Попереднє вапнування
Мета: осадження аніонів кислот щавлевої, винної, сірчаної, фосфорної. Утворення малорозчинних сполук, а також осадження ВМС (білок, пектин) і одержання твердої фази в соці після І карбонізації з необхідним для відокремлення сидементаційного та фільтраційного осаду.
Хімічні реакції та процеси попереднього вапнування.
До складу дифузійного соку входять вільні кислоти що їх аніони А1 та А2 відповідно з кальцієм утворюють добре розчині та мало розчинні сполуки. У дифузійному соці також присутні солі К та Na з аніонами кислот А2. Окрім того до складу входять ВМС, моносахариди, аміди, бетаїн та інші.
За розчинністю у воді солі Са з аніонами кислот що містяться у дифузійному соці поділяються на 3 групи:
Це практично не розчинні солі Са, іх розчинність менше 0,1 г в 100 г води (карбонати, оксалати, фосфати, гідрокарбонати, дигідро фосфати, силікати, тартрати, цитрати).
Малорозчинні солі Са – солі кальцію з розчинністю 0,5 - 1 г у 100 г води (солі Са гліксалевої кислоти, гліколевої, малонової, янтарної, яблучної, адипіної, три карбонової, гідроксил лимонної кислоти).
Добре розчинні солі Са – розчинність більше ніж 10 г на 100 г води (солі Са соляної, азотної, мурашиної, пропіонової, молочної, масляної, глутарової, галактуронової, аспарагінової, глутаміном кислот).
Таким чином проходить нейтралізація молочної кислоти та інших. Вміст щавеливо-кислого кальцію зростає і зважаючи на його практичну не розчинність розчин швидко стає перенасиченим. Після досягнення певної величини коефіцієнту перенасичення починається масообмінний процес кристалізації щавеливо кислого кальцію
СОО СОО
Са Са
– тверда фаза
СОО СОО
За цією схемою хімічних реакцій та масообмінних процесів також утворюють тверду фазу солі винної, лимонної, фосфорної та сірчаної кислот. При цьому має місце очищення дифузійного соку.
Реакції обміну.
Солі амонію, заліза, та марганцю що містяться в дифузійному соці в сполуках з аніонами кислот (А1) реагують з гідроксидом кальцію з утворенням малорозчинних гідратів
2AlA1+3Ca(OH)2 2Al(OH)3+3CaA1
2Al(OH)3 кристал 2Al(OH)3 тверда фаза
За цією схемою утворюються також тверда фаза гідроксидів заліза та марганцю. В наслідок реакції обміну в соці залишається еквівалентна осадженим гідроксидам кількість солей кальцію з аніонами A1. Солі калію та натрію з аніонами A2 які с кальцієм утворюють малорозчинні сполуки реагують з гідроксидом кальцію.
О
С
ОК
ОК
С
О
О О
С С
О 2К+Са+2ОН О
О О
С С
О О
Після досягнення певної величини коефіцієнта перенасичення починається кристалізація щавеливо кислого кальцію. В наслідок приведення хімічних реакцій та масообмінного процесу, має місце очищення дифузійного соку, при цьому в сік надходять гідроксиди калію та натрію які є джерелом натуральної лужності соку. Утворенні після ІІ карбонізації карбонати калію та натрію забезпечують виведення із соку іонів кальцію у вигляді карбонату кальцію. Надлишок карбонатів калію та натрію після виведення із соку іонів кальцію зумовлює натуральну лужність соку.