Проблемы процесса ультрафильтрации и пути возможного их решения, страница 17

В промышленности Na-КМЦ. получают взаимодействием щелочной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой или ее Na-солью в присутствии NaOH (отношение реакционных способностей групп ОН в элементарном звене целлюлозы у атомов С-2, С-3 и С-6 составляет 2,14 : 1 : 1,58). Технологическая схема включает след. стадии: получение щелочной целлюлозы при обработке древесной или хлопковой целлюлозы водным раствором NaOH в присутствии органического растворителя (низшие спирты) или без него; взаимодействие щелочной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой (в присутствии растворителей при 80-100 °С, без растворителей при 70-80 °С); сушку, измельчение до порошка; упаковку. Технологический продукт содержит 50-70% эфира. Для получения более чистой Na-KМЦ технологический продукт промывают водными растворами низших спиртов. Для препаративного получения Na-KМЦ можно использовать эфиры монохлоруксусной кислоты. Na-KМЦ определяют спектрофотометрически с помощью антрона или осаждением Cu-соли КМЦ из водного раствора Na-KМЦ при рН 4,0-4,1 с последующим йодометрическим определением Сu²⁺. Na-KМЦ загуститель и стабилизатор глинистых суспензий при бурении нефтяных и газовых скважин; ресорбент загрязнений в синтетических моющих средствах; фотореагент при обогащении медно-никелевых и калийных руд; шлихтующий, аппретирующий и загущающий агент в текстильных производствах; компонент клеевых композиций для обоев и др. Продукт с содержанием Na-KМЦ выше 95% загуститель и пластификатор обмазочных масс сварных электродов, загуститель зубных паст, косметических средств, пищевых продуктов (напр., соков, муссов). Na-KМЦ с х = 0,08-0,2 используют для получения ионообменных материалов. Аэрозоли Na-KМЦ пожароопасны; Т воспламенения 345-355 °С, нижним КПВ 0,500 кг/м³, ПДК 10 мг/м³ (очищенная Na-KМЦ) и 5 мг/м³ (техн.), в рыбохозяйственных водоемах (продукт с содержанием 98% Na-KМЦ) 20 мг/л.

Модельные растворы на основе данного полимерного материала позволяют проследить образование слоя КП на поверхности мембраны в течении продолжительного времени.

Растворы полимера готовились следующим образом: в определённый объём воды добавляют рассчитанное количество порошкообразного полимера, после чего тщательно в течение продолжительного времени перемешивают. Раствор КМЦ необходимо настаивать порядка 24 часов для полного растворения полимера. Далее полученные растворы разбавляют водой до концентрации полимера 0.1, 0.3 и 0.5 массовых %.

3.2.2. Подготовка установки к работе.

Пока растворы полимеров настаивались, проводились выбор и установка мембран в аппарат.

Выбор мембраны проводился исходя из следующих условий:

-  выбранная мембрана должна быть инертна по отношению к разделяемому раствору;

-  она должна обладать как можно меньшим сродством к растворённому веществу и как можно большим к растворителю, в нашем случае к воде;

-  производительность мембраны по растворителю должна быть как можно большей;

-  для упрощения расчётов желательно выбрать мембрану, селективность которой по растворённому веществу была бы равна единице;

-  мембрана должна также обладать механической прочностью, что бы процесс можно было проводить при максимальном перепаде давлений через неё.

Руководствуясь изложенными выше условиями, выбор пал на мембраны производства НПО «Владипор» УПМ 10 и УПМ 20

Следующим пунктом подготовки лабораторного стенда к проведению работы является установка выбранной прежде мембраны в ультрафильтрационный аппарат. Установка проводится следующим образом: на днище мембранного аппарата укладывается вырезанная по шаблону мембрана и дренажная сетка, через их центральное отверстие просовывается штуцер, служащий одновременно для вывода концентрата и для уплотнения мембраны в центре. Затягивая гайку (13) (рис. 3.2) достигается необходимая степень уплотнения центральной части аппарата. Сверху на мембрану устанавливается дисковый турбулизатор, после чего крышку мембранной ячейки осторожно закрывают, следя за тем, чтобы уплощенный конец вала вошёл в предназначенный для него паз на диске турбулизатора (рис. 3.3.). Равномерно закручиваем прижимные болты по всей поверхности ячейки.