Карбонатация – химическая реакция , при которой гидроксид кальция реагирует с углекислым газом и образует нерастворимый карбонат кальция :
Процесс образования карбоната иногда называют « карбонизацией », хотя этот термин обычно относится к процессу растворения углекислого газа в воде.
Карбонация — это медленный процесс, который происходит в бетоне , где известь ( CaO или Ca(OH) 2 ( водный ) ) в цементе реагирует с углекислым газом (CO 2 ) из воздуха и образует карбонат кальция.
Вода в порах портландцементного бетона обычно щелочная с pH в диапазоне от 12,5 до 13,5. В этой высокощелочной среде стальная арматура пассивируется и защищается от коррозии. Согласно диаграмме Пурбе для железа, металл пассивен при pH выше 9,5. [1]
Углекислый газ в воздухе вступает в реакцию со щелочью в цементе и делает поровую воду более кислой, тем самым снижая pH. Углекислый газ начнет карбонатировать цемент в бетоне с момента изготовления объекта. Этот процесс карбонизации начинается на поверхности, а затем медленно продвигается все глубже и глубже в бетон. Скорость карбонизации зависит от относительной влажности бетона: оптимальной является относительная влажность 50%. Если объект треснут, углекислый газ из воздуха сможет лучше проникнуть в бетон.
В конечном итоге это может привести к коррозии арматуры и повреждению или отказу конструкции.
Процесс карбонизации используется при производстве сахара из сахарной свеклы . Он включает в себя введение известковой воды (известковое молоко - суспензия гидроксида кальция ) и газа, обогащенного диоксидом углерода, в «сырой сок» (богатая сахаром жидкость, полученная на стадии диффузии процесса) для образования карбоната кальция и осаждения примесей, которые затем удаленный. Весь процесс происходит в «карбонизаторах», а время обработки варьируется от 20 минут до часа.
Карбонизация предполагает следующие эффекты:
Мишенью является крупная частица, которая естественным образом быстро оседает, оставляя прозрачный сок. Конечный сок содержит примерно 15 °Bx и 90% сахарозы . Уровень pH получаемого жидкого сока представляет собой баланс между удалением максимального количества кальция из раствора и ожидаемым падением уровня pH при последующей обработке. Если сок на стадии кристаллизации становится кислым , сахароза быстро распадается на глюкозу и фруктозу; Глюкоза и фруктоза не только влияют на кристаллизацию, но и являются « молассагенными », перенося эквивалентные количества сахарозы на стадию патоки.
Газообразный углекислый газ, барботирующийся через смесь, образует карбонат кальция. Несахаристые твердые вещества включаются в частицы карбоната кальция и удаляются путем естественного (или вспомогательного) осаждения в резервуарах или отстойниках .
Существует несколько систем карбонизации, названных в честь компаний, которые их первыми разработали. Они различаются способом внесения извести, температурой и продолжительностью каждого этапа, а также отделением твердых частиц от жидкости.
Европейские заводы отдают предпочтение процессам DDS и RT . Система карбонизации обычно соответствует диффузионной схеме ; сок из диффузоров RT, обрабатываемый карбонизацией RT.
Прозрачный сок, полученный при газировании, обычно называют «жидким соком». он может подвергаться корректировке pH с помощью кальцинированной соды и добавления серы («сульфитация») перед следующей стадией, которая представляет собой концентрирование путем многократного испарения.
Реакция карбонизации происходит при умягчении известью (процесс Кларка) при умягчении воды .
