Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы В 29 4/
1.1. Модификация белков (на примере желатины) низко- и высокомолекулярными поверхностно-активными веществами (ПАВ) в объеме водной фазы. Структура ассоциатов белок-ПАВ
1.2. Свойства модифицированных желатин на жидких границах раздела фаз раствор/воздух и раствор/углеводород
1.3. Коллоидно-химические методы извлечения белков из многокомпонентных водных систем
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Измерение реологических параметров межфазных адсорбционных слоев и двусторонних пленок
2.2.2. Измерение поверхностного и межфазного натяжения
2.2.3. Метод ИК-спектроскопии многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНИВО)
2.2.4. Метод дисперсии светорассеяния для определения радиуса частиц
2.2.5. Характеристики устойчивости пен
2.2.6. Методы анализа производственных сточных вод
Глава 3 Результаты исследований и их обсуждение
3.1. Сгущение массы желатины на жидких границах раздела фаз
3.1.1. Различное соотношение компонентов желатины и додецил-сульфата натрия
3.1.2. Влияние рН
3.2. Поверхностное и межфазное натяжение
3.3. Реологические свойства межфазных адсорбционных слоев и двусторонних (пенных и эмульсионных) пленок на границе раздела водный раствор/воздух и водный раствор/масло
3.3.1. Регулирование реологических параметров при введении добавок
3.3.1.1. Додецилсульфат натрия 93
3.3.1.2. Полиакриловая кислота
3.3.2. Влияние рН \о$
3.4. Свойства пен, стабилизированных ассоциатом желатина-додецилсульфат натрия І2.Ч
3.5. Применение ПАВ для интенсификации процесса очистки промстоков от белковых загрязнений методом напорной флотации 12.
3.5.1. Извлечение белков из многокомпонентных водных систем
3.5.2. Определение оптимального режима процесса и его апробация /53
3.5.3 Аппаратурное оформление процесса очистки сточных вод с применением поверхностно-активных веществ М і
3.5.4. Экономический эффект от предотвращенного экологического ущерба
Выводы 449
Литература
- Свойства модифицированных желатин на жидких границах раздела фаз раствор/воздух и раствор/углеводород
- Метод ИК-спектроскопии многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНИВО)
- Реологические свойства межфазных адсорбционных слоев и двусторонних (пенных и эмульсионных) пленок на границе раздела водный раствор/воздух и водный раствор/масло
- Применение ПАВ для интенсификации процесса очистки промстоков от белковых загрязнений методом напорной флотации
Свойства модифицированных желатин на жидких границах раздела фаз раствор/воздух и раствор/углеводород
При температурах превышающих 35 С, желатина в водном растворе находится в состоянии беспорядочного клубка. Для растворов желатины при 40 С среднеквадратичный радиус инерции макромолекул желатины составляет 36 нм по данным метода светорассеяния [54]. При изучении пространственной структуры желатины в разбавленном растворе методами светового, малоуглового нейтронного и рентгеновского рассеяния в присутствии 0,1 М NaCl при 50 С также показано [201], что радиус вращения макромолекулярной цепи равен примерно 35 нм. При понижении температуры а-цепи способны частично восстанавливать коллагеноподобную спиралевидную структуру, а-цепи могут образовывать димеры ((3-частицы) или тримеры (у-частицы), которые также могут образовывать коллагеноподобную спираль. При изменении температуры конформационный переход спираль-клубок обратим [54].
Процесс перехода коллагеноподобная спираль = клубок детально изучен самыми различными методами [54, 61, 64, 156, 176]. На термодинамические и кинетические параметры конформационного перехода коллаген о желатина можно влиять путем добавления поверхностно-активных веществ, электролитов и др.
Для изучения взаимодействий желатина с ПАВ используют различные методы исследования: метод кругового дихроизма [231], потенциометрического титрования [22, 35], осаждения [189], объемной и поверхностной реологии [148, 173, 181, 182, 186, 213, 214], ион-селективных электродов [20, 146, 147, 153, 168 - 171, 179, 197], рассеяния нейтронов на малых углах [158, 187], JC ЯМР спектроскопии [196], Н ЯМР высокого разрешения [51], а также градиентного эхо-спин ЯМР спектроскопии [174] и другие.
В ряде работ методами потенциометрического [22, 35] и кондуктометрическо-го [207] титрования установлено, что при добавлении поверхностно-активных веществ (анионных, катионных, неионогенных) в водный раствор желатины происходит модификация макромолекул белка в результате образования ассоциатов с ПАВ в результате гидрофобных и электростатических взаимодействий. Анионные ПАВ (доде 10 цилсульфат натрия) взаимодействуют с основными (аргинин, лизин, тирозин, гисти-дин), а катионные ПАВ (цетилпиридиний бромид, цетилпиридиний хлорид) с кислотными (глутаминовая, аспарагиновая кислота) группами желатины. Показано, что примерно половина ионного ПАВ может связываться противоположно заряженными группами желатины, вторая половина - в результате гидрофобных взаимодействий. Максимальная связывающая способность равна (2,1 - 2,3)- 10" моль ДСП на один грамм желатины при рН 6,0 [35]. При этом наблюдаются конформационные изменения макромолекулы желатины (коллагеноподобной структуры) в объеме раствора. Методом кругового дихроизма [231] показано, что в результате взаимодействия желатины с ПАВ коллагеноподобная спираль желатины становится менее упорядоченной. Конформационные переходы макромолекул желатины были изучены в [50] по изменению оптического вращения [231]. В обзоре [50] показано, что в результате взаимодействия с ионным ПАВ коллагеноподобная спираль лселатины становится менее упорядоченной, степень ее разупорядоченности зависит от концентрации ПАВ.
В обзоре [50] представлены также результаты исследований влияния низкомолекулярных ПАВ различной природы (углеводородных и фтористых) на водные системы желатины, как в объеме, так и на границе раздела фаз раствор-воздух. Рассмотрено влияние ПАВ на конформационное состояние макромолекул. Показано, что желатина, модифицированная низкомолекулярным ПАВ, является, по сути, новым поверхностно-активным веществом.
В работе [222] изучено взаимодействие ДСН и желатины в водных растворах. Найдено, что числа мицеллярной агрегации додецилсульфата натрия (ДСН) равны соответствующим числам агрегации в отсутствии желатины, и показано, что взаимодействие между ДСН и желатиной осуществляется в результате гидрофобных и электростатических сил. Мицеллы ДСН, связанные с биополимером, отталкиваются друг от друга, в результате чего процесс связывания идет "ступенчато". Автором предложена простая термодинамическая модель связывания додецилсульфата натрия с биополимером, основанная только на электростатических эффектах.
Сделано много попыток, чтобы объяснить структуру ассоциатов желатина-ПАВ. В работе [51] показано, что структура ассоциата определяется степенью насыщения макромолекул желатины додецилсульфатом натрия. Предложена модель ассоциата для низких и предельных степеней связывания ДСН желатиной. Краткий обзор всех предполагаемых моделей структуры ассоциата желатина-ПАВ представлен в работе [224].
Связывание анионных ПАВ гидрофильной цветной компоненты и додецил-сульфата натрия желатиной изучалось в работе [168] методом ПАВ-селективных электродов. Устройство ПАВ-селективных электродов описано в [169]. Структура и состав ассоциатов желатина-ПАВ зависит от соотношения компонентов и концентрации поверхностно-активного вещества. Методом ЯМР высокого разрешения на протонах при 45 С исследованы водные системы желатины с додецилсульфатом натрия при широком варьировании соотношения компонентов [51].
Методом измерения интенсивности светорассеяния [54] определили, что при 313 К в разбавленных растворах желатины среднеквадратичное расстояние между концами полимерной цепи, характерное для статистического клубка равно
(h2)1/2 = 65,0 нм. Согласно [215] среднеквадратичный радиус энергии (R2)U2 также равен 31,4 - 44,4 нм. Размеры частиц в водных растворах белков определяют методом светорассеяния (или "спектром мутности") [54]. В работе [50] показано, что в разбавленных растворах желатины (0,1 -0,5 %) при 295 К эффективный радиус частиц равен 75 - 100 нм. Введение добавок ионогенных ПАВ, додецилсульфата натрия и це-тилпиридиний хлорида (ЦПХ), приводит к увеличению размеров частиц в объеме. При определенных соотношениях компонентов: 5,9-10"4 моль ЦПХ/г жел. и 5-Ю" моль ДСН/г жел. (Сж = 0,1 %) появляются высокодисперсные частицы новой фазы, эффективные радиусы которых соответственно равны 1400 и 240 нм. При добавлении неионогенных ПАВ (оксиэтилированные спирты) размеры частиц практически остаются неизменными по сравнению с растворами желатины.
Образование нерастворимых ассоциатов желатина-анионное ПАВ наблюдается при определенном соотношении компонентов, величине рН и температуре [189, 211]. При этом, как показано в [217], методом измерения контактных углов, ассоциа-ты обнаруживают повышенную гидрофобность. Появление новой фазы, как правило, отвечает условию компенсации зарядов макромолекулы желатины при взаимодействии с ПАВ, т. е. образованию ассоциата эквивалентного состава.
Метод ИК-спектроскопии многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНИВО)
Рыбообрабатывающие предприятия являются крупными потребителями воды, главным образом воды питьевого качества. Приблизительно на каждую тонну вырабатываемой продукции расходуется до 18-20 т воды [66]. Применение коллоидно-химических методов способствует интенсификации процессов очистки воды флотацией и пенной сепарацией.
В литературе имеются достаточно обширные сведения по очистке воды от белковых загрязнений методами коагуляции и флотации. Следует отметить, что традиционно используемые неорганические коагулянты (соли алюминия и железа) и синтетические флокулянты (например, полиакриламид) имеют следующие недостатки: невозможность во многих случаях обеспечить в воде нормируемое количество остаточного алюминия или других токсичных катионов металлов; необходимость подщела-чивания для осуществления гидролиза коагулянта (коагулирующим действием обладают, прежде всего, продукты гидролиза последнего); значительный расход коагулянтов, в результате чего повышается коррозионная активность воды.
Основной физико-химической характеристикой сточных вод, определяющей выбор того или иного метода очистки, является степень дисперсности загрязнений [108]. В зависимости от степени дисперсности (размера) загрязнений сточные воды пищевых производств подразделяются на: грубодисперсные системы с частицами размером более 0,1 мкм (остатки сырья, песок); коллоидные системы с частицами размером от 0,1 мкм до 0,1 нм (белки, жиры); истинные растворы с частицами размером менее 0,1 нм (растворы поваренной соли, кислоты, щелочи). Для извлечения из сточных вод грубодисперсных примесей используются сооружения механической очистки, коллоидных веществ - методы физико-химической и биологической очистки. Для удаления из сточных вод крупных взвешенных веществ применяются решетки, параболические сита. Крупные минеральные загрязнения из сточных вод извлекаются в песколовках или гидроциклонах. Для механической очистки стоков пищевых производств от жирных загрязнений применяют гравитационные жироловки. В практике очистки сточных вод пищевых производств наибольшее применение получили следующие методы физико-химической очистки: флотация, реагентная обработка, ультрафильтрация. Наиболее распространенными и трудноудаляемыми являются примеси коллоидной степени дисперсности, представляющие собой твердые частицы размером меньше 10 5 см, а также эмульгированные масла, образующие с водой устойчивые коллоидные растворы, не коагулирующие самопроизвольно и не расслаивающиеся в течение длительного времени.
Использование поверхностных явлений белков решает ряд экологических проблем, в частности очистки сточных вод. В технологии очистки сточных вод различных производств достаточно широко стала использоваться флотация, как метод фазового разделения и концентрирования веществ. Научные разработки и опыт практического применения флотационной очистки показали перспективность ее использования для очистки воды от взвешенных загрязнений различной степени дисперсности, удаление органических и неорганических соединений из многокомпонентных сточных вод [25, 76, 109, 116, 150, 204].
Флотация относится к физико-химическим методам очистки и заключается в насыщении сточных вод воздухом под давлением и дальнейшем «вскипании» жидкости вследствие выделения воздуха при атмосферном давлении. При этом белковые загрязняющие частицы, адсорбируются на пузырьках воздуха, сепарируются из воды переводом в пенный слой, который затем удаляется.
Известно много способов насыщения воды пузырьками газа (воздуха), среди которых по размерам диспергирования газа следует указать следующие: флотация с выделением воздуха из воды - напорные, эрлифтные и вакуумные установки; флотация с механическим введением воздуха - безнапорные (пенные), импеллерные и пневматические аппараты; флотация с подачей воздуха через пористые материалы; электрофлотация. На пищевых предприятиях для извлечения белковых загрязнений используются напорные флотаторы. Однако использование флотационных методов обработки не всегда дает хороший результат. Так на промышленных предприятиях степень извлечения белково-жировых загрязнений из сточных вод составляет не более 40 %.
Один из перспективных методов интенсификации флотационного процесса -предварительная обработка сточных вод различными реагентами. Применение коагулянтов повышает гидрофобизацию поверхности частицы, увеличивает диспергируе-мость и стабильность газовых пузырьков, приводит к активации флотационного процесса и, вследствие этого, повышает степень извлечения загрязнений из жидкостей [24, 26, 75, 98].
Для очистки сточных вод эффективен коагуляционный метод с помощью неорганических коагулянтов. Он позволяет не стабилизировать эмульгированные стоки воды и перевести коллоиды в коагулированный осадок. Неорганические коагулянты (соли аммония), обладая высокой коагулирующей и адсорбционной способностью, позволяют извлекать из воды тонкодисперсную эмульгированную взвесь, растворенные органические вещества. Коагулятом служил традиционный AL SO и отход производства алюмохлорид (ТУ 383021163-89). Также в качестве реагента используется фосфорная кислота (пищевая) и мел [89]. Оба реагента являются традиционными для производства кормовых фосфатов. Образующийся в результате осадок и жиро-масса содержат фосфат Са, избыточный мел, с коагулированные белки могут быть использованы в рыбомучном производстве и как удобрение. За рубежом широко применяют синтетические высокомолекулярные флокулянты. В связи с этим проведены исследования по очистке воды рыбообрабатывающих предприятий с использованием отечественных флокулянтов. Флокулянты обладают коагулирующим и фло-кулирующим эффектом, т.е. способностью дестабилизиовать эмульсию и укрупнять образующиеся микрохлопья загрязнений, позволяет снизить дозу коагулянта или полностью заменить его, увеличить скорость осветления обработанной реагентами воды. Осветлять воду можно отстаиванием или флотацией. Процесс флотации протекает в течение 15-30 минут в 6-8 раз быстрее, чем отстаивание. При этом обеспечивается высокая степень очистки стоков от жиров и взвешенных веществ, кроме того, флотационный процесс сопровождается аэрацией, снижением концентрации ПАВ и количества микроорганизмов, что значительно облегчает последующую очистку. В сточных водах рыбообрабатывающих предприятий значительно преобладают вещества с гетерополярним строением молекул. Для получения высокого и стабильного эффекта очистки сточных вод от жироподобных веществ целесообразно использовать фильтрацию с применением различных адсорбционных материалов: кварцевого песка, древесной стружки, дробленого кокса, активированного угля и т.д. Были проведены исследования эффективности очистки сточных вод рыбообрабатывающих предприятий по следующей схеме [26]: коагуляция, осветление методом отстаивания или флотацией и фильтрация. Установлено, что наибольший эффект по снижению ХПК (до 95%) достигался при обработке воды сульфатом алюминия с флокулянтом. Оптимальные параметры осветления воды методом напорной флотации по рециркуляционной схеме, продолжительность насыщения воздухом -2-3 минуты, осветление 20-30 минут, давление в напорном баке 400 кПа, рециркуляция 50% объема очищаемой воды. При доочистке воды фильтрованием лучшие результаты по ХПК (65%) получены при использовании активированного угля.
Производственные стоки рекомендуется очищать физико-механическим способом при сбросе в городские сети или предусмотреть дополнительный блок биологической очистки при сбросе в открытые водоемы. Хорошие результаты получены при эксплуатации опытной установки по предварительному осаждению белка из этих стоков пектином [89]. Это позволило удешевить очистные сооружения в три раза.
Анализ имеющихся в литературе сведений по вопросу извлечения белковых загрязнений из промышленных сточных вод показал, что использование низкомолекулярных поверхностно-активных веществ в качестве реагентов для модификации белков, вследствие чего процесс извлечения белков из многокомпонентных систем интенсифицируется практически не изучено.
Реологические свойства межфазных адсорбционных слоев и двусторонних (пенных и эмульсионных) пленок на границе раздела водный раствор/воздух и водный раствор/масло
Физические основы метода ИК-спектроскопии МНПВО подробно изложены в монографии [129]. Для нанесения структурированного адсорбционного слоя белка, сформированного на жидких границах раздела фаз, на рабочие грани элемента МНПВО применяли принцип Ленгмюра-Блоджетт, использованный в работах [56, 154, 155, 164, 177, 208]. Схема перенесения, разработанная в [42], показана на рис. 5. В кювету Т-образной формы, выполненную из стекла, заливали жидкую фазу (1) с большей плотностью - водный раствор белка, чтобы граница фаз находилась на уровне середины барьеров. В фазу (1) погружали элемент МНПВО (3) таким, образом, чтобы его верхняя грань находилась непосредственно под границей раздела фаз. На поверхность фазы (1) помещали слой более легкой углеводородной фазы (2). После формирования межфазного адсорбционного слоя (4) в течение нескольких часов, его переносили на элемент МНПВО, вытягивая элемент из-под слоя в вертикальном направлении при одновременном сближении барьеров (5) с одинаковыми скоростями Vi=V2=v3 :8 мм/мин.
В использованной конструкции адсорбционный слой желатины равномерно наносился на рабочие поверхности элемента. Перед регистрацией спектра с входной и выходной граней элемента МНПВО он смывался водой и спиртом.
Элемент МНПВО в течение времени формирования адсорбционного слоя находился в водном растворе белка, вследствие чего на его поверхности адсорбировалась желатина из объема раствора. Поэтому, сформированный на жидкой границе раздела фаз, адсорбционный слой при вытягтвании элемента МНПВО наносился поверх уже адсорбированного на поверхности элемента слоя желатины.
При съемке спектра МНПВО происходила регистрация суммарного сигнала двух адсорбционных слоев, что приводило к завышенным значениям толщины межфазного адсорбционного слоя. Для введения поправок необходимо было изучить адсорбцию желатины на границе водный раствор/элемент МНПВО в зависимости от различных условий. (a)
Оптическая схема хода лучей при многократном нарушенном полном внутреннем отражении. 1 - плоские зеркала; 2 - элемент МНПВО; 3 - нанесенный межфазный адсорбционный слой; 4 - источник ИК-излучения; 5 - входная щель спектрофотометра Методика исследования адсорбции из раствора желатины на поверхность элемента МНПВО была разработана в [11]. В начале элемент МНПВО выдерживали в растворе желатины в течение 3 часов (время формирования адсорбционного слоя на границе с гептаном), затем механически разрушали межфазный слой белка на границе его с воздухом и вытягивали из раствора с той же скоростью, с которой производилось нанесение межфазного адсорбционного слоя. Спектры МНПВО, полученные таким образом, практически совпадали по интенсивности с суммарными спектрами МНПВО. Однако их интенсивность резко снижалась при применении отмывки адсорбированного на элементе слоя желатины путем многократного погружения МНПВО в дистиллированную воду.
Из полученных результатов можно сделать вывод, что после адсорбции макромолекул на поверхности элемента МНПВО происходит налипание раствора на элемент при его вытягивании в отсутствие межфазного адсорбционного слоя.
При нанесении межфазного адсорбционного слоя с границы раствор/гептан на поверхность элемента МНПВО с адсорбированным из раствора слоем желатины происходит как бы выдавливание раствора из промежутка между слоями. Косвенным доказательством этого служит то, что вытянутая в отсутствие сформированного на границе раздела жидких фаз адсорбционного слоя элемент МНПВО сохнет на воздухе в течение 10-15 минут, тогда как при наличии последнего, высушивание происходит уже в процессе его нанесения на элемент МНПВО.
В [83] было проверено влияние адсорбированной воды на элементе на состояние его поверхности (спектр МНПВО до и после адсорбции воды ) и показано, что адсорбция воды на элементе МНПВО не оказывает заметного влияния на регистрируемый спектр. Получение поливочной пленки Поливочные пленки получали на полиэтиленовой пленке. Готовили раствор желатины (Сж - 0,6%) и высушивали при Т = 40 С. Затем регистрировали ИК-спектры МНПВО. Условия регистрации ИК-спектров МНПВО ИК-спектры МНПВО регистрировали на спектрофотометре UR-20 фирмы "Carl Zeiss" при комнатной температуре. Скорость записи спектров 64 и 160 см" /мин, масштаб записи 10 и 20 CM VMM. Спектры в области 1000 - 2000 см" снимали с использованием призмы NaCl, в области 2700 - 4000 см"1 - призмы LiF. Использовали приставку МНПВО к ИК-спектрофотометру, оптическая схема которой изображена на рис. 6. Материалом для элемента МНПВО был использован кремний с рабочей областью 1500 - 4000 см"1. Показатель преломления п = 3,40; угол падения света 45, число отражений N = 20.
После очередного опыта необходимую чистоту рабочих граней элемента достигали тщательной отмывкой раствором 0,1 М НС1 [83] и горячей дистиллированной водой. Чистоту контролировали, сравнивая спектры МНПВО на различных этапах отмывки.
Спектр чистого элемента внутреннего отражения представлен на рис. 7. Элемент МНПВО имел пропускание 20-25% в области 2000 см" . Перед регистрацией спектра в канал сравнения спектрофотометра вводили диафрагму так, чтобы пропускание элемента МНПВО составляло 80 - 90 %. Юстировку приставки МНПВО производили при частоте 2200 см"1 на призме LiF.
Для расчета оптической плотности исследуемой полосы поглощения, например, Амид I (1660 см"1), проводили базовую линию (рис. 8), затем измеряли интенсивности падающего 10 и отраженного I света в единицах шкалы пропускания.
Применение ПАВ для интенсификации процесса очистки промстоков от белковых загрязнений методом напорной флотации
Важнейшими стабилизаторами дисперсных систем, в том числе пен и пищевых эмульсий, являются белки, свойства которых во многом определяют свойства конечного продукта. Эмульгаторы и пенообразователи, применяемые на практике, как правило, состоят из нескольких компонентов, обеспечивающих необходимые физико-химические свойства. В связи с этим представляется перспективным использование модифицированной желатины, поскольку модификация ее макромолекул позволяет регулировать поверхностно-активные свойства и структурно-механические свойства стабилизирующих межфазных адсорбционных слоев. Стабилизирующие свойства ассоциата желатины с ДСН при низких степенях связывания (СДСн KKMi) N = 2-Ю" -2-Ю"4 моль ДСН/г жел. исследовали при образовании реальных дисперсных систем - пен.
На рис. 54 представлены зависимости от рН начальной скорости v0 разрушения и константы к начальной скорости разрушения пены, стабилизированной желатиной (а), ДСН (б) и ассоциатом желатина-ДСН (N= 2-Ю"4 моль ДСН/г жел., Сж = 0,35 % + Сдсн = 7-Ю" моль/дм ) (в). Максимальное стабилизирующее действие макромолекулы желатины проявляют при рН близком к ИЭТ (рис. 54 а), устойчивость пен повышается с ростом концентрации желатины, что хорошо согласуется с литературными данными [52, 61]. Так при рН 4,3 v0 = 1,0 мл/с, а в кислой при рН 2,4 и щелочной при рН 9,0 Vo равна 3,3 мл/с и 4,0 мл/с, соответственно. Как видно из рис. 54, устойчивость пены, стабилизированной ассоциатом (рис. 54 в) выше в сравнении с пенами, стабилизированными отдельными компонентами (рис. 54 а, б) при тех же концентрациях и рН. Проявляется синергизм стабилизирующего действия. Так для
На рис. 55 представлены аналогичные характеристики устойчивости пен, стабилизированных ассоциатом желатина-ДСН при связывании N=2,6-10" моль ДСН/гжел. (а), 2-Ю" моль ДСН/г жел. (б), 6,7-10" моль ДСН/г жел. Наибольшее стабилизирующее действие ассоциат проявляет в области рН, близком к изоэлектриче-скому состоянию макромолекул желатины, входящей в состав этого ассоциата при рН приблизительно 3,0 - 3,8.
Устойчивость пен хорошо коррелирует со структурно-реологическими параметрами межфазных адсорбционных слоев на границе с воздухом и пенных пленок (раздел 3.3.2). Рассчитаны коэффициенты корреляции прочности межфазных адсорбционных слоев (xKs), пенных пленок (т/) и устойчивостью пен (начальная скорость разрушения пены v0), которые составили 0,5 - 0,7.
В [52] определены кинетические параметры гравитационного разрушения пен (константы скорости коалесценции 10 4 с"1 и энергии активации 30 кДж/моль), стабилизированных смесями желатины и низкомолекулярных ПАВ: цетилпиридиний хлорида (ЦПХ) и ДСН. Показана определяющая роль структурно-реологических параметров адсорбционных слоев пенных пленок. Коэффициенты линейной корреляции между структурно-реологическими параметрами пенных пленок и константой скорости коалесценции пен получены равными 0,8 - 0,9. В [7, 52] с использованием результатов [33, 50] проведены исследования пенного концентрирования желатины из ее водных растворов и из растворов смеси желатины с додецилсульфатом натрия.
Ассоциат желатина-ДСН обладает хорошими стабилизирующими свойствами, которые можно изменять меняя его состав и заряд макромолекул. Полученные данные подтверждают существенн)7ю роль структурно-механического барьера (по Ре-биндеру) при стабилизации пен макромолекул ассоциата желатина-ПАВ.
Для извлечения белковых загрязнений из промышленных сточных вод пищевых производств в настоящее время применяют методы пенной сепарации, в том числе напорная флотация. Однако использование флотационных методов обработки не всегда дает хороший результат. Так на промышленных предприятиях степень извлечения белковых загрязнений составляет не более 40 %. Из-за наличия белковых частиц сточные воды подвергаются быстрому загниванию и закисанню. Кроме того, со сточными водами теряются такие ценные компоненты, как белки. Поэтому сточные воды пищевых предприятий подлежат обязательной очистке. Один из перспективных методов совершенствования процесса извлечения белков из промстоков является предварительная реагентная обработка промстока поверхностно-активными веществами, которые повышают гидрофобизацию поверхности загрязнений, увеличивают стабильность газовых пузырьков, приводящие к активации флотационного процесса и, вследствие этого повышается степень извлечения белковых загрязнений [61]. При пенном извлечении белка из его смесей с ПАВ оптимальное соотношение компонентов, при котором достигается наибольшая степень концентрирования белка в пене, определяется селективностью адсорбцией и влиянием каждого из компонентов на устойчивость пены.
