.Г., Страдынь Я.П., Безуглый В.Д. Полярография в органической химии. Ле нинград: Химия, 1975. 352 с.

5. Майрановский С.Г. Каталитические и кинетические волны в полярографии. М.: Наука, 1966.

288 с.

УДК 547. А.В. Гаврилова, М.Г. Шамина, О.А. Литова, Л.Ю. Шитикова, А.Д. Кирилин Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова г. Москва, Россия ИСПОЛЬЗОВАНИЕ N,N’- БИС(ТРИМЕТИЛСИЛИЛ)КАРБОДИИМИДА В КАЧЕСТВЕ СИЛИЛИРУЮЩЕГО РЕАГЕНТА На примере производных гидразина показано, что N,N`-бис(триметилсилил)карбодиимид мо жет выступать в роли силилирующего реагента.

Кремнийазотсодержащие соединения находят широкое применение в органической химии в ка честве силилирующих реагентов. Силилирование позволяет широко видоизменять физические и хими ческие свойства органических и элементоорганических соединений: защищать или блокировать неко торые реакционные центры, увеличивать реакционную способность, улучшать растворимость веществ в неполярных и малополярных растворителях, уменьшать или устранять возможность образования во дородных связей, увеличивать летучесть и стабильность соединений [1]. В связи с этим нет сомнения, что поиск новых силилирующих реагентов является актуальной задачей.

Рассматривая возможные стадии процесса получения О-силилуретанов, где в качестве N силоксикарбонилирующего реагента была использована смесь диоксида углерода и N,N’ бис(триметилсилил)карбодиимида [2], было выдвинуто предположение о возможной силилирующей способности N,N’-бис(триметилсилил)карбодиимида.

- 109 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Данная гипотеза проверена на примере производных гидразина: N,N’– диметилэтилендигидразине и N,N’–диметилгидразине. Было установлено, что N,N’ бис(триметилсилил)карбодиимид может выступать в роли силилирующего реагента.

Me3SiN C NSiMe3 + H2NNMe2 Me3SiNHNMe H2NNCH2CH2NNH2 + Me3SiN C NSiMe3 Me3SiNHNC2H4NNHNSiMe CH3 CH CH3 CH Список использованных источников 1. Мижирицкий М. Д. Новые силилирующие реагенты. Методы получения и свойства / М. Д.

Мижирицкий, Ю. А. Южелевский // Усп. химии. – 1987. – Т. 56. - №4. – С. 609-628.

2. Кирилин, А.Д. Новый способ получения О-силилуретанов /А.Д. Кирилин, А.В. Гаврилова // ЖОХ.- 2009.- Т.79.- №11.- С. 1932.

УДК 547.313:547. Г.П. Метелева1, О.В. Берлина Тюменский государственный университет Тюменский государственный архитектурно-строительный университет г. Тюмень, Россия ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА ГЕТЕРОПОЛИСОДИНЕНИЙ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ IN SITY ПРИ ЭПОКСИДИРОВАНИИ АЛЛИЛХЛОРИДА ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА В УСЛОВИЯХ МЕЖФАЗНОГО КАТАЛИЗА Изучено эпоксидирование аллилхлорида в системах H2WO4/H2O2 – H2O/H3PO4 в условиях меж фазного катализа в зависимости от соотношения реагентов Na2WO4 и H3PO4 (в присутствии избыт ка Н2О2). Показано, что при оптимальном значении рН водной фазы в системе образуется комплекс Вентурелло состава (Q3[PW4O24]).

Одним из наиболее перспективных направлений органического синтеза в настоящее время явля ется химия эпоксидных соединений, являющихся ценным сырьем для получения различного типа ПАВ, эпоксидных смол, пластификаторов, присадок к маслам, антифризов, биологически активных веществ и т.д. Например, эпихлоргидрин используют в производстве эпоксидных смол, а также как полупродукт синтеза производных глицерина и эпигидринового синтеза, которые применяют как рас творители, полупродукты для синтеза красителей и как ПАВ.

Взаимодействие аллихлорида с водным раствором H2O2 в условиях межфазного катализа (МФК) является сравнительно новым и весьма перспективным способом получения эпихлоргидрина. Преиму щество данного способа в том, что он позволяет использовать технические 10-30% водные растворы H2O2 без дополнительной очистки и концентрирования, являющегося экологически чистым реагентом, поскольку конечными стабильными продуктами его превращений являются H2O и O2, а также сравни тельно дешевый малополярный апротонный растворитель.

Эпоксидирование аллилхлорида пероксидом водорода проводили в двухфазной водно органической системе. В качестве катализаторов использовали фосфорно-вольфрамовые гетероперок сокомплексы, образующиеся in situ при смешивании водных растворов Na2WO4, H2O, H3PO4 и H2O2.

Органическую фазу получали растворением субстрата и межфазного переносчика (Q+X–) – цетилпири диний бромида (ЦПБ) в 1,2-дихлорэтане. Реакцию проводили при 50С. При этом реализуется неради кальный процесс окисления, что обеспечивает более высокую селективность образования эпоксида.

Для систем H3[PW12O40]·yH2O/H2O2–H2O и H2WO4/H2O2–H2O/H3PO4 с водной фазой, содержащей (на ядрах 31Р и 183W) показана возможность образова избыток Н2О2, методами ЯМР-спектроскопии [PWxOy]n– (x = 1 4). По ния фосфатооксопероксовольфрамовых частиц различного состава:

результатам ЯМР предложено существование ряда равновесий [1]:

Н2-WO6– Н2-WO6– Н2-WO6– H3-PO4- - [PWOq] [PW2Op] Н2-WO6– - 110 - В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть Состав образующихся пероксогетерополианионов зависит от степени диссоциации фосфорной и пероксовольфрамовых кислот и, в зависимости от рН водной фазы, возможно образование четырех типов пероксогетерополианионов: [PO4{W(O)(O2)2(H2O)}]2– (или PW1), [HPO4{W(O)(O2)2}2]2– (или PW2), [PO4{W(O)(O2)2}2{W(O)(O2)2(H2O)}]3– (или PW3), [PO4{W(O)(O2)2}4]3– (или PW4) [1].

Для определения состава каталитически активного комплекса образующегося in situ в исследо ванных нами системах Na2WO4/H2O2 – H2O/H3PO4 в присутствии ЦПБ был использован метод моляр ных отношений.

При изучении влияния добавок H3PO4 к системе, содержащей постоянную концентрацию Na2WO4 в водной фазе, и при изучении влияния добавок Na2WO4 к системе, содержащей постоянную концентрацию H3PO4 в водной фазе, максимальные выходы эпоксидов при эпоксидировании аллил хлорида пероксидом водорода в двухфазных системах, содержащих ЦПБ, наблюдаются при соотноше нии реагентов Na2WO4:H3PO4 = 4:1. При этом выход эпихлоргидрина возрастает до соотношения P:W = 1:4 и далее остается постоянным. Это свидетельствует о том, что в данной системе при оптимальном значении рН = 1,0 доминирует комплекс состава PW4. А при соотношениях P:W4 в системе содержит ся избыток пероксовольфрамат-ионов HWO8- и HWO6-, способствующих непродуктивному распаду Н2О2.

При соотношении P:W4 в системе содержится комплекс PW4 и избыток H3PO4, но так как при этом не наблюдается спад каталитической активности можно считать, что в данных условиях ионы со става PW4 устойчивы и при избытке H3PO4 не распадаются с образованием менее активных ионов со става PW3;

PW2;

PW1.

Образование пероксогетерополианионов [PW4O24]3– в водной фазе при рН 2,25 с учетом кон стант диссоциации фосфорной (рK1 = 2,15;

рK2 = 7,21;

рK3 = 12,30) и вольфрамовой (рK1 = 2,2;

рК2 = 3,7) кислот (без учета образования димерных форм и тетрапероксоанионов) можно представить сле дующими уравнениями:

НWO4– + 2Н2О2 НWO6– + 2Н2О (1) – + [PW4O24]3– + 4Н2О Н3РO4 + 4НWO6 + Н (2) В соответствии с уравнением 2, равновесие образования соединений состава Q3[PW4O24] смеща ется вправо при подкислении среды, и уменьшение рН водной фазы должно способствовать их образо ванию.

Список использованных источников 1. Salles L., Aubry C., Thouvenot R., Rober F., Doremieux-Morin C., Chottard G., Ledon H., Jean nin Y. // Inorg. Chem. 1994. V. 33. P. 871.

УДК 665.662. А.С. Бабкина, В.Л. Чжен, О.В. Анищенко Волгоградский государственный технический университет г. Волгоград, Россия АНАЛИЗ РАБОТЫ УСТАНОВКИ СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ МАСЕЛ ФЕНОЛОМ ТИПА А-37/ С целью улучшения технологических и экологических показателей работы установки селектив ной очистки масел фенолом типа А-37/1 проведен структурно-функциональный анализ, основанный на декомпозиции системы на подсистемы. Предложены варианты интенсификации работы данной ус тановки и проведен расчет основного аппарата.

Нефтяные масла находят широкое и разнообразное применение при эксплуатации современной техники. Эффективная работа двигателей, а также экономия топлива, обусловливается во многом каче ством используемых смазочных материалов. Одним из основных процессов производства нефтяных масел является их очистка избирательными растворителями для удаления из масляных дистиллятов смолистых веществ и полициклических ароматических углеводородов. Это повышает стабильность и улучшает вязкостно-температурные свойства смазочных масел, уменьшает их склонность к нагарооб разованию и окисляемости. В связи с необходимостью улучшения качества базовых масел, с целью удовлетворения нужд потребителя, поиск путей совершенствования процесса селективной очистки масел фенолом является актуальной задачей.

На установке селективной очистки масел типа А-37/1 производительностью 190 тыс. тонн/год в качестве растворителя используется фенол. Экстрактор с внутренними контактными устройствами вы - 111 В мире научных открытий, 2010, №4 (10), Часть полненными в виде клапанных тарелок. Данная конструкция экстрактора позволяет получать стабиль ный уровень качества остаточного рафината (коксуемость 0,35% масс.) с выходом 70%.

С целью выявления путей интенсификации работы этой установки нами проведен структурно функциональный анализ, основанный на декомпозиции системы на подсистемы. Эффективность про текания процесса селективной очистки в значительной степени зависит от применяемого растворителя и обеспечения наилучшего контакта фаз. Одним из вариантов решения выявленных технических про блем установки может быть замена растворителя фенола на N-метилпирролидон и замена контактных устройств экстрактора на регулярные или комбинированные насадки.

Основной из характеристик N-метилпирролидона является его экологическая безопасность. Пре дельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе N-метилпирролидона составляет 100 мг/м3, в то время как ПДК фенола - 0,3 мг/м3. К тому же, в отличие от фенола, он не образует азеотропа с водой, что упрощает и делает более экономичной его регенерацию.

Проведенные расчеты с использованием ЭВМ показали, что при использовании растворителя N метилпирролидона и экстрактора с контактными устройствами насадочного типа для достижения вы сокого выхода рафината не требуется замена основного аппарата, а только его реконструкция. Также снижаются удельные энергозатраты на 25 кг у. т. /т. сырья и расход сырья на 0,3 кг/т.

Использование насадок позволяет повысить четкость разделения сырья и улучшить групповой химический состав продуктов, в частности снизить содержание смол в рафинате в 1,5 раза и ценных масляных компонентов (парафино-нафтеновых углеводородов) в экстракте в 1,9 раза.

Таким образом, структурно-функциональный анализ действующей установки селективной очи стки масел фенолом позволил выделить основные подсистемы и их функции, сформировать техниче ские требования к работе данной системы, а также предложить пути совершенствования работы этой установки.

УДК 697.34(078.8) Т.С. Пешкова, О.С. Ануфриенко Орский гуманитарно-технологический институт (филиал) ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»

г. Орск, Россия ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ЦЕХА КОКСОХИМИИ ОАО «УРАЛ СТАЛЬ»



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 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.