脫色是用吸附的方法除去化合物中的雜質(zhì),因活性炭的吸附能力強(qiáng),因此常用活性炭來處理脫色。在脫色的過程,有時會遇到這一問題:“為什么活性炭脫色效果不好?”今天就這一問題,波濤小編來為大家解答一下。
活性炭的吸附有兩種,一種是物理吸附,一種是化學(xué)吸附,其中脫色原理是物理吸附�;钚蕴棵撋Ч艿蕉喾N因素的共同作用和影響,波濤活性炭廠家通過對三氯蔗糖的脫色進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn),活性炭的脫色效果的好壞受活性炭的形態(tài)、用量、脫色時間、脫色溫度的影響。
下面波濤活性炭廠家,對三氯蔗糖的脫色方法研究講述如下:
三氯蔗糖是一種以蔗糖為原料經(jīng)化學(xué)合成得到的很有發(fā)展前途的新型強(qiáng)力甜味劑,其優(yōu)異的特點是高甜度、低熱值、無毒、抗齲齒,結(jié)構(gòu)見下圖。三氯蔗糖的合成是一個比較復(fù)雜、難度較大的過程,其技術(shù)含量很高。
一、實驗方法
1、活性炭吸附脫色實驗
在待脫色的三氯蔗糖反應(yīng)混合液中加入一定量的活性炭,在一定溫度下攪拌吸附一定時間,過濾得清液,測其吸光度。
2、脫色效果測定
用722型分光光度計,以分析純甲醇為參比,在色素大的吸收波長處(λ=560nm)測其吸光度。
脫色率=(脫色前吸光度-脫色后吸光度)/脫色前吸光度×100%
3、三氯蔗糖含量測定
采用高效液相色譜儀,以示差折光檢測器檢測,
流動相為V(乙腈):V(甲醇) :V(水)=15:10:75,流速1.0L/min,進(jìn)樣量20μL,柱溫50%℃,用外標(biāo)法測三氯蔗糖含量。
二、結(jié)果與討論
1、活性炭的選擇
活性炭有顆粒狀和粉末狀兩種,波濤活性炭廠家分別采用5%活性炭處理三氯蔗糖反應(yīng)混合液60min,結(jié)果見表1。
表1 活性炭脫色能力比較
指標(biāo) | 未脫色料液 | 顆�;钚蕴棵撋� | 粉狀活性炭脫色 | ||
室溫 | 60℃ | 室溫 | 60℃ | ||
外觀 | 深棕色、混濁 | 棕色 | 淺棕色 | 黃色 | 淡黃色 |
吸光度(A) | 0.507 | 0.243 | 0.135 | 0.103 | 0.035 |
脫色率(%) | 52.7 | 73.4 | 79.7 | 93.1 | |
三氯甘蔗含量(%) | 36.8 | 35.1 | 34.7 | 34.8 | 34.3 |
由表1可見,無論是在室溫或60℃時,粉狀活性炭的脫色能力均高于顆�;钚蕴�,且三氯蔗糖的損失率相差不大。顆�;钚蕴恳蚱錂C(jī)械強(qiáng)度較大,可以采用固定床形式使脫色吸附操作連續(xù)化,于是將100g顆粒活性炭裝入直徑2.5cm、長30cm的硬質(zhì)玻璃柱子中,在室溫下處理三氯蔗糖反應(yīng)混合液,收集不同停留時間的脫色液,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其脫色效果遠(yuǎn)不如粉狀活性炭的間歇脫色方式。綜合考慮工藝簡便和經(jīng)濟(jì)等方面因素,本實驗采用粉狀活性炭脫色。
2、活性炭用量的影響
在三氯蔗糖反應(yīng)混合液中分別加入不同量的粉狀狀活性炭,室溫下攪拌脫色60min,測其吸光度,結(jié)果見圖1、圖2。
由圖1可知,活性炭用量對脫色效果影響較大。活性炭用量在0~5%范圍內(nèi),脫色效果隨活性炭用量增加而增強(qiáng)的幅度較大;活性炭用量大于5%以后,脫色效果隨活性炭用量增加而增強(qiáng)的幅度較小,趨于平緩,此時三氯蔗糖反應(yīng)混合液為透明、略帶淡黃色。
由圖2可知,隨著活性炭用量的增加,反應(yīng)混合液中三氯蔗糖的含量下降。綜合考慮脫色效果和三氯蔗糖的損失率,活性炭用量選用 5%較適宜。
3、時間的影響
在三氯蔗糖反應(yīng)混合液中加入5%活性炭,在室溫下攪拌脫色15~90min,測其吸光度,結(jié)果見圖3、圖4。
由圖3可知,脫色時間對脫色率的影響較活性炭用量緩和。在30min之前,脫色效果隨時間增加而增強(qiáng)的幅度較大;30min以后,脫色效果隨時間增加只略有增強(qiáng),基本趨于飽和吸附狀態(tài)。
由圖4可知,反應(yīng)混合液中三氯蔗糖的含量隨脫色時間的增加而下降,故脫色時間為30min較適宜。
4、溫度的影響
在三氯蔗糖反應(yīng)混合液中加入5%活性炭, 在不同溫度下攪拌脫色30min,結(jié)果見圖5、圖6。
由圖5、圖6可知,脫色效果隨脫色溫度的增加而增強(qiáng),但脫色溫度對反應(yīng)混合液中三氯蔗糖含量的影響不是很有規(guī)律,三氯蔗糖含量在33.8%~35.2%之間變化,損失率小于8.2%。因三氯蔗糖反應(yīng)混合液為甲醇溶液,由于甲醇沸點的限定,故脫色溫度選擇60℃。
三、結(jié)論
由上述可知,活性炭用量和脫色溫度對三氯蔗糖反應(yīng)混合液的脫色效果影響較顯著,綜合考慮脫色成本、操作的方便性及三氯蔗糖的損失率等因素,得到三氯蔗糖反應(yīng)混合液用活性炭脫色的適宜工藝條件:粉狀活性炭用量5%、脫色時間30min、脫色溫度60℃。在該條件下進(jìn)行了5次平行實驗,脫色率為92.4%~94.1%,三氯蔗糖損失率為5.7%~7.9%。所以說,活性炭脫色效果不好的原因受活性炭的形態(tài)、用量、脫色時間、脫色溫度的影響。
因此,在使用活性炭進(jìn)行脫色的時候,要綜合考慮多方面的因素,一般提前寄樣給活性炭生產(chǎn)廠家進(jìn)行測試或者更詳細(xì)的說明活性炭的使用環(huán)境,適合的指標(biāo),才會更加節(jié)省時間,效果良好。