тшш

НИ

MKampni

éIiéÊéMéMé

щШшЁЯяш

шшшшшщт

:

ЛЁЛЁшшт

liii

шш

• • Xsv

л*.\<

шшяшят

■МИНН

v^ï: . ' :-'-V:- :::: - .■•

::;: ':': : "■ :

••

шт

iSg

ж

Miii

л!

I?:'.

Silił

HSS

йж»;«:

iii!

mmwhmmmv

■МШИЙМ

.V/

:::

’ -,

шж

■■■■

»Épi

Шт

i;Ł

i.’ SSÏ:: t

■:

Ш шш

тш

YrtfĄAfń

rKr.v.v.«

V.

К.'Л’лП'«».

WKhiûV.

тад

Жшшт

ШМШ

»I

f₄WMfii'/Aff-f.

щшi

'

шш:

ДУНИМИ

li

ЗШ

лиг

Ш/ftJ

ЗШй

STEFAN A. ZIEMIŃSKI

INŻYNIER - CHEMIK

ELEKTRODIALIZACYJNA DEMINERALIZACJA ROZTWORÓW SACHAROZY

PRACA PRZEDŁOŻONA

RADZIE WYDZIAŁU CHEMICZNEGO POLITECHNIKI LWOWSKIEJ

CELEM UZYSKANIA WYŻSZEGO STOPNIA NAUKOWEGO DOKTORA NAUK TECHNICZNYCH

I PRZYJĘTA NA PODSTAWIE REFERATÓW:

PROF. DR. ADOLFA JOSZTA

ORAZ

PROF. DR. TADEUSZA KUCZYŃSKIEGO

LWÓW 1929

PRACA NINIEJSZA ZOSTAŁA WYKONANA W PRACOWNI TECHNOLOGJI CHEMICZNEJ PRZEMYSŁU ROLNICZEGO POLITECHNIKI LWOWSKIEJ.

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

100000298114

.

■

STEFAN A. ZIEMIŃSKI

INŻYNIER - CHEMIK

ELEKTRODIALIZACYJNA DEMINERALIZACJA ROZTWORÓW SACHAROZY ifjh -Sb - ■ i£_

PRACA PRZEDŁOŻONA

RADZIE WYDZIAŁU CHEMICZNEGO POLITECHNIKI LWOWSKIEJ

CELEM UZYSKANIA WYŻSZEGO STOPNIA NAUKOWEGO DOKTORA NAUK TECHNICZNYCH

I PRZYJĘTA NA PODSTAWIE REFERATÓW:

PROF. DR. ADOLFA JOSZTA

ORAZ

PROF. DR. TADEUSZA KUCZYŃSKIEGO

LWÓW 1929

BIBLIOTEK PQLÜEGHHIGZR*

К RAKÓW

сП

-О

LO

^Ule'Tia

..—

UU>U4>H*

■ ,:

*У«"

*-ф

Elektrodializacyjna demineralizacja roztworów sacharozy.

Déminéralisation electrodialitique des solutions de la Sacharose.

St. ZIEMIŃSKI.

Politechnika Lwowska. (Nadeszło dnia 24 czerwca ' 929).

Wstęp.

Elektryczna dializa czyli t. z w. elektrodia-ilza jest jednym z bardzo ważnych jednakże teoretycznie mało zbadanych sposobów od-czyszczania i demineralizacji roztworów. Zasadą jej jest, że przez przepuszczenie prądu elektrycznego przez ciecz zawartą między błonami, następuje rozdział przepuszczalnych od nieprzepuszczalnych składników roztworu. Przeważnie jednak elektrodializa nie występuje jako czysty proces elektrodialityczny, lecz towarzyszą jej zwykle t. zw. elektroforeza, czyli ruch cząsteczek kolloidalnych w polu elektrycznem, jak też i elektroendosmoza, — v ędrówka wody pod wpływem prądu elektrycznego. Pierwszym, który zajął się zjawiskami elektrodializy był Charles Dhéré. Zauważył on mianowicie, że tego rodzaju postępowanie nietylko przyśpiesza eliminację składników mineralnych, ale tak samo dozwala nam na usunięcie, ostatnich już bardzo drobnych ilości zanieczyszczeń, których praktycznie rzecz biorąc, zwykła dializa absolutnie nie usunie.

Zastosowania elektrodializy. Na tem miejscu chcę wymienić tylko kilka z ważniejszych zastosowań tego procesu :

1. Odczyszczanie wody użytkowej: otrzymana w ten sposób woda „dystylowana“ jest nadzwyczajnie czysta¹), bo gdy przewodnictwo zwykłej wody dystylowanej wynosi przeważnie

‘) O. Weltmann u. E. Klimesch: Z. ges. exp. Med. 43, 625 (1924).

4,10~⁶, to dla wody elektrodializacyjnej wartość ta odpowiada 2Д0⁻⁶.

2.    Odczyszczanie węglowodanów jak np. skrobi, było również tą metodą przeprowadzane; jednemu badaczowi w tej dziedzinie (Saraec¹)) udało się przez zastosowanie zjawiska warstwowego z pomocą elektrodializy doprowadzić do rozdziału amylopektyny, która opadała jako osad od amylozy znajdującej się w roztworze.

3.    Do ważnych zastosowań elektrodializy zaliczyć należy odczyszczanie fermentów. M. Lisbonne i E. Vulquin odczyszczali diastaz słodu²). W podobny sposób deminer. lizował Willstätter inwertynę³); zauważył on przy-tem, że związane z nią zanieczyszczenia natury kolloidalnej wypadały pod działaniem prądu. Przez tego rodzaju postępowanie udawało się już podnosić aktywność preparatów enzymatycznych kilkakrotnie. Chcę tu jeszcze wspomnieć o t. z w. zjawisku warstwowem, które w czasie elektrodializy roztworów kolloidalnych zauważył W. Pauli⁴). Jeżeli mamy do czynienia z dializą elektryczną cieczy barwnej, to można zauważyć parę wyraźnych warstw, których koncentracja jest różna. Zauważono oprócz tego, że koncentracja elektrolitu zmienia się odwrotnie, tak, że np. górną warstwę zawie-

’) M. Samec i A. Meyer: Kolloidchem. Beih. 13, 271 (1921). — M. Samec i H. Hardtl: Kolloidchem. Beih. 12, 288 (1920).

*) J. physiol, path. gen. 15, 23 (1913).

³)    Handb. biolog. Arbeitsmeth. III, B, z. 4. (1927)

⁴)    Biochem. Z. 152.

rającą mało białka, a dużo elektrolitu można odlewarować i czas elektrodializy temsamem widocznie skrócićx). Jako przykład technicznego zastosowania elektrodializy wymienię tu postępowanie „Elektroosmose A. G.“ przy od-czyszczaniu soków cukrowych. Sok poddaje się działaniu prądu między błonami, przyczem przy anodzie jest błona o dodatniej zdolności ładowniczej np. z białka, która pozwala przejść jonom ujemnym. Koło katody zaś mamy błonę . o ujemnej zdolności ładowniczej np. z celulozy, która dozwala przejść składnikom elektropozy-tywnym. Ażeby uniknąć powstawania cukru inwertowanego utrzymuje się alkaliczność roztworu. Tak otrzymany sok podlega dalszym przeróbkom odczyszczającym. Na tej zasadzie usuwa się podobno nietylko ciała natury nie-kolloidalnej lecz też i kolloidalnej. (Pat. austr. 89930).

Część doświadczalna.

Celem pracy mojej było usunięcie składników mineralnych z roztworu sacharozy metodą elektrodializacyjną. Do prób tych stosuję roztwory sacharozy z różnemi solami. Systematyka pracy przedstawia się jak poniżfej:

1.    Próby demineralizacji roztworów cukrowych przy zastosowaniu różnych warunków elektrodializy. Elektrodializa roztworu sacharozy i soli kuchennej, badanie osadów tu powstałych i wód podializacyjnych.

2.    Analogiczne badania z roztworami : Węglanu potasu.

3.    Siarczanu potasu.

4.    Szczawianu potasu.

5.    Chlorku potasu.

6.    Modyfikacja aparatu Wo. Pauli’ego.

7.    De mineralizacja soku dyfuzyjnego (cukrowniczego) opis aparatu jednobłonowego i wypróbowanie tegoż.

8.    Wnioski.

1. Elektrodializa z solą kuchenną.

Próba a). Pierwszym aparatem który zastosowałem do mojej pracy był aparat elektrodiali-zacyjny Wo. Pauli’ego firmy Fr. Köhler¹). System oporowy regulujący woltaż urządzam w postaci układu, szeregowo i równolegle wpiętych żarówek węglowych, który dozwala nam z grubsza regulować napięcie; do dokładnego nastawienia służy opornica elektrolityczna.

Metodyka: do komory wewnętrznej nalewam 150 cm³ roztworu sacharozy (najczystsza rafi-nada) i chlorku sodowego (Merck „do analizy“), a przez komory boczne puszczam słabym strumieniem wodę dystylowaną (20 litrów), co 30 minut biorę z roztworu próbkę i oznaczam w niej chlor i sacharozę. Sacharozę oznaczam optycznie sacharymetrem R e i c h e r t a, a chlor metodą Gay-Lussac’a. Poniżej załączona tablica I podaje wszystkie daty doświadczenia, wykresy zaś (rys. 1 i rys. 2) orjentują o przebiegu doświadczenia. Jak zestawienia wykazują elektrodializa prowadzona w tych warunkach daje wyniki niepomyślne, bo przedewszystkiem zanotować tu można znaczne obniżenie zawar-

ll

/*

/1

it

to

<5

//oic у *<r rr»OLi J 0.1*0! ГОС y <*/ too f4

S/a O W/OOCC%

У/OS C Ç У at

11

1.0

0,9

01

0,6

qs

o.i

o.i

30

<5

60

Jo

«« /j°

O /s. Зо. 45.

60    75.    s о

tOÓ /2 О CZàS/™'r>uty/

Rysunek 1.

l) Modern — Pauli: Biochem. Z. 156, 482 (1925).

Rysunek 2.

‘) Model oryg. 25. I, II, III, 2 X, Wzór uż. niem.

tości sacharozy (o 20,37 °/₀), a po drugie ubytek soli jest stosunkowo drobny (o 27,81 %)•

TABLICA I.

Do elektrodializ tych biorę 150 cm³ piętna-stoprocentowego roztworu sacharozy zawierającego l°/o chlorku sodowego i dializuję pod napięciem 20 wolt i natężeniem 0,12 ampera

P-

Czas

Wolt

Amp.

Zawartość sacharozy w 100 cm³

Zawartość

NaCl

w 100 cm³

L.

8'

60

0,8

15'

15,17

1,0639

65

30'

0,9

62

0,9

45'

14,88

1,0031

60

0,9

60'

65

75'

0,8

13,34

0,8920

60

0,4

J Со sc gra ivo<j eu fi ru cj /00 ce

90'

60

0,3

12,36

0,8149

105'

56

0,2

120'

60

0,2

12,08

0,7687

Próba b). Pracuję tutaj przy napięciu 60 wolt i 0,15 ampera natężenia początkowego. Zresztą metodyka i roztwór stosowany są zupełnie analogicznie. Na podstawie poniżej zestawionych wyników (tablica II i rys. 3 i 4) wyciągnąć można wnioski następujące: elektro-dializa ta w porównaniu z poprzednią wykazuje wprawdzie o wiele mniejszy spadek ilości cukru (3,6 %), ale również drobny (11,37). W każdym razie zmniejszenie się spadku krzywej sacharozy uważam za znaczny postęp.

zarazem

ubytek soli jest

■S

Jo is. 60. /S 90 <oi no.

CZflJ/minutai

Rysunek 3.

TABLICA II.

Czas

Wolt

L. p.

Amp.

Zawartość sacharozy w 100 cm³

Zawartość

NaCl

sïa cjcr у Со s С //et Ci    ùJ lOOCC.

w 100 cm³

g £ S i S S £ i -g -à s

15.    30.    4О    60.    /5.

щ sa g к ę s q

60

63

63

64

60

63

61

105'

65

180'

63

O O © © © O © © W©

14,97

14,85

14,84

14,66

14,61

0,9967

0,9663

0,9534

0,9178

0,8834

Próba c). Już Wo. Pauli’w swoich badaniach zauważył*), że mieszanie cieczy w czasie elektrodializy może w pewnych warunkach szkodzić, dlatego też wykonuję tu serję prób w celu zbadania i określenia tego wpływu i wybrania najdogodniejszych warunków pracy.

!) M. Spiegel — Adolf: Handb. biolog. Arbeits-meth. III, z. 4. F. B. 612.

go /os. /го das I'rncTucCi/l

Rysunek 4.

przy różnych czasach mieszania (we wszystkich próbach stosuję wodę wodociągową). Wyniki zawiera tablica III.

Czas trwania wszystkich wyżej wymienionych prób wynosił 120 minut.

Próby 1 i 2 prowadzone były przy perjo-dycznym mieszaniu cieczy co 5 minut przez 30 sek. Nie zdradzają one większych różnic; ubytek NaCl w obu próbach jest prawie ten sam.

Próba 3 wykonaną była przy nieustannym ruchu mieszadła, temsamem więc nie dozwalało się na wyrównanie koncentracji cieczy przy błonach i dostarczało zawsze świeżego płynu przestrzeni dializującej. Porównując wyniki,

TABLICA III ').

Nr. próby

Zawartość sacharozy w soku pierwotnym

Zawartość

sacharozy

po

elektrodializie

Zawartość

NaCl

w soku pierwotnym

Zawartość

NaCl

po

Ubytek

sacharozy

Ubytek

NaCl

elektrodializie

CNI CN O O ON O Ю N*

15,00

14,88

14,96

15,00

14,93

0,9916

1,0018

0,9963

0,9904

0,7288

0,7556

0,7288

0,7685

26,50

24,5

26,85

22,4

*) Tak w tej jak i we wszystkich innych tablicach wyniki podawane są w gramach na 100 cm³ cieczy.

Naturalnie ilościowe oznaczenie części mineralnych daje nam dokładną i zupełną odpowiedź. Co do metodyki to stosuję tu przerywane mieszanie cieczy, tak samo też do dializy stosuję wodę wodociągową. Warunki pracy a to mianowicie czas, woltaż i amperaż podaje nam dla wszystkich trzech prób tablica IV, wyniki zaś zestawione są w tablicy V.

Zaznaczyć tu należy, że roztwór podczas elektrodializy lekko się ogrzewał (od 15° C do 30⁰ C) i zarazem mętniał silnie (tablica V daje wyniki roztworu sączonego). Wyniki otrzymane w tych doświadczeniach, a mianowicie: -demineralizacja sięgająca po dwóch godzinach elektrodializy ponad 99% nie pozostawiają niczego do życzenia, jeżeli się zważy, że poza-tem nie mamy nawet drobnego spadku sacharozy. Z początku doświadczenia, kiedy natę-

próby 3 z wynikami prób poprzednich nie widać specjalnych różnic.

Próba 4 wykonaną była bez mieszania, wyniki demineralizacji były widocznie gorsze.

Przy próbach następnych będę stosować mieszanie cieczy przerywane, bo tego rodzaju postępowanie jak wykazały doświadczenia daje rezultaty zupełnie dobre. Przyglądając się tym próbom można zauważyć nadzwyczaj powolny spadek części mineralnych, a jeżeliby się przyjęło co późniejsze doświadczenia potwierdzają, że spadek z początku idzie szybko, a potem w miarę zmniejszenia amperażu zwalnia znacznie, należałoby w jakiś sposób proces ten przyśpieszyć. Postanowiłem zrobić próby przy stosunkowo dużym natężeniu prądu (ok. 1 amp.), wyniki tych prób podają nam elektrodializy oznaczone: d, e, f.

TABLICA IV.

L. p.

Czas

Wolt próba d)

Amper próba d)

Wolt próba e)

Amper próba e)

Wolt próba f)

Amper próba f)

VOMNCltfi^WWi-¹

CN

220

220

220

220

220

220

220

220

220

un o co CN CN

к •>    «

r-tT-HOOOOOOO

00 40 ►—*

O Ul to to

Ul

wtotowtotototoio OOOOOc ooo ooooooooo

OhOOOO^MCI®

г-Г .-Г сГ сГ сГ o cT o"

200

0,92

to to

CN CO

O o

202

202

202

202

200

200

1,02

0,9

0,79

0.6

0,42

0,3

0,24

0,22

Próby d, e, f przeprowadzam pod napięciem ok. 200 wolt przy natężeniu prądu ok. 1 ampera. Ponieważ amperaż może nam przy pewnej wprawie służyć jako miernik demine-ralizacji, dlatego właśnie z jego spadku będę się starał orjentować o ukończeniu zjawiska.

żenie jest bardzo znaczne, proces idzie dość gwałtownie w miarę demineralizacji zaś następuje widoczna stagnacja procesu Sak, że z trudnością tylko można zauważyć, że się on jeszcze odbywa.

Próba g). Jedyną różnicą elektrodializy

TABLICA V.

Nr. próby

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

Zawartość

sacharozy

Zawartość

Zawartość

po

elektrodializie

NaCl

NaCl

przed

elektrodializą

po

elektrodializie

Ubytek

sacharozy

Ubytek

NaCl

14,92

15,00

15,00

14,94

15,03

14,93

0,9800

0,9880

0,9928

0,0035

0,0084

0,0100

ООО

о Ъ о

99,65

99,15

99,00

niniejszej (w porównaniu z poprzednią) jest to, że stosujemy tu do dializy wodę dystylo-waną. Dane z tej próby zawierają tablice VI-a i VII-a.

TABLICA VI.

L. p.

Czas

Wolt

Amper

200

0,4

200

0,38

liżę osadu powstałego wewnątrz komory. Skład tego ostatniego przedstawia się następująco: zawartość CaO wynosi 55,41 °/₀, C0₂ zaś 44,1 °,0 co odpowiada zupełnie ściśle węglanowi wapnia. W poniżej umieszczonej tablicy VIII zestawiam twardości wód odpływowych i dopływowych.

Te zmiany zachodzące w składzie wody odpływowej tłumaczę sobie następującem ro-

TABLICA VIII.

30'

200

0,30

45'

200

0,21

Woda

60'

200

0,21

Twardość

przemijająca

Twardość

całkowita

(Wartha)

75'

200

0,21

90'

200

0,21

105'

205

0,16

120'

200

0,16

dopływowa

katodowa

anodowa

8,93° n „12,12° n“ 6,26° n

o CN Ю CO CN тГ

стС o“ r-“

TABLICA VII.

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

Zawartość

sacharozy

Zawartość

Zawartość

po

elektrodializie

NaCl

NaCl

przed

elektrodializą

po

elektrodializie

Ubytek

sacharozy

Ubytek

NaCl

15,00

14,39

0,9846

0,8700

4,07

11,65

Zaznaczyć muszę, że nie miało tu miejsca tworzenie się osadu (co może być pomocnem przy określaniu osadów z elektrodializ poprzednich) i płyn pozostał zupełnie klarowny.

Charakterystyczny dla tego procesu jest znaczny spadek sacharozy, a stosunkowo drobny soli. Jest to rzeczą ciekawą, bo w temperaturze pokojowej zwykła powolna dializa cukru nie osiągnęłaby tak dużego spadku stężenia. Najprawdopodobniej zastosowanie wody dysty-lowanej byłoby dobre pod sam koniec procesu, ażeby dojść do idealnej demineralizacji.

Badanie osadów i wód odpływowych elektrodializ z solą kuchenną.

Celem zdefiniowania zmian zachodzących w czasie procesu przeprowadzam analizy wód odciekowych (katodowej i anodowej), jak też i ana-

zumowaniem x): Jony Na wędrują przez błonę do komory katodowej i powodują tam wytrącenie się wapnia w postaci węglanu (alkaliczność roztworu) nadmiar alkaliów powoduje tu rzekomą twardość przemijającą, której naturalnie w twardości całkowitej oznaczonej według metody Wartha i Pfeifera nie uwzględniono. Jony wapniowe z komory anodowej dążąc ku katodze przeszły do komory elektrolitycznej (tem staram się tłumaczyć powstanie osadu w komorze) powodując zmniejszenie twardości wody anodowej.

*) Pewnej teorji zmian zachodzących na granicy błony i roztworu do tego czasu nie mamy (Mona Spiegel — Adolf: Handb. biolog. Arbeitsmeth. III, z. 4. B. 1927).

TABLICA IX.

2. Elektrodializa z K₂C0₃.

Próba a). Do komory wewnętrznej nalewam 150 cm³ roztworu i przy przerywanym ruchu mieszadła elektrodializuję w warunkach jakie podaje tablica IX. W czasie procesu powstaje już po 4 minutach wyraźne zmętnienie roztworu od strony anody, które później przechodzi w obfity osad.

wadziłem przez 3 godziny, zresztą inne warunki pracy pozostają te same. Ażeby łatwiej móc uskutecznić rozcieńczenie biorę nie 150 cm3 ale 140 cm³ do komory elektrolitycznej. Dane z powyższych doświadczeń zawierają tablice Xl-ta i XII-ta.

TABLICA XI.

Czas

Wolt

Amper

*d

Czas

Wolt próba b)

Amper próba b)

Wolt próba с)

Amper próba c)

0'

200

vOOOvJCNWi^OJM

15'

30'

45'

60'

75'

90'

105'

120'

200

200

200

200

200

200

200

200

O O O © O O O © o

КЗ To ОЭ Tc 03 Ъэ ОЭ 4S. 4^ C\M003030000MQO

200

204

202

202

202

206

200

105'

203

0,49

0,42

0,39

0,40

0,39

0,33

0,30

0,27

200

Tf N N O O O CM СМ СЧ

202

206

206

204

0,51

0,39

0,38

0,38

0,37

0,35

0,30

0,22

120'

200

0,21

206

0,19

Osad ten częściowo opada, częściowo zbija się na błonie anodowej, tworząc twardą warstwę. Oprócz tego zauważyłem też wyraźną elek-troendosmozę wynoszącą 6,5 cm³ (przybytku), która utrudniła mi bardzo robotę, bo teraz nie mogłem już brać próbek wprost z aparatu, skoro roztwór wewnętrzny uległ widocznemu rozcieńczeniu, ilościowe zaś przelewanie cieczy z aparatu ze względu na jego skomplikowaną budowę było bardzo ciężkie. Dlatego też skali-browałem wewnętrzne naczynie (od 150—157cm³) i po każdej elektrodializie rozcieńczałem do znanej objętości. Oznaczenie węglanu potasu wykonywałem miarowo kwasem solnym; dawało ono również w obecności cukru zupełnie dokładne wyniki. Daty z tej próby zamieszcza poniższa tablica X.

135'

150'

СЧ co

r—<    T—4

165'

180'

203

200

203

203

0,12

0,09

0,05

0,03

209

215

200

200

0,15

0,09

0,05

0,05

Jak widać z tych wyników (tablica XII) efekt jest bardzo dobry, demineralizacja przewyższa znów 99%.

Ubytku sacharozy prawie niema, jeżeli się zważy, że błąd doświadczalny wynosi około 0,2 °/₀ (na roztwór cukru).

Próba d). Ciekawą jest też rzeczą jak przebiega elektrodializa tych produktów przy zastosowaniu wody dystylowanej, a więc przy mniejszem natężeniu prądu. Jak wskazują tablice XIII i XIV wbrew oczekiwaniu ubytek sacharozy jest minimalny, a ubytek części mi-

T AB LIC А X.

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

Zawartość

sacharozy

Zawartość

Zawartość

K₂cos

K₂cos

po

elektrodializie

przed

elektrodializą

po

elektrodializie

Ubytek

sacharozy

Ubytek

k₂co₃

15,00

14,97

1,0613

0,1987

0,0

81,27

Widocznem tu jest, że dializa prewadzona w tych warunkach nie daje specjalnie dobrych wyników (80% demineralizacji)

Próby b) i c). Elektrodializy dalsze pro-neralnych podobnie jak w innych dializach z wodą dystylowaną jest stosunkowo drobny.

Niezauważono tutaj jednak tworzenia się osadu, roztwór pozostał zupełnie klarowny.

TABLICA XII.

Nr. próby

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

Zawartość

sacharozy

Zawartość

Zawartość

k₂co₃

k₂co₃

po

elektrodializie

przed

elektrodializą

po

elektrodializie

Ubytek

sacharozy

Ubytek

K₂C0₃

°/o

°/o

Sl «

15,00

14,85

14,82

14,80

0,9985

0,9680

0,0068

0,0100

99,32

98,97

Badanie osadów i wod odpływowych elektrodializ sacharozy z ^₂C0₃.

Jak już wspomniałem osad tu powstający składa się z dwóch frakcyj, dlatego też badam je osobno. Osad luźny występujący w komo-

TABLICA XV.

Woda

Twardość

przemijająca

Twardość

całkowita

TABLICA XIII.

dopływowa

katodowa

anodowa

8,93° n „8,57° n“ 8,23° n

9,3° n 5,26° n 7,73° n

L. p.

Czas

Wot

Amper

О'

15'

30'

45'

60'

75'

90'

105'

120'

10

135'

11

150'

12

165'

13

180'

ооооююьогок:,оооо

0,08

0,09

0,07

nie są tak jaskrawe jak w serji badań z solą kuchenną, gdyż ilość wody dopływowej była tu większa, a co za tern idzie, zmiany w niej wywołane proporcjonalnie mniejsze.

0,06

0,05

0,05

0,05

0,05

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

rze elektrolitycznej w ilości 0,0887 g na 100 cm3 zawiera CaO — 52,24 °/₀, zawartość zaś C02 wynosi 46,20°/o co odpowi da prawie czystemu

3. Elektrodializyz siarczanem potasu.

W poniżej podanej serji badań staram się usunąć z roztworu sacharozy siarczan potasu, przy warunkach podobnych jak to miało miejsce z chlorkiem sodowym i węglanem potasu. Dużą trudnością był tu brak odpowiednich metod miarowych do oznaczania siarczanu potasu, tak że musiałem poprzestać na oznaczaniu popiołu.

Próby a) i b). Do badania używam siarczanu potasu (Kahlbaum’a „do analizy“) ze

TABLICA XIV.

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

Zawartość

sacharozy

Zawartość

Zawartość

K₂C0₃

K₃co₃

po

elektrodializie

przed

elektrodializą

po

Ubytek

sacharozy

Ubytek

K.₂co₃

elektrodializie

14,8

14,76

0,9764

0,7523

0,0

23,00

węglanowi wapniowemu. Osad zbity na błonie posiada skład ilościowy zupełnie analogiczny. Wyniki z twardości wód zamieszczone są poniżej.

Jak widać więc, zupełnie dobrze stosuje się tu rozumowanie ze strony 433, choć wyniki

względu na możliwość elektroendosmozy, biorę 140 cm³ cieczy i po dializie rozcieńczam na 156,5 cm³. Próby te prowadzę przy przerywaniu ruchu mieszadła co 10 minut na 30 sek. Poniżej załączone (tablice XVI i XVII) zawierają wszystkie dane oznaczenia.

co

VO

TABLICA XVI.

p*

Czas

L.

Wolt próba a)

Amper próba a)

Wolt próba b)

Amper próba b)

O'

200

0,75

200

0,68

15'

200

0,80

200

0,73

30'

200

0,75

200

0,68

W czasie próby roztwór pozostał zupełnie klarowny (w przeciwieństwie do prób poprzednich). Spadek sacharozy zaznaczył się tu silnie; demineralizacja poszła stosunkowo nie daleko, świadczy to o tern, że proces w takich warunkach daje rezultaty niekorzystne.

Badanie osadów i twardości wód

45'

197

0,48

200

0,51

odpływowych przy e 1 e к t r o d i a 1 i za c h

60'

204

0,30

195

0,45

75'

200

0,35

205

0,45

z K₂SOi.

90'

200

0,29

202

0,33

105'

200

0,28

210

0,28

120'

200

0,28

200

0,21

W celu zyskania odpowiednich prób wykonuję elektrodializę w warunkach takich, jakie miały miejsce przy próbach a) i b). W cza-

TABLICA XVII.

Nr. próby

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

Zawartość

sacharozy

Zawartość

K₂so₄

przed

elektrodializie elektrodializą

po

Zawartość

K,SO,

Ubytek

po

sacharozy

Ubytek

KS0₄

elektrodializie

сг c:

15,00

14,80

14,92

15,00

1,0000

1,0000

0,0500

0,0470

ho ТГ ON ON

Jak z powyższych tablic widać deminerali-zacja cukru jest bardzo dobra, jakoteż spadek sacharozy jest nadzwyczajnie drobny.

Próba c). Różni się od poprzednich tylko tern* że wodę wodociągową zastąpiono tu dy-stylowaną. Wyniki zamieszczone są poniżej

(tablice XVIII i XIX).

TABLICA XVIII.

Czas

Wolt

Amper

0'

200

^00ч1С\(ЛАОЗ(О

60'

75'

90'

105'

120'

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

15,00

200

200

202

205

200

200

200

202

HHCOO\COh^HH СО СО CN г-ii—

о" o' o' о* о o' o' o' o'

Zawartość

sacharozy

po

elektrodializie

14,24

sie procesu już po paru minutach zauważono silne tworzenie się osadu, który po jakimś czasie opadał na dno. Zawartość tego osadu w 100 cm³ cieczy wynosiła 0,2604 g, a skład jego przedstawiał się następująco: CaO 55,4°/o, a zawartość C0₂ 44,8%, co czyni w sumie 100,2 % CaC0₃. Osad ten jest więc czystym węglanem wapniowym.

Badanie wód. Podobnie jak poprzednio, stosuję tu tę samą wodę wodociągową (strona 433, tablica VIII).

Twardość przemijająca wody katodowej wynosi „5,88° n“, a twardość całkowita równa się 0,75° n.

Twardość przemijająca wody anodowej równa się 5,93° n, a całkowita 7,5° n i dla tych wód sprawdza się założenie ze strony 433 zupełnie dobrze.

TABLICA XIX.

Zawartość

KtSO₄

przed

elektrodializą

Zawartość

K,so₄

po

elektrodiali ie

Ubytek

sacharozy

Ubytek

a;óo₄

1,0000

0,4550

5,06

54,5

4. Elektrodializa roztworu sacharozy i szczawianu potasu.

Elektrodializy przeprowadzam tu w obecności wody wodociągowej, przy przerywanem mieszaniu cieczy (co 10 minut na W celu uniknięcia błędu spowodowanego elektro-endosmozą biorę 140 cm³ cieczy, którą po skończonej elektrodializie rozcieńczam na 156,5 cm³. Do oznaczenia popiołu w próbkach roztworu biorę 5 cm cieczy, którą po odparowaniu do sucha i zwęgleniu pozostałości spalam jeszcze kwasem siarkowym i prażę. W ten sposób otrzymuję popiół siarczanowy. W czasie tych elektrodializ zaobserwowałem bardzo obfite tworzenie się osadów. Główna część ich osadza się na błonie, tworząc twardą warstwę o wyglądzie koronki. Drobna zaś reszta opada na dno lub częściowo pozostaje zawieszona w cieczy. Poniżej załączone tablice (XX i XXI) zestawiają wyniki dwóch prób przeprowadzonych w warunkach powyższych.

30 sek.).

TABLICA XX.

•d ’nr

Czas

Wolt Amper próba a) próba a)

Wolt próba b)

Amper próba b)

0'

200

0,39

201

15'

200

0,28

200

30'

202

i ,22

202

45'    202

0,20

200

60'

204

0,16

200

75'

208

0,13

200

Badanie osadów i wód odpływowych elektrodializy roztworu sacharozy i szczawianu potasu.

Ilościowe oznaczenie osadu stało się tu bardzo trudnem, a nawet niemożliwem, bo osad tak silnie przylegał do błony, że jego dokładne zebranie, nie dało się uskutecznić. Tak samo jak w poprzedniej dializie, tak i tutaj mamy do czynienia z dwoma rodzajami osadu, z osadem luźnym pozostającym w komorze i ze zbitym na błonie.

Skład osadu luźnego: wykazał on zawartość 98,7 °/o szczawianu wapniowego, reszta zaś to węglan wapniowy.

Osad na błonie: zawiera też obok 87,1 °/o szczawianu wapniowego, pewne ilości węglanu wapnia. Co do wody stosowanej przy dializie to jest to ta sama woda wodociągowa co i przed tem (strona 433, tablica VIII). Twardości wód odpływowych przedstawiają się następująco:

Twardość „przemijająca“ wody katodowej wynosi 10,86° n, a całkowita 9,46° n. Jak widać, zanotować tu możemy słaby wzrost twardości przemijającej spowodowany alkaljami z komory środkowej. Ten stosunkowo mały efekt zawdzięczać należy dużej ilości wody przepływowej i co zatem idzie dużemu rozcieńczeniu alkaljów. Twardość przemijająca wody anodowej wynosiła tu 9,19° n, a twardość całkowita 8,62° n. I tutaj daje się zauważyć zmniejszenie twardości idące po myśli rozumowania ze strony 433.

90'

211

0,12

200

105'

210

0,11

200

120'

210

0,10

202

5. Elektrodializy roztworu sacharozy i chlorku potasowego.

Demineralizacja w tych próbach nie jest jak widać szczególna, bo zaledwie połowa składnika mineralnego uszła — straty na cukrze niema.

Próby a) i b). Wykonywane są w warunkach podanych w tablicy XXII (przy przepływie wody wodociągowej i przy przerywanym ruchu mieszadła).

TABLICA XXI.

Nr. próby

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

Zawartr ść sacharozy

Zawartość

Zawartość

K₂(COO),

KÀCOO)

po

c lektrodializie

przed

elektrodializą

po

elektrodializie

Ubytek    Ubytek

K₂(COO)

sacharozy

°/o

a" pj

14,92

14,92

14.84

14.85

0,7320

0,7320

0,3600

0,3443

50,92

52,96

L. p.

Czas

Wolt prób. a)

Amper prób. a)

Wolt prób. b)

Amper

prób. b)

200

0,9

200

0,89

200

0,70

O O TJH

o o o cs cni cs

0,92

1,01

0,73

200

0,51

204

0,41

On O cs

0,52

0,40

200

0,33

90'

200

0,30

105'

206

0,28

120'

200

0,24

rt CS - o o o o o

CS CS CS CS

0,31

0,30

0,18

0,18

Tablica 23 wskazuje nam wyniki z tych doświadczeń.

węglanu wapniowego na elektrodzie srebrne], co ze względów oczywistych nastręczało potem dużo trudności przy jej oczyszczaniu. Wreszcie jeszcze jedno, konstrukcja elektrod nie pozwalała na ich przesuwanie. W celu uniknięcia tych trudności przez tubusy komór wodnych wprowadziłem ruchomo dwie rurki szklane, które służyły do doprowadzania i odprowadzania wody, rurki te było bardzo łatwo oczyścić (można było je też w każdej chwili zastąpić nowemi). Elektrody metalowe zastąpiłem tu materjałem grafito-węglowym, który będąc kwasoodpornym umożliwiał łatwe ich czyszczenie. Umieszczone one były ruchomo w rurkach szklanych umocowanych w wy-

TABLICA XXIII.

Nr. próby

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

Zawartość

sacharozy

Zawartość

Zawartość

po

elektrodializie

KCl

KCl

przed

elektrodializą

po

elektrodializie

Ubytek

sacharozy

Ubytek

KCl

CT pa

14,92

14,92

14,73

14,62

0,8970

0,8970

ślad

ślad

T-Г CS

r-~ *—

CS O

~ 100 ~ 100

dłużeniu komory wodnej. W ten sposób zmodyfikowany aparat umożliwiał mi szybką i pewną regulację, a wyniki dawał równie dobre. Zastąpienie elektrod metalowych (srebrna katoda i platynowa anoda) przez grafito-węglowe, oprócz wspomnianej wyżej zalety, było też i ze względów ekonomicznych dobre, bo dając również dodatnie wyniki były o wiele mniej kosztowne. W celu wypróbowania tego aparatu przeprowadzam poniższą próbną elektro-dializę.

Pierwszy raz dopiero w tych próbach można zauważyć spadek na sacharozie, choć jest on dosyć mały, natomiast eliminacja chlorku potasowego poszła tak daleko, że roztwór zadany azotanem srebra daje ledwo widzialną opalescencję. Podobnie jak przy elektrodiali-zach sacharozy z chlorkiem sodowym tak i tutaj można zauważyć silne tworzenie się osadu węglanu wapniowego. Nie zanotowano tu również elektroendosmozy — ciecz pozostała na tym samym poziomie.

6. Modyfikacja aparatu Wo. Pau-1 i’ego.

Zauważyłem już poprzednio, że aparat ten w czasie roboty wykazywał pewne niedokładności techniczne, utrudniające a czasem uniemożliwiające pożądane prowadzenie dializy. Do takich trudności zaliczyć przedewszystkiem należy to, że przy zastosowaniu do dializy wody wodociągowej powstawał w komorze katodowej osad węglanu wapniowego, który naprzód powodował zmniejszenie światła rurki odpływowej, a wreszcie zatykał ją zupełnie, temsamem utrudniał bardzo wodną regulację aparatu. Drugą wadą jego było, osadzanie się

Elektrodializie podaję roztwór sacharozy i węglanu potasowego przy zastosowaniu do dializy wody wodociągowej. Ilość wziętej do doświadczenia cieczy wynosiła 50 cm³ (komora wewnętrzna została zastąpiona przez mniejszą o pojemności 50 cm³). Jak tablice (XXIV i XXV) wykazują wynik elektrodializy był bardzo dobry, ubytek węglanu potasowego duży, natomiast spadek sacharozy minimalny.

W celu przekonania się jak idzie elektro-dializa bardziej skomplikowanych roztworów, wykonuję próbę demineralizacji z technicznym sokiem cukrowym (dyfuzyjnym). Proces ten przeprowadzam w powyższym aparacie do którego nalewam 50 cm³ soku i dializuję przez

L. p.

Czas

Wolt

Amper

O O Ö O O Ö O

т-ч CN CO ^ UO 40

225

210

216

216

215

213

210

o o p O p ~ ~ os 03

kO CN

r—< T-H

Tablica amperowa wskazuje, że już po 45 minutach demineralizacja się zatrzymała (przy zastosowaniu wyższego napięcia nie zanotowano spadku amperażu), proces został ukończony. Wyniki zestawione w tablicy XXVII wskazują, że spadek cukru jest drobny, natomiast ubytek popiołu dosięga 70 °/₀. Oprócz tego sok wykazuje wyraźne wyjaśnienie barwy, i silne wytrącenie się osadu. Zawartość substancji organicznej w 100 cm³ soku pierwotnego wynosiła 17,624 g wobec 16,894 g po elektrodializie.

TABLICA XXV.

Zawartość

sacharozy

przed

elektrodializą

Zawartość

sacharozy

Zawartość

Zawartość

AT₂C0₃

K₂COB

po

elektrodializie

przed

elektrodializą

po

Ubytek

sacharozy

Ubytek

K.₂co3

elektrodializie

14,76

14,51

0,9286

0,0511

1,69

94,5

TABLICA XXVI.

L. p.

Czas

Wolt

Amper

öuoöihuoöiho

o co UO

O O 0\ ON T-H

to to to to

>-* tO >—*

o LH

O O O JO JO JO JO JO oo Ъэ ł "►-* "to '►-* tOtOOOt-*UiOU\

TABLICA XXVII.

Widać więc z tego, że oprócz składnika mi-neralnego roztwór utracił znaczną ilość organicznego niecukru, a mianowicie 0,7300 g na 100 cm³ soku. Jak zaznaczyłem poprzednio aparaty trójkomorowe mają tę wadę, że utrudniają ściśle ilościowe przeprowadzenie doświadczenia i obsługa ich jest stosunkowo ciężka. W dalszych pracach zastosowałem aparat w zasadzie i wykonaniu nadzwyczaj prosty, przedstawiający się w ten sposób: Rura o średnicy 2 cm i długości około 15 cm (rysunek 5 i 6), obwinięta na dole papierem pergaminowym, pełniła funkcję dializatora. Anoda ze spirali

Zawartość

sacharozy

przed

elektro-

dializą

Zawartość

sacharozy

po

elektro-

dializie

Zawartość i opiołu przed elektro-dializą

Zawartość

popiołu

po

elektro-

dializie

rl

16,38

16,07

0,3100

0,082

90 min. przy przepływie wody wodociągowej. Warunki i wyniki tej próby podają tablice

XXVI i XXVII.

Po ukończeniu dializy zadaję roztwór zasadowym octanem ołowiu (c. wł. 1,20) w stosunku normalnym i po odsączeniu oznaczam w sacharymetrze. Przez 45 minut napięcie utrzymuję na 100 woltach, potem celem przyśpieszenia demineralizacji podnoszę je na 220 wolt.

Rysunek 5.

шш

In

HH

if!

;:w

2*С::х

;,л

i;¹»

I//'i

ж»

' IL

li

Rysunek 6.

platynowej wchodziła do wnętrza rury i zanurzała się w cieczy, katoda zaś umieszczoną była w otaczającem dializator naczyniu z wodą.

TABLICA XXVIII.

L. p.

Czas

Wolt

Amper

Opis aparatu.

Dokładnie namoczonym papierem pergaminowym obwijam koniec rury „T“ na której znajduje się pierścień gumowy i po obu jego stronach obwiązuję nicią jedwabną. Po dokład-nem wysuszeniu rury, uszczelniam ją zapomocą kollodium i słabo suszę. W ten sposób otrzymany filtr jest absolutnie szczelny i błona jest silnie napięta. Rura wraz z układem elektrod umieszczona jest w naczyniu z wodą, dopływ jej uskutecznia rurka „d“, a odpływ lewar „o“. Widocznem jest (fotografja), że aparat dzięki swej prostocie umożliwia łatwe usunięcie cieczy z dializatora.

Dla wypróbowania aparatu biorę do rury 20 cms roztworu sacharozy (15 °/₀) i węglanu potasu (1%) i elektrodializuję przy przepływie wody wodociągowej przez 18 minut. (Tablice XXVIII i XXIX przedstawiają nam warunki i wyniki tej dializy). Jak widać aparat daje wyniki dość pomyślne, sacharoza bowiem niema tendencyj spadkowych, gdy tymczasem już po

CO to —

со © о

Ui Ui Ln Ui OO vJ

P P P

O O to 4^. ЧО Oo

Zawartość sacharozy przed elektro-dializą

14,92

TABLICA XXIX.

Zawartość

sacharozy

po

elektro-

dializie

15,00

Zawartość

k₂co₃

przed

elektro-

dializą

Zawartość

K₂co₃

po

elektro-

dializie

0,9290

0,6950

18 minutach ubywa dwadzieścia kilka procent węglanu potasu. W celu przekonania się czy dalsza demineralizacja jest możliwą, wykonuję dializę 55 minutową przy wzrastającem woltażu. Warunki i wyniki tego doświadczenia podane są poniżej (tablica XXX i XXXI).

"О

Czas

Wolt

Amper

ON СП W> to н-к

Ul 4^ ^ ьз н

Ui Ui Ui О О

Ю    W    (О    и

О    О    О    о    ЧО    cri

о    о    о    о    to    to

CN N СО CN О О

o' o' о"

0,03

Zawartość

sacharozy

przed

elektro-

dializą

Zawartość

sacharozy

po

elektro-

dializie

Zawartość

popiołu

przed

elektro-

dializą

Zawartość

popiołu

po

elektro-

dializie

15,6

15,43

0,2840

0,0975

TABLICA XXXI.

Zawartość

sacharozy

przed

elektro-

dializą

Zawartość

sacharozy

po

elektro-

dializie

Zawartość

sacharozy

przed

elektro-

dializą

Zawartość

K,co,

po

elektro-

dializie

czam, że tego rodzaju problem odgrywał tu dużą rolę ze względów ekonomicznych). Elek-trodializie podaję 20 cm³ soku przy przepływie wody wodociągowej, przez 30 minut przy ro-snącem napięciu prądu (tablica XXXIV).

TABLICA XXXIV.

14,95

14,96

0,9290

0,2418

L. p.

Czas

Wolt

Amper

Efekt otrzymany w tej próbie jest bardzo dobry, ubytku sacharozy niema, natomiast węglanu potasowego ubywa około 70°/₀. Mogąc teraz już stwierdzić, że aparat ten pod każdym względem nadaje się do elektrodializy roztworów cukrowych, przystępuję do prób z sokiem dyfuzyjnym.

о о о о о

ГН CN СМ СО

110

200

200

ю о со

T—r—t CD

o' o' о*

7. Elektrodializa soku dyfuzyjnego na aparacie jednobłonowym.

Tablica XXXV wykazuje nam, że ubytek popiołu jest mały prawdopodobnie wskutek rozpuszczalności materjału elektrodowego, gdyż popiół jest zabarwiony charakterystycz-

Do tuby dializacyjnej biorę 20 cm³ soku sączonego i elektrodializuję go, prądem o sile 0,2 ampera. Kiedy spadek amperażu doszedł do 0,03 przerywam dializę i sok po sklarowaniu zasadowym octanem ołowiu badam na zawartość cukru. Skład soku podaje tablica XXXIII warunki pracy zaś umieszczone są

TABLICA XXXV.

Zawartość

sacharozy

przed

elektro-

dializą

Zawartość

sacharozy

po

elektro-

dializie

Zawartość

popiołu

przed

elektro-

diahzą

Zawartość

popiołu

po

elektro-

dializie

w tablicy XXXII.

TABLICA XXXII.

15,92

15,89

0,3500

0,31'о

L. p.

Czas

Wolt

Amper

СМ СО тг 1Г)

о ui о ui о

100

115

98

104

105

0,2

0,15

0,11

0,06

0,03

Widoczne w,-ęc jest, że nawet tak krótki czas wystarcza do uzyskania dobrej deminera-lizacji. W celu przekonania się czy zastąpienie elektrod platynowych żelaznemi da mi również dobre wyniki, wykonuję dalszą próbę (zazna-

nym dla tlenku żelaza żółtawym odcieniem. Próbowałem też zastąpić elektrody żelazne wę-glowemi, przy tym układzie jednak zauważyłem pewną stratę na cukrze (możliwe przez ad-sorbcję cukru na elektrodzie).

Krzywa systematycznego odpopie-lania soku dyfuzyjnego na aparacie jednobłonowym.

Do badań tych stosuję powyższy aparat z elektrodami platynowemi, a przepływ wody wodociągowej o temp. 8°. Celem otrzymania

odpowiednich punktów krzywej wykonuję całą serję prób, a to mianowicie co 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 minut.

Metodyka : jest podobną do poprzednich ale ze względu na pewne zmiany opiszę ją tu dokładnie. Przedewszystkiem do każdej próby stosuję nową błonę, która jest tak szczelnie umocowaną, że niema żadnej obawy przeciekania cieczy. Do wnętrza tuby nalewam 25 cm3 soku, zakładam anodę i puszczam prąd o napięciu 100 wolt i natężeniu początkowem 0,18 amperów, po ukończeniu oznaczam sacharozę i popiół. Ażeby zmniejszyć błąd doświadczalny (względnie) zawartość cukru i popiół soku pierwotnego, oznaczam w ten sposób: sok wlewam do rury, zakładam anodę, potem ją spłókuję i t. d. — wogóle postępuję ściśle jak z sokiem po elektrodializie (w ten sposób mogę ściśle oba wyniki porównać, bo błąd wykonany w obu doświadczeniach a będący tej samej wielkości znosi się).

Próbki po dializie wykazywały wyraźne wyjaśnienie barwy (załączona obok fotografja przedstawia te różnice). Sok pierwotny jest prawie że czarny, po dializie zaś barwa jego staje się słabo żółta, równorzędnie z wyjaśnieniem barwy idzie silne wytrącanie się osadu, który sączy się łatwo, dając zupełnie klarowną ciecz.

Daty z części doświadczalnej.

Podaję tu tabelarycznie warunki pracy a to mianowicie woltaż, amperaż i czas (tablice od XXXVI do XLVI), wyniki zaś na sacharozę i popiół umieszczam w tablicy XLVII.

TABLICA XXXVI.

L. p.

Czas

Wolt

Amper

03 to —¹

6 es ih

o o o

I-Ł I—*    --Ł

00

L. p.

TABLICA XXXVII.

Czas

Wolt

Amper

o oo q\ 4^ to o

СО СО Ю ^ CN и

r-H T“ł T-H y—t r-H y—i

o' o' ©“ o' o' o

TABLICA XXXVIII.

SoĄ /ipzcoi <fć- ać/<xć

•foĄ f}₀

L. p.

Czas

Wolt

Amper

h CN cn

o i b >o

г-н r-H

oo o oo

T—» Г-н г-н O

cT o" cT o"

TABLICA XXXIX.

L. p.

Czas

Wolt

Amper

y?'

jfp

Rysunek 7.

O h t-и г-н

60    ^ ►—*. >—* I—i y—i

0000^4^bOOOOON4^tOO

IS5S5S35SSS

ooooooooooo

L. p.

Czas

Wolt

Amper

L. p.

Czas

Wolt

Amper

OOJvlO\Ui4iWMii

5 CO ON ^ to о

О r-H CN CO ^ IO VO

т-h т-h т-h г-н т-H г-н т-h

WtOtONJtOtOHHHHł-i

ocoo\^toqcooN^N;o

OOOOOOOOOOOOOOOO

oooooooooooooooo

o* o" 5 o“ o“ S' o* o“ o' o' o' o' о o' o'

L. p.

bvnoîooiobb

i-< 1-H CN CN Ю

oooooooo

oooooooo

т-н т“Н т-н т-н т-н т-н r—» т-н

o o o o o o o 'o O O O '*-k    ~—L

W W № 00 li * 00

TABLICA XLV.

Czas

Wolt

Amper

TABLICA XLI.

L. p.

Czas

Wolt

Amper

00vlC\U\^WMH

OoKqiftOUlO

oooooooo

oooooooo

т-h т-h г-н т-h -г-н т-H т-H т-H

h тг o 00 VÛ rr

T—I T-H T-H

o' o* o" o“ o o*

b ю w oo ^ b li T-c CS co

O    O    O    O    O

o    o    o    o    o    o    o

T-H    H    T-H    T-H    r-H    T-H    T-H

00 uo O U-> W) i—i т-h n O O

o' o“ o" o“ o'

L. p.

TABLICA XLVI.

Czas

Wolt

Amper

TABLICA XLII.

L. p.

Czas

Wolt

Amper

O CM 00 00 o o

ih rt W

I—l    I—*    t—‘    t-1    и    Ч

o    o    o    o    o    o

o    o    o    o    _

OSS^UiJiWtOii

OOCnqcnOUjO

oooooooo

oooooooo

rH T-H T-H T-H T-H T-H T-H T-H

I⁴ O 00 VO ^ co

r-H T-H T-H o O O O

o' o' o" o" o" o" o'

TABLICA XLIII.

L. p.

Czas

Wolt

Am^er

ob^oo^boob

T-* T— CN СО ^ ЧО

oooooooo

oooooooo

*-H T-H T-H T—< T—• T-H T-H T-H

О Ю ЧГ co co . ч O O O O o' o" o" o' o" o o"

t'' CO

Wyniki otrzymane z tych dializ (tablica XLVII) wpisane są w poniższy wykres (rys. 8). Dozwala on sądzić, że krzywa sacharozy, która tu jako doświadczalna ma pewne nierówności, jest w rzeczywistości prostą o nadzwyczaj drobnym spadku (wynosi w tych warunkach ok. 0,1 °/o cukru na sok), krzywa odpopielenia spada natomiast szybko.

Z tablicy XLVII i krzywej (rys. 8) widzimy, że już po 8-miu minutach 50°/o składnika mineralnego przedializowało, widoczny spadek jest jeszcze do 40 minut i wtedy to demine-ralizacja sięga 80 °/₀, potem zauważyć można stagnację procesu (stale natężenie prądu), który po upływie 90 minut daje 94°/₀-wą demine-ralizację.

Czas

Wolt

L. p.

CN

Öw-lÖlhÖOÖÖÖÖÖÖ г-li—iCNCO-^riO’Or^.OOO

cr

'S

cMosc    sacficł ro zy Lj /00 CC

'S

TABLICA XLVII.

Amper

0,18

0,14

0,11

0,08

0,06

0,03

/о

Zawartość sacharozy w 100 cm3 soku

Zawartość popiołu w 100 cm3 soku

17,14

17,20

16,90

17,09

16,70

16,87

16,80

16,77

16,55

16,77

. 16,66

0,3680

0,2200

0,1640

0,1360

0,1140

0,1000

0,0780

0,0740

0,0720

0,0580

0,0400

0,0220

sacharozy i 1 % chlorku sodowego przy 20 woltach napięcia i 0,12 amperach natężenia przy przepływie wody wodociągowej daje wyniki dodatnie, mianowicie straty na cukrze niema, a soli ubywa 30°/o.

4.    Przerywane mieszanie cieczy w czasie elektrodializy okazało się dla demineralizacji korzystnem.

5.    Przy elektrodializowaniu roztworu zawierającego 15% sacharozy i 1 % składnika mineralnego pod napięciem ok. 200. wolt i przy natężeniu początkowem ok 1 ampera otrzymujemy po 120 minutach demineralizację przewyższającą 90% — a to dla roztworów:

a)    sacharozy i NaCl (ubytek przeszło 99%),

b)    sacharozy i KCl (ubytek — 100%),

c)    sacharozy i K^SOi (ubytek około 95%).

SnCHfiROZn

PoPJÓL.

/s го

so

to

So

to

/о

so

90

CZ'IS

Rysunek 8.

Rysunek 8.

8. Zestawienie wyników i wnioski.

1.    Elektrodializa roztworu zawierającego 15 % sacharozy i 1 % chlorku sodowego przy 60 woltach i 0,8 amperach, przy przepływie wody destylowanej (na aparacie Pauli’ego) daje wyniki dla demineralizacji cukru niekorzystne.

2.    Elektrodializa roztworu zawierającego 15% sacharozy i 1 % chlorku sodowego przy 60 woltach napięcia i 0,15 amperach natężenia doprowadza do wyników pomyślniejszych (mały spadek cukru). ₄

3.    Elektrodializa roztworu zawierającego 15%

6.    Przy elektrodializie sacharozy (15%) i szczawianu potasu (1%) pod napięciem 200 wolt i natężeniem początkowem 0,4 ampera demineralizaćja sięga do 50%.

7.    Przy elektrodializowaniu roztworu zawierającego 15% sacharozy i 1% węglanu potasu pod napięciem 200 wolt i przy natężeniu początkowem 0,5 ampera po 180 minutach otrzymujemy demineralizację przekraczającą 99% (idzie więc ona powolniej niż elektrodializy podane pod 5).

8.    Zmodyfikowano aparat Wo. Pauli’ego:

a) zastępując nieruchome rurki dopływowe

de sel de 30 %•

12. Il faut encore ajouter:

a)    que les électrodes de fer sont nuisibles à la déminéralisation,

b)    que l’emploi d’ électrodes de charbon pour l’appareil à une membrane donne lieu à une perte de

i odpływowe ruchomemi, wskutek czego oczyszczenie tychże stało się bardzo proste,

b)    metalowe elektrody zastąpiono grafito-węglowemi, które jako kwasoodporne były bardzo łatwe do oczyszczania,

c)    elektrody te zostały umocowane (w przeciwieństwie do aparatu Pauli’ego) ruchomo.

9.    Zastosowanie do elektrodializy dyfuzyjnych soków cukrowniczych aparatu jednobło. nowego okazało się korzystnem i praktycznem.

10.    Przy zastosowaniu do tegoż aparatu (pod 9) prądu o sile 0,18 ampera natężenia początkowego (przy 100 wolt) otrzymujemy już po 8 minutach demineralizację 50°/₀-wą, która po 90 minutach wzrasta na 94 °/₀ (pojemność tu wymienionego aparatu wynosiła 25 cm³).

11.    Dyfuzyjny sok cukrowniczy po elek-trodializie w wyżej wymienionych warunkach (pod 10) wykazuje wyraźne a) wyklarowanie} b) wyjaśnienie barwy i c) podwyższenie współczynnika czystości.

12.    Oprócz tego nadmieniam, że:

a)    zastosowanie elektrod żelaznych okazało się dla demineralizacji niepraktycznem, a nawet szkodliwem,

b)    zastosowanie elektrod węglowych do aparatu jednobłonowego okazało się niepraktycznem (strata na cukrze),

c)    stosowanie prądu silniejszego powoduje mocne pienienie cieczy, uniemożliwiając tem-samem prowadzenie elektrodializy.

Na tern miejscu składam JWPanu Prof. Dr. Adolfowi Josztowi podziękowanie za cenne rady i wskazówki, jakie od Niego w czasie mojej pracy otrzymałem.

RÉSUMÉ DES RÉSULTATS ET CONCLUSIONS.

1.    L’électrolyse à 60 K et 0,8 A (dans l’appareil de Wo. Pauli) de solutions contenant 15% de sucre et 1% de NaCl, mises en présence d’un courant d’eau distillée, donne des résultats négatifs en ce qui concerne la déminéralisation du sucre.

2.    L’électrodialyse à 60 U et 0,15 A de solutions contenant 15% de sucre et 1% de NaCl donne de meilleurs résultats, à savoir une petite diminution du sucre.

3. L’électrodialyse à 20 V et 0,12 A de solutions contenant 15 °/₀ de sucre et 1% de NaCl, mises en présence d’un courant d’eau potable, donne de bons résub tats, à savoir aucune perte de sucre et une diminution

4. Le remuage interrompu du liquide pendant l’électrodialyse s’est montré avantageux à la déminéralisation.

5.    L’électrodialyse à 200 K et à environ 1 A (au commencement) de solutions contenant 15% de sucre et 1 % de composant minéral donne après 120 minutes une déminéralisation surpassant 90%, à savoir:

a)    sucre et NaCl (diminution de plus de 99%),

b)    sucre et KCl (diminution — 100%),

c)    sucre et K₂S0₄ (diminution d’environ 95%).

6.    Si l’électrolyse d’une solution de sucre de 15% et de K₂(COO)₃ de 1% mise eu présence d’un courant d’eau potable a lieu au moyen d’un courant électrique de 200 V et de 0,4 A la déminéralisation atteint 50%.

7.    Si la solution à 15% de sucre et 1% de K₂C03 et le courant électrique est de 200 V et 0,5 A la déminéralisation surpasse après 180 minutes 99 % (Elle est donc plus lente que dans les électrodialyses dont il a été question sous 5).

8.    L’appareil Wo. Pauli a été modifié de la manière

suivaute:

a)    les électrodes de métal ont été remplacées par des électrodes de charbon faciles à nettoyer à cause de leur réscitance aux acides,

b)    les tuyaux immobiles amenant et reconduisant l’eau ont été remplacés par des tuyaux mobiles dont le nettoyage est très facile,

c)    contrairement £ l’appareil de Pauli les électrodes ont été faites mobiles,

9.    L’emploi d’un appareil à une seule membrane pour l’électrodialyse des sucs sucriers provenant de la diffusion s’est montré avantageux et pratique.

10.    En se servant pour cet appareil (voyez 9) d’un courant électrique ayant au commencement 0,18 A et 100 V on obtient déjà après 8 minutes une déminéralisation de 50%, croissant après 90 minutes à 94% (le volume de l’appareil étant de 25 cm³).

11.    Après l’électrolyse dans les conditions décrites sous 10 le suc sucrier est devenu : a) clarifié, b) il a obtenu une teinte plus claire et c) il a gagné en pureté.

sucre,

c) que l’emploi d’un courant électrique plus fort fait fortement écumer le liquide et empêche l’électrodialyse.

De l'Ecole Politechnique de Lwów.

81B L î S T E K A POilTEGHRIBZIâ

KRAKÓW

ł

•*r ' ■

r

WYDZIAŁY POLITECHNICZNE KRAKÓW

BIBLIOTEKA GŁÓWNA

V

Bibliote a Politechniki Krakowskiej

100000298114 -7

.. mw,

33157

Kdn., Czapskich 4 — 678. 1. XII. 52. 10.000

ШРИ;

dltbl Ш

Bib.JÄ£ •!

4

4

г:

•I:

|1ШЩв

'■

штат

il

:ч,-

шш

;'Ч.

ч|:

яишшш

>■

г

с-

I

л>

ÄÜ

V; V

lii

-.Ś

СО

сл

Ш:

::|Vÿ

ш

ИМ*

■Ч|й-

•si:

ж»

1|Щ1

ШЙр

\ж

ж.

Ч:

;:-:-

v/Ч-

u.

й-Й;

si

V;

I-

■рВН

ÉMttH

“«pit

iii

:•

Ж1

•:

V:

is

Isis

МГ:

••••

Щ Ifgfgg щ

чрй

шр

:; ’* ;;:

yBiiiBft

1ШШ

'■ ':

Шй

';Г г;

щттщ

шШЁЁШ

ям

шш

Ж:Жа

ШШ|||

ШШШШШЁШ

wÆÊÊÊÊÊâ

шят^ш

ЯЖ€ Щ УайинВИвШ

---jri

штшшттт.

Фттщттттшёшшт

■ Ш i 1 ШЁЛ

щтщ

таЁШквтш

шшА'

Шва

тщтщ    ..........

' жЖ:-\, VilV ..

■

'    1 I IV - "j

Ж Шщ

вищ...

тйЙйМШ^ЙйШй

, '■* Щ    '•""С    !

, :

■яти

’•V;

Шшвт

• V; - .

<N

0/JĘ0i

*йЬй

СО

IllilillPlIjlHilllllllilili

У|*Ш'*и,“и”мв

ЙЩ

лини.

шшш

тшжтж

ттт

Ш&£щИн

таЩшщтт

■

j

ШЫШ

Шш-

‘ШН

SÎ

:■; : : •:■

' -•