Меню сайта:

Партнеры:

Крайне нежелательным побочным процессом при сорбционной очистке сортировки углем является частичное окисление этанола до уксусного альдегида, а также — в результате окислительных процессов каталитического характера — образование ряда побочных органических соединений типа органических кислот и сложных эфиров. Основательных исследований в этом направлении еще не проведено, что не дает возможности обоснованно оценить качество выпускаемой продукции. Однако установлено, что основные органолептические показатели алкогольных напитков в значительной степени определяются альдегидообразующей способностью активированных углей, т.е. от химической природы поверхности. Эта важная качественная характеристика отсутствует в нормативной документации на уголь. Поэтому угли одной и той же марки, полученные по одной и той же технологии, значительно отличаются по своей адсорбционной и каталитической активности.

Наиболее вероятный механизм окисления этанола в уксусный альдегид основан на присутствии на поверхности АУ кислородсодержащих групп различной окислительной способности. При контакте углей с раствором органических и неорганических соединений, кроме сорбционных процессов, протекают окислительно-восстановительные реакции. Эти процессы определяются наличием на поверхности пор нескольких типов кислородсодержащих функциональных групп при разнообразном их взаимном расположении. На рис 1 представлена модель участка поверхности окисленного угля.

Рис.1 Модель участка поверхности окисленного угля. Пунктиром окружены группировки, в которых гидроксилы связаны с цепями алифатического характера (По Тарковской И.А., 1977).

Окислительно-восстановительные свойства окисленных углей изучены недостаточно. Значение отдельных поверхностных кислородных соединений (альдегидных, спиртовых, хиноидных, перекисных и др.) в процессах окисления — восстановления растворенных веществ активными углями систематически не исследовались, а противоречивые сведения по этому вопросу объясняются отсутствием полных характеристик активированных углей, получаемых из стандартного сырья по единой стандартной технологии [27-29]. Например, катализатором гидролиза уксусно-этилового эфира на поверхности в водных растворах может выступать окисленный и обеззоленный уголь марки БАУ.

Химическое модифицирование является одним из самых современных способов изменения химической природы поверхности пористых материалов с целенаправленным изменением их адсорбционных и каталитических свойств. Необходимо иметь в виду, что окисленный уголь может служить чрезвычайно удобным материалом для проведения процессов химического модифицирования в поверхностном слое, т.е. для создания поверхности сложной химической природы.

Наличие в поверхностном слое окисленного/7 угля подвижных ионов водорода позволяет осуществлять поверхностные реакции самого различного типа. Например, в поверхностный слой угля могут быть введены группировки S-H с помощью следующих реакций:

Реакции с участием поверхности окисленного угля пока изучены недостаточно, дальнейшие исследования в этом направлении позволят создать новые гидрофобные и гидрофильные сорбенты, обладающие способностью к высокоизбирательной сорбции органических соединений и сложных смесей, в том числе и увеличить интенсификацию процессов обработки сортировок.

При высокотемпературном модифицировании обеззоленного угля марки БАУ фосфорной кислотой получен сорбент, обладающий селективными свойствами [30].

Проведенные исследования по модифицированию поверхности АУ обработкой кислотой показали значительное влияние на альдегидообразование. Образец угля КАУ 707 Chemviron carbons (Бельгия) после обработки кислотой показал аномально низкое значение альдегидообразования. Снижение окислительной способности было показано на угле БАУ ЛВ, обработанным пиросульфитом натрия, который окислялся оксидными группами активированного угля, и тем самым снижал способность к образованию альдегидов в сортировке. Модифицирование угля КАУ 607 (ООО «Технофильтр») платиной дало обратные результаты. Альдегидообразование превысило более чем на порядок и составило 15,1 мг/кг за час и привело к образованию в сортировке значительного количества уксусно-этилового эфира.

Приведенные краткие примеры указывают, что, зная химическую природу поверхностей активированных углей, целенаправленным химическим модифицированием можно подавлять каталитическую активность соответствующих кислородсодержащих групп альдегидообразования, эфирообразования и способствовать усилению адсорбции посторонних примесей сортировок и тем самым улучшать органолептические характеристики водочных изделий. При этом модификаторы должны быть  экологически  безопасны и не обладать токсичностью с учетом сферы применения в ликероводочном производстве. ООО «НТЦ Экком», Институт химии поверхности НАН Украины обладают большим опытом по модифицированию дисперсных, нанодисперсных порошков и различных пористых  фильтрующих материалов, что дает возможность решить технологическую проблему по созданию технологии целенаправленного модифицирования угля марки БАУ для использования в ликероводочном производстве, а так же предлагают новые фильтрующие материалы и технологии.