Карбонизация — это химическая реакция , в которой гидроксид кальция реагирует с диоксидом углерода и образует нерастворимый карбонат кальция :
Процесс образования карбоната иногда называют « карбонизацией », хотя этот термин обычно относится к процессу растворения углекислого газа в воде.
Карбонизация — это медленный процесс, происходящий в бетоне , где известь ( CaO или Ca(OH) 2 ( водн. раствор ) ) в цементе реагирует с углекислым газом (CO2 ) из воздуха и образует карбонат кальция.
Вода в порах портландцементного бетона обычно щелочная с pH в диапазоне от 12,5 до 13,5. Эта высокощелочная среда является той, в которой стальная арматура пассивируется и защищается от коррозии. Согласно диаграмме Пурбэ для железа, металл пассивен , когда pH выше 9,5. [1]
Углекислый газ в воздухе реагирует со щелочью в цементе и делает поровую воду более кислой, тем самым понижая pH. Углекислый газ начнет карбонизировать цемент в бетоне с момента изготовления объекта. Этот процесс карбонизации начнется на поверхности, затем медленно продвигается все глубже и глубже в бетон. Скорость карбонизации зависит от относительной влажности бетона — оптимальная относительная влажность 50%. Если объект треснет, углекислый газ в воздухе сможет лучше проникнуть в бетон.
В конечном итоге это может привести к коррозии арматуры и повреждению или разрушению конструкции.
Процесс карбонизации используется при производстве сахара из сахарной свеклы . Он включает введение известковой воды (известкового молока - суспензии гидроксида кальция ) и углекислого газа в "сырой сок" (богатую сахаром жидкость, полученную на стадии диффузии процесса) для образования карбоната кальция и осаждения примесей, которые затем удаляются. Весь процесс происходит в "карбонизационных резервуарах", а время обработки варьируется от 20 минут до часа.
Карбонизация включает в себя следующие эффекты:
Целью является крупная частица, которая естественным образом быстро оседает, оставляя прозрачный сок. Сок в конце имеет приблизительно 15 °Bx и 90% сахарозы . pH полученного жидкого сока представляет собой баланс между удалением как можно большего количества кальция из раствора и ожидаемым падением pH в ходе дальнейшей обработки. Если сок становится кислым на стадиях кристаллизации , то сахароза быстро распадается на глюкозу и фруктозу; глюкоза и фруктоза не только влияют на кристаллизацию, но и являются « молассагенными », забирая эквивалентные количества сахарозы на стадию патоки.
Газообразный диоксид углерода, проходящий через смесь, образует карбонат кальция. Несахаристые твердые частицы включаются в частицы карбоната кальция и удаляются путем естественного (или вспомогательного) осаждения в резервуарах или осветлителях .
Существует несколько систем карбонизации, названных по компаниям, которые их первыми разработали. Они различаются способом введения извести, температурой и продолжительностью каждой стадии, а также отделением твердых веществ от жидкости.
Оба процесса DDS и RT пользуются популярностью на европейских заводах. Система карбонизации обычно соответствует схеме диффузии ; сок из диффузоров RT обрабатывается с помощью карбонизации RT.
Прозрачный сок, получаемый в результате карбонизации, обычно называют «жидким соком». Он может подвергаться регулированию pH с помощью кальцинированной соды и добавления серы («сульфитация») перед следующим этапом, который представляет собой концентрирование путем многократного испарения.
Реакция карбонизации происходит во время известкования (процесс Кларка) при умягчении воды .
