ЭлБиб

ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 7 • 2015

ля повышения эффективности исследований

в области пищевых производств целесообраз-

но применять электрохимические техноло-

гии, основанные на использовании различных

эффектов, проявляющихся при взаимодействии

электрического тока с производственными раство-

рами и суспензиями. Данные технологии открывают

перспективы улучшения экологии производства и

условий труда, ресурсо- и энергосбережения. В ряде

случаев эти технологии позволяют отказаться от

вредных реагентов, сократить продолжительность

производственных процессов и предоставляют

новые возможности для более рационального и ком-

плексного использования сырья. К электрохимичес-

ким технологиям в пищевой промышленности отно-

сят, например, электронагрев, электрокоагуляцию,

электрофлотацию, электрохимическую активацию

(ЭХА) в диафрагменном электролизере и др. [1].

В результате исследований авторы [1, 2] пришли к

выводу о перспективности метода электрохимической

активации для сахарного производства. Метод заклю-

чается в обработке раствора в электрическом поле

постоянного тока в диафрагменном электролизере,

состоящем из прианодной и прикатодной камер, раз-

деленных диафрагмой из материала, затрудняющего

перенос всей массы раствора из одной камеры в дру-

гую. В качестве материала для диафрагмы используют

бумагу, керамику и др. Камеры электролизера обору-

дованы электродами: анодом и катодом. В процессе

электролиза в диафрагменном электролизере получа-

ют щелочной (католит) и кислый (анолит) растворы,

обладающие высокой химической активностью.

Данный метод по ряду критериев выгодно отли-

чается от других приемов электрохимического воз-

действия. Вот его основные плюсы:

универсальность, т. е. возможность применять для

•

интенсификации различных производственных

процессов: экстрагирования сахарозы, очистки

сахарсодержащих растворов, подготовки воды для

гашения извести, жидкости для клерования жел-

того сахара и др.;

экологическая безопасность, возможность замены

•

вредных реагентов безвредными;

доступность и простота реализации метода без

•

существенных изменений в технологической

схеме.

Электрохимическая активация характеризуется

высокой эффективностью и легкостью управления

процессом, простотой конструкции аппарата и

невысокими капиталовложениями. Ее цель —

уменьшение или полное исключение расхода хими-

ческих реагентов, снижение загрязненности раство-

ров, повышение качества целевых продуктов, сокра-

щение продолжительности и повышение эффектив-

ности технологических процессов. Иными словами,

электрохимическая активация применяется для

создания высокоэффективных и экологически чис-

тых технологий в различных областях человеческой

деятельности.

Цель данной работы — изучение возможности

применения ЭХА-растворов в технологии сахара.

Систематизация информации о свойствах ЭХА-рас-

творов позволит использовать их для интенсифика-

ции различных процессов в сахарном производ

стве.

Многие свойства ЭХА-растворов можно объяс-

нить, исходя из теории И. Д. Зайцева и Э. И. Креча

[3], связывающей механизм активации воды с измель-

чением ее ассоциатов. Согласно этим представлени-

ям, полярные молекулы воды (диполи) связаны друг

с другом водородными связями в ассоциаты [Н

О]

где

— неопределенное число, как правило, равное

3–5; в ледяной воде

в ассоциатах-кластерах дости-

гает нескольких десятков. Электрохимическая акти-

вация воды ведет к разрыву водородных связей и

увеличению концентрации мономолекул Н

О. Моно-

молекулы воды более активно вступают в различные

физико-химические процессы, поэтому ЭХА-раство-

ры обладают повышенной способностью растворять

труднорастворимые вещества и вызывать их электро-

литическую диссоциацию.

Кроме мономолекул воды в ЭХА-растворах обра-

зуют новые вещества и свободные радикалы, сов-

местное существование которых не удается получить

никаким другим способом. Например, при обработ-

ке растворов хлоридов у поверхности анода проис-

ходит окисление воды с выделением кислорода и

газообразного хлора и насыщение раствора высоко-

активными окислителями: озоном, хлорноватистой

кислотой, хлором, оксидом хлора, гипохлорид-ио-

ном и др. С позиций равновесной химической тер-

модинамики допустить одновременное существова-

ние этих соединений в растворе невозможно. Тем не

менее, перечисленные окислители присутствуют в

анолитах, придавая им уникальные обеззараживаю-

щие свойства [2].

УДК 621.357.12: 664.1

Применение электрохимически активированных растворов

в сахарном производстве

Д-р техн. наук, профессор Г. В. Агафонов; канд. техн. наук, доцент А. А. Ефремов;

д-р техн. наук, профессор Н. Г. Кульнева; студент И. С. Воронина

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека