ембран у розчинах амфолітов. Результати цих досліджень дають підстави вважати, що електропровідність мембран у розчинах амфолітов залежить не тільки від структури мембран, а й від природи їх фіксованих груп, а також від здатності амфолітов змінювати зарядність в поровом розчині мембрани, що пов'язано зі здатністю амфолітов вступати в реакції протоліза-депротоліза.
1.1.4 Еволюція характеристик іонообмінних матеріалів в процесі електродіалізним переробки вина і молочної сироватки
Стабільне й довгострокове функціонування мембран в мембранних, зокрема, електродіалізних модулях, є одним з найважливіших умов успішного впровадження мембранних технологій у промисловість. Такому функціонуванню перешкоджають кілька факторів. Перш за все, це отруєння поверхні і об'єму мембран компонентами робочих розчинів (fouling). Воно викликане гідрофільно/гідрофобними, електростатичними або хімічних взаємодіями цих компонентів з мембраною (див. Огляди [1,2]). Другим фактором є екранування частини поверхні мембрани опадами слаборозчинних солей (scaling), які утворюються внаслідок локального перевищення твори розчинності при концентруванні розчинів або зсуві pH (див. Огляд [3]. Результатом такого екранування є зростання електричного і гідравлічного опору мембран [2,3, 4, 5]. Обидва ці процеси мають місце, наприклад, при переробці молока [6,7] або селективному витяганні біологічно активних протеїнів [8]. У тому випадку, коли експлуатація мембран веде до незворотних змін їх хімічного складу і морфології об'єму і поверхні , кажуть про «старіння» мембран (ageing) [див. огляд 9]. На вивчення фундаментальних і прикладних аспектів таких явищ спрямовані великі сили вчених. Наприклад, пошук в Scopus за ключовими словами «fouling, scaling, ageing і« membrane »індексує 9081 статей, але тільки кілька десятків з них описують іонообмінні мембрани і ті процеси, які ведуть до необоротної зміни їх властивостей при накладенні електричного поля.
амфолітом, що входять до складу винних матеріалів, молочної сироватки та інших натуральних продуктів характеризуються такими властивостями:
а) вони містять гідрофільні полярні групи і гідрофобні вуглецеві радикали [4,8,19];
б) ці полярні групи можуть утворювати з фіксованими групами мембран водневі (а іноді й ковалентні) зв'язки [20], і сильно структурувати навколишнє їх воду [19,20];
в) розчинність і електричний заряд амфолітов найчастіше визначаються локальними значеннями pH всередині мембрани [21] або у її поверхні [22] (наприклад, розчинність винної кислоти (pH lt; 1.2), становить 17.9 г/100г H2O ; при 1.2 lt; pH lt; 6.2 вона трансформується в гидротартрат калію, розчинність якого дорівнює 0,5/100г H2O і може випасти у вигляді осаду);
г) значення pH у внутрішньому розчині мембрани відрізняються від pH зовнішнього розчину, і ці відмінності обумовлені реакціями протонування-депротонування молекул амфолітов у водних розчинах і доннановскім винятком з мембрани продуктів цих реакцій - коіонов H + або OH
Такий характер поведінки амфолітов створює додаткові складності при вивченні їх впливу на мембрани. Саме тому коло робіт, присвячених цій проблемі, досить обмежений.
Метою даної роботи є дослідження еволюції фізико-хімічних характеристик іонообмінних смол та виготовлених з них мембран в процесах переробки амфоліт-містять модельних розчинів і виноматеріалів.
1.2 Іонообмінні мембрани
. 2.1 Модельні уявлення
Іонообмінні матеріали широко застосовуються в даний час у формі плівок або мембран [28]. Особливо інтенсивно використовуються іонітовие мембрани в процесах, пов'язаних з проходженням електричного струму - при електролізі і електричного струму - при електролізі і електродіалізі. Вивчення явища протікання електричного струму через мембрани було розпочато понад 100 років тому. У 1803 р Рейсс спостерігав, що при проходженні струму через мембрани відбувається перенесення рідини. Це явище було названо Порретом електроосмос. Кількісні дослідження електроосмосу були виконані в 1850-х роках Відеманн і доповнені Квінке, який показав важливу роль заряду стінок пор мембрани. Аномальний осмос спостерігав в 1835 р Дютроше. У 1879 р Гельмгольцем була сформульована теорія електричного прикордонного шару. Роботи Нернста, Планка, Ейнштейна Гендерсона і Доннана з'явилися основою подальших теорій, що описують процеси в мембранах.
Повне і строгий опис процесів переносу в мембранах пов'язано з необхідністю врахування дуже великого числа закономірних і випадкових явищ. Це призводить не тільки до серйозних математичних труднощів, але і до того, що отримані рішення найчастіше складні і громіздкі, а також містять невизначені константи. Такі рішення не можуть бути використані для кількісної трактування експериментальних дан...
