Главная

Термическое разложение крахмала в производстве экологически чистых флокулянтов

János Gyenis,
Judit Dencs,
Gábor Nös,
and Gyula Marton Research Institute of Chemical and Process Engineering and Department of Chemical Engineering, University of Pannonia, Egyetem u. 8, H-8200 Veszprem, Hungary

Часть 1

В статье рассматривается термическое разложение крахмала во время фосфорилирования, проводимого при повышенных температурах в твёрдой фазе с целью получения биоразложимых флокулянтов. Цель работы, описанной в статье, было выяснить механизм и кинетику процесса деградации. В первой части исследования предлагается и обсуждается дискретная модель цепи Маркова. Полный диапазон молекулярных масс исходного материала и продуктов распада был поделён на 10 дискретных интервалов. Перенос массы между ними рассматривали как последовательность делений молекул на фрагменты, происходящих с заданной вероятностью на различных участках молекулы в течение одного шага. Предполагая различные распределения вероятности деления по длине молекулы крахмала и учитывая различное влияние молекулярных масс на эти вероятности, проводили численные эксперименты, в результате которых получены характеристические закономерности распределений изменения молекулярной массы в течение процесса. Эти закономерности позволили определить механизм разложения.



Часть 2

Для получения биоразложимых флокулянтов проводились эксперименты по фосфорилированию и термической обработке кукурузного крахмала при повышенных температурах в сухом состоянии. Изменение во времени молекулярно-массового распределения измерялось методам высокоэффективной эксклюзионной (гельпроникающей) хроматографии с детектором многоуглового рассеяния света и рефрактометром (HPSEC/MALLS/RI). Для выяснения механизма и кинетики деградации во время обработки была использована стохастическая модель цепи Маркова. Для этого определены пять диапазонов молекулярной массы (ММ) между 32*106 и 2*106 Да с экспоненциально уменьшающейся шириной. Вероятности переходов массовых фракций между этими диапазонами при различных температурах определялись подбором вычисленных ММР к полученным экспериментально. При проверке вероятностей переходов между различными диапазонами ММ сделан вывод, что деградация происходит последовательно на многих участках молекулы, приводя к скачкообразным переходам фрагментов от больших диапазонов ММ к меньшим. Из величин вероятностей переходов между различными диапазонами ММ и изменения ММР во время процесса было сделано заключение, что механизм расщепления концевой связи не играет роли в изучаемой системе при исследованных условиях. Вероятность деструкции молекул крахмала снижалась с уменьшением ММ и росла с увеличением температуры обработки. Эти зависимости описаны экспоненциальным соотношением.


Источник публикации
Часть 1
Часть 2

Вернуться к списку статей 


© Перевод. БИПП, 2007