Способ получения электроактивированных водных растворов солей


 


Владельцы патента RU 2635131:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции" (RU)

Изобретение относится к технике электрообработки водных растворов солей и может быть использовано для получения электроактивированных растворов. Способ получения электроактивированных водных растворов солей включает обработку водных растворов NaCl, KCl, Na2SO4, CH3COONa и аскорбиновой кислоты в концентрациях 0,5-2 г/л и 0,1-0,3 г/л соответственно. Электрообработку ведут в течение 20-28 минут в непроточном диафрагменном электролизере при силе тока от 0,3 до 0,7 А с удельным расходом количества электричества 0,132-0,280 А⋅ч на 1 л католита или анолита и получают католиты с pH 11,0-12,0 и ОВП (-800) – (-950) мВ (ХСЭ), анолиты с pH 2,0-5,0 ОВП (+300) – (+1050) мВ. Способ позволяет получать католиты ЭХА растворов с фиксированным показателем pH и ОВП, а в побочном продукте резко снизить или совсем удалить оксиданты, что способствует улучшению технологии, экологической безопасности, расширению ассортимента электрохимически активированных растворов для обработки сельхозсырья. 4 пр.

 

Изобретение относится к технологии электрообработки водных растворов солей и может быть использовано для получения электроактивированных средств.

Электроактивированные водные растворы солей находят применение в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, ветеринарии, медицине [1].

Электрохимическая активация (ЭХА) воды и водных растворов осуществляется в диафрагменных электролизерах - активаторах диафрагменного типа под действием постоянного электрического тока. При этом обычно в катодной камере электролизера получают щелочной раствор (католит), в анодной - кислотный раствор (анолит). Католит обладает моющими свойствами, анолит - дезинфицирующими свойствами [1]. Католит и анолит обладают также биологической активностью [2].

Описаны способы ЭХА водных растворов поваренной соли различной концентрации, в том числе 5-10% на установках типа СТЭЛ (НПО «Экран», Москва). Установка СТЭЛ-МТ-1 включает комплект частей: электролизер вертикального типа, водоструйный насос, выпрямитель, диафрагму [3]. Производительность - по 10 л/ч католита и анолита. Анолит содержит до 300 мг/л активного хлора. Недостатки способа - большой расход соли, сложность технологии.

Описан способ получения ЭХА растворов солей натрия (сульфата и фосфата) с концентрацией 0,9-2,2 г/л на установке непроточного типа «МЕЛЕСТА» (прибор для бытовых целей) [4]. Объем емкости прибора около 1 л, диафрагма из пластикового брезента, катод из нержавеющей стали, анод - типа ОРТА (поверхностью по 5 см2). Соотношение объемов католита и анолита 2:1 (соответственно 660:330 мл), плотность тока 0,08-0,14 А/см2.

Недостатки способа: малый срок хранения католита и анолита (2-3 суток), образование в анолите оксидантов, что требует затраты на их переработку при использовании католитов для обработки сельхозсырья.

При использовании растворов по способу [5] 5-9,5 г/л NaCl, или Na2SO4, или CH3COONa в аналогичном случае в анолите образуются оксиданты в концентрации до 100 мг/л, и в случае использования католита, анолит является побочным продуктом, требующим разработки способов его утилизации, что ухудшает технологию и экологическую ситуацию, требует дополнительных затрат.

В то же время вредная микрофлора биообъектов легко приспосабливается к действию ЭХА-растворов, и их эффективность снижается.

Нами предлагается использовать католиты ЭХА солей.

Технический результат изобретения - выявление условий ЭХА и типа растворов, позволяющих устранить эти недостатки, что упрощает технологию, снижает затраты, повышает экологическую безопасность способа.

После предварительных поисков и экспериментов нами показано, что доступной и удобной добавкой является аскорбиновая кислота (витамин С). Известно, что для улучшения показателей качества, например, мяса вносят добавку аскорбиновой кислоты.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе для ЭХА используют разбавленные водные растворы солей NaCl, KCl, Na2SO4, CH3COONa с введением аскорбиновой кислоты, при этом концентрация солей составляет 0,5-2 г/л, а аскорбиновой кислоты - 0,1-0,3 г/л.

При ЭХА растворов солей с добавкой аскорбиновой кислоты образуются католиты с pH 11,0-12,0 ОВП -800 - -950 мВ (ХСЭ) и анолиты с pH 2,0-5,0 ОВП +300 - +1050 мВ (ХСЭ) с содержанием оксидантов в количестве 7-14 мг/л либо отсутствуют.

После ЭХА растворов образуются католиты, которые можно использовать для обработки мясного сырья с целью повышения качества при хранении в охлажденном состоянии, как например в патенте [6], либо стимулирования прорастания семян растений, а в анолите резко снижается содержание оксидантов, и они могут сливаться в канализацию при необходимости после разбавления.

Примеры осуществления способа

Пример 1. На установке «МЕЛЕСТА» загружают в катодную камеру 660 мл раствора NaCl 0,585 г/л + 0,2 г/л аскорбиновой кислоты, заранее приготовленных в мерной колбе на 1 л из навесок солей. Проводят ЭХА при силе тока 0,3-0,5 А, напряжении 40-41 В, температуре 20-24°С в течение 20 мин.

Характеристика растворов:
pH ОВП, мВ (ХСЭ) Q, удельный расход количества электричества, А⋅ч/л
Исходный раствор 3,64 +224
Католит 11,40 -890 0,132
Анолит 2,22 +1040

В анолите обнаружено 14 мг/л активного хлора, в аналоге без добавки анолит содержал 106 мг/л активного хлора.

Пример 2. По примеру 1 загружают раствор Na2SO4 2 г/л + 0,1 г/л аскорбиновой кислоты. Проводят ЭХА растворов при силе тока 0,35-0,50 А, напряжении 40-42 В, температуре 19-21°С в течение 20 минут.

Характеристика растворов:
pH ОВП, мВ (ХСЭ) Q, удельный расход количества электричества, A⋅ч/л
Исходный раствор 3,76 +272
Католит 11,20 -800 0,15
Анолит 2,20 +432

В анолите оксидантов не обнаружено (в аналоге без добавки 6 мг/л активного кислорода).

Пример 3. По примеру 1 загружают раствор KCl 0,745 г/л + 0,3 г/л аскорбиновой кислоты. Проводят ЭХА растворов при силе тока 0,35-0,7 А, напряжении 40-41 В, температуре 23-24°С в течение 20 мин.

Характеристика растворов:
pH ОВП, мВ (ХСЭ) Q, удельный расход количества электричества, A⋅ч/л
Исходный раствор 3,54 +150
Католит 11,32 -899 0,165
Анолит 2,10 +643

В анолите обнаружено 7 мг/л активного хлора (в аналоге - до 120 мг/л активного хлора).

Пример 4. По примеру 1,загружают раствор CH3COONa 2 г/л + 0,2 г/л аскорбиновой кислоты. Проводят ЭХА растворов при силе тока 0,5-0,6 А, напряжении 40-41 В, температуре 21-24°С продолжительностью 28 мин.

Характеристика растворов:

pH ОВП, мВ (ХСЭ) Q, удельный расход количества электричества, А⋅ч/л
Исходный раствор 6,24 +151
Католит 11,80 -944 0,28
Анолит 4,52 +257

В анолите оксидантов (активного кислорода) не обнаружено (в аналоге было 8 мг/л активного кислорода).

Из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ позволяет полезно использовать католиты ЭХА растворов с фиксированным показателем pH и ОВП, а в побочном продукте в анолитах резко снизить или вовсе удалить оксиданты, что способствует улучшению технологии, экологической безопасности, расширению ассортимента ЭХА растворов для обработки сельхозсырья.

Перечень источников информации, принятых во внимание

1. Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активации воды. М.: ВНИИИМТ, 1999 - 84 с.

2. Бахир В.М. Электрохимическая активация. - М.: ВНИИИМТ, 1992, т. 1 и 2 - 657 с.

3. Установка СТЭЛ-МТ-1 Руководство оператора с режимно-технологической картой. М.: НПО «Экран», 1993.

4. Пат. RU №2548967, C02F 1/46, опубл. 20.04.2015 г.

5. Пат. RU №2297980, C02F 1/46, опубл. 27.04.2007 г.

6. Пат. RU №2341962, А23В 4/08, опубл. 27.12.2008 г.

Способ получения электроактивированных водных растворов солей, включающий обработку исходных водных растворов постоянным электрическим током на установке с непроточным диафрагменным электролизером с загрузкой их в катодную и анодную камеры, отличающийся тем, что в качестве исходных растворов используют водные растворы NaCl, или KCl, или Na2SO4, или CH3COONa и аскорбиновой кислоты в концентрациях 0,5-2 г/л и 0,1-0,3 г/л соответственно, электрообработку ведут в течение 20-28 мин при силе тока от 0,3 до 0,7 А с удельным расходом количества электричества 0,132-0,280 А⋅ч на 1 л католита или анолита и получают католиты с рН 11,0-12,0 и ОВП (-800) – (-950) мВ (ХСЭ), анолиты с рН 2,0-5,0 ОВП (+300) - (+1050) мВ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к комбинированной обработке и обеззараживанию воды и может быть использовано для очистки сильнозагрязненных сточных, фекальных и бытовых, природных вод из открытых и подземных источников.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды. Установка содержит вращающийся барабан и корпус.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод в производстве твердого ракетного топлива. Для осуществления способа сточные воды, загрязненные перхлоратом аммония, пропускают через адсорбер, выполненный в виде шести секций, и после последовательного прохождения воды через секции адсорбера очищенную воду сбрасывают в канализацию.

Изобретение может быть использовано в мембранных и сорбционных технологиях, в водоподготовке, при разработке технологий утилизации ионов тяжелых металлов из водных растворов и сточных вод.

Изобретение относится к химическим средствам обработки воды из природных источников и может быть использовано в питьевом водоснабжении в быту или в полевых условиях.

Изобретение относится к области очистки воды от загрязнения углеводородами нефти, маслами. Гидрофобный фильтр для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, состоящий из кассеты, в которой размещены отдельные, соединенные между собой высокопористые гидрофобные блоки, выполненные из высокотемпературных оксидных материалов с плотностью 0,4-0,6 г/см3, внешние поверхности высокопористых гидрофобных блоков и внутренние поверхности пор которых покрыты сплошной углеродной пленкой.

Изобретение относится к конструкции аппарата получения и хранения дистиллированной воды, используемой в медицинской, фармацевтической, биотехнической, электронной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к очистке сточных вод. Установка включает флотокамеру 1 с нерастворимыми электродами 2, плавающую фильтрующую загрузку 3, плавающую сорбционно-активную загрузку, растворимый электрод 4.

Изобретение относится к области очистки подземных вод с повышенным содержанием железа и может быть применено в процессах водоподготовки для питьевых и технических целей, а также для утилизации удаляемого железа с целью его промышленного использования.

Изобретение может быть использовано на предприятиях машиностроительной, химической, горнодобывающей промышленности и в коммунальном хозяйстве. Способ включает сорбцию адсорбентом, в качестве которого используют экологически чистый, технологичный композитный сорбент, содержащий 80 мас.% 95%-ного концентрата глауконита Бондарского месторождения Тамбовской области и 20 мас.% SiO2.

Настоящее изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к подготовке пластовых вод для поддержания пластового давления нефтяных залежей. Способ подготовки пластовых вод для системы поддержания пластового давления нефтяных залежей девона и/или нижнего карбона и залежей среднего и/или верхнего карбона содержит этапы, на которых: добывают водогазонефтяную смесь – ВГНС из залежей девона и/или нижнего карбона, а также из залежей среднего и/или верхнего карбона, осуществляют извлечение нефти из указанной ВГНС и извлечение из нее нефти, полученные в результате этого пластовые воды залежей девона и/или нижнего карбона, содержащие ионы двухвалентного железа, смешивают с полученными в результате этого пластовыми водами залежей среднего и/или верхнего карбона, содержащими сероводород, добавляют по меньшей мере один коагулянт в смешанные пластовые воды для укрупнения частиц мелкодисперсной взвеси сульфида железа, образовавшегося в результате указанного смешивания, осуществляют очистку смешанных пластовых вод от взвеси сульфида железа и подают очищенную смесь пластовых вод в указанную систему поддержания пластового давления для закачки в нагнетательные скважины, эксплуатирующие залежи девона и/или нижнего карбона, а также залежи среднего и/или верхнего карбона. Способ поддержания пластового давления нефтяных залежей девона и/или нижнего карбона и залежей среднего и/или верхнего карбона содержит этап, на котором осуществляют закачку пластовых вод, подготовленных указанным выше способом, в нагнетательные скважины, эксплуатирующие залежи девона и/или нижнего карбона, а также залежи среднего и/или верхнего карбона. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат – обеспечение возможности совместной подготовки пластовых вод из залежей девона и карбона для поддержания давления в указанных залежах.. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологии электрообработки водных растворов солей и может быть использовано для получения электроактивированных растворов. Способ включает электрообработку исходного раствора соли нитрита натрия с концентрацией 0,5-1,0 г/л на установке с непроточным электролизером при плотности тока 0,04-0,07 А/см2 с удельным количеством электричества 0,10-0,15 А/ч на 1 л католита и анолита с рН 11,5-12,5, ОВП -300-(-700) мВ и анолита с рН 2-3, ОВП +450 – (+550) мВ. Способ позволяет снизить расход солей, снизить удельный расход количества электричества, расширить ассортимент ЭХА растворов для обработки сельхозсырья и использования в молочной и мясной промышленности. 2 пр.

Изобретение относится к водоподготовке. Способ фотохимической очистки воды включает процесс усиленного окисления загрязнений с использованием озона и ультрафиолетового излучения - фотолитического озонирования в гетерогенной системе вода - озонокислородная смесь. В воду пропорционально количеству подаваемого озона вводят перекись водорода. Контролируют и поддерживают заданное значение величины рН. Воду пропускают через каталитический фильтр. После обработки воду снова подают на вход системы очистки. Озонирование в гетерогенной системе осуществляют на границе раздела фаз газ/жидкость. В качестве альтернативы гетерогенной системы используют водо-озоновоздушную смесь. Устройство для гетерогенной фотохимической очистки воды содержит блок озонатора 1, систему 2 ввода озона в воду, фотохимический реактор 3, систему газоотделения 4, аппаратно-программный комплекс управления 8, систему циркуляции обрабатываемой воды, каталитический фильтр 5, узел коррекции рН 6, узел дозирования перекиси водорода 7. Система 2 ввода озона в воду соединена непосредственно с входом в фотохимический реактор 3. Изобретение позволяет эффективно обеззараживать воду от микробиологических загрязнений, обеспечить глубокое окисление органических соединений, детоксикацию неорганических загрязнений, а также очистку воды в широком диапазоне концентраций загрязнителей при отсутствии загрязнений, вносимых в очищаемую среду самой технологией очистки воды. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности при обезвреживании гипохлоритных пульп, образующихся в процессе очистки отходящих хлорсодержащих газов от хлора известковым молоком. Способ обезвреживания пульпы гипохлорита кальция включает термическое разложение гипохлорита кальция при перемешивании острым паром в присутствии нихромового катализатора, обработанного в баке травления раствором соляной кислоты. В отработанном растворе соляной кислоты, образующемся при обработке нихромового катализатора после его использования в процессе термического разложения гипохлорита кальция, определяют содержание активного хлора. При перемешивании отработанного раствора соляной кислоты постепенно добавляют раствор тиосульфата натрия. Количество раствора тиосульфата натрия в отработанном растворе соляной кислоты поддерживают в 5-15-кратном избытке от стехиометрически необходимого. Обезвреженный раствор сливают в сточные воды канализации. Изобретение позволяет снизить содержание токсичных веществ и активного хлора в сточных водах. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к системе, аппарату и способу электролиза жидкостей, в частности солесодержащей воды, для создания полезных композиций и может быть использовано для получения напитков. Способ электролиза осуществляют в электролизной системе, которая включает в себя первую камеру, содержащую по меньшей мере один катод, выполненный с возможностью осуществлять электролиз первого солесодержащего водного потока и создавать продукт с высоким рН; вторую камеру, содержащую по меньшей мере один анод, выполненный с возможностью осуществлять электролиз второго солесодержащего водного потока и создавать продукт с низким рН; и мембрану между первой камерой и второй камерой, выполненную с возможностью позволять проходить ионам и препятствовать прохождению воды. Вторая камера имеет впуск в аноде, и второй солесодержащий водный поток находится в пределах самое большее 12,7 см от поверхности анода в течение времени от 1 секунды до 60 секунд для электролиза второго солесодержащего водного потока. Технический результат – повышение эффективности электролиза за счет большей пропускной способности, более низкого электрического напряжения, более высоких скоростей потока, меньших требований к охлаждению растворов. 3 н. и 35 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технологии защиты окружающей среды и может быть использовано для очистки сточных вод с использованием порошкового активированного угля. Система для очистки сточных вод с использованием порошкового активированного угля содержит устройство для добавления активированного угля, устройство для смешивания и обработки, устройство для разделения воды и активированного угля, устройство для обратной промывки, систему управления и модуль питания. Способ очистки сточных вод с использованием порошкового активированного угля включает равномерное смешивание порошкового активированного угля и сточной воды и их транспортирование с помощью питающего насоса (306) в устройство для разделения активированного угля и воды. С помощью датчика (404) давления определяют разность давлений между давлением впуска воды и давлением выпуска воды в устройстве для разделения активированного угля и воды. Приводят в действие устройство для обратной промывки для осуществления обратной промывки полой микропористой фильтровальной трубы (302) устройства для разделения активированного угля и воды. Устройство для обратной промывки отключают и включают электромагнитный клапан (304) для выпуска суспензии активированного угля, дегидратации, сушки и активирования суспензии активированного угля. Отделенный порошковый активированный уголь собирают и направляют на рециркуляцию. Изобретение позволяет обеспечить высокоэффективную очистку сточных вод с использованием порошкового активированного угля и упростить регенерацию порошкового активированного угля. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электрохимической очистке воды или водных растворов. Электролизер для очистки и обеззараживания воды содержит вертикально установленные в диэлектрических втулках, коаксиально расположенные по отношению друг к другу цилиндрические электроды и коаксиально расположенные между электродами две микропористые диафрагмы, образующие в межэлектродном пространстве наружную электродную камеру, внутреннюю электродную камеру и среднюю междиафрагменную камеру. Подача воды осуществляется через вход, расположенный в нижней торцевой втулке, одновременно во все три камеры электролизера. Отводят воду через выходы в верхней втулке, при этом чистую воду отводят через выход, соединенный с междиафрагменной камерой, а потоки, протекающие в электродных камерах, - через выходы, соединенные с ними. Устройство обеспечивает возможность одновременно получать очищенную от анионов и катионов обеззараженную пригодную к потреблению воду без дополнительной обработки и воды с накопленными в ней анионами и катионами. 4 ил.

Группа изобретений может быть использована для биологической очистки сточных вод от органических веществ, соединений азота и фосфора в системе аэротенк-вторичный отстойник. Способ включает подачу сточных вод в аэротенк коридорного типа и обработку активным илом в образованных по всей длине аэротенка зонах - по меньшей мере, одной анаэробной (AN), двух аноксидных (D1, D2) и двух аэробных (N1, N2) зонах. Кроме того, проводят рассредоточенную подачу сточных вод в анаэробную (AN), аноксидные (D1, D2) зоны и обработку воды в дополнительной третьей аноксидной зоне (D3), расположенной между аэробными зонами аэротенка (N1, N2). Способ включает также внутренний аноксидный рецикл из первой аноксидной (D1) или второй аноксидной (D2) зоны в анаэробную (AN) зону, отделение активного ила во вторичном отстойнике и его рециркуляцию в первую аноксидную (D1) зону. Установка для осуществления способа включает устройство для подачи сточной воды (1), аэротенк (2), вторичный отстойник (3), механические перемешивающие устройства (4) и аэраторы (5). Аэротенк разделен поперечными перегородками на, по меньшей мере, одну анаэробную (AN), две аноксидные (D1,D2), две аэробные (N1,N2) зоны, и содержит дополнительную третью аноксидную (D3) зону, расположенную между аэробными зонами (N1,N2). Изобретения обеспечивают повышение эффективности и надежности биологической очистки сточных вод. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к мембранной технике и может быть использовано при процессах разделения, концентрирования и очистки компонентов сточных вод и технологических жидких смесей. Способ химической очистки фильтров обратного осмоса растворами экологически безопасных комплексонов включает в себя 3 этапа промывки: травлением, грубой щелочной очисткой и тонкой щелочной очисткой, раствор травления содержит 2,55 мас.% ИДЯК; раствор для грубой щелочной очистки содержит 1,275 мас.% динатриевой соли ИДЯК и 0,1275 мас.% ОП-10; раствор для тонкой щелочной очистки содержит 1 мас.% жидкого чистящего препарата Kleen™ МСТ511, 0,64 мас.% динатриевой соли ИДЯК и 0,1275 мас.% ОП-10. Технический результат - повышение качества очистки фильтров с помощью растворов на основе экологически безопасного комплексона с высокими комплексообразующими характеристиками. 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей и газов, например, в сельском хозяйстве, медицинской, пищевой и микробиологической отраслях промышленности, а также может быть использовано для разделения и концентрирования технологических растворов, водоподготовки, очистки сточных вод других производств. Аппарат для фильтрации жидкостей содержит цилиндрический корпус, днище, крышку с резьбовым отверстием для отвода фильтрата, установленную внутри корпуса центральную распределительно-стяжную трубу со сквозными отверстиями и с перегородкой, трубчатые фильтрующие элементы, концентрично расположенные вокруг центральной распределительно-стяжной трубы, кольцевую чашку для заглушки свободных концов трубчатых фильтрующих элементов и трубную решетку для фиксации трубчатых фильтрующих элементов, обечайку для адсорбента, расположенную между трубной решеткой и крышкой, с возможностью ее демонтажа, разъемную на расстоянии высоты обечайки распределительно-стяжную трубу для установки дополнительного патрубка. Технический результат: повышение технологичности изготовления аппарата за счет упрощения его конструкции, возможность быстрой сборки и разборки и комбинирования фильтрующих элементов в зависимости от требований к конечному продукту. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх