Adsorbanți alimentari. săruri anorganice anhidre

1. Adsorbtia

Adsorbtia (v. Adsorbtie) este procesul unitar bazat pe retinerea substantelor impurificatoare (sorbati) pe corpuri solide sau lichide (sorbenti). În cadrul proceselor de sorbtie se disting: retinerea substantei în toata masa sorbentului lichid (absorbtie) si în stratul superficial al sorbentului solid sau lichid (adsorbtie).

Adsorbtia pe sorbent solizi poate constitui unul din cele mai eficiente procedee de epurare avansata a apelor de substante organice solubile si poate fi aplicata atât la tratarea (purificarea) apelor de suprafata cât si la epurarea apelor reziduale. Procedeul se poate aplica independent sau asociat cu epurarea biologica. Totodata, dupa caz poate fi utilizat ca un procedeu de epurare sau ca un procedeu de epurare finala sau avansata.

Avantajele procedeului: posibilitatea retinerii impurificatorilor din amestecuri policomponente, eficienta ridicata de epurare, îndeosebi la concentratii foarte scazute ale poluantilor. Adsorbtia poluantilor pe sorbenti solizi este rezultatul trecerii moleculelor substantei dizolvate din lichid pe suprafata sorbentului sub actiunea câmpului de forte de la interfata, care înving interactiunile de hidratare din solutie. Procedeul este rational pentru epurarea apelor reziduale, daca în ele sunt continute predominant substante aromatice, neelectroliti sau electroliti slabi, coloranti, compusi saturati sau hidrofobi (compusi clorurati sau cu grupe nitro) s.a. Procedeul nu este indicat la o impurificare excesiva anorganica sau la impurificarile cu alcooli inferiori.

Carbunele activ, de diferite sorturi, este unul din cei mai eficienti sorbenti pentru epurarea apelor. În general, ca sorbenti se mai pot folosi diverse materiale artificiale si naturale ca: cenusa, cocs maruntit, tuf vulcanic, silicagel, argile active, polimeri porosi s.a. Structura microporoasa conditioneaza capacitatea de adsorbtie iar macroporii constituie canale transportoare.

Sorbentul poate fi macroporos, microporos sau mixt. Procesul de sorbtie se poate conduce în conditii statice (fara decalaj între miscarea lichidului si sorbentului) sau dinamice, cu miscare relativa (defazaj) sorbent – lichid (filtre – coloane, pat fluidizat). Cel mai rational sens de filtrare prin patul de sorbent, dispus în adsorbere, este de sus în jos, prin aceasta realizându-se trecerea uniforma prin sectiunea coloanei si eliminarea bulelor de gaz. Viteza de filtrare depinde de concentratia impurificatorilor si variaza între 1 – 6 m/h. Substantele absorbite pot fi recuperate (sorbtie recuperativa) sau nu, când nu prezinta valoare economica. Sorbentul poate fi regenerat. În cazul utilizarii carbunelui activ ca sorbent, pentru regenerare sau recuperarea substantelor adsorbite se pot utiliza: extractia cu solventi organici, desorbtia antrenarea cu vapori de apa supraîncalziti, striparea cu un gaz inert cald, desorbtia cu insuflare de aer cald, desorbtia cu acizi sau baze s.a. În cazul când nu se urmareste recuperarea substantelor adsorbite (regenerarea distructiva) se aplica procedee termice sau oxidative. La regenerarea termica are loc o pierdere de sorbent de 5 – 10%. La utilizarea filtrelor biologic active din carbune activ, are loc o regenerare continua.

2. Epurarea apelor tehnologice cu adsorbanti anorganic

Adsorbtia, ca proces de epurare, are la baza fenomenul de retinere pe suprafata unui corp a moleculelor unei substante dizolvate în apa. Materialul solid sau lichid pe care are loc retinerea se numeste adsorbant iar substanta care este retinuta adsorbat.

Substantele retinute pot fi îndepartate prin încalzire sau extractie, astfel încât adsorbantul îsi recapata aproape în întregime proprietatile initiale. Adsorbtia permite retinerea unor poluanti chiar când acestia sunt prezenti în concentratii mici si prezinta selectivitate pentru anumite substante.

Procesul de adsorbtie este caracterizat prin echilibrul de adsorbtie, care exprima repartitia cantitativa, la echilibru, a substantei adsorbite între faza de adsorbant si faza apoasa supusa epurarii si prin cinetica de adsorbtie, care urmareste mecanismul procesului si viteza cu care se desfasoara acesta.

Raportul de distributie al adsorbantului între adsorbant si apa la o temperatura data, dupa un timp de contact suficient pentru stabilirea echilibrului, se exprima prin izoterma de adsorbtie.

Pe baza unor teorii cu privire la mecanismul adsorbtiei sau pe baza rezultatelor experimentale au fost propuse ecuatii care reusesc sa descrie izotermele de adsorbtie (pe portiuni limitate).

O ecuatie frecvent utilizata, dezvoltata pe baze empirice, a fost propusa de Freundlich