Снижение вязкости растворов мелассы с помощью моноглицеридов дистиллированных (стр. 13 из 19)
Расчет динамической вязкости по времени падения шарика осуществляли по формуле:
m = t(r1 -r2)K,
где m - динамическая вязкость, Па×с;
t - время падения шарика, c;
r1 – плотность шарика, г/см3;
r2 – плотность шарика при температуре измерения, г/см3;
К – константа шарика, Па×с×см3/г×с (по паспорту прибора).
3.2. Исследование мелассы
Определение содержания сухих веществ методом двойного разбавления
На чашки весов помещают внутренний и наружный сосуды для разбавления 1:1 и уравновешивают их при помощи разновесов. Во внутренний сосуд помещают произвольное количество мелассы (30-50 г), снова устанавливают на чашку весов и добавляют в наружный сосуд дистиллированную воду до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. После этого снимают сосуды с чашек весов, осторожно помещают внутренний сосуд открытой стороной в наружный, герметически завинчивают крышку сосуда и ставят его на водяную баню, нагретую до 80-85 0С на 15-20 минут. Содержимое сосуда периодически перемешивают горизонтальными движениями.
По истечении времени сосуд с исследуемым раствором охлаждают в воде до 20 0С, отвинчивают крышку сосуда, перемешивают содержимое стеклянной палочкой и определяют рефрактометрическим методом содержание сухих веществ. Удвоенное показание отсчета по рефрактометру дает содержание сухих веществ в мелассе в % к ее массе.
Показание рефрактометра – 40,4 %.
Содержание сухих веществ в исследуемой мелассе – 40,4 · 2 = 80,8 % к массе мелассы.
Определение содержания сахара по прямой поляризации
Разбавленную в соотношении 1:1 навеску раствора мелассы массой 26,0 г отвешивают в стаканчике и количественно переносят в мерную колбу на 100 мл горячей дистиллированной водой и осветляют при помощи 6-9 мл свинцового утфеля или реактива Герлеса (в одинаковом количестве по 7-10 мл растворов Pb(NO3)2 и NaOH). Затем при температуре 200С доводят дистиллированной водой до метки, взбалтывают и отфильтровывают. Фильтрат заливают в поляриметрическую трубку длиной 200 мм и поляризуют. Полученный отсчет по сахариметру удваивают, что будет соответствовать содержанию сахара в мелассе в % к массе мелассы.
Отсчет по сахариметру – 19,8 %.
Содержание сахара в исследуемой мелассе – 19,8 · 2 = 39,6 % к массе мелассы.
Определение содержания редуцирующих веществ методом Мюллера
Взвешивают 10 г мелассы в стаканчике, растворяют в дистиллированной воде, количественно переносят в мерную колбу на 100 мл и осветляют раствором уксуснокислого свинца в количестве 10 мл. Доводят объем до метки дистиллированной водой, взбалтывают и фильтруют.
Пипеткой отбирают 50 мл фильтрата в мерную колбу на 100 мл, добавляют несколько капель фенолфталеина и 10%-ный раствор углекислого натрия, доводят объем до метки дистиллированной водой, взбалтывают и фильтруют.
Из фильтрата отбирают 20 мл (что соответствует 1 г мелассы), помещают в коническую колбу на 250 мл и нейтрализуют разбавленной кислотой. Объем раствора доводят до 100 мл, добавляют 10 мл реактива Мюллера и помещают колбу в кипящую водяную баню на 10 минут. После кипячения раствор приобретает голубовато-зеленую окраску. Если раствор побурел, то переделать опыт с меньшим количеством фильтрата.
После кипячения раствор охлаждают, прибавляют к нему 5 мл раствора уксусной кислоты (5 моль/дм3) и раствор йода (0,0333 моль/дм3) в количестве от 20 до 40 мл. Колбу накрывают часовым стеклом и выдерживают 2 минуты. Добавляют 5 мл 1%-ного раствора крахмала и титруют раствором тиосульфата натрия (0,0333 моль/дм3) до исчезновения синей окраски.
Аналогично, но без нагрева титруют 20 мл фильтрата, добавив воду и реактивы.
Одновременно проводят контрольное определение без раствора мелассы.
Массовую долю редуцирующих веществ определяют по формуле:
, % к массе мелассы.Количество тиосульфата натрия, пошедшего на титрование в рабочем опыте – 13,6 мл.
Количество тиосульфата натрия, пошедшего на титрование в контрольном опыте – 15,4 мл.
% к массе мелассы.Определение содержания солей кальция
Взвешивают 10 г мелассы в стаканчике, растворяют в дистиллированной воде, количественно переносят в коническую колбу на 250-300 мл. Прибавляют 5 мл аммиачного буферного раствора и 7-8 капель раствора индикатора хромогена черного или темно-синего. Раствор приобретает красную окраску.
Полученный раствор титруют из бюретки 1/28 раствором трилона Б до появления зеленовато-синей окраски.
Одновременно проводят глухой опыт с дистиллированной водой, чтобы определить количество солей кальция и магния в воде.
Содержание солей кальция вычисляют по формуле:
, % СаО к массе продуктаили
, % СаО на 100 частей СВКоличество трилона Б, пошедшего на титрование исследуемого раствора – 19,4 мл.
Количество трилона Б, пошедшего на титрование воды – 9,8 мл.
% СаО к массе мелассыили
% СаО на 100 частей СВ3.3. Методика исследования
Опыт №1. Применение ПГ-3.
Масса шарика – 14,4 г.
Плотность шарика ρш=8,14 г/мл.
Константа шарика К=0,12446
Температура в вискозиметре t=70 0С
Сухие вещества раствора мелассы СВ=80%
Плотность раствора мелассы ρр-ра=1,425 г/мл
Проба №1
100 мл 80%-ного раствора мелассы без добавления ПГ-3.
τ1=96,0 с
τ2=90,2 с
τ3=93,5 с
τср=93,2 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=93,2·(8,14-1,425)·0,12446=77,89 Па·с
Проба №2
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,081 г ПГ-3.
τ1=75,7 с
τ2=75,1 с
τ3=75,8 с
τср=75,5 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=75,5·(8,14-1,425)·0,12446=63,1 Па·с
Проба №3
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,162 г ПГ-3.
τ1=61,2 с
τ2=62,0 с
τ3=61,4 с
τср=61,5 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=61,5·(8,14-1,425)·0,12446=51,40 Па·с
Проба №4
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,243 г ПГ-3.
τ1=58,9 с
τ2=59,3 с
τ3=58,7 с
τср=59,0 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=59,0·(8,14-1,425)·0,12446=49,30 Па·с
Проба №5
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,324 г ПГ-3.
τ1=69,6 с
τ2=68,8 с
τ3=69,4 с
τср=69,3 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=69,3·(8,14-1,425)·0,12446=57,90 Па·с
Рис. 4. Определение оптимального количества ПГ-3 для снижения вязкости мелассы.
Опыт №2. Применение М1.
Масса шарика – 14,4 г.
Плотность шарика ρш=8,14 г/мл.
Константа шарика К=0,12446
Температура в вискозиметре t=70 0С
Сухие вещества раствора мелассы СВ=80%
Плотность раствора мелассы ρр-ра=1,425 г/мл
Проба №1
100 мл 80%-ного раствора мелассы без добавления М1.
τ1=96,0 с
τ2=90,2 с
τ3=93,5 с
τср=93,2 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=93,2·(8,14-1,425)·0,12446=77,89 Па·с
Проба №2
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,081 г М1.
τ1=79,5 с
τ2=81,1 с
τ3=78,9 с
τср=79,8 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=79,8·(8,14-1,425)·0,12446=66,69 Па·с
Проба №3
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,162 г М1.
τ1=78,3 с
τ2=82,4 с
τ3=79,9 с
τср=80,2 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=80,2·(8,14-1,425)·0,12446=67,02 Па·с
Проба №4
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,243 г М1.
τ1=85,2 с
τ2=83,9 с
τ3=85,4 с
τср=84,8 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=84,8·(8,14-1,425)·0,12446=70,86 Па·с
Рис. 5. Определение оптимального количества М1 для снижения вязкости мелассы.
Опыт №3. Применение ПО-90.
Масса шарика – 14,4 г.
Плотность шарика ρш=8,14 г/мл.
Константа шарика К=0,12446
Температура в вискозиметре t=70 0С
Сухие вещества раствора мелассы СВ=80%
Плотность раствора мелассы ρр-ра=1,425 г/мл
Проба №1
100 мл 80%-ного раствора мелассы без добавления ПО-90.
τ1=96,0 с
τ2=90,2 с
τ3=93,5 с
τср=93,2 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=93,2·(8,14-1,425)·0,12446=77,89 Па·с
Проба №2
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,081 г ПО-90.
τ1=81,8 с
τ2=82,6 с
τ3=82,4 с
τср=82,4 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=82,4·(8,14-1,425)·0,12446=68,8 Па·с
Проба №3
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,162 г ПО-90.
τ1=76,8 с
τ2=76,3 с
τ3=77,4 с
τср=76,8 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=76,8·(8,14-1,425)·0,12446=64,18 Па·с
Проба №4
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,243 г ПО-90.
τ1=68,9 с
τ2=70,5 с
τ3=70,9 с
τср=70,1 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=70,1·(8,14-1,425)·0,12446=58,6 Па·с
Проба №5
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,324 г ПО-90.
τ1=80,2 с
τ2=80,7 с
τ3=78,7 с
τср=79,9 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=79,9·(8,14-1,425)·0,12446=66,8 Па·с
Рис. 6. Определение оптимального количества ПО-90 для снижения вязкости мелассы.
Опыт №4. Применение М2.
Масса шарика – 14,4 г.
Плотность шарика ρш=8,14 г/мл.
Константа шарика К=0,12446
Температура в вискозиметре t=70 0С
Сухие вещества раствора мелассы СВ=80%
Плотность раствора мелассы ρр-ра=1,425 г/мл
Проба №1
100 мл 80%-ного раствора мелассы без добавления М2.
τ1=96,0 с
τ2=90,2 с
τ3=93,5 с
τср=93,2 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=93,2·(8,14-1,425)·0,12446=77,89 Па·с
Проба №2
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,081 г М2.
τ1=92,7 с
τ2=89,2 с
τ3=89,4 с
τср=90,4 с
η0=τср·(ρш-ρр-ра)·К
η0=90,4·(8,14-1,425)·0,12446=75,5 Па·с
Проба №3
100 мл 80%-ного раствора мелассы с добавлением 0,162 г М2.