Очистка

3.6 Процессы ультразвукового осветления и очистки жидкостей

Для осветления и очистки различных спиртоводных растительных вытяжек (настоек, экстрактов, соков и т.д.) успешно применяются глинистые минералы. Очистка настоек (валерианы, заманихи, софоры японской, пустырника), экстрактов (кукурузных рылец, чабреца, змеевика, тысячелистника), соков свежих растений (подорожника, ландыша, чистотела, алоэ, клюквы) с помощью ультразвука в присутствии небольшого количества суспензии бентонита (частота 19,5 кГц, интенсивность 2–10 Вт/см², продолжительность ультразвукового воздействия до 20 мин) осуществляется для объемов жидкости до 1 л за 10-30 мин, до 150 л через 4–6 ч против 10-14 суток без ультразвукового воздействия [7,22]. Это объясняется тем, что при ультразвуковом воздействии растут удельная поверхность и степень дисперсности частиц глинистого минерала. Так, если у не обработанного ультразвуковым воздействием бентонита диаметр частиц основной фракции составлял 15,4 мкм, то у обработанного ультразвуковым воздействием в течение 50 мин — менее 6 мкм. Мелкодисперсная суспензия бентонита при оседании образует в жидкости облако высокой плотности. Частицы облака во время движения адсорбируют на своей поверхности белки, коллоиды, твердые включения органического и неорганического происхождения, хлопья и т.д., которые слипаются в флокулы, утяжеляются, быстро седиментируют. Этому же способствует и сам ультразвук, собирая в зонах пучностей посторонние включения, электризуя их и заставляя частицы коагулировать. В случае осветления жидкостей ультразвуком дозировка суспензии бентонита может быть уменьшена в 4-5 раз.

Ультразвук нередко используется в процессах отделения твердой фазы при фильтрации и гиперфильтрации. В первом случае жидкость снизу под давлением подается в емкость для фильтрации, поднимается до уровня фильтрующей перегородки, продавливается через нее. Крупные частицы оседают на дно, более мелкие остаются на нижней части фильтра. Ультразвуковые колебания очищают фильтрующую перегородку. Звуковой ветер как бы сдувает мелкие частицы, которые, коагулируя, оседают на дно.Так работает ультразвуковой фильтр.

Ультразвук можно ввести непосредственно в фильтрующую жидкость, например в систему фильтр-прессов, нутч и друк-фильтров. В последнем случае ускорение фильтрации объясняется тем, что слой осадка в результате существования зон сжатия и разрежения находится в постоянном движении, образуется псевдоожиженный слой, который не успевает уплотниться и становится эффективным фильтрующим элементом с большой поверхностью контакта. Подача ультразвука в систему в периодическом режиме более предпочтительна, чем непрерывное озвучивание.

Процесс гиперфильтрации возможно интенсифицировать путем увеличения скорости фильтрации. Изменение скорости зависит от состояния поверхностного слоя — его турбулизации. Для непосредственного воздействия на пограничный гелевый слой в гиперфильтрационном аппарате целесообразно применять низкочастотный ультразвук — 22 кГц), который резко снижает гидродинамическое сопротивление в пористых телах. Его действие наиболее сильно проявляется на границе раздела фаз, причем «звукопроводом» может служить сам гиперфильтр. С помощью гиперфильтрации в сочетании с ультразвуком возможно очищать индивидуальные и суммарные экстракты алкалоидов, гормонов, флавоноидов от окрашенных примесей, водорастворимых полимеров, других балластных веществ, которые придают цвет готовой продукции, затрудняют кристаллизацию. Можно также получать стерильные жидкости.