SU51091A1 - Способ комплексной переработки водорослей - Google Patents

Description

Насто щее изобретение относитс  к области химической переработки водорослей. Как известно, некоторые виды морских водорослей, в особенности из семейства ламинарий,содержат р д технически полезных веществ , а именно: иод, бром, маннит, целлюлозу, калиевые соли и др. Четыре первые из перечисленных компонентов обладают значительной технической ценностью. Содержание этих веществ варьируетс  в довольно широких пределах, соответственно ботаническому виду водоросли, местности и услови м ее произрастани , возрасту, времени года и, наконец, органу растени .

До насто щего времени существуют следующие основные направлени  в химической переработке водорослевого сырь .

Зольный способ. Водоросли сжигаютс  в  мах или печах: щелок, получаемый из золы, после упарки идет на осаждение иода. Практически используетс  здесь только иод и бром, тогда как органические вещества уничтожаютс  сжиганием, но и иод извлекаетс  не полностью, а лищь на 1/5, тогда как 5 его уходит с дымовыми газами.

Угольный способ или пирогенетическа  переработка водорослей. Данные о нем противоречивы, так как выход иода одними авторами показываетс  ббльщим, а другими- меньшим, чем при зольном; в качестве побочных продуктов получаютс  активный уголь, деготь и подсмольные воды. Промышленностью этот способ усвоен слабо.

Гидролитический способ, т. е. переработка вещества водорослей нагреванием с кислотой и катализаторами; в качестве побочного продукта может получитс  фурфурол. Об извлечении иода при этом способе данных не имеетс . Промыщленностью способ не освоен.

Ферментативный или бродильный способ. Вещество водорослей подвергаетс  биологической переработке путем сбраживани , с целью получить лакорастворители (ацетон, бутиловый спирт, пропионовый эфир бутилового спирта и др.)- Способ этот примен етс ьСШД; иод извлекаетс  из рассола по осаждении органических кислот углекислым кальцием. Во вс ком случае ценность получающихс  продуктов здесь ниже исходных (альгина и маннита).

Мокрый способ или химический.

Воздушно-сухие водоросли кип т тс  с раствором углекислого натри , отфильтровываютс , из фильтрата серной кислотой осаждаетс  альгин. Вторичный фильтрат нейтрализуетс  углекислым кальцием, упариваетс  и освобождаетс  от солей. Иод извлекае:с  из маточного рассола одним из обычных способов. Этот способ, как позвол ющий извлечь весь иод и альгин, считаетс  наиболее выгодным и широко использован промышленностью . Маннит остаетс  неиспользованным .

Технически наиболее целесообразным и экономически наиболее рентабельным представл етс  ,,мокрый способ. Однако, технологические подробности его не опубликованы.

Лвторы разработали электрохимический способ переработк.и водорослей , при котором потребность в химикатах практически устран етс  и который может давать все важнейшие компоненты водорослевого вещества непрерывным процессом при сравнительно простой аппаратуре.

Кодчбиниру  между собой отдельные операции электрохимического и химического варианта, можно в соответствии с местными услови ми маневрировать в производстве. Основна  мысль электрохимического варианта состоит в возможности выделить из вещества водорослей ценные составные части порознь при помощи электрического тока, последовательно увеличива  наложенную на ванну разность потенциалов. Переработке подвергаютс  либо непосредственно добытые водоросли (летом), либо консервированные тем или иным способом (зимой). Переработка ведетс  в электролизерах с диафрагмами. Перед поступлением во внешнее пространство электролизеров водоросли подвергаютс  грубому измельчению и заливаютс  водой, В электролизерах ванна, изготовленна  из листового железа, служит катодом, анодом же должен быть материал, стойкий против галоидов, рациональнее всего графитированный уголь. Материалом дл  диафрагм может служить листова  целлюлоза. Галоидные соединени  водорослей, минерализу сь после смерти растени , легко выщелачиваютс , причем иодкды про вл ют даже отрицательную сорбцию. Диафрагма электролизеров, действу  как фильтр, освобождает раствор галоидных и других солей, переход щий из внешнего (катодного) во внутреннее (а1-1одное отделение электролизеров , от твердых компонентов, содержащих альгин и целлюлозу. К аноду попадает также маннит. Как известно и проверено на опыте, при наложении на электроды электролизеров разности потенциалов, большей пол ризационного потенциала иода и меньшей пол ризационного потенциала брома, на аноде выдел етс  из электролита, содержащего смесь галоидов, один только иод, пока концентраци  иодида в электролите не станет весьма малой, практически равной нулю. При этом выход иода тем ближе к количественному, чем разбавленнее электролит, так что слабость рассолов главный враг зольного способа, в электрохимическом способе, напротив, полезен. Днолит с молекул рным иодом поступает затем в адсорбер (где иод поглощаетс  крахмалом, каолином, гипсом и т. д., но лучше всего активным углем), после чего содержимое адсорбера подаетс  на фильтрпресс, где поглотитель с иодом отдел етс  от рассола, содержащего соли и маннит . Иод извлекаетс  из поглотител  и сублиматора и получаетс  в виде кристаллического продукта.Возможно также извлечение иода при помощи щелочи. Фильтрат переходит в катодное отделение второй серии электролизеров , куда поступает и кащеобразное содержимое катодного отделени  перзоч серии электролизеров. Фильтру сь через диафрагму второй серии электролизеров в анодное пространство г.оследних, рассол подвергаетс  электролизу при более высокой разности потенциалов, причем вышеописанным способом из него извлекаетс  остаток иода. В третьей серии электролизеров из рассола извлекаетс  бром и тоже поглощаетс  активнь;м углем с дальнейшим выделением из него путем нагрева. Б четвертой серии электролизеров при еще более высокой разности потенциалов подвергаютс  разложению хлориды. Выдел ющийс  хлор производит отбелку водорослевой массы и, в случае надобности, собираетс . При всех вышеописанных операци х электролиза катодное пространс1во обогащаетс  едкой щелочью, котора  своим воздействием ка вещество водорослей разм гчает его и приводит в состо ние густой смеси целлюлозы с альгинатами щелочных металлов. Этич ускор етс  выделение галидов в растворе и подготовл етс  выделение альгина. Когда иод и бром извлечены в достаточной мере, то фильтрат анодного отделени  уже не возвращаетс  в электролизер, но подвергаетс  упарке, просушке и вакуумной с |0лимации. Маннит без разложени  с }5лимируетс  при 290° под давлением 3 м.н ртути и получаетс  в очищенном виде , как готовый товар, в реторте же сублиматора остаютс  соли. Обработанна  в катодных отделени х трех серий электролизеров водорослева  масса представл ет полужидкую смесь из целлюлозы и раствора альгинатов щелочных металлов. Поэтому, если бы было признано выгодным, она могла бы непосредственно поступать на фильтрпрессы дл  отделени  раствора альгинатов от целлюлозы, после чего фильтрат, подвергнутый упарке и сушке, давал бы альгинатсырец в твердом виде, но возможна и дальнейша  электрохимическа  операци , ведуща  к большей рафинации продукта, а именно электрохимическое разложение его в четвертой серии электролизеров на альгин (альгиновую кислоту) и щелочь, что происходит при дальнейщем подъеме наложенного напр жени . Полужидка  масса разложенных водорослей вводитс  в анодное отделение четвертой серии электролизеров и после электролиза альгин собираетс  на анодах в виде плотного сло , затем обезвоживаетс  на фильтрпрессе и просушиваетс  на вакуум-сушилке. Целлюлоза после обезвоживани  на фильтрпрессе промываетс , отбеливаетс  дополнительно и после фор-, мозки просушиваетс  в сушилке. Католит четвертой серии электролизеров упариваетс  в выпарном котле или аппарате и доводитс  до твердого состо ни  в упарочном котле. Такова принципиальна  схема максимального электрохимического варианта . На практике могут быть производимы не все операции в виду возможности потреблени  на месте некоторых промежуточных продуктов. Так, может быть использована щелочь в растворе, например, дл  перевода альгина в очищенный альгинат, целлюлоза с остатками альгината дл  цементировани  торф ных брикетов, раствор альгината-сырца дл  покрыти  этих брикетов водонепроницаемой пленкой альгина и т. д. В св зи с местным использованием различных полупродуктов схема электрохимической переработки водорослей кожет быть значительно упрощена или частью переключена по потоку чисто химическому.

Химический вариант переработки водорослей слагаетс  из следующих операций. Измельченные водоросли обрабатываютс  на холоду слабым раствором минеральной кислоты, сол ной или серной, концентрации 0,5 ;4, в течение примерно 12 час., после чего отдел ютс  от кислоты с помощью фильтрпресса. В фильтрат поступают иодиды и бромиды, значительна  часть солей и маннит. Выделение этих продуктов из раствора производитс  далее по описанной схеме электрохимического варианта (т. е. иод и бром-электролитически, маннит-упдркой и сублимацией). Твердый осадок на фильтре обрабатываетс  углекислым натрием или едкой щелочью. Ускоренный процесс, дающий альгинат темного цвета, состоит в разварке водорослей с карбонатом; при более зат жном, но дающем светлый а.1ьгинат способе водорослева  масса обрабатываетс  карбонатом на холоду. В последнем случае концентраци  карбонатов долх на быть большой, дл  чего водорослева  масса с содержанием около 80Vo влажности смешиваетс  с сухим карбонатом, тщательно перемешиваетс  и оставл етс  ка 2-3 суток, в зависимости от степени оазмальчени  водорослей и температуры помещени . Образующийс  альгинат натри  переходит в раствор и в виде раствора отдел етс  от целлюлозы на фильтрпрессе. Целлюлоза после промывки и отбелки подвергаетс  отбелке и сушке. В фильтрат поступает альгинат натри . Далее он или упариваетс  в вакуум-аппарате и просушиваетс  в сушилке типа Краузе или подвергаетс  рафинации; дл  последней цели из раствора альгината серной или лучше сол ной кислотою выдел етс  альгин, промываетс  на фильтрпрессе, обезвоживаетс  и просушиваетс . Если товар выпускают в виде альгината, то обезвоженный , но не просушенный альгин смешиваетс  с сухой щелочью или сухим карбонатом, и полученный раствор подвергаетс  упарке и сушке, как об этом сказано при изложении варианта электрохимического.

Предмет изобретени .

Claims (2)

1. Способ комплексной переработки водорослей, отличающийс  тем, что, с целью последовательного извлечени  содержащихс  в водоросл х иода, брома, маннита, целлюлозы и

альгина в виде альгината 1целоч1- ых металлов, водную суспензию измельченных водорослей подвергают электролизу на нескольких ступен х при последовательно увеличивающейс  разности потенциалов и с промежуточным отделением обычными способами , выдел ющихс  из водорослей при электролизе продуктов.

2.Прием выполнени  способа по п. 1, отличающийс  тем, что на первой и второй ступени электролиза из анолита выдел ют иод, на третьей- бром, на четвертой разлагают хлориды , после чего анолит упаривают дл  получени  из него маннита, из католита же фильтрованием отдел ют целлюлозу, а раствор альгината упчривают.

3,Видоизменение способа по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что измельченные ьодоросли сначала обрабатывают на холоду слабым раствором

минеральной кислоты-серной или сол ной, полученную массу фильтруют , фильтрат подвергают ступенчатому электролизу, а остаток на фильтре обрабатывают раствором соды или едкого натра и отдел ют

целлюлозу от полученного альгината

натри .