ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ СПИРТОСОДЕРЖАЩИХ ЖИДКОСТЕЙ ОТ СИВУШНЫХ МАСЕЛ
ООО «АКВА», г. Воронеж
www.filter-forever.ru
| Фильтр представляет собой двухлитровую колбу из нержавеющей стали. Внутри колбы помещен сорбент в виде гранул диаметром 0.1-2 мм (рис.1). Фильтрующий материал синтезирован на основе нанотехнологии, суть которой состоит в предварительном получении наночастиц диоксида кремния, углерода и серебра, их смешивании в строго определенном массовом соотношении, подсушивании до глинообразного состояния, гранулировании и отжига при 850-900 ̊С без доступа воздуха. После остывания гранул сорбента, его промывают дистиллированной водой. Этот этап считается заключительным в процессе синтеза [1]. Далее фильтрующий материал помещается в нержавеющий корпус. |
После сборки фильтра из сорбента удаляется вода путем вытеснения ее сжатым воздухом. Сжатый воздух подают сверху вниз до тех пор, пока из нижнего штуцера не прекратит выливаться водно-газовая смесь. Для очистки спиртосодержащей жидкости емкость с очищаемым продуктом подключают к нижнему штуцеру посредством спиртостойкой трубки. Резиновый шлаг применять запрещается.
| 
|
| А | Б |
Рис. 1 Электронная микроскопия сорбента
А – увеличение в 10 000раз, Б – увеличение в 30 000 раз
Механизм очистки спиртосодержащих жидкостей
Водный раствор этилового спирта-сырца подается снизу вверх на фильтрующий материал. Отрицательно заряженные наночастицы диоксида кремния и положительно заряженные наночастицы углерода расположены в непосредственной близости друг от друга и образуют диполи, которые заполняют все пространство гранул, поры и поверхность гранул. Гранулы при обработке водой набухают, что свидетельствует о взаимодействии воды и сорбента. Вода, при взаимодействии с диполями, поляризуется, наблюдается гидратация с образованием водородных связей. Это усиливает взаимодействие электрически заряженных примесей в порах и на поверхности гранул сорбента.
Сивушные масла представляют собой многоатомные спирты, такие как изоамиловый, изопропиловый, изобутиловый, а также дифенилэтанол. Попадая в поры, многоатомные спирты поляризуются, и отрицательно заряженный радикал притягивается к положительно заряженному фрагменту диполя. Положительно заряженный ион H+ взаимодействует с отрицательно заряженной частью диполя. Экспериментально установлено, что наиболее полная и глубокая очистка спиртосодержащей жидкости происходит при содержании этанола ≤ 40%. Это явление можно объяснить двумя причинами:
1. При понижении крепости спирта до концентрации менее 40% растворимость сивушных масел падает вплоть до образования водно-спиртовой эмульсии молочного цвета. Такие малорастворимые соединения в виде коллоидных частиц имеют на поверхности заряд, который и является причиной повышенной сорбции, а значит и высокой степени очистки.
2. Увеличение степени очистки связано с взаимодействием воды и сорбента, результатом которого является усиление объемного электрического поля за счет поляризации воды, сопровождающейся гидратацией сорбента и образованием водородных связей.