Изобретение относится к получению адсорбентов для очистки жиров и масле и может быть использовано в масложировой промышленности.
Известен способ получения адсорбентов отбеливающих глин, предназначенных для удаления окрашенных соединений и фосфолипидов из масел и жиров, путем активации природных бентонитовых глин алюмосиликатов - последовательной обработкой вначале кислотой, а затем термической обработкой при температуре около 200oC. (Арутюнян Н.С. и др. Технология переработки жиров. -М. Агропромиздат, 1985, с. 68-79). Отбеливающие глины, обычно используемые в промышленности для очистки масел и жиров, имеют ряд недостатков. Нарушение режима отбеливания, например, увеличение времени контакта адсорбента и масла, превышение количества адсорбента сверх обычно используемых 5% по отношению к количеству очищаемого масла; либо осуществление режима отбеливания в динамическом режиме, т.е. при пропускании масла через неподвижный слой адсорбента, может привести к окислению масла и, в связи с этим, приспособлению маслом землистого привкуса. Кроме того, использование отбеливающие глины не регенерируются, выбрасываются, при этом отработанные отбеливающие глины способны спонтанно самовозгораться.
В качестве прототипа выбран способ получения адсорбирующего материала для адсорбционной очистки жиров и масел, описанный в патенте США N 4877765 г, 1989 г. Способ заключается в следующем.
Аморфную двуокись кремния (в качестве нее используют силикагель, осажденную SiO2, или смесь SiO2 и Al2O3) с уд. поверхностью 200 м2/г обрабатывают кислотой (серной, фосфорной, соляной, толуолсульфоновой или трифторуксусной) или кислой солью MgSO4 или AlCl3 в течение 0,5 20 ч при непрерывном перемешивании. Затем кислотно-обработанную аморфную двуокись кремния отфильтровывают и высушивают. Полученная кислотно-обработанная SiO2 содержит от 3 до 10 мас. наиболее предпочтительно 5 мас. свободной кислоты в пересчете на сухой аморфной SiO2.
К недостаткам адсорбента относятся: наличие в аморфной SiO2 свободной кислоты, которая имеет тенденцию переходить в масло, как, например, фосфорная кислота, что может быть нежелательным в определенных случаях. Кроме того, кислотно-обработанная аморфная двуокись кремния, также как и отбеливающие глины, способна окислять масло. При этом адсорбент, получаемый по прототипу, является нерегенерируемым.
Изобретение направлено на создание регенерируемого адсорбента для очистки масел, не содержащего в своем составе свободной кислоты, с пониженной способностью к окислению масел.
Поставленная задача решается предлагаемым способом получения адсорбента на основе аморфной двуокиси кремния, включающем обработку аморфной двуокиси кремния неорганической кислотой и последующую термическую обработку согласно которому аморфную мезо- и макропористую двуокись кремния обрабатывают борной кислотой, и кислотно-обработанный адсорбент подвергают термообработке при температуре 400 700oC в течение от 1 до 14 ч.
Кислотно-обработанный адсорбент после термической обработки многократно промывают водой.
Способ осуществляют следующим образом.
Образец аморфной двуокиси кремния (силикагель, ксерогель, аэросил) с удельной поверхностью 200 900м2/г измельчают до размера частиц, при котором фильтрующая способность адсорбента остается приемлемой (0,05 0,1 мм) и пропитывают при перемешивании раствором борной кислоты при соотношении Т Ж 1 0,5 oC 2. Концентрация борной кислоты может изменяться в широких пределах от 3% до 28,7% (насыщенный раствор H3BO3 при 100oC). Затем взвесь высушивают при нагревании до воздушно-сухого состояния. Высушенный адсорбент подвергают термообработке при температуре 400 700oC в течение от 1 до 14 ч. Наконец, термически обработанный адсорбент многократно промывают избытком горячей воды для удаления избыточного количества H3BO3. После чего адсорбент высушивают и используют для адсорбиционной очистки глицеридных масел.
В составе адсорбента, получаемого заявляемым способом, присутствует от 0,05 до 3 мас. B2O3. Концентрация борной кислоты (B2O3) в готовом адсорбенте определяется, в первую очередь, режимом температурной обработки, зависит от кратности промывки горячей водой, и, наконец, от концентрации раствора, которым пропитывают аморфную двуокись кремния.
Отношение двуокиси кремния к раствору борной кислоты (Т Ж), равное 1 0,5 oC 2, определяется концентрацией борной кислоты в пропитывающем растворе, а также временем, необходимым для высушивания пропитанного адсорбента доя воздушно-сухого состояния. Высушивание двуокиси кремния, обработанной более чем двумя объемами раствора борной кислоты требует значительных затрат энергии и времени. А в случае использования концентрированных растворов H3BO3 это связано также с перерасходом борной кислоты. В свою очередь, для равномерной пропитки двуокиси кремния необходимо не менее 0,5 объемов раствора H3BO3.
По способности удерживаться на двуокиси кремния борная кислота сравнима с фосфорной и способна переходить в масло. Дополнительная термическая обработка кислотно-обработанного адсорбента предназначена для "закрепления" H3BO3 в матрице двуокиси кремния. Температурный интервал термообработки 400 700oC определяется свойствами системы "высокодисперсный SiO2 B2O3". При температуре ниже 400oC нет заметного растворения B2O3 в двуокиси кремния. При температуре выше 700oC происходит сплавление двуокиси кремния с B2O3 с уменьшением пористой поверхности системы. Опытным путем показано, что процесс термообработки целесообразно проводить в течение 1 14 ч. Прокаливание менее 1 ч нецелесообразно из-за низкой скорости растворения B2O3 в поверхностном слое двуокиси кремния, свыше 14 ч из-за энергетических расходов.
Последующая многократная промывка термически обработанного адсорбента предназначена для удаления избытка нерастворенной в матрице борной кислоты.
С подготовленного таким образом адсорбента не происходит переход борной кислоты в очищаемое масло, что подтверждается результатами анализа очищенного масла.
В качестве силикатной матрицы предпочтительно использовать мезо- и макропористую аморфную двуокись кремния, поскольку наличие пор большого диаметра обеспечивает доступ фосфолипидов и молекул красящих веществ к поверхности адсорбента и определяет отбеливающую способность адсорбента и способность удалять фосфолипиды.
В сравнении с адсорбентом, полученным по прототипу, заявляемый адсорбент не содержит в своем составе свободной кислоты, остается эффективным в удалении окрашенных примесей и фосфолипидов. Кроме того, заявляемый адсорбент обеспечивает более полное удаление окисленных компонентов масла.
Возможность осуществления изобретения подтверждается примерами реализации изобретения.
Пример 1. Получение адсорбента.
Образец силикагеля КСК (уд. поверхность 350 м2/г) массой 100 г измельчают до размера частиц 0,05 0,1 мм и пропитывают при перемешивании 200 мл горячего раствора борной кислоты с концентрацией 25% Затем взвесь высушивают при температуре 100.130oC до воздушно-сухого состояния. Воздушно-сухой образец прокаливают при температуре 700oC в течение 14 ч, охлаждают и многократно промывают горячей дистиллированной водой для удаления избыточного количества H3BO3. Промытый адсорбент высушивают при температуре 100.130oC.
Содержание H3BO3 в конечном продукте составляет
Пример 2. Получение адсорбента.
100 г силикагеля КСК обрабатывают 50 мл 3%-ной борной кислоты. Затем взвесь сушат, прокаливают при 400oC в течение 1 ч, промывают и сушат, как в пр. 1.
Содержание H3BO3 в конечном продукте составляет
Условия обработки различных образцов двуокиси кремния приведены в табл. 1.
Пример 8. Использование адсорбента для очистки подсолнечного масла.
В адсорбционную колонку с площадью сечения 0,5 см2, снабженную нагревательной рубашкой и имеющую на дне сетку, загружают 4 г адсорбента, полученного по пр. 1 и нагревают до 60oC. Неочищенное подсолнечное масло подают с помощью плунжерного насоса сверху в колонку со скоростью 0,2 мл/мин. Очищенное масло, прошедшее через слой адсорбента собирают по фракциям в приемники. В каждой фракции пропущенного через адсорбент масла определяют оптическую плотность при длине 364 нм, кислотное и перекисные числа по стандартной методике (Тютюнников Б.Н. Химия жиров.-М. Пищевая промышленность, 1966, с. 439,462).
Отработанный адсорбент регенерируют, для чего адсорбент сначала промывают гексаном (при отношении Т Ж 1 3), затем спиртом (Т Ж 1 5), далее смесью спирта и горячей воды (1 1) и окончательно промывают горячей водой. Промытый адсорбент сушат при 200oC в течение 2 ч. Затем повторно используют для очистки подсолнечного масла.
Результаты испытаний адсорбентов для очистки масла приведены в табл. 2.
Изобретение относится сорбентов и может быть использовано для очистки глицеридных масел. Аморфную двуокись кремния обрабатывают борной кислотой, термообрабатывают при 400 - 700oC и промывают горячей водой. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Арутюнян Н.С | |||
и др | |||
Технология переработки жиров | |||
- М.: Агропромиздат, 1985, с | |||
Способ получения смеси хлоргидратов опийных алкалоидов (пантопона) из опийных вытяжек с любым содержанием морфия | 1921 |
|
SU68A1 |
Патент США N 4877765, кл | |||
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
1997-06-10—Публикация
1994-02-16—Подача