RU2286204C1 - Method of preparation of the water solutions of electrolytes under action of the ultrasonic cavitation - Google Patents

Method of preparation of the water solutions of electrolytes under action of the ultrasonic cavitation Download PDF

Info

Publication number
RU2286204C1
RU2286204C1 RU2005111688/15A RU2005111688A RU2286204C1 RU 2286204 C1 RU2286204 C1 RU 2286204C1 RU 2005111688/15 A RU2005111688/15 A RU 2005111688/15A RU 2005111688 A RU2005111688 A RU 2005111688A RU 2286204 C1 RU2286204 C1 RU 2286204C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
cavitation
ultrasonic cavitation
preparation
energy
Prior art date
Application number
RU2005111688/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Дмитриевич Шестаков (RU)
Сергей Дмитриевич Шестаков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Астор-С"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Астор-С" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Астор-С"
Priority to RU2005111688/15A priority Critical patent/RU2286204C1/en
Priority to PCT/RU2006/000195 priority patent/WO2006112755A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2286204C1 publication Critical patent/RU2286204C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/008Processes for carrying out reactions under cavitation conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry; electrotechnical industry; food-processing industry; methods of preparation of the water solutions of electrolytes under action of the ultrasonic cavitation.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the methods based on utilization of the energy of the ultrasonic cavitation used for intensification of the dissolution and dissociation processes, for example, in chemical, electrotechnical and the food-processing industries. The method of preparation of the water solution of the electrolyte containing as the components the dissociated, hydrated, non-dissociated and non-hydrated substances provides, that the cavitation effects on the water before dissolution in it of the dissociated component. The ultrasonic cavitation energy using the epithermal action on the water realizes in it the gearings peculiar to the high energy chemistry and destroys the intermolecular hydrogen bonds forming in the conditions of the thermodynamic equilibrium the cluster structure of the water. It considerably boosts its diluting and dissociating capability. At that there is no need to use the cavitational reactor, which is proof against the aggressive mediums, that allows to simplifies its design and reduces the cost without lowering the effect from utilization of the ultrasonic cavitation.
EFFECT: the invention ensures, that the ultrasonic cavitation energy considerably increases the diluting and dissociating capability of the water solution of the electrolyte making unnecessary the usage of the cavitational reactor, that allows to simplifies its design and to reduce the cost without lowering the effect from utilization of the ultrasonic cavitation.

Description

Изобретение относится к способам растворения, основанным на использовании энергии ультразвуковой кавитации для интенсификации процессов растворения и диссоциации электролитов в воде, например, в химической, электротехнической и пищевой промышленности.The invention relates to dissolution methods based on the use of ultrasonic cavitation energy to intensify the processes of dissolution and dissociation of electrolytes in water, for example, in the chemical, electrical and food industries.

В химической промышленности изобретение может быть использовано для ускорения жидкофазных реакций в водных растворах электролитов при осуществлении различных технологических процессов. В электротехнической промышленности с помощью изобретения можно изготавливать растворы электролитов для химических источников тока. В пищевой промышленности изобретение может применяться в приготовлении рассолов и при посоле пищевого сырья при производстве рыбо-, мясо- и овощепродуктов, а также консервов из животного и/или растительного сырья.In the chemical industry, the invention can be used to accelerate liquid-phase reactions in aqueous solutions of electrolytes in the implementation of various technological processes. In the electrical industry, using the invention, it is possible to manufacture electrolyte solutions for chemical current sources. In the food industry, the invention can be used in the preparation of brines and in the salting of food raw materials in the production of fish, meat and vegetable products, as well as canned food from animal and / or vegetable raw materials.

Известен способ изготовления раствора электролита для марганцево-цинкового химического источника тока [заявка №93016666 RU, 1993], при котором органический ингибитор коррозии, являющийся недиссоциируемым компонентом, смешивают с полимерным или олигомерным составляющим и диспергируют в воде или водном растворе электролита с нагреванием до температуры, не превышающей температуры начала разложения любого из компонентов. В результате повышается сохраняемость элемента и снижается расход ингибитора, обладающего слабой растворимостью в водной среде.A known method of manufacturing an electrolyte solution for a manganese-zinc chemical current source [application No. 93016666 RU, 1993], in which an organic corrosion inhibitor, which is a non-dissociable component, is mixed with a polymer or oligomeric component and dispersed in water or an aqueous electrolyte solution with heating to a temperature not exceeding the temperature of the onset of decomposition of any of the components. As a result, the preservation of the element increases and the consumption of an inhibitor having poor solubility in an aqueous medium decreases.

Обязательное нагревание приготавливаемого раствора электролита, от достигаемой в результате которого температуры прямо зависит технический эффект, препятствует получению сформулированного ниже технического результата, например, в пищевой промышленности, где пороги термической денатурации протеинов или витаминов имеют невысокие значения температур. Кроме того, этот способ нецелесообразно интенсифицировать путем использования эффекта кавитационной дезинтеграции, так как кавитационный порог, а соответственно, и получаемый эффект при повышении температуры снижаются [1].Obligatory heating of the prepared electrolyte solution, on which the technical effect directly depends on the temperature, prevents the technical result formulated below, for example, in the food industry, where the thresholds for thermal denaturation of proteins or vitamins have low temperature values. In addition, this method is impractical to intensify by using the effect of cavitation disintegration, since the cavitation threshold, and, accordingly, the resulting effect decreases with increasing temperature [1].

Известен способ приготовления раствора электролита [RU 1729025, 1990], предназначенный для применения в химической, металлургической и пищевой промышленности, который может быть использован при осуществлении физико-химических процессов, протекающих между твердым веществом и жидкостью и сопровождающихся переводом всего или части этого вещества в раствор. Способ включает в себя растворение солей и минералов при перемешивании или циркуляции суспензии через зону растворения. При этом суспензию подвергают непрерывной гидродинамической обработке струями раствора, вводимыми в зону растворения.A known method of preparing an electrolyte solution [RU 1729025, 1990], intended for use in the chemical, metallurgical and food industries, which can be used in the implementation of physicochemical processes occurring between a solid and a liquid and accompanied by the transfer of all or part of this substance into a solution . The method includes dissolving salts and minerals while stirring or circulating the suspension through the dissolution zone. In this case, the suspension is subjected to continuous hydrodynamic treatment with solution jets introduced into the dissolution zone.

Даже если в струях раствора из-за наличия градиентов давления и возникает кавитация, то она имеет гидродинамическую природу. Известно, что гидродинамическая кавитация гораздо менее эффективна, чем ультразвуковая (акустическая), возникающая в упругих волнах в жидкости под воздействием переменного звукового давления [2]. Но и гидродинамическая кавитация в растворе электролита, который сам по себе является агрессивной средой, потребует принятия мер к обеспечению эрозионной и коррозионной стойкости оборудования, в котором осуществляется процесс. Все это препятствует достижению сформулированного ниже технического результата.Even if cavitation occurs in the jets of the solution due to the presence of pressure gradients, it has a hydrodynamic nature. It is known that hydrodynamic cavitation is much less effective than ultrasonic (acoustic), which occurs in elastic waves in a liquid under the influence of variable sound pressure [2]. But hydrodynamic cavitation in an electrolyte solution, which in itself is an aggressive medium, will require the adoption of measures to ensure the erosion and corrosion resistance of the equipment in which the process is carried out. All this impedes the achievement of the technical result formulated below.

Известен способ приготовления растворов электролитов, предназначенных для получения композиционных покрытий, используемый в гальванотехнике [RU 2088689, 1996]. Приготавливаемый раствор содержит дисперсную фазу в виде твердых микрочастиц металлов, которая обеспечивает повышение седиментационной устойчивости и улучшение физико-механических характеристик покрытий за счет высокой степени дисперсности частиц фазы. Способ включает введение в раствор этой дисперсной фазы и дальнейшее ее диспергирование до состояния стабильного коллоида воздействием ультразвуковых колебаний.A known method of preparing solutions of electrolytes intended to obtain composite coatings used in electroplating [RU 2088689, 1996]. The prepared solution contains a dispersed phase in the form of solid metal microparticles, which provides increased sedimentation stability and improved physical and mechanical characteristics of the coatings due to the high degree of dispersion of the phase particles. The method includes introducing into the solution this dispersed phase and its further dispersion to the state of a stable colloid by the action of ultrasonic vibrations.

Поскольку здесь диспергирующим фактором является кавитация, возбуждаемая ультразвуком в растворе электролита - химически агрессивной среде, то требуются эрозионная и коррозионная защита оборудования, в котором осуществляется процесс, что делает его сложнее и дороже. Это препятствует достижению технического результата настоящего изобретения.Since here the dispersing factor is cavitation, which is excited by ultrasound in an electrolyte solution - a chemically aggressive environment, erosion and corrosion protection of the equipment in which the process is carried out is required, which makes it more complicated and more expensive. This prevents the achievement of the technical result of the present invention.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ приготовления рассола в мясоперерабатывающей промышленности, содержащего в качестве диссоциируемого компонента NaCl и посола им измельченного мясного сырья. Способ включает активирование рассола путем обработки в кавитационном реакторе и смешивание активированного рассола с мясным сырьем, являющимся слаборастворимым и слабодиссоциируемым компонентом, содержащим полиэлектролиты [RU 2245624, 2004]. Повышение под действием кавитации растворяющей и диссоциирующей способности воды позволяет обеспечить в продукте требуемое содержание иммобилизированных молекулами воды в сольватных оболочках биополимеров мяса ионов натрия и хлора при снижении общего содержания NaCl [4]. Этот способ принят за прототип.The closest technical solution to the claimed is a method for the preparation of brine in the meat processing industry, containing as a dissociable component NaCl and salting them chopped meat raw materials. The method includes activating the brine by treatment in a cavitation reactor and mixing the activated brine with meat raw materials, which are poorly soluble and slightly dissociable component containing polyelectrolytes [RU 2245624, 2004]. The increase under the action of cavitation of the dissolving and dissociating abilities of water allows the product to provide the required content of sodium and chlorine ions immobilized by water molecules in the solvate shells of meat biopolymers while reducing the total NaCl content [4]. This method is adopted as a prototype.

В отношении достижения технического результата изобретения способ обладает тем же недостатком, что и рассмотренные выше, а именно кавитация, усиливающая химическую агрессивность электролита, будет разрушать кавитационный реактор, в котором осуществляется процесс активирования [5]. Поэтому разработчиком принимаются специальные меры к предотвращению таких разрушений, что усложняет и удорожает аппаратуру для приготовления этого раствора электролита [6, 7]. Это не позволяет получить сформулированный ниже технический результат.With regard to achieving the technical result of the invention, the method has the same drawback as discussed above, namely, cavitation, enhancing the chemical aggressiveness of the electrolyte, will destroy the cavitation reactor in which the activation process is carried out [5]. Therefore, the developer takes special measures to prevent such damage, which complicates and increases the cost of equipment for the preparation of this electrolyte solution [6, 7]. This does not allow to obtain the technical result formulated below.

Изобретение направлено на создание способа приготовления водных растворов электролитов с использованием ультразвуковой кавитации для интенсификации процесса и улучшения результата, не требующего принимать при его осуществлении меры коррозионной и эрозионной защиты оборудования, в котором осуществляется кавитационное воздействие.The invention is aimed at creating a method for preparing aqueous solutions of electrolytes using ultrasonic cavitation to intensify the process and improve the result, which does not require taking measures of corrosion and erosion protection of equipment in which cavitation is carried out.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Как известно, энергия ультразвуковой кавитации может оказывать непосредственное диссоциирующее действие на растворимые в воде химические соединения с ионной и ковалентной типами связей [8, 9]. Это действие оказывается путем реализации механизмов химии высоких энергий и имеет надтепловой характер [2, 4]. Восстановление же равновесного термодинамического состояния раствора после такого рода кавитационного воздействия протекает за короткий отрезок времени. В равновесном состоянии степень диссоциации электролита становится соответствующей норме, если его ионы не будут иммобилизированы полярными молекулами воды. Как видно из [4], релаксация нестационарного состояния диссоциации NaCl в воде имеет экспоненциальную зависимость от времени с отрицательным коэффициентом перед аргументом. Однако существует еще один значимый фактор кавитационного воздействия, влияющий на степень диссоциации электролитов, - это кавитационная декластеризация воды [10], в которой они растворяются. Путем надтеплового кавитационного воздействия на воду можно разрушить в ней межмолекулярные водородные связи, образующие в стационарном состоянии ее кластерную структуру. Это значительно повышает ее растворяющую и диссоциирующую способность. Поэтому водные растворы электролитов можно готовить в таком порядке. Сначала обрабатывать воду в кавитационном реакторе, затем растворять или разбавлять ею электролитную фазу независимо от того, является она твердым веществом, концентрированным раствором или дисперсной системой, включающей нерастворимые компоненты. При этом не требуется использовать устойчивый к агрессивным средам кавитационный аппарат. При проведении исследований экспериментально было установлено, что значения степени диссоциации электролитов типа A+В-, к которым относится NaCl, после растворения в воде предварительно подвергнутой кавитационной обработке и при обработке готового раствора NaCl той же концентрации, уже через 5 секунд после завершения процесса растворения и обработки, соответственно, практически не отличаются. Это говорит о том, что ионы диссоциируемого электролита приобретают в обработанной воде плотные сольватные оболочки из свободных молекул воды, то есть иммобилизируются ими, что препятствует их ассоциации.As is known, the energy of ultrasonic cavitation can have a direct dissociating effect on water-soluble chemical compounds with ionic and covalent types of bonds [8, 9]. This action turns out to be through the implementation of high-energy chemistry mechanisms and has a suprathermal character [2, 4]. The restoration of the equilibrium thermodynamic state of the solution after this kind of cavitation exposure occurs in a short period of time. In the equilibrium state, the degree of dissociation of the electrolyte becomes appropriate if its ions are not immobilized by polar molecules of water. As can be seen from [4], the relaxation of the unsteady state of NaCl dissociation in water has an exponential dependence on time with a negative coefficient in front of the argument. However, there is another significant factor of cavitation effects that affects the degree of dissociation of electrolytes - this is cavitation declustering of water [10], in which they dissolve. By epithermal cavitation effects on water, it is possible to break intermolecular hydrogen bonds in it, which form its cluster structure in a stationary state. This significantly increases its dissolving and dissociating ability. Therefore, aqueous electrolyte solutions can be prepared in this order. First, treat the water in a cavitation reactor, then dissolve or dilute the electrolyte phase with it, regardless of whether it is a solid, concentrated solution or dispersed system, including insoluble components. In this case, it is not necessary to use a cavitation apparatus resistant to aggressive environments. During research it was experimentally established that the degree of dissociation of type A + B - electrolytes, to which NaCl belongs, after dissolving in water previously subjected to cavitation treatment and when processing the finished NaCl solution of the same concentration, 5 seconds after completion of the dissolution process and processing, respectively, practically do not differ. This suggests that the ions of the dissociable electrolyte in the treated water acquire dense solvation shells of free water molecules, that is, are immobilized by them, which prevents their association.

Техническим результатом изобретения является снижение требований к эрозионной защите оборудования для осуществления процесса приготовления водных растворов электролитов под воздействием ультразвуковой кавитации, а следовательно, упрощение этого оборудования без уменьшения эффекта от использования кавитации.The technical result of the invention is to reduce the requirements for erosion protection of equipment for the implementation of the process of preparing aqueous solutions of electrolytes under the influence of ultrasonic cavitation, and therefore, the simplification of this equipment without reducing the effect of the use of cavitation.

Указанный технический результат при использовании изобретения достигается за счет того, что в способе приготовления водного раствора электролита, содержащего в качестве компонентов другие диссоциируемые, а также недиссоциируемые, гидратируемые и негидратируемые вещества, включающем обработку ультразвуковой кавитацией, отличие состоит в том, что обработке ультразвуковой кавитацией подвергают воду, после чего ее смешивают с остальными компонентами раствора.The specified technical result when using the invention is achieved due to the fact that in the method of preparing an aqueous electrolyte solution containing other dissociable as well as non-dissociable, hydratable and non-hydratable substances, including ultrasonic cavitation treatment, the difference is that they are subjected to ultrasonic cavitation treatment water, after which it is mixed with the remaining components of the solution.

При анализе отличительных признаков описываемого способа не выявлено каких-либо известных аналогичных технических решений в области предмета изобретения и смежных областях техники.When analyzing the distinguishing features of the described method, no known similar technical solutions in the field of the subject invention and related fields of technology were revealed.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Воду подвергают воздействию ультразвуковой кавитации, например в кавитационном реакторе, после чего она приобретает повышенную по отношению к условиям термодинамического равновесия растворяющую и диссоциирующую способность. Затем из воды, обработанной в кавитационном реакторе, приготавливают раствор электролита. Для этого ее смешивают с диссоциируемым компонентом, в качестве которого может использоваться, например, NaCl, а также недиссоциируемыми, гидратируемыми и негидратируемыми веществами, например гидрофильными и гидрофобными полимерами, в виде порошков, коллоидных и истинных растворов или взвесей.Water is exposed to ultrasonic cavitation, for example, in a cavitation reactor, after which it acquires a dissolving and dissociating ability increased in relation to the conditions of thermodynamic equilibrium. Then, from the water treated in a cavitation reactor, an electrolyte solution is prepared. For this, it is mixed with a dissociable component, for which, for example, NaCl can be used, as well as non-dissociable, hydratable and non-hydratable substances, for example hydrophilic and hydrophobic polymers, in the form of powders, colloidal and true solutions or suspensions.

Ниже приведены примеры конкретного использования изобретения в соответствии с его признаками.The following are examples of specific uses of the invention in accordance with its features.

Изобретение применялось для приготовления рассолов, используемых при посоле мясного сырья в производстве вареных колбас и составлении фаршей самих колбасных изделий [11, 12]. В качестве устройства для кавитационной обработки использован аппарат типа «СИРИНКС 4000» [13]. Обработке подвергалась применяемая при производстве пищевых продуктов вода, на основе которой приготавливался раствор электролита - смесь воды и соли с мясным сырьем, содержащим недиссоциируемые, негидратируемые и гидратируемые компоненты, в качестве которых в данном случае выступают все биополимеры: жиры и протеины, соответственно, вносимые в раствор в виде измельченного мяса. Для сравнения производилась обработка заранее приготовленного рассола - концентрированного раствора натрия хлорида - и смешивание его с мясным сырьем в соответствии с RU 2245624, 2004. В том и другом случаях измельчение кускового мяса и его смешивание с солью и активированной в ультразвуковом кавитационном реакторе водой или, соответственно, раствором NaCl осуществляли в эмульситаторе FD 2/70 Karl Schell с последующей обработкой с остальными компонентами рецептуры в куттере К 324 Seydelmann. Количество воды, составляющей среду электролита, рассчитывали как отношение содержания соли в смеси компонентов к весу соли, насыщающей 1 кг воды при температуре +8...+10°С. Термообработку производили в термокамере Fessmann. Испытания проводились при изготовлении колбасы вареной по ГОСТ 23670-79. Среднестатистические по 10 партиям колбасных изделий значения остаточного содержания NaCl, измеренного по концентрации ионов Cl- стандартным методом, составили в том и другом случаях 2,20±0,03%, то есть степень диссоциации основного электролита была одинаковой. При этом в случае осуществления заявленного способа в аппарате «СИРИНКС 4000» обрабатывалась вода, а не концентрированный раствор NaCl, поэтому ясно, что химическая коррозия в нем была исключена.The invention was used for the preparation of brines used in the salting of raw meat in the production of cooked sausages and the preparation of minced sausage products themselves [11, 12]. As a device for cavitation processing, a device of the SIRINX 4000 type was used [13]. The water used in food production was processed, on the basis of which an electrolyte solution was prepared - a mixture of water and salt with meat raw materials containing non-dissociable, non-hydratable and hydratable components, which in this case are all biopolymers: fats and proteins, respectively, introduced into solution in the form of chopped meat. For comparison, a pre-prepared brine was processed - a concentrated solution of sodium chloride - and mixed with meat raw materials in accordance with RU 2245624, 2004. In both cases, grinding lump meat and mixing it with salt and water activated in an ultrasonic cavitation reactor or, respectively , NaCl solution was carried out in an Karl Schell FD 2/70 emulsifier, followed by treatment with the rest of the formulation components in a K 324 Seydelmann cutter. The amount of water constituting the electrolyte medium was calculated as the ratio of the salt content in the mixture of components to the weight of the salt, saturating 1 kg of water at a temperature of +8 ... + 10 ° С. Heat treatment was carried out in a Fessmann heat chamber. The tests were carried out in the manufacture of cooked sausages in accordance with GOST 23670-79. The average values of the residual NaCl content for 10 batches of sausages, measured by the concentration of Cl ions , using the standard method, were 2.20 ± 0.03% in both cases, that is, the degree of dissociation of the main electrolyte was the same. Moreover, in the case of the implementation of the claimed method in the apparatus "SIRINX 4000" was treated with water, rather than a concentrated solution of NaCl, so it is clear that chemical corrosion was excluded in it.

Следующий пример - приготовление заявленным способом (и для сравнения способом, выбранным в качестве прототипа) раствора электролита, применяемого в качестве пасты для полирования и доводки металлических изделий [14], например, в ювелирном деле. В его состав входили: жидкое стекло - поверхностно-активный компонент (электролит), мелкодисперсный электрокорунд - абразивный материал (недиссоциируемый и негидратируемый компонент), порошок высушенной скорлупы грецкого ореха - дисперсный наполнитель (смесь гидратируемых слабодиссоциируемых компонентов). В качестве устройства для кавитационной обработки использован лабораторный аппарат типа «СИРИНКС 250». При помощи него в открытой стеклянной емкости объемом 200 мл в первом случае кавитационному воздействию в течение 90 с подвергалась дистиллированная вода. Далее в обработанной воде растворялся сухой электролит, а полученный раствор смешивался с остальными компонентами. То есть были осуществлены все признаки заявленного способа. Во втором случае кавитационной обработке в тех же условиях подвергался водный раствор электролита с таким же содержанием, как и в первом случае. Затем он также смешивался с оставшимися компонентами: абразивом и наполнителем. Соотношение сухого вещества и воды в пасте по массе в том и другом случае составляло 2:1. После приготовления этих образцов пасты часть каждого из них смешивалась с водой в пропорции 1:50. Степень диссоциации электролита в растворе устанавливалась путем измерения удельной электропроводности кондуктометрическим датчиком прибора «Анион 7051» (ИНФРАСПАК, Новосибирск). В том и другом случаях электропроводность раствора в пределах погрешности измерений прибора получилась одинаковой. То есть влияние кавитационной обработки на степень растворения и диссоциации электролита в том и другом случае также одинаково. При кавитационной обработке воды в первом случае и раствора солей во втором в зону кавитационного воздействия в одном и том же месте емкости, в которой проводилась обработка, были помещены одинаковые полоски алюминиевой фольги - образцы. Таким образом, был осуществлен известный метод Кнэппа [15], применяемый для исследования интенсивности кавитационной эрозии. До и после обработки измерялась масса образцов и рассчитывалось ее уменьшение, характеризующее степень эрозии. В первом случае образец потерял только 3,2% массы, тогда как во втором - 8,3%. То есть в результате были получены одинаковые параметры приготовленного раствора, характеризующие его как раствор электролита, а эрозионное воздействие на находящийся внутри аппарата металлический образец, а значит, и на конструкции самого аппарата, например, на акустический трансформатор, изготовленный из титанового сплава и служащий излучателем ультразвука, в первом случае было меньше.The next example is the preparation by the claimed method (and for comparison by the method selected as a prototype) of an electrolyte solution used as a paste for polishing and finishing metal products [14], for example, in jewelry. It consisted of: liquid glass - a surface-active component (electrolyte), finely dispersed electrocorundum - abrasive material (non-dissociable and non-hydratable component), dried walnut shell powder - dispersed filler (a mixture of hydratable weakly dissociable components). As a device for cavitation treatment, a laboratory apparatus of the SIRINX 250 type was used. Using it, in an open glass container of 200 ml in the first case, distilled water was subjected to cavitation for 90 s. Then, dry electrolyte was dissolved in the treated water, and the resulting solution was mixed with other components. That is, all the signs of the claimed method were implemented. In the second case, an aqueous electrolyte solution with the same content as in the first case was subjected to cavitation treatment under the same conditions. Then it was also mixed with the remaining components: abrasive and filler. The ratio of dry matter and water in the paste by weight in both cases was 2: 1. After the preparation of these paste samples, part of each of them was mixed with water in a proportion of 1:50. The degree of dissociation of the electrolyte in the solution was established by measuring the electrical conductivity with the conductivity sensor of the Anion 7051 device (INFRASPAK, Novosibirsk). In both cases, the electrical conductivity of the solution within the measurement error of the device turned out to be the same. That is, the effect of cavitation treatment on the degree of dissolution and dissociation of the electrolyte is also the same in both cases. During the cavitation treatment of water in the first case and the salt solution in the second, the same strips of aluminum foil were placed in the same zone of the container in which the treatment was carried out — samples. Thus, the well-known Knepp method [15] was applied, which is used to study the intensity of cavitation erosion. Before and after treatment, the mass of the samples was measured and its decrease was calculated, which characterizes the degree of erosion. In the first case, the sample lost only 3.2% of the mass, while in the second - 8.3%. That is, as a result, the same parameters of the prepared solution were obtained, characterizing it as an electrolyte solution, and the erosive effect on the metal sample inside the device, and therefore on the structure of the device itself, for example, on an acoustic transformer made of a titanium alloy and serving as an ultrasound emitter , in the first case it was less.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления заявленного изобретения с помощью описанных в заявке или известных ранее средств и методов, а также о возможности достижения указанного выше технического результата при воплощении совокупности признаков изобретения.Thus, the above information indicates the possibility of carrying out the claimed invention using the means and methods described in the application or previously known, as well as the possibility of achieving the above technical result when implementing the totality of the features of the invention.

ЛитератураLiterature

1. Шестаков С.Д. Основы технологии кавитационной дезинтеграции. Теория кавитационного реактора. - М.: ЕВА-пресс, 2001.1. Shestakov S.D. Fundamentals of cavitation disintegration technology. Theory of cavitation reactor. - M .: EVA-press, 2001.

2. Рогов И.А., Шестаков С.Д. Надтепловое изменение термодинамического равновесия воды и водных растворов: заблуждения и реальность. Ч.1 // Хранение и переработка сельхозсырья, 2004. 7, - С.24-28.2. Rogov I.A., Shestakov S.D. Suprathermal change in the thermodynamic equilibrium of water and aqueous solutions: misconceptions and reality. Part 1 // Storage and processing of agricultural raw materials, 2004. 7, - P.24-28.

3. Большая Советская Энциклопедия. - М.: Изд. Советская Энциклопедия, т.30, ст. «Электролиты», 1972.3. The Great Soviet Encyclopedia. - M.: Publishing. Soviet Encyclopedia, t.30, Art. "Electrolytes", 1972.

4. Рогов И.А., Шестаков С.Д. Надтепловое изменение термодинамического равновесия воды и водных растворов: заблуждения и реальность. Ч.2 // Хранение и переработка сельхозсырья, 2004. 10. - С.9-13.4. Rogov I.A., Shestakov S.D. Suprathermal change in the thermodynamic equilibrium of water and aqueous solutions: misconceptions and reality. Part 2 // Storage and processing of agricultural raw materials, 2004. 10. - S.9-13.

5. Исследование явления интенсификации физико-химических процессов «мокрого» посола мяса в шроте раствором поваренной соли, подвергнутым кавитационной дезинтеграции, и разработка специализированного оборудования // Отчет по НИР. ВНИТЦ, государственный регистрационный номер 0120.0 405099, 2004 г.5. A study of the phenomenon of intensification of the physicochemical processes of “wet” meat salting in meal with a solution of sodium chloride subjected to cavitation disintegration, and the development of specialized equipment // Research Report. VNITTS, state registration number 0120.0 405099, 2004

6. Решение о выдаче патента РФ на полезную модель по заявке №2004120738, 2004.6. The decision to grant a patent of the Russian Federation for a utility model by application No. 2004120738, 2004.

7. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2004611996, 2004.7. Certificate of official registration of the computer program No. 2004611996, 2004.

8. Эльпинер И.Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие. - М.: ИФ-МЛ, 1963. - 420 с.8. Elpiner I.E. Ultrasound. Physico-chemical and biological effects. - M .: IF-ML, 1963 .-- 420 p.

9. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. - М.: ИИЛ, 1956.9. Bergman L. Ultrasound and its application in science and technology. - M .: IIL, 1956.

10. Шестаков С.Д. Энергетическое состояние воды и ее связываемость биополимерами пищевого сырья: Новые возможности // Хранение и переработка сельхозсырья, 2003. 4, - С.35-37.10. Shestakov S.D. The energy state of water and its binding by biopolymers of food raw materials: New opportunities // Storage and processing of agricultural raw materials, 2003. 4, - P.35-37.

11. Шестаков С.Д. Технология кавитационной дезинтеграции жидких пищевых сред и ее применение в мясной промышленности // Труды международного форума «Мясная промышленность». - М: Изд. Асти Групп, 2002, с.95-96.11. Shestakov S.D. The technology of cavitation disintegration of liquid food media and its application in the meat industry // Transactions of the international forum "Meat Industry". - M: Publ. Asti Group, 2002, p. 95-96.

12. Шестаков С.Д., Соколов В.Б., Честнов С.М., Джафарова Н.А., Подхомутов Н.В., Бардонова Е.Ф. Оборудование и технология активации растворов посолочных веществ для мокрого посола мяса // Материалы международной научно-технической конференции «Современные технологии переработки животноводческого сырья в обеспечении здорового питания: наука, образование и производство». - Воронеж.: Изд. ВГТА, 2003. - С.326-333.12. Shestakov S. D., Sokolov V. B., Chestnov S. M., Dzhafarova N. A., Podhomutov N. V., Bardonova E. F. Equipment and technology for the activation of solutions of curing agents for wet salting of meat // Materials of the international scientific and technical conference "Modern technologies for processing livestock raw materials in providing healthy nutrition: science, education and production". - Voronezh .: Ed. VGTA, 2003 .-- S.326-333.

13. Аппарат «Сиринкс 4000» для кавитационной дезинтеграции жидких пищевых сред, СИТБ.443146.002ТУ, 2002.13. The device “Syrinx 4000” for cavitation disintegration of liquid food media, SITB.443146.002TU, 2002.

14. Большая Советская Энциклопедия. - М.: Изд. Советская Энциклопедия, т.20, ст. «Полирование», 1972.14. The Great Soviet Encyclopedia. - M.: Publishing. Soviet Encyclopedia, Vol. 20, Art. "Polishing", 1972.

15. Knapp R., Daily J., Hammitt F. Cavitation. - New York: McGraw Book Company, 1970.15. Knapp R., Daily J., Hammitt F. Cavitation. - New York: McGraw Book Company, 1970.

Claims (1)

Способ приготовления водного раствора электролита, содержащего в качестве компонентов раствора диссоциируемые, а также недиссоциируемые, гидратируемые и негидратируемые вещества, включающий обработку ультразвуковой кавитацией, отличающийся тем, что обработке ультразвуковой кавитацией подвергают воду, после чего в воде растворяют компоненты раствора.A method of preparing an aqueous electrolyte solution containing dissociable as well as non-dissociable, hydratable and non-hydratable substances as solution components, including ultrasonic cavitation treatment, characterized in that water is subjected to ultrasonic cavitation treatment, after which the solution components are dissolved in water.
RU2005111688/15A 2005-04-20 2005-04-20 Method of preparation of the water solutions of electrolytes under action of the ultrasonic cavitation RU2286204C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005111688/15A RU2286204C1 (en) 2005-04-20 2005-04-20 Method of preparation of the water solutions of electrolytes under action of the ultrasonic cavitation
PCT/RU2006/000195 WO2006112755A1 (en) 2005-04-20 2006-04-19 Electrolyte aqueous solution production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005111688/15A RU2286204C1 (en) 2005-04-20 2005-04-20 Method of preparation of the water solutions of electrolytes under action of the ultrasonic cavitation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2286204C1 true RU2286204C1 (en) 2006-10-27

Family

ID=37115388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005111688/15A RU2286204C1 (en) 2005-04-20 2005-04-20 Method of preparation of the water solutions of electrolytes under action of the ultrasonic cavitation

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2286204C1 (en)
WO (1) WO2006112755A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100319725A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Nano Om Technology, Llc Systems, methods, and compositions for sanitizing food products

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1130386A1 (en) * 1982-09-03 1984-12-23 Ордена Октябрьской Революции Карачаровский Механический Завод Method of thinning paint-and-varnish materials
JPH05223940A (en) * 1992-02-14 1993-09-03 Nippon Sci Kk Dissolving method of biological tissue for radioactivity measuring
JPH0852337A (en) * 1994-08-09 1996-02-27 I N R Kenkyusho:Kk Substance mixing method and apparatus
RU2245624C1 (en) * 2004-01-22 2005-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Астор-С" Method for manufacture of meat products

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006112755A1 (en) 2006-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kang et al. Effects of power ultrasound on oxidation and structure of beef proteins during curing processing
Gómez-Salazar et al. Effect of acid marination assisted by power ultrasound on the quality of rabbit meat
Leães et al. Ultrasound and basic electrolyzed water: A green approach to reduce the technological defects caused by NaCl reduction in meat emulsions
Sastry Advances in ohmic heating and moderate electric field (MEF) processing
Zhang et al. Effects of ultrasound-assisted vacuum tumbling on the oxidation and physicochemical properties of pork myofibrillar proteins
Zhang et al. Influence of ultrasound-assisted tumbling on NaCl transport and the quality of pork
Wang et al. Water holding capacity of sodium‐reduced chicken breast myofibrillar protein gel as affected by combined CaCl2 and high‐pressure processing
Sanches et al. Technological and diffusion properties in the wet salting of beef assisted by ultrasound
Yao et al. Mass transfer enhancement of tuna brining with different NaCl concentrations assisted by ultrasound
Krasulya et al. The study of changes in raw meat salting using acoustically activated brine
Zhao et al. Effect of ultrasonic‐assisted brining on mass transfer of beef
Zhu et al. Comparison of two kinds of peroxyl radical pretreatment at chicken myofibrillar proteins glycation on the formation of Nε-carboxymethyllysine and Nε-carboxyethyllysine
Zhang et al. Mono-frequency ultrasonic-assisted thawing of frozen goose meat: Influence on thawing efficiency, product quality and microstructure
RU2286204C1 (en) Method of preparation of the water solutions of electrolytes under action of the ultrasonic cavitation
Gao et al. Enhanced physical properties of reduced‐salt surimi gels from Amur sturgeon (Acipenser schrenckii) by l‐arginine and l‐histidine
Liu et al. Effects of direct current magnetic field co-treated with stirring on gel properties of chicken batter: Hydration and textural properties
Wang et al. A method to improve water‐holding capacity of beef during freezing‐thawing process using ultrasound treatment
Bi A model describing the complexing effect in the leaching of aluminum from cooking utensils
Lan et al. Ultrasound assisted slightly acidic electrolyzed water treatment on the protein structure stability of vacuum‐packaged sea bass (Lateolabrax japonicas) during refrigerated storage
RU2323578C1 (en) Meat salting method for meat food production
Hu et al. Effect of partial substitution of NaCl by KCl, CaCl2, and MgCl2 on properties of mixed gelation from myofibrillar protein and Flammulina velutipes protein
RU2245624C1 (en) Method for manufacture of meat products
Dong et al. Pulsed electric field using the needle–needle electrodes for improving the salt diffusion of pork brine salting
RU2331478C1 (en) Method of hydration of biopolymers and product from hydrated biomass
Moreno et al. Comparison of moderate electric field and conventional marination methods applied to chicken breast muscles

Legal Events

Date Code Title Description
MZ4A Patent is void

Effective date: 20120327