Файл: Огородник С.Т. Обработка вин фосфорным эфиром целлюлозы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.08.2024
Просмотров: 20
Скачиваний: 0
КРИВЫЕ ПОГЛОЩЕНИЯ ИОНОВ Са и Fe ПРИ СОВМЕСТНОМ ИХ ПРИСУТСТВИИ В РАСТВОРЕ
держаные адсорбированных ионов. Кривые поглощения представлены на рис. 2. Характер кривых поглощения во всех вариантах одинаковый: вначале, в первых фракциях наблюдается полное поглощение иона метал ла (участок, параллельный оси абсцисс), после чего начинается постепенное насыщение ионообменных групп вплоть до полного прекращения ионообмена (пологий участок кривой). В целом кривая занимает участок, представляющий прямоугольную трапецию или тре
угольник |
(в случае, когда насыщение происходит уже |
||
в первых |
порциях фильтрата). Площадь полученной |
||
трапеции |
приравнивается |
полной |
обменной емкости |
ионита по |
отношению к |
данному |
иону металла при |
условии, что количество раствора, пропущенного через фильтрат, будет выражено в л, а концентрация иона металла в мг-экв/г ионита. Величины полной обменной
емкости, подсчитанные |
по выходным |
кривым, |
равны |
(в мг-экв/г ионита): |
|
|
|
Растворы |
Fe |
Са |
Са (Fc |
Н-форма |
0,99 |
1,01 |
0,89 |
Na-форма |
0,88 |
1,20 |
0,82 |
12
Для чистых растворов железа и кальция величина обменной емкости равна, в пределах допустимых оши бок, количеству активных групп Н3 РО^, определенных титрованием (1,02). При совместном присутствии Са и Fe общая обменная емкость несколько ниже. Причи ной этому может быть загрязненность раствора посто ронними ионами, затрудняющая свободную адсорбцию.
Испытание на способность ионитов к регенерации
Отработанный ионообменник промывали, не извле кая из колонки, дистиллированной водой до нейтраль ной реакции, заливали 0,2 н соляной кислотой на 15—16 часов и промывали вновь до нейтральной реакции. После каждой регенерации через колонку пропускали по 50 мл водного раствора железо-аммонийных квас цов с концентрацией железа 48 мг/л и. определяли ос тальное содержание железа в фильтрате. Ниже при водим результаты определений для 10 фильтратов, по лученные при последовательной 10-кратной регенера ции катионита.
.М регенерации |
1 |
п |
ш |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
Концентрация Fe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в фильтрате мг/л |
2,4 |
2,0 |
0,7 |
1,5 |
1,7 |
1,5 |
2,4 |
2,0 |
3,4 |
2,6 |
Как видно из данных, катионит вследствие много кратной регенерации не теряет, способности к погло щению ионов, и величина адсорбции остается постоян ной в пределах небольших колебаний, которые могут зависеть от условий регенерации. Количество регене; рации влияет, однако, на прочность целлюлозной осно вы, которая под воздействием соляной кислоты теряет структуру, превращаясь в мелкий порошок.
Испытания ионита на адсорбционную способность по отношению к другим ионам металлов
Готовили |
водные растворы |
солей |
ZnS04 , |
7Н,0, |
NH4 A1(S04 )2 , |
12Н2 0, CuS04 -5H2 0 |
и Sn2 Cl-2H2 0, содер |
||
жащие по 10 мг/л Zn, А1 и Sn. Наличие |
этих |
ионов в |
13
отдельных растворах |
определяли с помощью |
полуко |
|
личественных реакций |
до и после пропускания этих |
||
растворов через |
колонки с ионитом в Н и Na-форме. |
||
В фильтратах, |
полученных из колонок в |
Н-форме, |
алюминий и медь не обнаружены. Zn и Sn оставались только в следах. Na-форма ионита проявляла несколь ко меньшую способность к поглощению указанных ионов. Следы металлов, хотя и в меньшем количестве, обнаружены во всех 4-х растворах, пропущенных че рез колонку. По-видимому, адсорбция этих металлов зависит в большей мере, чем Fe и Са, от величины рН. В Н-форме ионы Н переходят в раствор, создают бла гоприятную среду для адсорбции ионов металлов с меньшей валентной активностью.
|
ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ |
ФЭЦ |
|
|
Определение доз ионита, |
необходимых |
|
||
|
для обработки |
вин |
..." . |
|
Два образца вин: сухое (спирт 10,2% |
об; сахар 0;6 |
%, |
||
титруемая |
кислотность 8,8 г/л, рН=2,75) й креплёное |
|||
(спирт 17,8 |
% об, сахар 4,1 %, титруемая кислотность |
6,2 |
г/л, рН=3,45) разливали в бутылки по 0,75 л-и добавляли
возрастающие дозы |
ионитов в Н |
или Na-форме из |
||
расчета |
0,5, 1 и 2 г/л. Содержимое б у т ь ^ к , |
.взбалты |
||
вали и |
оставляли |
* контакте- с |
ионитом |
в течение |
5 дней; По истечении срока в вине определяли содер
жание железа, |
кальция, фосфатов й общего |
азота. |
|
Результаты показаны в таблице 4." |
' • |
! |
|
Содержание |
железа V кальция |
в обработанных1 ви |
|
нах' понижалось пропорционально |
заданной дозе иони |
та. ИоньТ железа взаимодействовали с ионитом активнее, чём ионы кальция, концентрация которых понизилась незначительно^' но достигла предела, безопасного в отношении выпадения кристаллов солей кальция. Рав новесная концентрация железа и кальция, проверенная нами после 5 дней, при дальнейшем контакте с иони
том не изменялась. |
Через 15 |
дней |
вина фильтровали |
||||
и выдерживали: сухие |
вина |
в холодильнике, |
а |
креп |
|||
лёные при |
комнатной |
температуре |
в течение |
6 |
меся |
||
цев. В контрольных, необработанных образцах |
сухого |
||||||
вина с содержанием |
Fe |
47,6 мг/л, в т. ч. ионного |
23,7, |
||||
наблюдалось |
потемнение—мелкий |
взвешенный |
осадок ч> |
14
бурого цвета, характерный для железного касса. Об разцы, обработанные 2 г/л ионита, содержащие 4,6 — 15 мг/л общего железа, в т. ч. 3—6,8 мт/'л ионного, сохранили блестящую прозрачность и первоначальный цвет. Выпали чистые, крупные кристаллы виннокислого кальция. Образцы, обработанные 0,5 г л ионита, содер
жащие 34—37,4 общего |
железа, |
в т. ч: 12—13,8 мг/л |
|||||||||
ионного, |
цвет |
не изменили, |
но в них наблюдался |
от |
|||||||
фильтровывающийся |
коричневый |
осадок — результат |
|||||||||
легкого |
поражения |
железным |
кассом. |
|
|
|
|||||
В крепленых |
образцах |
в |
контроле, содержащем |
||||||||
51,2 мг/л Fe, |
появилось |
легкое помутнение, |
в обрабо |
||||||||
танных |
образцах |
помутнения |
и |
признаков |
касса не |
||||||
обнаруживалось. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Обработка вин ФЭЦ |
|
Таблица 4 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Тип вина |
|
|
Сухое |
|
|
|
|
Креплёное |
|
||
Доза попита |
0 • |
0.5 |
1 |
|
2 |
0 |
0,5 |
1 |
2 |
||
(г/л) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Ж е л е з о общее, мг/л |
|
|
||||
Н-форма |
|
47,6 |
34 |
24 I 11,6 |
I 51,2 |
I 36 |
27 |
15,6 |
|||
Na-форма |
47,6 |
37,4 |
27 |
I 15 |
| 51,2 |
| 34,2 |
30 |
15,6 |
|||
|
|
|
|
|
Ж е л е з о ионное, мг/л |
|
|
||||
Н-форма |
|
23,7 |
13,8 |
10,8 |
|
3 |
3,4 |
3,1 |
1 |
0,8 |
|
Na-форма |
23,7 |
12,1 |
9,5 |
|
6,8 |
3,4 |
1,4 |
0,7 |
0,9 |
|
|
|
|
Кальций, мг/л |
|
|
|
||||
Н-форма |
241,8 |
241,8 I 237,61 217,61 |
201,5 1 185,3 |
185,3 171,3! |
|||||||
Na-форма |
241,8 |
2^6,0 | |
233,7 I 217,6 | 201,5 | 180,1 |
180,3 |
177,3 |
||||||
|
|
|
|
Фосфаты, мг/л Р 5 0 5 |
|
|
|
||||
Н-форма |
1.60,3 |
160,3 I |
183,21 206,11 |
229,0 I 229,0 I 274,8 |
412,2 |
||||||
Na-форма |
160,3 |
297,7 |l74,04l 274,8 | 229,0 | 274,8 | |
458,0 229,0 |
||||||||
|
|
|
|
Азот общий,~мг/л |
|
|
|
||||
Н-форма |
200 |
130 |
I 115 |
I 100 |
1282.5 1247,5 I |
— |
255- |
||||
Na-форма |
200 |
15Q |
I |
155 |
I 105 ' |282,5 |
|226,5 |
I 267,5 |
292,5 |
|||
|
|
|
|
|
рН |
|
|
|
|
|
|
Н-форма |
2,75 |
2,75 |
|
2,80 |
I 2,65 |
I |
3,45 |
| 3,5 |
I |
- |
3,5 |
Na-форма |
2,75 |
2,95 |
|
2,75 |
I 2,77 |
| |
3,45 |
| 3,4 |
| |
3,5 |
3,6 |
|
|
|
Титруемая'кислотность |
|
|
|
|||||
Н-форма |
|
8,9 |
|
8,7 |
I 8,75 |
I 6,17 |
I 6,54 I |
— I 6,91 |
|||
Na-форма |
|
8,9 |
|
8,9 |
8,9 |
6,17 |
6,32 |
|
6,541 |
6,47 |
15
В целом наблюдается понижение общего количе ства' азота, что могло произойти вследствие адсорбции чисти аминокислот и аммиака.
Кислотность вина, контролируемая по величине рН титруемой кислотности, во всех вариантах изменялась довольно незначительно. Чтобы проследить за адсорб
ционной активностью |
различных |
доз |
ионита |
в вине, |
||||||||
было подсчитано |
количество |
снятого |
металла |
в |
мил |
|||||||
лиграммах |
на 1 |
г |
ионита |
|
при |
обработке вина |
0,5, |
|||||
1 |
н 2 мг/л |
ионита |
в статических |
условиях (табл. |
5). |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
||
|
Адсорбционная |
активность |
различных |
доз |
ионита |
|
||||||
|
|
|
|
2 s |
|
Смято металла в Mi |
Средняя обмен |
|||||
|
|
|
|
5 |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
СП |
•* |
I |
ne |
1 г попита |
ная емкость |
|||
|
|
|
|
М ** I |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
4 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
5-5 |
|
|
|
|
|
(-1 |
|
|
|
|
|
О |
°" |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
- |
"й * |
|
|
|
|
|
» " |
|
|
|
|
|
Я |
3 |
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sa |
|
|
|
|
|
5 |
- S 1 |
|
|
|
|
я |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С v х о е |
в и н о |
|
|
||
Fe |
общее |
|
|
23,8 |
|
13.6 |
11,8 |
9,0 |
11,4 |
0.61 |
||
М-форма |
|
|
|
|
|
|||||||
Na-форма |
|
|
11,8 |
|
11,5 |
10,3 |
8,1 |
9,9 |
0,53 |
|||
Fe |
ионное |
|
|
11,8 |
|
9,9 |
6.4 |
5.9 |
7.4 |
0,40 |
||
Н |
форма |
|
|
|
|
|
||||||
Ла-форма |
|
|
120,9 |
|
11,5 |
7J05 |
4,2 |
7,6 |
0,41 |
|||
Кальций |
|
|
|
0 |
2,1 |
6,05 |
4,1 |
0.2 |
||||
М-форма |
|
|
|
|
|
|||||||
Na-форма |
|
|
|
|
|
5,8 |
4,1 |
6,0 |
5,3 |
0,26 |
||
|
|
|
|
|
|
|
К р е п л ё н о е |
в и н о |
|
|||
Fe |
общее |
|
|
25,6 |
|
15,2 . |
12,1 |
8,9 |
12.1 |
0,65 |
||
11-форма |
|
|
|
|
|
|||||||
Na-форма |
|
|
|
|
|
17,0 |
10,6 |
8.9 |
12,2 |
0,66 |
||
Fe |
ионное |
|
|
1,7 |
|
0,68 |
1,2 |
0,6 |
0,8 |
0,04 |
||
М-форма |
|
|
|
|
|
|||||||
Na-форма |
|
|
100,7 |
|
2,0 |
1,4 |
0,62 |
1.3 |
0,07 |
|||
Кальции |
|
|
|
16,2 |
8,1 |
7,1 |
10,4 |
0,52 |
||||
М-форма |
|
|
|
|
|
|||||||
Na-форма |
|
|
|
|
|
2.1,2 |
10,0 |
6.0 |
12,4 |
0,6 |
16
Почти во всех случаях наблюдается снижение ко личества адсорбированного железа по мере увеличения дозы ионита. Объяснением этому могут быть неодина ковые условия контакта среды с активными группами понята.
Для более рационального использования ионита необходимо обеспечить его тесный контакт с обраба тываемой жидкостью, что может быть достигнуто
активным перемешиванием |
или динамическими |
усло |
|||||
виями обработки. |
|
|
|
|
|
||
Средняя обменная емкость |
ионита |
в данном |
опыте |
||||
по |
отношению |
к ионам Fe |
|
составила |
в |
сухом |
вине |
0,61 |
мг-экв/г |
(Н-форма), |
в |
том числе |
0,4 за счет |
катионов железа. Очевидно, что ионит, обладая катионообменными свойствами, адсорбирует в первую оче редь положительно заряженные ионы железа. Однако он обладает способностью разрушать и некоторые комплексы железа, о чем свидетельствует понижение концентрации не только катионного, но и комплексно связанного железа.
Ионообменная способность по отношению к кальцию в присутствии железа оказалась ниже почти в 3 раза.
Примерно |
такие же закономерности |
наблюдались |
и |
||||||
в крепленом |
вине. Общая |
обменная |
емкость |
ионита |
|||||
при статических |
условиях |
обработки |
составляла |
0,8 |
|||||
мг-экв/г ионита в сухих |
винах, |
1,2 |
мг-экв/г |
в креп |
|||||
леных винах. |
Повышение |
общей |
обменное |
емкости |
|||||
в крепленых |
винах происходит за |
счет |
более актив |
||||||
ного поглощения |
ионов |
Са |
(0,5 |
мг-экв/г против |
0,2 |
||||
в сухих винах). Вероятно, это можно |
|
объяснить раз |
|||||||
ными условиями |
комплексообразования |
в крепких |
и |
||||||
сухих винах, вследствие чего в сухих |
|
винах |
кальций |
||||||
не образует укрупненных |
ионов. |
|
|
|
|
|
СРАВНЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ ФЭЦ
Зависимость от рН и концентрации ионов железа
Для уточнения условий эксплуатации ионообменника с обеспечением максимального использования его ионообменной емкости исследовали зависимость по следней от величины рН и исходной концентрации
2 Заказ № 681. |
17 |