носитель серусодержащего консерванта

Формула изобретения

Применение некондиционных углеродных и кремнийсодержащих высокопористых адсорбентов в качестве носителей серусодержащего консерванта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к технологии консервантов.

Известны консерванты, при использовании которых в атмосферу хранилищ плодов и овощей выделяется сернистый ангидрид. Прежде всего такими консервантами являются пиросульфиты натрия, калия и аммония (см. Т.Д. Авербух и др. Технология сульфитов. М.: Химия, 1984, стр. 6-8).

Известны консерванты, в которых носителем серусодержащего консерванта - сернистого ангидрида, является цеолит (см. А.С. СССР SU N 1755781 A1, Бюл. N 31, 21.08.92). В свою очередь цеолит относится к области высокопористых кремнийсодержащих адсорбентов (см. В.И. Смола, Н.В. Кельцев. Защита атмосферы от двуокиси серы. М.: Металлургия, 1976).

Способность цеолита, как высокопористого адсорбента, поглощать при определенных условиях сернистый ангидрид и выделять его при других условиях (при отсутствии или малой концентрации сернистого ангидрида в атмосфере) позволяет использовать его в качестве носителя серусодержащего консерванта (собственно сернистого ангидрида).

Недостаток цеолитов (как естественных, так и искусственных) при их использовании в качестве носителя серусодержащего консерванта состоит в меньшей по сравнению с другими высокопористыми адсорбентами, например углеродными высокопористыми адсорбентами и силикагелем, емкости по сернистому ангидриду при равных условиях насыщения. Преимуществом же цеолитов является их достаточно низкая стоимость.

Техническая задача настоящего изобретения состоит в разработке материала с низкой себестоимостью в качестве носителя серусодержащего консерванта.

Технический результат - уменьшение себестоимости серусодержащего консерванта.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в качестве носителя серусодержащего консерванта применяют некондиционные углеродные и кремнийсодержащие высокопористые адсорбенты.

Сущность изобретения состоит в следующем.

При производстве высокопористых адсорбентов: активных углей, силикагеля, искусственного цеолита образуется достаточно большое количество некондиционного продукта. Так, например, при производстве силикагеля и особенно на стадии сушки происходит растрескивание и разрушение исходных гранул. При этом образующаяся мелкая фракция является некондиционным товаром. Его количество при нормальной работе производства составляет 10-15%. Некондиционные высокопориетые адсорбенты сохраняют как адсорбционные, так десорбционные свойства, и вполне могут быть использованы в качестве носителей серусодержащего консерванта. При этом они, естественно, значительно дешевле квалифицированного продукта.

Для расчета затрат сернистого ангидрида при использовании некондиционных углеродных и кремнийсодержащих высокопористых адсорбентов в качестве носителей серусодержащего консерванта вполне достаточно проведенных исследований, определяющих как поглощающую способность адсорбентов, так и их десорбционные показатели (см. указанный выше источник В.И.Смолы и Н.В.Кельцева).

Следует отметить и следующее.

При работе традиционного консерванта, например пиросульфита калия, с течением времени происходит процесс разложения с образованием сернистого ангидрида. В общем виде данный процесс может быть представлен следующим образом:

K₂S₂O₅ + 1/2O₂ ---> K₂SO₄ + SO₂

Следовательно, при полном разложении пиросульфита калия его емкость по сернистому ангидриду составляет 0,29 г на 1 г консерванта - пиросульфита калия. Емкость высокопористых адсорбентов может быть определена по изотермам адсорбции и зависит от концентрации сернистого ангидрида в обрабатывающем адсорбент газе и температуры процесса.

Обработка высокопористого адсорбента сернистым ангидридом может быть проведена различными путями, один из которых, например, заключается в подаче на контактирование с адсорбентом сернистого газа после очистки и компремирования в сернокислотном производстве при практическом сохранении концентрации сернистого ангидрида в газе на уровне 7% по объему (газ после обработки направляют в основной поток и далее на конверсию в серный ангидрид, т.е. по известному в производстве серной кислоты назначению). При этом для активного угля при расчете по уравнению Лэнгмюра емкость по сернистому ангидриду при 20^oC составляет 0,16 г/г адсорбента (см. указанную выше монографию В.И. Смола и др., стр. 54). При использовании природных цеолитов величина емкости составляет более 0,1 г/г (см. В.И.Смола и др., стр. 143).Таким образом, емкость некондиционных (как и кондиционных) адсорбентов по сернистому ангидриду в 2-3 раза ниже емкости пиросульфита калия при одновременно несопоставимо более низкой их стоимости.

Поскольку использование некондиционных высокопористых угольных и кремнийсодержащих адсорбентов в качестве носителей серусодержащего консерванта на сегодня неизвестно, настоящее изобретение соответствует критерию патентоспособности "новизна". Неочевидность решения для специалистов, поскольку в литературе похожие решения отсутствуют, определяет соответствие настоящего изобретения критерию патентоспособности "изобретательский уровень". Приведенные выше данные по свойствам адсорбентов определяют соответствие настоящего изобретения критерию патентоспособности "промышленная применимость".

Использование некондиционных высокопористых угольных и кремнийсодержащих адсорбентов в качестве носителей серусодержащего консерванта позволяет во многом решить проблему производителей адсорбентов со сбытом некондиционного продукта и значительно расширить базу для производства консервантов. В свою очередь получение достаточно дешевых консервантов способно привести к их более широкому использованию в хозяйстве.