Adsorbanți alimentari - oxizi de aluminiu

1. Introducere

Adsorbţia (v. Adsorbţie) este procesul unitar bazat pe reţinerea substanţelor impurificatoare (sorbaţi) pe corpuri solide sau lichide (sorbenţi). În cadrul proceselor de sorbţie se disting: reţinerea substanţei în toată masa sorbentului lichid (absorbţie) şi în stratul superficial al sorbentului solid sau lichid (adsorbţie).

Adsorbţia pe sorbent solizi poate constitui unul din cele mai eficiente procedee de epurare avansată a apelor de substanţe organice solubile şi poate fi aplicată atât la tratarea (purificarea) apelor de suprafaţă cât şi la epurarea apelor reziduale. Procedeul se poate aplica independent sau asociat cu epurarea biologică. Totodată, după caz poate fi utilizat ca un procedeu de epurare sau ca un procedeu de epurare finală sau avansată.

Fig. 1. Adsorbţia unor cationi şi izotermele de sorbţie ale acestora

Avantajele procedeului: posibilitatea reţinerii impurificatorilor din amestecuri policomponente, eficienţă ridicată de epurare, îndeosebi la concentraţii foarte scăzute ale poluanţilor. Adsorbţia poluanţilor pe sorbenţi solizi este rezultatul trecerii moleculelor substanţei dizolvate din lichid pe suprafaţa sorbentului sub acţiunea câmpului de forţe de la interfaţă, care înving interacţiunile de hidratare din soluţie. Procedeul este raţional pentru epurarea apelor reziduale, dacă în ele sunt conţinute predominant substanţe aromatice, neelectroliţi sau electroliţi slabi, coloranţi, compuşi saturaţi sau hidrofobi (compuşi cloruraţi sau cu grupe nitro) ş.a. Procedeul nu este indicat la o impurificare excesivă anorganică sau la impurificările cu alcooli inferiori.

Fig.2. Prezentarea fenomenului de adsorbţie pe suprafaţa unui adsorbant

Sorbentul poate fi macroporos, microporos sau mixt. Procesul de sorbţie se poate conduce în condiţii statice (fără decalaj între mişcarea lichidului şi sorbentului) sau dinamice, cu mişcare relativă (defazaj) sorbent – lichid (filtre – coloane, pat fluidizat). Cel mai raţional sens de filtrare prin patul de sorbent, dispus în adsorbere, este de sus în jos, prin aceasta realizându-se trecerea uniformă prin secţiunea coloanei şi eliminarea bulelor de gaz. Viteza de filtrare depinde de concentraţia impurificatorilor şi variază între 1 – 6 m/h. Substanţele absorbite pot fi recuperate (sorbţie recuperativă) sau nu, când nu prezintă valoare economică. Sorbentul poate fi regenerat. În cazul utilizării cărbunelui activ ca sorbent, pentru regenerare sau recuperarea substanţelor adsorbite se pot utiliza: extracţia cu solvenţi organici, desorbţia antrenarea cu vapori de apă supraîncălziţi, striparea cu un gaz inert cald, desorbţia cu insuflare de aer cald, desorbţia cu acizi sau baze ş.a. În cazul când nu se urmăreşte recuperarea substanţelor adsorbite (regenerarea distructivă) se aplică procedee termice sau oxidative. La regenerarea termică are loc o pierdere de sorbent de 5 – 10%. La utilizarea filtrelor biologic active din cărbune activ, are loc o regenerare continuă.

2. Parametrii fizico-chimici ai adsorbanţilor Al2O3

Alumina, sau oxidul de aluminiu activat este unul dintre cele mai performante sisteme adsorbanteutilizate în multe industrii. Alumina se prezintă sub formă de pură sau granule. Forma de pudră este întinsă într-un strat alcătuind un pat de adsorbţie şi obţinem o adsorbţie maximă al umidităţii din aer. În funcţie de condiţiile de operare şi de metoda de obţinere pot fi atinse şi puncte de -40° F.

2.1 Umiditatea relativa de echilibru (Ure)

Continutul de apa, natura si proportia celorlalte substante componente care determina starea apei, libera sau legata, se evidentiaza prin intermediul umiditatii relative de echilibru(Ure).