УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Применение лимонной кислоты 7
1.2 Технология получения лимонной кислоты 7
1.2.1 Приготовление сахарного сиропа 8
1.2.2 Фильтрация 9
1.2.3 Предварительная обработка сахарного сиропа 9
1.2.4 Выделение лимонной кислоты 9
1.2.5 Очистка и кристаллизация 10
1.3 Проблемы образования цитрогипса 10
1.3.1 Способы утилизации цитрогипса 11
1.4 Применение Na2SO4, его объём на рынке 12
1.4.1 Объёмы сульфата натрия, производимого в РФ 12
1.4.2 Области применения сульфата натрия 13
1.5 Применение карбоната кальция 16
1.6 Применение нитрата кальция 17
1.7 Теоретические основы электродиализа 17
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 26
2.1 Объекты и методы исследования 26
2.1.1 Промышленная утилизация сульфата кальция 26
2.1.2 Утилизация цитрогипса 27
2.1.3 Утилизация CaSO4 при переработке нафталинсульфонатного кальциевого кека 28
2.2 Методика эксперимента 30
2.2.1 Теоретический расчёт процесса электродиализа 30
2.2.2 Элементы установки 32
2.2.3 Проведение электродиализа 35
2.3 Результаты эксперимента 35
2.3.1 Электродиализ 35
2.3.2 Титриметрический анализ 41
2.3.3 Математическая обработка результатов 46
2.4 Обсуждение полученных результатов 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 49

Весь текст будет доступен после покупки

Переработка промышленных отходов имеет важное значение для сохранения окружающей среды, снижении выброса вредных и балластных веществ.
В частности, при производстве лимонной кислоты и суперпластификатора Полипласт «СП1» образуется CaSO4, который скапливается в виде цитрогипса в случае получения лимонной кислоты и нафталинсульфонатного кека при производстве «СП1».
В мировой литературе описаны множество методов переработки сульфата кальция, однако они все обладают рядом недостатков, которые затрудняют переработку данными способами.
В данной работе впервые предложен метод электродиализа водных растворов сульфата натрия, достоинствами которого являются: химическая чистота получаемых продуктов – гидроксида натрия и серной кислоты; получение дистиллированной воды; повторное применение целевых продуктов в производстве лимонной кислоты, тем самым – производство замыкается.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Применение лимонной кислоты

Важность получения лимонной кислоты заключаются в том, что ЛК применима в следующих областях:
1) Пищевая промышленность – в роли антиоксиданта, регулятора кислотности, консерванта, вкусовой добавки [1].
2) Медицина – используется как препарат, относящийся к группе антиоксидантных и антигипоксантных препаратов (Лимонтар) [2].
3) Нефтехимическая отрасль – регулятор кислотности, антикорродирующий реагент [3].
4) Лакокрасочная отрасль – в качестве источника жёлтого пигмента [4].
5) Электротехническая, теплотехническая и бытовые сферы – удаление ржавчины посредством образования цитрата железа [5].
6) Косметическая промышленность – регулятор кислотности, антиоксидант [6].
7) В строительстве наряду с винной кислотой используется в качестве замедлителя схватывания к цементу и гипсу [7].

1.2 Технология получения лимонной кислоты

В настоящее время лимонную кислоту получают, используя штамм плесневых грибов A. niger. Ведущими производителями являются: Китай, США, РФ, Франция [8].
Синтез ЛК данным способом возможен по той причине, что кислота является интермедиатом (промежуточным веществом) в цикле Кребса, когда имеет место неполное окисление в аэробных условиях. A.niger лимитируют по Fe и P, при избытке источника углерода и малых pH – ЛК накапливается в клетках плесневого гриба, затем выделяется в среду (рис. 1.1.) [8].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Смирнов В.А. Пищевые кислоты (лимонная, молочная, винная) / В.А. Смирнов. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983, с.264.
2. Лимонтар (Реестр лекарственных средств) [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.rlsnet.ru/drugs/limontar-4505 - свободный (дата обращения: 12.06.2024)
3. Лимонная кислота (Газинвестпроект) [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://gazinvestproject.com/ru/citric_acid.html - свободный (дата обращения: 12.06.2024)
4. Компоненты лакокрасочных материалов (Флот) [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://flot.com/publications/books/shelf/maritimehandbook/35.htm - свободный (дата обращения: 12.06.2024)
5. Тредвелл Ф. П., В. Т. Голл Курс аналитической химии / Ф.П. Тредвелл – М., Л. 1945, с. 652, пер. А.С. Комаровского.
6. Лимонная кислота (Космобэйс) [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://cosmobase.ru/handbook/show/CITRIC_ACID - свободный (дата обращения: 12.06.2024)
7. Лимонная кислота (Химический портал) [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://chem.ru/limonnaja-kislota.html - свободный (дата обращения: 12.06.2024)
8. Мосин О.В. Промышленное получение лимонной кислоты / О.В. Мосин – Самиздат, 2006.
9. Башкатов Н.Н. Минеральные воздушные вяжущие вещества / Н.Н. Башкатов. – Екб.: УрФУ, 2018, с.152
10. Перистый В.А. О возможности утилизации техногенных отходов – цитрогипса и углекислотных выбросов/ В.А, Перистый. – Химическая промышленность сегодня: Промышленная экология, 2010, с.6
11. Нестерова Л.Л. Возможность получения гипсового вяжущего из цитрогипса (КиберЛенинка) [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/vozmozhnost-polucheniya-gipsovogo-vyazhuschego-iz-tsitrogipsa/viewer - свободный (дата обращения: 12.06.2024)
12. Извлечение полезных веществ из цитрогипса с помощью растений (НИУ БелГУ) [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://botanicgarden.bsu.edu.ru/2022/09/uchyonye-niu-belgu-nashli-sposob-izvlecheniya-poleznyh-veshhestv-iz-czitrogipsa-s-pomoshhyu-rastenij/ - свободный (дата обращения: 12.06.2024)

Весь текст будет доступен после покупки