Aplikácia peroxidu vápenatého pri úprave vody. Spôsob výroby peroxidu vápenatého
A. V. Artlmov, T. A. Tripolskaya, I. V. Pokhabova, P. V. Prikhodchenko, Ústav všeobecnej a anorganickej chémie. N.S. Kurnakova RAS Moskovská štátna univerzita dizajnu a technológie
Peroxid vápenatý CaO2 je chemikom známy už dlho: prvú podrobnú štúdiu tejto látky vykonal v roku 1810 francúzsky chemik J. Gay-Lussac. Peroxid vápenatý je jednou z mála peroxidových zlúčenín, ktoré nachádzajú rôzne využitie. Peroxidové kompozície na báze CaO2 zvyčajne obsahujú 30-70 % (hm.) hlavnej látky, zvyšok tvorí CaC03 a/alebo Ca(OH)2 zmiešaný s prírodnými spojivami a plnivami. Peroxid vápenatý sa zvyčajne používa ako tuhá kompozícia, ktorej pomalý rozklad po dlhú dobu vedie k uvoľňovaniu peroxidu vodíka, hydroxidu vápenatého a aktívneho kyslíka:
CaO2 + 2H2O → Ca(OH)2 + H2O2 2H2O2 → 2H2O + O2
Prítomnosť týchto produktov rozkladu (H2O2 a O2) prispieva k rozvoju množstva oxidačných procesov, čo je základom pre široké využitie CaO2 v praxi (bielenie, bielenie, eliminácia zápachu, lokálny dezinfekčný účinok atď.). ). Navyše tvorba hydroxidu vápenatého pomáha neutralizovať nežiaduce kyseliny.
Zvýšený záujem o peroxid vápenatý sa vysvetľuje ani nie tak špecifikami jeho pôsobenia, ale environmentálnou bezpečnosťou konečných produktov jeho premeny (CaCO3, O2, H2O), konkrétne tento aspekt používania chemikálií sa nedávno dostal pozor.
Prípravná metóda na získanie peroxidu vápenatého je známa od začiatku 19. storočia. CaO2 sa zvyčajne izoluje z oktahydrátu CaO2⋅8H2O opatrným zahrievaním na teplotu ~130 °C. Samotný oktahydrát peroxidu vápenatého sa syntetizuje nasledovne: CaCl2⋅6H2O sa rozpustí v malom množstve vody a zmieša sa s 3% roztokom H2O2, k výslednému roztoku sa pridá 25% vodný amoniak.
Oktahydrát CaO2⋅8H2O sú biele lesklé kryštály, ktoré sa pôsobením oxidu uhličitého stávajú na vzduchu nepriehľadnými za vzniku zodpovedajúcich uhličitanov. Hydrát CaO2⋅8H2O hydrolyzuje vo vode, nerozpúšťa sa v absolútnom alkohole a éteri.
V bezvodom stave je možné CaO2 získať priamym vyzrážaním z roztoku CaCl2⋅6H2O v 3% peroxidu vodíka pôsobením 25% vodného amoniaku.
Peroxid vápenatý CaO2 - tetragonálne biele kryštály, bez zápachu, má tieto základné fyzikálne a chemické vlastnosti: rozkladá sa pri teplote 275 °C; objemová hmotnosť ~600 kg/m3; rozpustnosť vo vode pri 20 °C -1,65 g/l; pH nasýteného roztoku pri 20 °C 12,3; pri koncentrácii 75 % (hmot.) je obsah aktívneho kyslíka asi 17 %.
Moderná výroba peroxidu vápenatého je založená najmä na patentovo nárokovaných metódach. B navrhuje metódu založenú na interakcii roztoku CaCl2 s 10 % roztokom NaOH a 30 % roztokom H2O2; roztok NaOH môže ďalej obsahovať 6-10 % hmotn. NaCl. Vytvorená zrazenina sa odfiltruje, premyje vodou a vysuší pri 125 °C. Obsah CaO2 vo výslednom produkte je 81-88 % (hmot.), výťažok peroxidu vodíka je 76-90 % (hmot.).
Peroxid vápenatý možno získať aj iným spôsobom - priamou interakciou hydroxidu vápenatého a 50% roztoku peroxidu vodíka:
Ca(OH)2 + H2O2 → CaO2 + 2H2O Použitie stavebného vápna ako suroviny výrazne znižuje cenu finálneho produktu. Izolácia a čistenie cieľového produktu sa uskutočňuje pri teplote 50-60 °C. Produkt sa získa vo forme prášku (veľkosť častíc nie viac ako 0,5 mikrónu), ktorý sa potom môže formovať do tabliet alebo granúl akéhokoľvek požadovaného tvaru. Obsah cieľového produktu dosahuje 60% (zvyčajne 40-50%). Výrobok neobsahuje nečistoty ťažkých kovov v environmentálne neprijateľných množstvách. Hlavnými nečistotami, ktoré sú obsiahnuté v CaO2 pri jeho získavaní touto novou metódou, sú ekologicky nezávadné látky - uhličitan vápenatý a hlinitokremičitan vápenatý.Tieto nečistoty sú prítomné buď v pôvodnom produkte alebo sú výsledkom vedľajších procesov.
Peroxid vápenatý, vyrábaný a široko používaný v európskych krajinách, má nasledujúce klasifikačné a certifikačné indexy:
CAS-1305-79-9; EINECS – 215-139-4; TSCA – R117-7967.
Bohužiaľ, peroxid vápenatý nie je v Rusku tak široko používaný ako v západoeurópskych krajinách. Hlavným účelom tejto práce je preto prehľad najzaujímavejších aplikácií CaO2.
Ako je uvedené vyššie, použitie peroxidu vápenatého, ako aj peroxidu vodíka, je spojené najmä s environmentálnym aspektom jeho pôsobenia (tvorba kyslíka, oxidačné a neutralizačné schopnosti). V súlade s tým má používanie CaO2 ekologické a hygienicko-hygienické zameranie (bielenie, dezodorácia, dezinfekcia, prevzdušňovanie atď.). Nepochybnou výhodou CaO2 je jeho zvýšená stabilita a dlhšia skladovateľnosť v porovnaní s inými peroxidovými zlúčeninami. Hlavné oblasti použitia peroxidu vápenatého sú znázornené na obr. jeden.
Peroxid vápenatý sa zavádza do liečiv a kozmetiky. Je súčasťou zubných pást – pomáha odstraňovať zvyškové čiastočky potravy z ústnej dutiny, zabraňuje tvorbe zubného kameňa a v kombinácii s Ca (OH) 2 zabezpečuje účinnejšiu neutralizáciu potravinových kyselín. Najmä peroxid vápenatý je súčasťou zubnej pasty Tooth white, ktorá má intenzívny bieliaci účinok. Okrem CaO2 táto pasta obsahuje glycerín, uhličitan vápenatý, oxid kremičitý, oxid titaničitý, laurylsulfát sodný a príchute. Klinické štúdie potvrdili vysokú bieliacu silu produktov tejto rady - zuby sú zosvetlené o 2-3 tóny. Aktívny kyslík obsiahnutý v peroxide vápnika eliminuje baktérie, ktoré prispievajú k zápachu z úst.
Zloženie lieku "Sunsmile" (žuvacie tablety) zahŕňa peroxid vápenatý (spolu s xylitolom, sorbitolom, hydrogénuhličitanom draselným, kyselinou citrónovou, oxidom kremičitým, hydroxypropylcelulózou atď.). Tento liek má tonizujúci účinok a osviežuje dych.
Ďalšia oblasť použitia prípravku CaO2 je spojená s poľnohospodárskymi prácami na chatách a záhradkách a s pestovaním rastlín v domácnosti. Hlavný účinok CaO2 je v tomto prípade znížený na prevzdušnenie (oxidáciu) pôdy, čo zlepšuje klíčenie koreňov a urýchľuje adaptáciu presadených rastlín. Časté a výdatné zalievanie rastlín nijako zvlášť neovplyvňuje „výkon“ CaO2 vzhľadom na jeho nízku rozpustnosť vo vode.
Peroxid CaO2 urýchľuje biologický rozklad odpadových produktov rastlinného a živočíšneho pôvodu a výrazne znižuje nepríjemný zápach pri hnilobe odpadu. Preto je efektívne pridávanie CaO2 do takzvaných kompostovacích jám – v prítomnosti CaO2 sa urýchľuje rozpad trávy a lístia. Zároveň sa CaO2 používa vo forme tabliet (za účelom predĺženia pôsobenia CaO2 počas celej doby tlenia) v množstve zvyčajne nepresahujúcom 1-2% hmotnosti primárneho kompostového materiálu. Urýchlenie rozpadu je dosiahnuté vďaka takmer úplnému vylúčeniu tvorby anaeróbnych zón, v ktorých je proces rozpadu výrazne spomalený. CaO2 zavedený do pôdy má súčasne dezinfekčný a fungicídny účinok (v dôsledku peroxidu vodíka uvoľňovaného pri premene CaO2) na toxíny vznikajúce pri rozklade rastlín. Zavedenie CaO2 tiež umožňuje regulovať pH zavedením ďalšieho produktu, Ca(OH)2, do pôdy.
V niektorých krajinách, najmä v USA, sa peroxid vápenatý pridáva do cesta pri pečení chlebových výrobkov.
Množstvo tejto prísady je zvyčajne 0,001-0,004 % (hmot.), jej zavedenie zlepšuje štruktúru chleba, zvyšuje trvanlivosť chleba a dlhodobo zachováva jeho mäkkosť.
Zavedenie prísad peroxidu vápenatého do pekárenských výrobkov odporúča v Rusku Štátny výskumný ústav pekárskeho priemyslu.
Tento liek patrí (spolu s benzoylperoxidom, perboritanmi, persíranmi, kyselinou askorbovou atď.) k zlepšovačom oxidačného účinku. Znakom oxidačných zlepšovačov je ich schopnosť regulovať reologické vlastnosti cesta posilnením štruktúry cesta, inaktiváciou proteinázy a aktiváciou proteolýzy. V dôsledku týchto procesov sa zvyšuje plynatosť a tvarová stálosť cesta, zväčšuje sa objem upečeného chleba, znižuje sa roztečenie výrobkov z kozuba a striedka sa stáva belšou. Dávky zlepšovákov oxidačného typu sa v závislosti od konkrétneho typu týchto látok pohybujú v širokom rozmedzí: od 0,0004 do 0,02 % (hmotn.) vo vzťahu k hmotnosti múky. Peroxid vápenatý, obohatený o potravinárske enzýmy a vitamíny, môže slúžiť ako prírodný doplnok každodennej stravy. Peroxid vápenatý sa používa ako prísada nielen pri pečení pekárenských výrobkov, ale aj pri výrobe sušienok. V práci sú zohľadnené aspekty priemyselnej výroby a použitia komplexných zlepšovákov pečenia vrátane CaO2.
Syntetizovaný CaO2 bol hodnotený z hľadiska zhody s environmentálnymi normami z hľadiska obsahu ťažkých kovov a iných prvkov elementárnou a izotopovou analýzou s ionizáciou v indukčne viazanej plazme pomocou zariadenia VG PLASMA QUAD PQ 2-TURBO (vyrobené v USA).
Táto metóda umožňuje stanoviť koncentrácie prvkov a izotopov na úrovni 10–9 g/ml. Výsledky stanovenia obsahu elementárnych nečistôt v syntetizovanom CaO2 sú znázornené na obr. 2.
Analýza ukázala, že obsah prvkov neprekračuje úroveň MPC. Jedinou výnimkou je hliník (na obr. 2 označený hviezdičkou), ktorého množstvo mierne presahuje požadovanú úroveň. Prvky ako P, Mn, Fe, Ni, Co, Cu, As, Te sa vo vzorke nenašli.
V mnohých európskych krajinách neexistujú žiadne zásadné kvantitatívne obmedzenia na pridávanie CaO2 do potravín. Napríklad CaO2 sa pridáva do krmiva pre nosnice, čo vedie ku kumulatívnemu účinku: do tela kurčiat sa dostáva kyslík a vápnik – zložky potrebné na produkciu vajec a na dezinfekciu krmiva.
Ďalšou priemyselnou aplikáciou peroxidu vápenatého je jeho zavedenie do zloženia tmelov (napríklad polysulfid) ako aktivátora vulkanizácie. Pôsobenie peroxidu zavedeného do bezvodej zmesi tmelu je v tomto prípade založené na skutočnosti, že adsorbuje vzdušnú vlhkosť, ktorá iniciuje proces vulkanizácie. Typicky takéto tmely obsahujú 5 až 15 % hmotn. vrátane CaO2 (s obsahom hlavnej zložky cca 75 %) na 100 hm. h) polysulfidový polymér (vrátane prísad zmäkčovadiel atď.). Tmely obsahujúce CaO2 je možné miešať a farbiť s inými zložkami. Pri normálnej teplote a vlhkosti vzduchu tmel vytvrdzuje z povrchu do 24 hodín po aplikácii, úplné vytvrdnutie sa dosiahne po 2-4 týždňoch.
Peroxid vápenatý sa používa ako zdroj kyslíka v aluminotermických a iných metalurgických procesoch. Prísady CaO2 umožňujú regulovať teplotný režim procesu, uľahčujú oddelenie trosky od kovu a pomáhajú znižovať chyby produktu.
Peroxid vápenatý má široké uplatnenie v oblasti ochrany životného prostredia pred znečistením na riešenie špecifických technických problémov. Napríklad peroxid vápenatý možno úspešne použiť na okysličenie pitnej vody a odstraňovanie hlienu na filtroch určených na čistenie vody. Zároveň sa odstránia zapáchajúce látky. Použitie CaO2 v systémoch úpravy vody účinne odstraňuje z vody katióny železa, mangánu a niektorých ďalších kovov. Preto je veľmi perspektívne použitie CaO2 ako súčasti adsorbentu (aktívne uhlie s ďalšími prísadami) na priame čistenie pitnej vody.
Nemenej sľubné je použitie tabliet CaO2 (alebo iných pevných foriem) na nasýtenie spodných (hlbokých) vrstiev umelých alebo prírodných rezervoárov kyslíkom. Zvyčajne sa na tento účel používa prevzdušňovanie, čo však často vedie k neuspokojivým výsledkom v dôsledku nadmerného miešania, presunu živín na povrch, čo iniciuje rast rias. Na rozdiel od tejto metódy tablety CaO2, ktoré klesajú na dno zásobníka a postupne vytvárajú kyslík, poskytujú uspokojivejší spôsob nasýtenia spodných vrstiev kyslíkom. Práve tento princíp pôsobenia CaO2 bol včas využitý na čistenie Ženevského jazera od červených rias, ktoré sa najintenzívnejšie množia v anaeróbnych podmienkach.
Použitie CaO2 na prevzdušňovanie vody umožňuje dodatočne čistiť vodu od nežiaducich iónov, ako sú fluoridové ióny, vytváraním zlúčenín, ktoré sú vo vode zle rozpustné.
Je známe použitie peroxidu vápenatého pri biologickom čistení pôdy kontaminovanej ropou. Stupeň čistenia pôdy od ropného znečistenia pri kombinovanom pôsobení biosorbentu „S-Verad“ a CaO2 je 70 – 72 % za tri mesiace, čo sa v prírodných podmienkach dosiahne až po 1,5 roku.
Sľubné je súčasné použitie CaO2 ako alkalického a peroxidového činidla na bezchlórové bielenie zberového papiera. Technológia bielenia umožňuje dosiahnuť belosť buničiny 88-90% a výrazne znížiť spotrebu vody (zo 100-150 m3 na 10-20 m3 na 1 tonu buničiny). Použitie CaO2 umožňuje aspoň čiastočne nahradiť drahý NaOH používaný ako alkalická prísada v tomto procese.
Pri práci s CaO2 je potrebné dodržiavať určité opatrenia. Liek sa má uchovávať na chladnom a suchom mieste, najlepšie vo vzduchotesných nádobách. Podľa zoznamu OSN (Zoznam potenciálne nebezpečných látok) patrí peroxid vápenatý do triedy nebezpečnosti 5.1 a môže byť schválený na cestnú prepravu.
Ak sa použijú pomerne jednoduché opatrenia - skladovanie v špeciálnych nádobách pri teplote nepresahujúcej izbovú teplotu a ochrana pred vlhkosťou a znečistením, potom možno CaO2 skladovať dva roky bez výraznej straty aktivity. Peroxid vápenatý je povolené skladovať v množstve 25 kg v papierových alebo polypropylénových vreciach s polyetylénovou vložkou alebo v dvojitých polyetylénových vreciach. V tomto prípade sa výrobok skladuje v obale výrobcu v krytých skladoch pri teplote neprevyšujúcej 40 °C v podmienkach vylučujúcich priame slnečné žiarenie. Záručná doba na skladovanie je 6 mesiacov. Pôsobením vodnej pary sa stráca kyslík a vzniká Ca (OH) 2. Pri miešaní CaO2 s inými látkami je potrebné zabezpečiť, aby tieto látky nemali za podmienok použitia katalytickú aktivitu voči CaO2 alebo redukčnú aktivitu. V opačnom prípade môžu tieto operácie viesť k rýchlemu rozkladu CaO2, zvýšeniu tlaku a možnému výbuchu a pri vzniku veľkého množstva kyslíka až k vznieteniu. Miešanie CaO2 s organickými produktmi môže zvýšiť potenciálne riziko pri práci s peroxidom vápnika.
Široká škála možných aplikácií CaO2 a environmentálna bezpečnosť produktov jeho rozpadu vytvárajú bezpodmienečné predpoklady pre širšiu výrobu a používanie tohto lieku. Na záver poznamenávame, že peroxid vápenatý sa vyrába v chemickom závode Cheboksary (na objednávku).
Bibliografia
1. Sprievodca preparatívnou anorganickou chémiou. Ed. G. Bauer. M.: Izdatinlit, 1956, s. 440.
2. Auth. certifikát ZSSR č.153254 MPK S01V 15/043,1989.
3. Auth. certifikát ZSSR číslo 421621 IPC S01V 15/04, 1971.
4. Auth. certifikát ZSSR číslo 1281507 IPC S01V 15/043, 1986.
5. Ruský patent č. 2069171 m.cl. C01B 15/04, 1994.
6. Ruský patent č. 2006115939, IPC S01V 15/043, 2007.
7. http://www.ark-inform.com
8. http://www.kolobok.biz
9. http://rusbiz.net
10. http://www.babyton.ru
11. Polandova R.D., Whitehest B. Problémy priemyselnej výroby komplexných zlepšovačov pečenia // http://www.hleb.net.
12. Ponomareva L.V., Krunchak V.G., Torgovanova V.A. Biotechnológia, 1998, č. 1, s. 79-84.
13. Zosin A.P., Priymak T.I., Aleev N.G., Sulimenko L.P.
Použitie biosorbentu "S-Verad" na biodegradáciu ropného znečistenia pri sanácii narušených území //http://www.bstu.ru.
Potravinárske aditívum E 930 je zástupcom skupiny peroxidov. Hlavné použitie látky je spojené s jej schopnosťou uvoľňovať aktívny kyslík, pôsobiť dezinfekčne a imunostimulačne.
Vysoký oxidačný potenciál peroxidu vápenatého umožňuje jeho použitie na čistenie a dezinfekciu vody. Prísada šetrná k životnému prostrediu je vylúčená z výroby potravín, ale je široko používaná v hydinárstve, farmácii a poľnohospodárstve.
Peroxid vápenatý je oficiálne akceptovaný názov produktu.
Synonymá:
- Peroxid vápenatý, medzinárodný;
- E 930 (E-930), európsky kód;
- peroxid vápenatý, označenie látky v SanPiN 2.3.2.2795-10;
Druh látky
Do roku 2010 bola E 930 zaradená do skupiny látok zlepšujúcich kvalitu múky a chleba.
Peroxid vápenatý je anorganický produkt, aktívna zlúčenina kyslíka a vápnika. Existuje niekoľko spôsobov, ako získať doplnok. V priemysle je najbežnejšou metódou interakcia 50% roztoku peroxidu vodíka so suspenziou (hasené vápno).
Reakcia prebieha pri teplote 25–30ºC, v záverečnej fáze sa výsledná hmota suší rozprašovaním.
Vlastnosti
Balíček
Prísada E 930 je balená vo viacvrstvových papierových alebo polypropylénových vreciach s vnútornou vložkou z nestabilizovaného polyetylénu. Je povolené baliť výrobok do tesných dvojitých plastových vrecúšok.
Aby sa predišlo strate aktivity, produkt sa skladuje tesne zabalený pri teplote pod 40ºC.
Aplikácia
Peroxid vápenatý pri výrobe potravín plnil technologickú funkciu zlepšovača múky a chleba. Zavedenie nie viac ako 50 mg/kg oxidačnej prísady umožňuje:
- zvýšiť reologické vlastnosti cesta (elasticita, viskozita a ďalšie ukazovatele);
- získajte ľahšiu a poréznejšiu strúhanku;
- znížiť kyslosť chleba;
- zvýšiť objem hotového výrobku;
- predĺžiť trvanlivosť.
Schopnosť peroxidu vápenatého pomaly sa rozkladať s uvoľňovaním aktívneho kyslíka, peroxidu vodíka a hydroxidu vápenatého tvorí množstvo užitočných vlastností aditíva E 930:
- dezinfekčný účinok;
- vysoké bieliace vlastnosti;
- odstránenie nepríjemných pachov;
- poskytovanie prirodzeného prevzdušňovania;
- neutralizácia množstva kyselín.
To všetko našlo uplatnenie v rôznych oblastiach ľudskej činnosti.
Kozmetický a farmaceutický priemysel
Aditívum E 930 ako aktívna zložka je súčasťou zloženia dentálnych produktov s intenzívnym bieliacim účinkom (napríklad Plus White, USA).
peroxid vápenatý: 
- neutralizuje deštruktívny účinok potravinových kyselín;
- znižuje pravdepodobnosť tvorby zubného kameňa;
- zastavuje reprodukciu patogénnych baktérií;
- osviežuje dych.
Dezinfekčné vlastnosti prísady využívajú výrobcovia gélov na holenie.
Peroxid vápenatý nájdete v antibakteriálnych krémoch a lekárskych mastiach.
Hydina, hospodárske zvieratá
Potravinová prísada E 930 sa aktívne používa v priemyselnom chove hydiny od polovice minulého storočia.
Prísada chráni krmivo pred infekciou hnilobnými baktériami, predlžuje trvanlivosť.
Početné štúdie preukázali výhody doplnkovej látky pri chove brojlerových kurčiat. Úvod do stravy peroxidu vápenatého:
- priaznivo ovplyvňuje vývoj mladých zvierat, urýchľuje rast;
- zvyšuje percento bezpečnosti vtákov v klietkach a na podlahe;
- prispieva k zvýšeniu telesnej hmotnosti.
Peroxid vápenatý je žiadaný v štádiu rastu mladých kráv a ošípaných ako minerálne a antibakteriálne liečivo s vysokým protihnačkovým účinkom. Použitie látky vám umožňuje zachrániť hospodárske zvieratá, zvýšiť prírastok hmotnosti.
Poľnohospodársky sektor
Aditívum E 930 je ekologický prevzdušňovač pôdy. Látka nasýti zem kyslíkom, zabráni jej okysleniu.
Aplikácia peroxidu vápenatého: 
- zvyšuje úrodnosť pôdy;
- posilňuje koreňový systém rastlín;
- zvyšuje adaptáciu plodín na nové miesto počas transplantácie;
- urýchľuje rast;
Prípravok má fungicídny účinok. Pôsobí proti háďatku zemiakovému, ktorý je hlavným dôvodom poklesu úrody zemiakov.
Peroxid vápenatý sa pridáva do kompostovacích jám, aby sa urýchlil proces biodegradácie. Dôležitým faktorom v tomto prípade je schopnosť látky rozkladať toxické produkty rozkladu, aby sa zabránilo vzniku nepríjemného zápachu.
Úžitok a škoda
Požitie doplnku E 930 je vo všeobecnosti bezpečné pre zdravie. Vylúčenie zo zoznamu povolených látok je spôsobené vlastnosťou látky ničiť vitamíny, kyselinu listovú a ďalšie užitočné zložky, ktoré tvoria potravinové výrobky.
Škody sú spôsobené priamym kontaktom s peroxidom vápnika (napríklad pri chove hydiny alebo pri poľnohospodárskych prácach). Produkt je silný alergén. V prípade kontaktu s pokožkou spôsobuje podráždenie, pálenie, svrbenie.
Inhalácia peroxidu vápenatého je nebezpečná pre rozvoj nasledujúcich komplikácií:
- dyspnoe;
- opuch slizníc;
- bronchospazmus.
Pri práci s prípravkom sú potrebné osobné ochranné prostriedky: rukavice, respirátor.
Hlavní výrobcovia
Najväčším ruským výrobcom aditíva E 930 je UniPeK Research and Production Association (región Nižný Novgorod). Podnik vyrába peroxid vápenatý pod obchodným názvom Kosoks.
Poprední svetoví výrobcovia:
- SOLVAY Chemicals (Belgicko);
- Shangyu Jiehua Chemical Co., Ltd (Čína).
Zaujímavý fakt! Peroxid vápenatý zvyšuje trvanlivosť rezaných kvetov. Látka pridaná do vody uvoľňuje aktívny kyslík po dobu 20 dní, čím zabraňuje rastu baktérií a hnilobnej mikroflóry.
Vynález sa týka technológie peroxidu vápenatého. Pri spôsobe výroby peroxidu vápenatého reaguje hydroxid vápenatý s vodným roztokom peroxidu vodíka v molárnom pomere H202:Ca(OH)2 rovnajúcom sa 1,2 až 7,0 za vzniku hydrátu peroxidu vápenatého. Hydroxid vápenatý sa zavádza do reakcie vo forme vodnej suspenzie oxidu vápenatého, roztok peroxidu vodíka sa zavádza riadeným dávkovaním rýchlosťou 0,006-0,060 mol H202 na mol Ca(OH)2 za minútu. Pred krokom tepelnej dehydratácie sa zrazenina hydrátu peroxidu vápenatého oddelí od roztoku dekantáciou. Tepelná dehydratácia sa vykonáva v prúde ohriateho vzduchu. Interakcia hydroxidu vápenatého s vodným roztokom peroxidu vodíka sa uskutočňuje v prítomnosti stabilizátora peroxidu s koncentráciou 10 -3 -10 -5 mol/l, ktorý je vybraný z radu: fosforečnan alkalického kovu, kyselina etyléndiamíntetraoctová , polyetylénglykolový komplex s oxidom fosforečným (V). Navrhovaný spôsob umožňuje rozšíriť surovinovú základňu technológie peroxidu vápenatého, eliminovať energeticky náročné stupne chladenia reakčnej zmesi a filtrácie jemne dispergovaného hydrátu peroxidu vápenatého a zjednodušiť procesný reťazec. 1 z.p. f-ly, 1 tab.
Vynález sa týka technológie výroby peroxidu vápenatého, ktorej praktické využitie je spojené s tvorbou kyslíka pre oxidačné procesy, čo predurčuje možnosť jeho využitia ako zdroja kyslíka v potravinárstve, parfumérstve, poľnohospodárstve, medicíne. , domáce chemikálie atď.
Výhody CaO 2 v porovnaní s inými pevnými nosičmi aktívneho kyslíka sú ekologická čistota konečných produktov jeho premeny alebo rozkladu - Ca(OH) 2, CaCO 2, O 2, H 2 O, ako aj jeho zvýšená stabilita. za podmienok skladovania.
Známy spôsob výroby peroxidu vápenatého reakciou vodného roztoku chloridu vápenatého s amoniakom 3,8 až 20 % roztokom peroxidu vodíka pri 20 až 60 °C, po čom nasleduje dehydratácia hydrátu peroxidu vápenatého pri atmosférickom tlaku [a s. ZSSR č. 1281507, 1987]. Nevýhodou tejto metódy je náročnosť technológie spojenej s použitím roztoku amoniaku, čo predstavuje vážne obmedzenia pre bezpečnosť výrobného priestoru.
Známy spôsob výroby peroxidu vápenatého reakciou vodného roztoku chloridu vápenatého, 10 % roztoku NaOH a 30 % roztoku H202. Roztok NaOH navyše obsahuje 6,02 až 10 % hmotn. NaCl. Reakčná zmes má pH 10-12. Výsledná zrazenina sa odfiltruje, premyje sa vodou a suší sa pri 125 °C. Nevýhodou tejto metódy je náročnosť technológie spojená s potrebou kontroly obsahu NaCl v roztoku a zvýšená energetická náročnosť na jej realizáciu.
Je známy spôsob výroby peroxidu vápenatého dehydratáciou diperoxosolvátu peroxidu vápenatého. Podľa jedného variantu tohto spôsobu sa dehydratácia uskutočňuje pri zvyškovom tlaku P=10-10-2 mm Hg. a počiatočná teplota 0-10°C so zvýšením teploty v procese dehydratácie až na 140-160°C. Podľa iného variantu sa dehydratácia uskutočňuje pri atmosférickom tlaku a teplote 0 až 250 °C v prúde vysušeného vzduchu bez oxidu uhličitého. Diperoxosolvát peroxidu vápenatého sa pred dehydratáciou spracuje s vychladenou bezvodou inertnou kvapalinou. Dehydratácia sa vykonáva v prítomnosti absorbéra vodnej pary. Nevýhodou tejto metódy je náročnosť technológie a zvýšená energetická náročnosť.
Známy spôsob výroby peroxidu vápenatého reakciou suchého hydroxidu vápenatého alebo jeho 50 % vodnej suspenzie s 16 až 35 % vodným roztokom peroxidu vodíka v pomere peroxidu vodíka k hydroxidu vápenatému rovnajúcemu sa 1,2 až 2,0. Interakčný produkt sa podrobí dehydratácii pri 40 až 170 °C s predbežnou filtráciou pri zvyškovom tlaku 0,1 až 10,0 mm Hg. alebo sublimáciou pri zvyškovom tlaku 10 -2 -10 -3 mm Hg. . Nevýhodou tejto metódy je zložitosť technológie v štádiu izolácie produktu, čo vedie k zvýšenej spotrebe energie.
Známy spôsob výroby peroxidu vápenatého dehydratáciou diperoxohydrátu peroxidu vápenatého pri atmosférickom tlaku v prítomnosti absorbéra vodnej pary. Dehydratácia sa vykonáva pri negatívnych teplotách až do -15 °C. Nevýhodou tohto spôsobu je náročnosť technológie spojená s prítomnosťou dodatočného stupňa na získanie diperoxohydrátu, ako aj potreba jeho rozkladu pri nízkych teplotách.
Známy spôsob výroby peroxidu vápenatého reakciou hydroxidu vápenatého alebo solí v alkalickom prostredí s peroxidom vodíka. Do peroxidu vodíka sa zavádzajú organické látky obsahujúce kyslík s teplotou varu nie vyššou ako 300 °C, napríklad etylalkohol, acetón, dioxán [a.s. ZSSR č. 421621, 1974]. Nevýhodou tohto spôsobu je použitie organických látok, ktoré kontaminujú cieľový produkt a tým obmedzujú jeho použitie alebo vyžadujú dodatočné čistenie produktu.
Najbližšie k nárokovanému spôsobu je spôsob výroby peroxidu vápenatého, zahŕňajúci interakciu suchého hydroxidu vápenatého s vodným roztokom peroxidu vodíka za vzniku hydrátu peroxidu vápenatého a jeho následnú tepelnú dehydratáciu [a s. ZSSR č. 1532547, SW 15/043, 1982] (prototyp). Použije sa 3-35% vodný roztok peroxidu vodíka v molárnom pomere H202:Ca(OH)2 rovnajúcom sa 1,2-7,0. Ako vyplýva z príkladov, roztok sa ochladí, prefiltruje a dehydratuje vo vákuu. Teplota dehydratácie je 20-140 °C.
Hlavnou nevýhodou tejto metódy je použitie suchého hydroxidu vápenatého ako suroviny, drahého produktu, ktorý podlieha prísnym požiadavkám na technologickú bezpečnosť, ako je ochrana pred vlhkosťou a oxidom uhličitým. Použitie vákua v štádiu tepelnej dehydratácie tiež komplikuje a predražuje technológiu. Nevýhody spôsobu zahŕňajú prítomnosť stupňa núteného chladenia reakčnej zmesi a pracnosť stupňa filtrácie jemnej zrazeniny hydrátu peroxidu vápenatého.
Technickou úlohou je rozšírenie surovinovej základne v technológii peroxidu vápenatého.
Vynález je zameraný na nájdenie spôsobu výroby peroxidu vápenatého z nehaseného vápna s vylúčením energeticky náročného kroku chladenia medziproduktu pri zjednodušení celého technologického reťazca.
Technický výsledok je dosiahnutý tým, že je navrhnutý spôsob výroby peroxidu vápenatého, zahŕňajúci interakciu hydroxidu vápenatého s vodným roztokom peroxidu vodíka pri molárnom pomere H202:Ca(OH)2 rovnajúcemu sa 1,2- 7.0, s tvorbou hydrátu peroxidu vápenatého, jeho tepelnou dehydratáciou, pričom podľa vynálezu sa hydroxid vápenatý zavádza do reakcie vo forme vodnej suspenzie oxidu vápenatého, roztok peroxidu vodíka sa zavádza riadeným prívodom pri rýchlosť 0,006-0,060 mol H2O2 na mol Ca(OH)2 za minútu, pred fázou tepelnej dehydratácie sa zrazenina hydrátu peroxidu vápenatého oddelí od roztoku dekantáciou a tepelná dehydratácia sa uskutoční v prúde ohriateho vzduchu.
Výhodne sa interakcia hydroxidu vápenatého s vodným roztokom peroxidu vodíka uskutočňuje v prítomnosti stabilizátora peroxidu s koncentráciou 10-3-10-5 mol/l, ktorý je vybraný zo skupiny: fosforečnan alkalického kovu; kyselina etyléndiamíntetraoctová; komplex polyetylénglykolu s oxidom fosforečným.
Zníženie spotreby energie v nárokovanom spôsobe sa dosiahne riadeným dodávaním vodného roztoku peroxidu vodíka do vodnej suspenzie oxidu vápenatého. Rýchlosť posuvu 0,006-0,060 mol H 2 O 2 na mol Ca(OH) 2 za minútu sa volí z podmienky, že pre všetky deklarované molárne pomery H 2 O 2 ku Ca(OH) 2 je teplota v pásme exotermická reakcia tvorby hydrátu peroxidu vápenatého nepresiahne 40 °C. Riadený prísun roztoku H 2 O 2 eliminuje štádium núteného chladenia reakčnej zmesi.
Použitie cenovo dostupného a lacného nehaseného vápna - oxidu vápenatého - ako počiatočného činidla výrazne rozširuje surovinovú základňu technológie peroxidu vápenatého.
Zjednodušenie technológie je dosiahnuté odstránením núteného chladenia reakčnej zmesi v dôsledku riadeného prívodu roztoku peroxidu vodíka, ako aj nahradením filtračného procesu dekantáciou v štádiu oddeľovania jemnej zrazeniny hydrátu peroxidu vápenatého od materský lúh.
Prítomnosť stabilizátora peroxidu vodíka poskytuje úplnejší výťažok medziproduktu a následne peroxidu vápenatého.
Peroxid vápenatý sa získa nasledujúcim spôsobom.
3,0-37% vodný roztok peroxidu vodíka sa pridá k 20-30% vodnej suspenzii oxidu vápenatého v množstve, ktoré poskytuje molárny pomer H202: Ca (OH)2 rovný 1,2-7,0 pri rýchlosť 0,006 - 0,060 mol H202 na mol Ca(OH)2 za minútu. Zrážanie jemného hydrátu peroxidu vápenatého sa uskutočňuje 2 hodiny, potom sa zrazenina oddelí od matečného lúhu dekantáciou. Zrazenina sa suší v prúde horúceho vzduchu počas 2 hodín. Výsledný produkt sa analyzuje na obsah aktívneho kyslíka a potom sa stanoví jeho výťažok.
Nižšie sú uvedené príklady implementácie nárokovaného spôsobu.
K 30 g CaO sa v priebehu 30 minút pridá 100 ml H20. Do výslednej suspenzie sa naleje 42 ml 35 % H202 rýchlosťou dávkovania 0,006 mol H202 na mol Ca(OH)2 za minútu. V priebehu ~30 minút sa dosiahne molárny pomer H202:Ca(OH)2 rovný 1,2. Teplota v reakčnej zóne sa udržiava v rozmedzí 30 až 40 °C. Vyzrážanie Ca(OH)2 s materským lúhom sa nechá usadiť v reakčnej nádobe počas 2 hodín. Zhutnená zrazenina sa oddelí od materského lúhu dekantáciou a dehydratuje sa v prúde horúceho vzduchu počas 2 hodín. Získa sa 26,4 g Ca02 s výťažkom 49,8 % hmotn. Rozbor: zistené O akt. - 11,1 % hmotn.
Príklady 2 až 12 sú implementované podobne ako príklad 1 a sú zhrnuté v tabuľke.
| tabuľky Príklady implementácie spôsobu výroby peroxidu vápenatého |
|||||
| N | molárny pomer H202 : Ca (OH) 2 | Rýchlosť dávkovania mol H 2 O 2 na mol Ca (OH) 2 za minútu | Ó konať. , hm. % | Výťažok Ca02, hmotn. | Stabilizátor, mol/l |
| 1 | 1,2 | 0,006 | 11,1 | 49,8 | |
| 2 | 4,0 | 0,006 | 12,1 | 54,6 | |
| 3 | 7,0 | 0,006 | 13,5 | 60,9 | |
| 4 | 1,2 | 0,010 | 10,5 | 47,2 | |
| 5 | 4,0 | 0,010 | 11,4 | 51,3 | |
| 6 | 7,0 | 0,010 | 13,1 | 59,0 | |
| 7 | 1,2 | 0,060 | 10,8 | 48,6 | |
| 8 | 4,0 | 0,060 | 11,9 | 53,6 | |
| 9 | 7,0 | 0,060 | 13,0 | 58,7 | |
| 10 | 4,0 | 0,020 | 14,8 | 66,6 | 110-3 |
| 11 | 4,0 | 0,020 | 14,6 | 65,8 | 110-4 |
| 12 | 4,0 | 0,020 | 14,7 | 66,3 | 110-5 |
Ako vyplýva zo získaných údajov, peroxid vápenatý s čistotou do 50 % hmotn. možno získať pomocou roztoku peroxidu vodíka s koncentráciou 3-35 % a molárnym pomerom H 2 O 2 : Ca(OH) 2 =1,2. . Zvýšenie molárneho pomeru na 4-7 umožňuje získať vysokopercentný peroxid vápnika (60 hm. % CaO 2) aj pri použití zriedených roztokov H 2 O 2 (<8%).
V prítomnosti stabilizátora peroxidu sa výťažok peroxidu vápenatého zvyšuje, ako je možné vidieť v príkladoch 10 až 12 v tabuľke.
Navrhovaný spôsob umožňuje rozšírenie surovinovej základne technológie peroxidu vápenatého použitím nehaseného vápna, elimináciu energeticky náročných stupňov chladenia reakčnej zmesi a filtrácie jemne dispergovaného hydrátu peroxidu vápenatého a zjednodušenie procesného reťazca. Peroxid vápenatý sa získa s čistotou 50-65 % hmotn.
NÁROK
1. Spôsob výroby peroxidu vápenatého, zahŕňajúci interakciu hydroxidu vápenatého s vodným roztokom peroxidu vodíka v molárnom pomere H 2 O 2 : Ca (OH) 2 rovnajúcemu sa 1,2 až 7,0 za vzniku hydrátu peroxidu vápenatého, jeho tepelná dehydratácia, vyznačujúca sa tým, že hydroxid vápenatý sa zavádza do reakcie vo forme vodnej suspenzie oxidu vápenatého, roztok peroxidu vodíka sa zavádza riadeným dodávaním rýchlosťou 0,006-0,060 mol H202 na mol. Ca(OH) 2 za minútu, pred fázou tepelnej dehydratácie sa zrazenina hydrátu peroxidu vápenatého oddelí z roztoku dekantáciou a tepelná dehydratácia sa uskutoční v prúde ohriateho vzduchu.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že interakcia hydroxidu vápenatého s vodným roztokom peroxidu vodíka sa uskutočňuje v prítomnosti stabilizátora peroxidu s koncentráciou 10-3-10-5 mol/l, ktorý je vybraný zo skupiny: fosforečnan alkalického kovu, kyselina etyléndiamíntetraoctová, komplex polyetylénglykolu s oxidom fosforečným.
peroxid vápnika- potravinárska prídavná látka používaná ako zlepšovák múky a chleba. Táto prísada je registrovaná pod kódom E-930. Aktuálne potraviny proti horeniu E-930 peroxid vápnika používa sa ako zlepšovák múky hlavne v postsovietskych krajinách. Väčšina ostatných štátov, napríklad členov Európskej únie, ale aj USA a Kanada, túto prísadu už dávno vylúčila zo zoznamu schválených na použitie vo výrobných procesoch potravinárskeho priemyslu.
Aplikácia
peroxid vápnika Používa sa najmä v potravinárskom priemysle ako prostriedok na zlepšenie kvality chleba. E-930 pridáva sa do múky, ktorá následne nevyžaduje žiadne špeciálne skladovacie podmienky, pred začiatkom procesu miesenia peroxid vápnika prakticky neinteraguje s múkou. Optimálna dávka prísady nepresahuje 20 mg na 1 kg múky. peroxid vápnika umožňuje výrazne zlepšiť vlastnosti zadržiavania plynov cesta, zvýšiť jeho fyzickú výkonnosť, pozitívne ovplyvňuje kvalitu, znižuje kyslosť chleba. Faktom je, že peroxid vápnika môže výrazne zlepšiť chuťové aj spotrebiteľské vlastnosti chleba a iných pekárenských výrobkov. Často sa používa ako prostriedok na bielenie múky. Okrem toho E-930 používa sa ako prášok do pečiva a prášok do pečiva, ktorý je schopný výrazne zväčšiť objem cesta, ako aj zlepšiť kvalitu hotového chleba.
Vplyv na ľudské telo
Doplnok stravy E-930 má okrem výbušnosti a horľavosti množstvo kontraindikácií a vedľajších účinkov. Medzi negatívne vlastnosti peroxidu vápenatého patrí jeho vysoká alergénnosť. Kontaktovať s E-930často vedie k silnému podráždeniu kože, slizníc, začervenaniu, olupovaniu, svrbeniu, páleniu. Ak sa suspenzia peroxidu vápenatého dostane do dýchacieho traktu, vzniká podráždenie dýchacích orgánov, astmatický záchvat, dýchavičnosť, komplikácie pri vdýchnutí a výdychu. Pri užívaní produktov s obsahom tohto výživového doplnku neboli v kontrolnej skupine ľudí zaznamenané žiadne komplikácie.
Bezpečnostné opatrenia pri aplikácii
- Výbušný pri kontakte s horľavými látkami
- Dráždi sliznice
- Spôsobuje podráždenie dýchacích ciest
- Dráždi pokožku (hyperalergén)
Fyziochemické vlastnosti
Vďaka svojej chemickej štruktúre a výrazným parametrom je jedlo protizápalové E-930 peroxid vápnika nie je nič iné ako anorganická a zároveň binárna zlúčenina, ktorá sa získava v dôsledku interakcie kyslíka a vápnika. Podľa ich vzhľadu peroxid vápnika- Ide o práškovú zlúčeninu, ktorá je absolútne nerozpustná vo vodnom prostredí. V potravinárskom priemysle peroxid vápnika získaný pôsobením peroxidu vodíka na hydroxid vápenatý, ktorý je spravidla suspenziou. E-930 organicky aktívna zlúčenina. peroxid vápnika rozkladá sa pri teplote 250C. Navyše, pri interakcii s horúcou vodou (teplota by nemala byť nižšia ako 50C) sa začne postupne pomaly rozkladať. Potraviny proti horeniu tiež interagujú s rôznymi kyselinami. Jeho hlavnou črtou je, že zlúčenina sa môže za určitých podmienok spontánne vznietiť. Napríklad, ak zmiešate E-930 peroxid vápnika a explózia látky organického pôvodu bude nevyhnutná. Napriek týmto vlastnostiam sa však táto prísada vyrába v tisíckach ton ročne. Okrem toho sa používa v potravinárskom priemysle.