Реферат по предмету "Химия"


Влияние кислорода на воду безалкогольные напитки

--PAGE_BREAK--Антиоксидантные свойства питьевой воды
Природная вода — сложная гетерофазная система, находящаяся в квазиравновесном состоянии и реагирующая на все внешние воздействия. Ее состав характеризуется тесной взаимосвязью между неорганиче­скими и органическими компонентами и подчиняется общим законам физи­ко-химической теории растворов. Любое внешнее воздействие (с привнесением ре­агентов или без таковых) приводит к на­рушению сложившихся в воде физико-хи­мических равновесий и созданию новых, что ведет к изменению концентращ1И всех химических элементов.
В зависимости от того, какими параме­трами обладает вода, она может быть лечеб­ной, полезной, вредной и даже смертельно опасной. От того, какую воду пьет человек, без всякого преувеличения напрямую за­висят его здоровье и даже сама жизнь. Во многих экономически развитых странах запасы пресной воды катастрофически со­кращаются. В будущем возможны серьез­ные разногласия и противоречия между странами из-за дефицита пресной воды.
Согласно сообщению Всемирной орга­низации здравоохранения, вследствие упо­требления недоброкачественной питьевой воды в мире ежегодно умирает 5,3 млн че­ловек, а по прогнозам в течение ближай­ших 30 лет количество людей, которые не будут иметь доступа к доброкачествен­ной воде, увеличиться с 1,4 до 2,3 млрд че­ловек. По данным ЮНЕСКО, более 80 % недугов, поражаюцщх человечество, воз­никают в результате потребления питье­вой воды низкого качества, так как именно с водой в организм человека попадают тя­желые металлы, фенолы, нитраты, хлори­стые соединения, ядохимикаты и другие вредные вещества [ 1 ].
Поэтому процессы подготовки питьевой воды в соответствии со структурой приме­сей природных вод и показателем ее каче­ства должны предусматривать удаление из воды вредных минеральных и органи­ческих веществ, устранение из воды пато­генной микрофлоры и вирусов, улучшение органолептических свойств воды (мутно­сти, цветности, запаха, привкуса), а также обогащение воды полезными микро- и ма­кроэлементами.
На практике в нашей стране воду, пред-мапмаченмую для системы центрального водоснабжения, подвергают только освет­лению, обесцвечиванию, обезжелезива-нию и обеззараживанию.
Кроме централизованных систем в го­родских квартирах или в коттеджах ис­пользуют устройства для очистки воды, ко­торые в зависимости от технологии можно разделить на шесть основных групп: меха-
нические фильтры грубой очистки; ультра­фиолетовые обеззараживатели; адсорб­ционные очистители; электрохимические обеззараживатели; картриджные системы, в которых обычно сочетаются три процес­са: механическое фильтрование; хими­ческое и адсорбционное взаимодействие воды с картриджем; химическое обезза­раживание воды; мембранные фильтры.
Первая, вторая, третья и шестая груп­пы бытовых устройств для очистки воды относятся к безреагентным системам водо-подготовки и, следовательно, в очищенную воду не поступают и в ней не образуются химические вещества, которые отсутство­вали в исходной воде. Электрохимические и картриджные системы — это реагентные системы водоподготовки.
Указанные и другие технологии по­лучения питьевой воды не обеспечивают соблюдения необходимого диапазона зна­чений окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) и водородного показа­теля (рН).
Величина рН должна иметь слабоще­лочную реакцию и находиться в пределах от 7,2 до 8,5, что физиологически близко для организма человека. Данный интервал рН позволяет лучше сохранить кислотно-щелочное равновесие жидкостей в орга­низме, в большинстве своем имеющих
слабощелочную реакцию. Кроме того, сме­щение рН межклеточной и внутриклеточ­ной среды в сторону более щелочного со­стояния затрудняет размножение болезне­творных микробов и благоприятствует вос­становлению дружественных организму бактерий, в частности бифидобактерий, а также обеспечивает иммунной системе возможность эффективно поддерживать оптимальную защиту. ОВП внутренней среды организма человека (измеренный на платиновом электроде относительно хлорсеребряного электрода сравнения) обычно находится в пределах от +100 до -200 милливольт (мВ), т.е. внутренние среды человеческого организма находятся в восстановленном состоянии. ОВП обыч­ной питьевой воды (вода из под крана, пи­тьевая вода в бутылках и пр.), измеренный таким же способом, практически всегда больше нуля и обычно находится в преде­лах от +150 до +360 мВ (см. таблицу). В течение всей жизни человек подвер­гается воздействию различных вредных внешних факторов — плохая экология, не­правильное и зачастую некачественное пи­тание, применение некачественной питье­вой воды, стрессовые ситуации, курение, злоупотребление алкоголем, применение лекарственных препаратов, болезни и мно­гое другое. Все эти факторы способствуют разрушению окислительно-восстанови­тельной системы регуляции организма, в результате чего процессы окисления на­чинают преобладать над процессами вос­становления, защитные силы организма и функции жизненно важных органов че­ловека начинают ослабевать и уже не в со­стоянии самостоятельно противостоять различного рода заболеваниям. Замедлить преобладание окислительных процессов над восстановительными можно с помо­щью антиокислителей (антиоксидантов). Нормализовать баланс окислительно-вос­становительной системы регуляции (с тем, чтобы укрепить защитные силы организ­ма и функции жизненно важных органов и позволить организму самостоятельно противостоять различного рода заболе­ваниям) можно с помощью антиоксидан­тов. Чем сильнее антиоксидант, тем бо­лее ощутим его протйвоокислительный эффект. Доказано, что антиоксидантные свойства воды с отрицательным ОВП мно­гократно сильнее обычных антиоксидан­тов, поскольку молекулярная масса воды существенно меньше, чем у других анти­оксидантов, и поэтому общее количество молекулярных единиц восстановительного (электронодонорного) действия в объеме воды намного больше по сравнению с эк­вивалентным объемом обычных антиокси­дантов. Более того, все известные антиок-сиданты при определенных условиях могу превращаться в прооксиданты, т.е. могут усиливать действие окислительных про­цессов как при избытке антиоксидантов в организме, так и при их недостатке.
Вода с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом за счет своих восстановительных свойств норма­лизует окислительно-восстановительный баланс в организме, что приводит [2,3]:
к замедлению старения организма и из­лечению от целого ряда заболеваний;
нормализации микрофлоры желудочно-кишечного тракта путем стимулирования процесса роста собственной нормальной микрофлоры (бифидобактерий и лактобацилл) и подавления патогенной и услов­но-патогенной микрофлоры, в том числе золотистого с тафилококка, сальмонеллы, шигеллы (дизентерия), кандиды, аспергил, листерий, клостридий, синегнойной палоч­ки, хеликобактерий пилори (которая счи­тается основной причиной возникновения язвенных болезней);
активизации и восстановлению иммун­ной системы у людей с ослабленным им­мунитетом и после иммунодепрессивной терапии, в том числе после воздействия лучевой и химиотерапии, в послеопераци­онный и реабилитационный периоды;
укреплению антимутагенной (антикан­церогенной) системы организма;
восстановлению детоксицирующей функции печени и восстановлению пече­ночной ткани;
ускоренному ранозаживлению и умень­шению воспалительных процессов в орга­низме;
подавлению вирусов гепатита С, герпе­са и гриппа;
улучшению общего самочувствия;
обеспечению ускоренного роста и со­зревания растений без использования хи­микатов, например овощей в тепличных хозяйствах.
Двухступенчатое озонирование в технологии очистки диффузионного сока
Для очистки соков свеклосахарного про­изводства в качестве основных реагентов используют известь и диоксид углерода. Один из путей совершенствования техно­логии очистки сахарсодержащих раство­ров — использование окислителей как до­полнительных реагентов очистки с целью повышения показателей качества получае­мых продуктов, а также снижения расхода извести и диоксида углерода [3].
Вместе с тем одна из проблем развития современных технологий — проблема эко­логии. Применение различных химических препаратов на всех стадиях производства приводит к постепенному их накоплению в окружающей среде и в конечном счете к отрицательному воздействию на качество продукции [1].
Озон как естественное природное ве­щество с этой точки зрения экологически безопасен. Он не накапливается в окружа­ющей среде, активно вступает в реакции с различными группами соединений и бы­стро разлагается на молекулярный и ато­марный кислород. Продукты реакций озо­на, в основном окислы, также не являются токсичными или вредными соединениями, как, например, большинство хлороргани-ческих соединений, при этом данный окис­литель способен разлагать такие вещества, как пестициды и другие химикаты, до бо­лее безопасных форм [2]. По действию на живые объекты озон может проявлять как стимулирующую, так и биоцидную направленность, а также способен замед­лять процессы метаболизма живой клетки.
Ранее нами были проведены иссле­дования воздействия озонирования на качественные показатели очистки при об­работке сока основной дефекации. Опыты проводили по классической известково-углекислотной схеме с включением эле­мента озонирования. Установлено, что це­лесообразно проведение комбинированной очистки диффузионного сока с применени­ем озона при температуре 80''С, его кон­центрации в озоно-воздушной смеси 7 г/м^ и расходе 3,25 м^ смеси на 1 м3 сока [5, 6].
Такая одноступенчатая обработка не позволяет в полной мере удалить крася­щие вещества, поскольку в процессе даль­нейшей очистки образуются новые темно-окрашенные соединения, а также другие растворимые несахара. В связи с этим проведены исследования по разработке способа очистки диффузионного сока с использованием двукратного введения озона: на горячей ступени основной де­фекации и на дополнительной дефекации перед II сатурацией.
Предусмотренное количество озоно-воз­душной смеси 0,5-3,0 м3 на I м3 сока с кон­центрацией в ней озона 3-10 г/м^ делили на две равные части и подавали на горячую ступень основной дефекации и на дополни­тельную дефекацию перед II сатурацией.
Диффузионный сок направляли на прогрессивную преддефекацию до рН 10,8-11,2 при температуре 54...56 °С, комбинированную основную дефекацию с расходом извести 2,0-2,5 % к массе сока, в процессе проведения горячей ступени основной дефекации сок обрабатывали одной частью диспергированной озоно-воздушной смеси. Далее осуществляли I сатурацию при температуре 85...90 °С до конечного значения рН 10,8-11,2, отделе­ние осадка путем фильтрования, дефека­цию перед II сатурацией продолжительнос­тью 4-6 мин при температуре 80...85 °С и расходе извести 0,2-0,3 % к массе сока. В процессе дефекации перед II сатурацией сок обрабатывали второй частью дисперги­рованной озоно-воздушной смеси. Далее проводили II сатурацию при температу­ре 85...90 °С до конечного значения рН 9,0-9,5 и отделение осадка путем филь­трования. Полученный сок анализирова­ли. Результаты представлены в таблице.       
Способ проведения очишенного сока
Показатели очишенного сока
Чистота %
Цветность усл. Ед.
Эффект очистке, %
Предолженный
91,37
12,41
38,96
Типовой
90,42
15,94
31,53
Примечание. Чистота диффузионного сока 86,6%.
При обработке сока озоно-воздушной смесью в процессе основной дефекации происходит интенсивное разложение мо­носахаридов, продукты распада которых в щелочной среде окисляются с образова­нием постоянных бесцветных соединений вместо того, чтобы конденсироваться в вы­сокомолекулярные красяище вещества. Но процессы образования красящих веществ активно продолжаются в щелочной среде
на дефекации перед II сатурацией, что при­водит к снижению эффекта, достигнутого при озонировании. Эту проблему позволя­ет избежать обработка сока озоном в две ступени: в процессе основной дефекации и в процессе дефекации перед II сатураци­ей. Таким образом, снижается цветность и предотвращается ее образование не только на основной дефекации, но и на дефекации перед II сатурацией [4].
Озонирование сока в процессе основ­ной дефекации неразрывно связано с воз­действием окислителя на значительную массу осадка, в связи с этим дополни­тельное количество озона расходуется на окисление органической части коагулята. В результате происходит пептизация осаж­денной массы и часть несахаров перехоз^т обратно в раствор, снижая чистоту сока. Двухступенчатая обработка озоно-воз­душной смесью позволяет снизить объем продуваемого газа на основной дефекации, что сопровождается более низкой степе­нью пептизации несахаров. На второй ступени, при озонировании в процессе де­фекации перед II сатурацией, происходит дополнительное окисление несахаров с образованием сложных промежуточных соединений, которые в процессе II сатура­ции адсорбируются на осадке карбоната кальция, повышая чистоту сока.
Таким образом, комбинированная очистка диффузионного сока с обработ­кой сока озоном в две ступени достаточно эффективна, так как при этом повышается эффект очистки на 7,4 %. Предложенный способ обеспечивает увеличение чистоты очищенного сока на 0,95 %, снижение его цветности на 22,1 % по сравнению с клас­сической схемой очистки.
Влияние озонирования дефекованного сока на качественные  оказатели очищенного сока
Применение окислителей в процессе очистки сахарсодержащих растворов приводит к значительному ингибирова-нию реакций образования темноокрашен-ных соединений и снижению цветности продуктов превращения редуцирующих веществ [4-6]. Результаты исследований воздействия окислителей и восстанови­телей на отдельные группы красящих ве­ществ также свидетельствуют о преиму­ществе окислителей в области обесцвечи­вания сахарсодержащих растворов [2].
В данной работе проведено исследо­вание процесса озонирования в услови­ях очистки диффузионного сока, в част­ности на этапе дефекации перед II сату­рацией. Определяли влияние обработки озоном на чистоту, цветность, массовые доли солей кальция и редуцирующих ве­ществ очищенного сока.
Опыты проводили следующим об­разом. Диффузионный сок направляли на прогрессивную преддефекацию до рН 10,8-11,2 при температуре 54...56 °С, комбинированную основную дефекацию с расходом извести 2,0-2,5 % к массе сока. Далее осуществляли I сатурацию при температуре 85...90 °С, конечное значение рН 10,8-11,2, отделение осадка путем фильтрования, дефекацию перед II сатурацией продолжительнос­тью 4-6 мин при температуре 80...85 °С и расходе извести 0,2-0,3 % к массе сока. В процессе дефекации перед II сатурацией сок обрабатывали озоно-воздушной смесью при температуре 60… 100 °С с расходом озоно-воздушной смеси 0,5-6,0 м3/м3 сока и концентра­цией в ней озона 2-12 г/м3. Далее про­водили II сатурацию при температуре 85...90 °С до конечного значения рН 9,0-9,5 и отделение осадка путем филь­трования. Результаты анализа очищен­ного сока представлены на рис. 1-4.
Из представленных графиков видно, что рациональные условия обработки озоном дефекованного сока следующие: температура 85 °С, расход озоно-воз-душной смеси 4,5 м3/м3 сока, концен­трация озона 10 г/м3.
Насыщение полупродуктов озоном в процессе очистки диффузионного сока осуществляется с целью инициа­лизации протекания дополнительных химических реакций, в результате кото­рых происходит окисление целого ряда несахаров, сопровождающееся их рас­падом. Продукты распада, а также обра­зовавшиеся промежуточные соединения впоследствии способны адсорбироваться на карбонате кальция. Некоторые соеди­нения (например, гуминовые вещества) окисляются до диоксида углерода и воды [3]. При этом наблюдаются повышение чистоты и скорости седиментации, сни­жение фильтрационного коэффициента и цветности очищенного сока.
Озон обладает большой избыточной^, энергией молекулы (24 ккал/моль). При осуществлении технологических опера­ций он легко взаимодействует с вещества­ми щелочного характера, фенолсодержа-щими соединениями, макромолекулами белков, высокомолекулярными соедине­ниями и др., что в большинстве случаев сопровождается их деструкцией и адсорб­цией продуктов реакций на карбонате кальция. При этом снижается цветность и повышается эффективность удаления несахаров из очищенного сока [1].
    продолжение
--PAGE_BREAK--


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Analysis Of Critical Analysis Of Leaves Of
Реферат Middle Ages Economy Essay Research Paper Middle
Реферат Animal Species Essay Research Paper Living creatures
Реферат Правовое регулирование деятельности налоговых органов
Реферат Сравнительная характеристика Центрального и Уральского районов машиностроения
Реферат Biography Of Henry Ford Essay Research Paper
Реферат Сравнительная экономико-географическая характеристика населения США и Италии
Реферат Мария Аланская
Реферат Character Analysis Jay Gatsby Essay Research Paper
Реферат An Essay Research Paper An Argument for
Реферат ++Два машфака: прошлое, настоящее, будущее
Реферат Понятие об информационной безопасности
Реферат Программное обеспечение преемственности подготовки специалистов по физической культуре и спорту в системе "колледж-вуз"
Реферат Организация рекламной кампании фармацевтического предприятия с использование программно-целевого
Реферат Кредитоспособность ссудозаёмщика и методы её определения