Выпуск журнала "Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика" за 2008 год

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2008, №2

сс. 96-101

От редакции

2008, №3

сс. 3-12

Обзоры

Инактивация микроорганизмов в среде сверхкритического CO2

А.В. Суслов, И.Н. Суслова, Б.Ф. Яровой, А.Ю. Шадрин, А.А. Мурзин, Н.В. Сапожникова, А.А. Лумпов, А.С. Дормидонова.

Цитировать

Ключевые слова: сверхкритический CO2, инактивация, стерилизация, микроорганизмы

В обзоре представлены результаты исследований возможностей применения СО2 под давлением в качестве экологичного («green»), альтернативного традиционным, стерилизующего агента. Обсуждаются предложенные в литературе механизмы инактивации микроорганизмов в среде CO2 и зависимость ее эффективности от давления, температуры, продолжительности обработки, вида микроорганизмов, обрабатываемого материала и ряда других факторов.

2008, №3

сс. 13-29

Статьи

Ключевые слова: регулярное уравнение состояния, скейлинг, кроссоверная функция, критическая точка, аппроксимация Р-ρ-Т данных, гелий, шестифтористая сера

Предложено новое объединенное уравнение состояния, описывающее Р-ρ-Т данные 4Не и SF6 в интервале приведенных плотностей -1 < Δρ < 1 (Δρ = (ρ-ρc)/ρc) и приведенных температур -0,3 < τ < 0,3 (τ = (T - Tc)/Tc), включая критическую область. Безразмерное объединенное уравнение P(ρ, T) записано в явных функциях от ρ и T, включает регулярное уравнение состояния, аппроксимирующее экспериментальные данные вне критической области, непараметрическое масштабное уравнение состояния, адекватно описывающее Р-ρ-Т данные вблизи критических точек, и кроссоверную функцию, гладко комбинирующую два разных уравнения состояния. В качестве кроссоверной функции перехода предложена классическая экспоненциальная функция гашения флуктуаций плотности и температуры, характерных для критической области и затухающих при удалении от критической точки. В качестве регулярной части объединенного уравнения были взяты два разных уравнения состояния: 1) новое кубическое уравнение состояния, предлагаемое в данной статье, с пятью системно-зависимыми константами, три из которых связаны условиями в критической точке; 2) физически обоснованное уравнение состояния Каплуна-Мешалкина с семью подгоночными константами (три из них также связаны критическими условиями) для описания данных в указанных пределах, включая жидкость. В качестве скейлинговой части объединенного уравнения состояния взято непараметрическое масштабное уравнение состояния в виде явной функции переменных Δρ и τс тремя системно-зависимыми константами, предложенное авторами. В объединенном уравнении состояния выполняются условия (∂P/∂v)T=0 и (∂2P/∂v2)T=0 в критической точке, имеется бинодаль и спинодаль, как и в классических уравнениях состояния. Аппроксимация наиболее точных данных по 4Не и SF6 новым уравнением показывает, что уравнение правильно описывает Р-ρ-Т данные с погрешностью по давлению ± 0,5%.

2008, №3

сс. 30-38

Статьи

Ключевые слова: рассеяние, сверхкритические среды, флуктуации интенсивности, анизотропия рассеяния

Представлены результаты экспериментальных исследований статического и диамического рассеяния лазерного излучения в сверхкритическом CO2 в условиях перехода «сверхкритическая среда . газ» при скоростях охлаждения 4 Ч 10-4 град/с. Установлено, что при изменении критического параметра в интервале 0 < |T/Tc - 1| ≤ 5 x 10-5 угловое распределение интенсивности и спектральный момент первого порядка флуктуаций интенсивности рассеянного вперед излучения меняются незначительно. При возрастании критического параметра в области |T/Tc - 1| > 5 x 10-5 интенсивность рассеяния резко убывает, в то время как полуширина углового распределения и первый спектральный момент флуктуаций интенсивности резко возрастают. Подобное поведение позволяет предположить существование «метастабильной» системы рассеивающих центров вблизи критической точки со слабо изменяющимся характерным размером.

2008, №3

сс. 39-47

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая экстракция, масличные культуры, лабораторная установка, численное моделирование, оптимальный режим экстракции

Дано описание экспериментальной установки для сверхкритической флюидной экстракции зернистого слоя из частиц молотых семян масличных культур. Данные лабораторных исследований используются для калибровки математической модели процесса. Численная реализация модели позволяет экстраполировать результаты эксперимента на промышленные масштабы технологического процесса экстракции.

2008, №3

сс. 48-53

Статьи

Ключевые слова: ланолин, жиропот, шерстяной воск, сверхкритический диоксид углерода, сорастворитель, кислотное число

Изучена зависимость выхода и кислотности получаемого полупродукта — жиропота — от давления и введения модификаторов (сорастворителей) при экстракции его из шерсти овцы (казахский меринос) сверхкритическим диоксидом углерода (СК-СО2). Показано, что для повышения качества сырья для производства ланолина оптимальным является применение чистого СК-СО2 при давлениях выше 50 МПа.

2008, №3

сс. 54-70

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая флюидная экстракция, ускоренная жидкостная экстракция, ослинник двулетний (примула вечерняя), газовая хроматография, газовая хроматография-масс-спектрометрия

Впервые разработан метод извлечения масла из жмыха семян ослинника двулетнего экстракцией сверхкритическим диоксидом углерода. Изучена зависимость показателей данного процесса от температуры и давления. Определен качественный и количественный состав полученного жирного масла. Предложенный метод позволяет с высоким выходом получать качественное масло, не содержащее примесей органических растворителей и готовое к практическому использованию без дополнительной переработки. Кроме того, исследован способ утилизации оставшегося шрота с выделением полярной полифенольной фракции с использованием ускоренной жидкостной экстракции изопропанолом.

2008, №3

сс. 71-74

Статьи

Экстракция глицирризиновой кислоты из корня солодки в среде субкритической воды

К.С. Тихомирова, Р.Н. Борисенко, Е.В. Ветрова, С.Н. Борисенко, Е.В. Максименко, Н.И. Борисенко, В.И. Минкин.

Цитировать

Ключевые слова: субкритическая вода, глицирризиновая кислота, корень солодки

Разработана методика экстракции корня солодки в среде субкритической воды с целью получения биологически активного экстракта на основе глицирризиновой кислоты. Показана высокая эффективность предложенной методики по сравнению с традиционной, использующей органический растворитель (ацетон) в качестве экстрагента.

2008, №3

сс. 75-78

Информация

2008, №4

сс. 4-10

От редакции

2008, №4

сс. 11-34

Статьи

Ключевые слова: мелкокристаллический корунд, легированный марганцем корунд, сверхкритический водный флюид, твердофазное превращение

Изучены кинетика и механизм образования корунда из гидраргиллита в водной среде в до- и сверхкритических условиях в присутствии ионов марганца. Сделан вывод о том, что формирование структуры корунда с внедрением и равномерным распределением ионов марганца происходит благодаря твердофазной подвижности, которая возникает в условиях обратимого дегидроксилирования при взаимодействии твердой матрицы с водным флюидом. Установлено, что при легировании корунда ионами марганца в разном зарядовом состоянии благодаря окислительно-восстановительным процессам в среде сверхкритического водного флюида в корунде образуются сложные дефекты, содержащие ионы Mn2+, Mn3+ и Mn4+ наряду с гидроксильными группами и кислородными вакансиями. Обнаружено, что корунд, легированный марганцем, проявляет ферромагнитные свойства при комнатной температуре.

2008, №4

сс. 35-44

Статьи

Ключевые слова: побеги сосны, сверхкритическая флюидная экстракция, качественный и количественный состав, дифференциальный термический анализ, фазовые и релаксационные переходы

Фотометрическим, хроматографическим и спектральными методами анализа исследован качественный и количественный состав СО2-экстрактов из побегов сосны. Методом дифференциального термического анализа в области 80÷400 К изучены фазовые и релаксационные переходы и определено содержание воды в экстрактах.

2008, №4

сс. 45-51

Статьи

Ключевые слова: делигнификация, сверхкритические флюиды, лигнин, пероксид водорода, окисление

Рассмотрены достоинства низкотемпературной окислительной делигнификации древесины. Приведены основные направления применения сверхкритического диоксида углерода (СК-CO2) в химической технологии древесины. Получены данные о влиянии давления на окисление древесного вещества пероксидом водорода в среде СК-CO2. Показана перспективность применения пероксида водорода в сочетании с СК-CO2 для проведения процесса делигнификации.

2008, №4

сс. 52-55

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая вода, уголь, спекание угля

Проведено исследование спекания углей разной степени метаморфизма при обработке их водой в сверхкритических условиях в области температур 380÷800°С. Обнаружено образование прочных агломератов из порошков неспекающихся углей Д и ОЖ. Прочность агломератов, полученных при добавлении муравьиной кислоты, соизмерима с прочностью кускового угля.

2008, №4

сс. 56-65

Статьи

Ключевые слова: сверхкритические флюиды, диоксид углерода, пористость, импрегнация

Данная статья завершает цикл статей, посвященных созданию новых подходов к получению пористых полимерных материалов, измерению их пористости, импрегнации полученных материалов полярными и неполярными соединениями. В статье приведены данные модельных экспериментов и описаны некоторые примеры возможного использования таких композитных систем на практике.

2008, №4

сс. 66-82

Статьи

Ключевые слова: термолиз, сверхкритический этанол, терпены, β-пинен, β-мирцен, лимонен, n-ментадиен, кинетическое моделирование, изокинетический эффект

Проведено сравнение реакционной способности b-пинена в реакции термической изомеризации при атмосферном давлении и в среде сверхкритического этанола (СКЭ) при 120 атм. Предложена кинетическая модель термической изомеризации β-пинена, учитывающая образование основных продуктов превращения — β-мирцена, лимонена и 1(7),8-ментадиена. Показано, что расчетные данные хорошо согласуются с экспериментальными для обоих вариантов термолиза. Рассчитаны константы скорости ki и энергии активации Ei для обоих процессов. Отмечено, что скорости реакций и активационные барьеры существенно выше для реакций в СКЭ. Обнаружен изокинетический эффект в каждом из вариантов термолиза β-пинена, рассчитаны соответствующие изокинетические температуры. Сделано заключение о сохранении механизма превращения при переходе от газофазных к сверхкритическим условиям.

2008, №4

сс. 83-95

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая вода, углеводороды, окисление, тепловой и цепно-тепловой взрыв.

Исследованы кинетика и механизмы окисления эйкозана, бензола, нафталина и битума (остаток вакуумной дистилляции нефти) после впрыска в цилиндрический реактор со смесью Н2О/О2 при сверхкритических условиях. Начальные значения температуры и давления изменялись в диапазонах 390÷430 °С и 26,7÷38,7 МПа соответственно. Исходные концентрации реагентов составляли (в моль/дм3) до 0,92 (O2); 0,52 (эйкозан); 0,36 (бензол); 0,15 (нафталин); 0,17 (битум —? в расчете на условную молекулу C10H14,3) и 7÷20 (вода). Для всех веществ наблюдалось
взрывное окисление. Получены глобальные кинетические уравнения для скорости тепловыделения при тепловом окислении C6H6, C10H8 и битума. Длительность скачка давления при окислении C20H42 составляла ~10 мс, что не позволило опи сать кинетику и механизмы процесса. Для С6Н6 при низкой концентрации воды зарегистрирована последовательная смена механизмов окисления: тепловой, низкотемпературный цепно-тепловой и высокотемпературный цепно-тепловой. Определены значения эффективной энергии активации низкотемпературного и высокотемпературного цепно-теплового окисления C6H6, которые оказались соответственно равны 80±7 и 349±30 кДж/моль.

2008, №4

сс. 96-105

От редакции

2008, №4

сс. 106-106

Информация