Поглотитель кислорода своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Сновой оксиликвита является поглотитель — какое - нибудь пористое вещество, содержащее много углерода и способное впитывать жидкий кислород. Особенно ценный поглотитель — сажа. Она содержит до 99 процентов чистого углерода и способна впитать в себя жидкого кислорода больше, чем любое другое вещество. Очень хорошо поглощают жидкий кислород древесный уголь и опилки. Для изготовления оксиликвитов можно брать также и солому, сено, сухой камыш, таёжный торф- сфагнум.

Вещество-поглотитель предварительно измельчают и тщательно перемешивают в особых вращающихся металлических барабанах. Тогда поглотитель становится однородным, а это повышает его взрывные свойства. Когда смесь станет достаточно мелкой и однородной, она поступает к набивочным станкам. В этих станках поглотителем наполняются бумажные или картонные гильзы. Часто оболочкой для поглотителей вместо бумаги служит дешёвая ткань.

Если поглотитель готовится из соломы или древесины, его просто спрессовывают в брикеты.

Незадолго до начала взрывных работ, когда во взрываемых породах уже проделаны ряды глубоких отверстий — скважин, рабочие приступают к пропитке патронов жидким кислородом. Патроны с поглотителем помещаются в термосы — специальные сосуды с двойными стенками, между которыми находится слой вещества, плохо проводящего тепло. Затем термосы наполняются жидким кислородом.

Разница в температурах кислорода и поглощающего вещества сначала очень велика, и жидкий кислород бурно кипит и испаряется. Когда температуры выравняются, жидкость начнёт проникать во все поры поглотителя, и патроны сделаются тяжёлыми, твёрдыми и очень холодными. К таким патронам уже нельзя прикасаться незащищённой рукой — может произойти сильное обморожение. Оксиликвиты вынимаются из термоса особыми щипцами или крючьями.

В специальные отверстия, заранее сделанные в патронах, вставляются капсюли или электрические детонаторы, и оксиликвиты осторожно опускаются в скважины.

Но вот зарядка скважин закончена. Сеть электрических проводов соединяет их между собой. Сигнал. Рабочие удаляются в безопасный блиндаж. Ещё сигнал и затем лёгкий нажим кнопки.

Взрыв огромной силы сотрясает воздух. На десятки метров в стороны летят куски породы и грунта. Земля открывает свои недра. Через несколько минут к месту взрыва подходят экскаваторы, и начинается разработка ценных ископаемых.

Огромное количество скважин взорвано на рудниках всех стран мира с помощью оксиликвитов. Область их применения непрерывно расширяется. И это не случайно. Использование оксиликвитов часто оказывается значительно более выгодным, чем применение обычных взрывчатых веществ.

Оксиликвиты дешёвы. Их можно изготовлять из подручных местных материалов. Взрывные работы с помощью оксиликвитов обходятся вдвое дешевле, чем с помощью такого недорогого взрывчатого вещества, как аммонал. Для получения одного килограмма оксиликвита расходуется полтора-два килограмма жидкого кислорода. А для получения такого количества жидкого кислорода нужно всего около четырёх киловатт-часов. Столько энергии потребляет за 10 часов обычная электроплитка.

Хранение патронов-поглотителей и их перевозка, так же как и перевозка жидкого кислорода, абсолютно безопасны. Взорваться может только пропитанный кислородом патрон. Но как только кислород из патронов испарится, они опять становятся безопасными. Это обстоятельство выгодно отличает оксиликвиты от других взрывчатых веществ.

При горно-взрывных работах взрывчатым веществом заряжается много скважин. После того как произошёл взрыв, почти невозможно установить, все ли патроны взорвались. Бывают случаи, когда невзорвавшиеся сразу заряды аммонала взрываются во время работы экскаватора при уборке руды. При работе с оксиликвитами такой опасности нет. Невзорвавшиеся оксиликвиты быстро теряют свою взрывную силу и становятся совсем неопасными.

Кроме того, применение оксиликвитов не требует дальних перевозок больших количеств твёрдых взрывчатых веществ. Оксиликвиты могут производиться прямо на месте горно-рудных разработок. Вблизи всегда найдётся для них сырьё: древесина, уголь, солома, торф, а жидкий кислород можно подвозить тоннами в специальных железнодорожных цистернах или получать на месте из воздуха.

Однако это ещё не всё. Оксиликвиты сохранят нам немало ценных химических продуктов (например, селитру), которые необходимы для получения сельскохозяйственных удобрений и незаменимы в других отраслях народного хозяйства.

Что такое “Активная упаковка?

Многие пищевые предприятия в мире переходят на использование при упаковке продуктов питания * активной упаковки *. Что подразумевается под этим названием ? Активная упаковка предполагает использование специального агента внутри упаковки, который влияет на состояние внутренней среды в которой храниться продукт. Одним из таких агентов является поглотитель кислорода – который мы Вам и предлагаем.

Как известно многие продукты питания подвержены процессу окисления при хранении под воздействием остаточного кислорода в упаковке. Окисление как известно влияет на качество продукта. Портится вкус, запах, изменяется цвет продукта, увеличивается бактериальная активность, что значительно сокращает срок хранения продукта и приводит его в негодность для употребления.
Существует несколько способов которыми можно сократить уровень кислорода в упаковке . Два способа наиболее широко используемые в настоящее время на пищевых предприятиях.
Это вакуумная упаковка и упаковка в газовой среде с использованием CO2 (углекислый газ) как консерванта для понижения бактериальной активности. Естественно оба эти способа значительно сокращают уровень кислорода внутри упаковки. Но давайте рассмотрим немного ближе *плюсы * и *минусы* у этих обоих методов.

Принцип действия поглотителя кислорода

При применении в упаковке поглотителя кислорода не нужен ни газ ни вакуум. Поглотитель кислорода упакован в небольшие пакеты, которые добавляются вместе с продуктом внутрь пакта и запаивается. Сам поглотитель состоит из порошка железа и соли. Так как он при транспортировке хранится в вакууме то после вскрытия и размещения его внутрь пакета с продуктом он начинает активно поглощать кислород до того времени пока он там есть . И потом опять ждать появления пропущенного через барьерный слой кислорода чтобы его поглотить. Если же по каким либо причинам технология каких либо продуктов требует для дополнительной безопасности иметь высокий уровень CО2 внутри упаковки то мы можем предложить решение и для таких требований поскольку большинство типов нашего поглотителя способны работать совместно с модифицированной газовой средой, в том числе и в присутствии CО2. К примеру, наш самоклеящийся тип H ЕТ желательно использовать совместно с газовой средой, что бы уменьшит изначальный уровень кислорода для более эффективной работы этого типа поглотителя, но об этом позже.

Преимущества АКТИВНОЙ УПАКОВКИ перед вакуумной и газовой.

Способность понизить уровень кислорода внутри герметичной упаковки ниже 0,1% и держать его на этом уровне или ниже на протяжении всего срока хранения продукта, то есть этот уровень внутри упаковки до тех пор пока поглотитель не выработает свой заложенный в него ресурс. Другими словами , весь остаточный кислород находящийся в упаковке на момент герметизации и весь последующий кислород который будет поступать через пленку во время хранения продукта будет абсорбирован (поглощен) не продуктом а поглотителем . При высокой кислородной барьерности пленки возможно снизить уровень кислорода до 0,01% на весь срок хранения.

Поглотитель поставляется в двух вариантах . Отдельными пакетиками упакованные по 100-300 штук (в зависимости от размера пакетика поглотителя) в отдельный Мастер пакет которые можно дозировать в ручную избежав дополнительных расходов на оборудование при небольших объемах производства , что поможет сохранению бюджета и не завышению себестоимости производства. И в рулонах по 1000-2000 штук тоже запаянные в вакуумную упаковку. Они предназначены для использования при автоматической дозировке. При больших объемах производства возможна автоматическая дозировка пакетиков поглотителя при помощи стандартных этикетировочных машин адаптированных для наклейки поглотителей на упаковочную пленку ( для клеящейся версии поглотителей типа “ЕТ”) и дозаторы для не клеящейся версии поглотителя, которые помещаются непосредственно внутрь упаковки на продукт. Оболочка самого пакетика с поглотителем кислорода сделана из жиро-масло-влаго стойкой материала который полностью соответствует требованиям Европейского союза по материалам входящим в контакт с пищевыми продуктами. Оба вида дозаторов достаточно легко интегрируются в существующую упаковочную линию. Мы можем предложить эти дозаторы в зависимости от типа оборудования у клиента, а также предложить схему интеграции ее в линию. Для составления схемы интеграции нам будет необходимо иметь информацию о типе Вашего продукта и данные по упаковочной линии, которые дадут нам возможность выработать простейшее и наиболее эффективное решение для каждого вида продукции.

Если вы используете сейчас вакуумную упаковку, то вам не потребуется менять ваше оборудование. Вы просто устанавливаете на машине минимальный уровень вакуума который Ваше оборудование позволяет и начинаете работать при этом сэкономив время на запайку пакета так как это будет намного меньше сделать запайку с 30 % вакуумом чем с 99% . В другом случае Вы сможете приобрести недорогой обыкновенный запайщик на котором надежно и эффективно сможете закрывать упаковку герметично. Вот все что требуется для работы с поглотителем кислорода .

Если Вы используете продувку газовой смесью с СО2, то Вы можете отказаться от этой смеси вообще если она интересует Вас как консервант. Ее работу намного эффективней сделает поглотитель за счет создания без кислородной среды (Если все же вам необходим CО2 то можете продолжать его использовать совместно с поглотителем, исключение составляет тип “А”, который помимо кислорода поглощает также и CО2 из воздуха, однако тип “А” можно использовать с продувкой N2 - азотом). Тут уже явная экономия на затратах на далеко не дешевый СО2 и упрощение всего процесса который был связан с добавкой газа а это баллоны, оборудование, технический персонал. Но если вы все же по каким то технологическим причинам хотите иметь СО2 в Вашей упаковке а также создать без кислородную среду то и для этого у нас есть решения но об этом попозже .

Благодаря применению поглотителя Вы можете отказаться от некоторых консервантов, если вы применяете их.

Суммируя выше сказанное можно сказать что, как Вам известно, при отсутствии кислорода не будет окисления вашего продукта, и оно сведет до минимума бактериальную активность. Вкус, запах, цвет, консистенция Вашего продукта за необходимый срок хранения останется максимально приближенная к состоянию на момент упаковки продукта . Это является достаточно важным для конкурентно способности в современном мире . Вы сможете за счет выше перечисленных положительных свойств поглотителя увеличить срок хранения Вашего продукта в несколько раз.

К примеру, можно сказать, что срок хранения сосисок можно реально увеличить до 60 суток, а при желании и больше. Опять же что немаловажно Вы можете сократить количество химических добавок используемых для предотвращения роста плесени, подавления бактериальной активности. Поглотитель предотвращает рост аэробных, а тип "А" также и анаэробных бактерий внутри продукта, тем самым сведет до минимума возможность появления опасных токсинов и газов как следствие бактериальной активности.

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДИТЕЛЮ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ КИСЛОРОДНОГО ПОГЛОТИТЕЛЯ

Материал упаковочной пленки должен иметь высокий кислородный барьер (20 cм3/м2/24часа/22 Цельсия уже считается высоко барьерной пленкой), т.е. пропускная способность пленки должна быть сведена до минимума, естественно в соответствии с типом продукта и желаемым сроком хранения.
Чем выше барьерность пленки, тем эффективнее работа поглотителя.
Упаковка должна иметь предупреждение, что внутри находится нетоксичный несъедобный пакетик с поглотителем кислорода, который надо выбросить после вскрытия упаковки.

ТИПЫ ПОГЛОТИТЕЛЯ КИСЛОРОДА , РАЗМЕРЫ - по емкости поглощения.

Пакетики с поглотителем кислорода могут быть разного размера, начиная от 5сс и выше в зависимости от размера упаковки и количества кислорода в ней изначально плюс кислород, поступающий ежедневно в течение срока хранения. Рассчитывается размер пакетика по формуле (приложение отдельно). Формула проста: количество остаточного кислорода внутри, количество поступающего кислорода внутрь за 24 часа, количество дней хранения. Чем больше размер упаковки, тем больше в нем кислорода и чем длиннее срок хранения, тем соответственно еще больше кислорода будет поступать, так что нужен большего размера пакетик поглотителя.
Поглотитель кислорода поступает в вакуумной упаковке. После открытия мастер – упаковки начинается химическая реакция и в зависимости от типа поглотителя ее интенсивность. Пакетики нужно распределить на подносе, желательно невысокой кучкой и более или менее равномерно, например, на широком подносе. Если пакетики в рулоне, то вскрывается рулон, одевается на дозатор и запускается в производство без промедления. Каждый тип поглотителя имеет лимитированное время, в течение которого он может быть на открытом воздухе до того, как его помещают внутрь герметичной упаковки. Если при вскрытии транспортировочной картонной тары вы видите внутри мастер – упаковку с поглотителем без вакуума, то такой поглотитель не пригоден к производству. Просто отложите его в сторону, достаньте изнутри ярлычок QA и сообщите нам, мы вам его бесплатно заменим. Однако, это случается в очень редких случаях. Если поглотитель клеящегося типа, то можем поставить соответствующее оборудование, которое приклеит его на вашу упаковку изнутри.
В зависимости от типа вашего продукта мы можем предложить несколько типов поглотителя кислорода:

Тип 504А – (при Aw 0.85) подходит в основном для мясных продуктов , как сырых так и термически обработанных, быстродействующий, может удалить кислород до 0,1% и ниже, менее, чем за 12 часов при +22 °С и за 24 часа при охлажденной температуре до 0.05%.

Не поглощает углекислый газ, пригоден для совместного использования вместе с газовой смесью, если технология продукта этого требует. Может находиться на открытом воздухе не более 20 минут до момента, как упаковка герметически закрыта.

Очень эффективен для быстрого понижения уровня кислорода и продуктов, которые хранятся при низких температурах от 0°С …+ 15°С, может быть использован с газом и без.

Для химической деаэрации воды (для связывания растворенного кислорода в котловой и питательной воде) применяют различные химические соединения.

Сульфит натрия является одним из самых доступных по цене и наиболее активным химическим реагентом, использующимся в качестве поглотителя кислорода.

При взаимодействии сульфита натрия с растворенным кислородом образуется сульфат натрия, который накапливается, повышая солесодержание в котле:

Таким образом, при высоких значениях давления или других критических условиях эксплуатации котлов, где повышенное солесодержание нежелательно, применять сульфит натрия не рекомендуется!

Из химической реакции следует, что примерно на 8 частей сульфита натрия приходится 1 часть растворенного кислорода. При этом поддерживается концентрация сульфитов на уровне до 20 мг/л в котле.

При давлении выше 41 бар сульфит подвергается термическому разложению с образованием диоксида серы или сульфида серы:

Оба этих газа, являясь коррозионноактивными, улетают вместе с паром из котла, понижая при этом значение pH пара и конденсата и вызывая при этом, угрозу возникновения коррозии в системе.

Таким образом, сульфит натрия эффективно связывает растворенный кислород, но не является летучим с паром реагентом, то есть, не обеспечивает защиту паро-конденсатного контура и не способствует переходу гематита в магнетит, то есть не обладает пассивирующими свойствами.

Наиболее часто для котлов высокого давления в качестве реагента для связывания растворенного кислорода применяют гидразин и катализированный гидразин.

Гидразин не образует коррозионноактивных газов при высоких температурах и давлениях, и взаимодествует с кислородом с образованием азота и воды:

Из химической реакции следует, что примерно 1 часть гидразина связывает 1 часть растворенного кислорода. На практике применяют 100% избыток гидразина. При этом поддерживается концентрация гидразина на уровне 1 мг/л в котле.

Гидразин не повышает солесодержание в котловой воде, снижая при этом количество продувочной воды. Также, гидразин образует защитную пленку из магнетита на поверхности трубопроводов и в барабане котла, то есть способствует пассивации. Однако, применение гидразина имеет ряд недостатков.

Во-первых, гидразин не является летучим с паром соединением, поэтому он не защищает весь паро-конденсатный контур от коррозии. При температурах выше 205ºС гидразин разлагается на аммиак, который улетает с паром, и в присутствии кислорода способствует развитию коррозии меди:

Во-вторых, гидразин обладает канцерогенными свойствами и является опасным химическим соединением. Гидразин и его водные растворы сильно ядовиты, раздражают слизистые оболочки, глаза и дыхательные пути, поражают центральную нервную систему и печень. При попадании гидразина на кожу требуется немедленная ее обработка водой или слабым раствором кислот. У гидразина очень низкий ПДК 0,1 мг/г 3 .

Карбогидразид – это летучий поглотитель кислорода, который не увеличивает солесодержание в системе, эффективно связывает растворенный кислород при низких температурах и давлениях и обеспечивает пассивацию металлических поверхностей.

Карбогидразид при температурах выше 180ºС может разлагаться до гидразина.

Реакция взаимодействия карбогидразида с кислородом:

Теоретически, для связывания одной части кислорода необходимо примерно 1,4 частей карбогидразида. Следует отметить, что при взаимодействии карбогидразида с кислородом образуется углекислый газ, при растворении которого в конденсате получается угольная кислота, которая и вызывает коррозию в возвратных линиях трубопроводов. Карбогидразид не применяется на пищевых производствах, где пар непосредственно контактирует с пищей.

Эриторбат считается безопасным химическим веществом, разрешенным к применению на пищевых производствах. Эриторбиновая кислота нелетучая, она остается в котле, и не улетает вместе с паром

Это летучий поглотитель кислорода, который реагирует с кислородом с образованием метилэтилкетона, оксида азота и воды.

На 1 часть кислорода требуется 5,4 частей метилэтилкетоксима. MEKO обладает пассивирующими свойствами

Гидрохинон чаще применяют совместно с поглотителями кислорода в качестве катализатора реакции с кислородом.

Но и сам по себе, гидрохинон способен снизить концентрацию растворенного кислорода до уровня 1-2 мкг/л. Он реагирует с кислородом до образования бензохинона.

На связывание 1 части кислорода необходимо, теоретически, 6,9 частей гидрохинона. Гидрохинон эффективно связывает растворенный кислород при низких температурах котловой воды и низких давлениях. Он летуч при высоких давлениях, при этом он не разлагается до аммиака, поэтому его можно применять в системах, содержащих медные конструкционные материалы.

Летучий, обладающий свойствами пассиватора, поглотитель кислорода, который взаимодествует с кислородом по следующей реакции:

4 (CH3CH2)₂ NOH + 9O₂ → 8 CH₃ COOH + 2 N₂ + 14 H₂0

Теоретически, 1,24 части DEHA требуется для связывания 1 части кислорода, но на практике используют 3 части DEHA для поглощения 1 части кислорода.

Диэтилгидрокисламин имеет ряд преимуществ перед другими поглотителями кислорода. Он обладает более высоким значением летучести и металл-пассивирующими свойствами, чем сульфит, гидразин и эритробат. DEHA безопаснее, чем гидразин. Его требуется меньшие количества, чем эритробата и метилэтилкетоксима для связывания кислорода. По сравнению с другими реагентами для связывания кислорода, скорость реакции DEHA с кислородом значительно выше.

Катализированный сульфит натрия является одним из самых эффективных поглотителей кислорода при применении его в системах с низкими значениями давления. В то время как для систем с высоким давлением, лучшим является диэтилгидроксиламин.

Уже при 21ºС и при pH 8,5 DEHA снижает концентрацию растворенного кислорода с 9 до 4 мг/л за 10 минут, в том время как, карбогидразид, катализированный гидрохиноном, и эриторбат снизят содержание кислорода всего до 7 мг/л.

За 30 минут DEHA снизит концентрацию растворенного кислорода до 1 мг/л, в то время как другие поглотители – только до 6 мг/л.

Диэтилгидроксиламин способствует формированию прочной магнетитовой пленки, предохраняющей от коррозии стальные поверхности элементов оборудования и защищающий таким образом весь паро-конденсатный контур.

DEHA находит широкое применение при замене гидразингидратной обработки воды в котлах высокого давления.

Поглотитель кислорода

Летучесть

Пассивирующие свойства

Увеличение солесодержания

Токсичность

Количество поглотителя для связывания 1 части O₂