1.3.3. Дисперсії пірогенного кремнезему

З моменту одержання пірогенних кремнеземів-аеросилів почалося дослідження їх властивостей, включаючи структуруючої та загущуючої здатності. Перші практичні результати були отримані на початку 60-х років минулого сторіччя зарубіжними ученими, перед усім німецькими. В нас інтенсивні дослідження розпочалися з 1965 року після того, як в м. Калуші було введено в експлуатацію промислове виробництво таких продуктів. Відповідно до міжгалузевих технічних умов Львівського раднаргоспу СТУ75-1472-65 здійснювали випуск трьох марок з питомою поверхнею 175±25, 300±30 і 380±30 м2/г спочатку 2000 т, а згодом довели виробництво до 5000 т. Продукт у вигляді голубувато-білого порошку хімічно чистого (вміст SiO2 більше 99,87%) аморфного діоксиду силіцію з розміром непористих, кулястих частинок від 10 до 30 мкм. Частинки колоїдного розміру легко групуються в агрегати ланцюжкового типу за рахунок конденсації гідроксильних структурних груп їх поверхні. Цим пояснюється висока гігроскопічність аеросилу, що можна розглядати як позитивним явищем (активний адсорбент), так і негативним з огляду труднощів тривалого зберігання оскільки, навіть при якісній упаковці аеросил протягом гарантійного терміну зберігання, може набирати до 7% вологи, що робить непридатним його використання в полімерах та деяких інших композиціях.

При істинній питомій вазі 2,2 г/см3 насипна маса аеросилу коливається в межах 0,02-0,05 г/см3 (20-50 г/л), що робить його надзвичайно схильним до пилоутворення в приміщеннях та створює проблеми транспорту для доставки до споживачів.

Беручи до уваги вище розглянуті особливості та з умов покращення технологій застосування, було визнано раціональним використання дисперсій колоїдного кремнезему [23].

При добавці аеросилу в рідини по мірі зростання його кількості рідина згущується до гелевоподібного стану. В органічних рідинах, які не утворюють з структурними функціональними групами поверхні аеросилу водневих зв’язків, достатньо 5-6% ваг. В рідини полярної природи можна ввести до 15% аеросилу.

Такі гелі і пасти були використані вперше для замаслювання пряжі в ткацькому виробництві, для апретування трикотажу і т.д. Характерно, що змочений органічною речовиною, аеросил після добавки води “виштовхував органіку” оскільки спорідненість до води у нього найвища. Це застосували в медичних препаратах і деяких інших сферах, що давало змогу доставляти препарати в потрібне місце цілеспрямовано.

Змінити співвідношення тверде-рідина старались різними методами. Так добавка 1,5 - 2,0% - ого спиртового розчину КОН сприяє утворенню гелю при добавці 6% аеросилу (замість 15% без добавки лугу). Використання спеціальних мішалок та підкислювачів дало змогу ввести понад 30% аеросилу.

Використовуваний у ФРН текстильний золь містив крім SiO2 (280 г/л) незначну добавку Al2O3 (аеросил Al 0111/200), що забезпечує його стабіль-ність при температурах 10 – 500С. Суспензія білого кольору подібна до молока і використовується разом з іншими допоміжними речовинами, наприклад олеїновою кислотою і емульгаторами.

Здатність високодисперсного діоксиду силіцію до очистки колоїдів була доведена на прикладі забрудненої соляної кислоти, одержуваної при знешкодженні абгазів, які містили HCl, Cl2 та SiO2. При добавці до забрудненої кислоти гідразин-гідрату, активний хлор переводили в хлористий водень, який поглинався водою. Після цього добавляли [17] желатин і направляли в ємності на відстоювання. Після фільтрації одержували чисту соляну кислоту, що відповідала вимогам до синтетичної [25], а згущений осадок використовувався як товарний продукт [24].

Використання саме цього продукту (а.с. 131 7096) показало придатність таких колоїдних систем для обробки виноматеріалів.

На цій підставі науковцями ІФХ АН УРСР разом з спеціалістами Всесоюзного науково-дослідного інституту виноробства і виноробства (ВНДІ “Магарач”, м. Ялта) був розроблений “стабілізатор харчових напоїв АК-30” (ТУ 80 УРСР 251-18-80), виробництво якого було вперше налагоджено на Калуському дослідно-експериментальному підприємстві, а згодом і на Сивашському ДЕЗ ІХП АН УРСР. Після одержання відповідних дозволів МХП, Мінхарчової промисловості і Мінохорони здоров’я СРСР (Постанова СМ №123-5/380-8 від 09.03.1981) цей продукт пішов у масове виробництво.

На основі теоретичних досліджень і експериментальних випробувань були отримані надійні результати по кінетиці взаємодії наявного в АК-30 діоксиду силіцію з високомолекулярними сполуками сусла і вина, встанов-лені фактори впливу і характер цих впливів на процес. Науково обґрунтовані режими і параметри нової технології освітлення виноградного сусла якісних фракцій і обробки виноматеріалів з метою стабілізації вин проти білкових і оборотних колоїдних помутніть з використанням препарату “Стабілізатор харчових напоїв АК-30” і деяких інших модифікацій. Модифікації переважно містили добавки органічної природи властиві по хімічному складу присутнім у вині. Це винна кислота, лимонна, та інші органічні кислоти або їх суміші з етиловим спиртом.

Поверхнево-активні добавки також вибиралися з цих міркувань, тобто речовин, що дозволені для використання в якості харчових добавок.

Вивчені та узагальнені санітарно-гігієнічні норми для різних стадій виробництва та готових продуктів як всередині країни, так і на міжнародному рівні. Після цього цей продукт крім України також почали використовувати Азербайджан, Болгарія, Молдавія, Російська Федерація, Угорщина та деякі інші країни.

Поступово асортимент розширювався за рахунок створення нових модифікацій, зокрема з вмістом Al2O3 (AK-50A), титаноаеросилу, фосфоро-цирконійвмісними та іншими адсорбентами та іонообмінниками.

Слід однак зауважити, що досягнутий рівень впровадження, після декількох сотень тон, поступово почав падати. Причиною цього була незручність