Способ определения количественного содержания крахмалопродукта в составах песчано-бентонитовых и песчано глинистых смесей, используемых для изготовления литейных форм

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 16. 06. 80 (21) 2940083/22-02с присоединением заявки Эй -(23) Приоритет -Опубликовано 28 . 02 . 82 . Бюллетень АРЧЬ 8 во делаи изобретений и атнрытий(53) УДК 621742. .468.08 (088. 8) Дата опубликования описания 28. 02.82 М, ЧдпчиковдВ. Сорова ва4научно-исследовательский.промышленностикий инстиитут продуктовд.ь Н.Я. Кумалагова, Л,И. Лазарева, Т А;П. Рухлядева, Т.Г. Филатова и А(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамениинститут технологии автомобильнойи Всесоюзный научно-исследовательсброжения(71) Заявители 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОДЕРЖАНИЯКРАХМАЛОПРОДУКТА В СОСТАВАХ ПЕСЧАНОБЕНТОНИТОВЫХ И ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ СМЕСЕЙ,ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ 1 2 Изобретение относится к химическим способам количественного анализа содержания коахмалопродуктов и, в частности, крахмалита в Фоомовоцных смесях, используемых в литейном производстве для изготовления йори,5Известен способ аверса для определения содержания крахмала в растительных веществах, который заключается в гидролизе коахмала соляной кисло 1 О той с последующим определением количества образовавшейся глюкозы на сахариметре 1.Однако данный способ для анализа Формовочных смесей не поигоден вследт 5 ствие невозможности определения способом микроколицеств углеводов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ. опоеделения количественного содержания углеводов, в частности крахмалопродукта, заключающийся в проведении гидролиза крахмапопродукта с помощью раствора серной кислоты при выдержке в кипящей водяной бане, проведении цветной реакции с помощью антронового реагента с последующим определением оптической плотности продуктов укаэанной реакции и вычислением по соответствующей Формуле содеожания крахмалопоодукта 21Продуктом гидролиза крахмалопродукта является глюкоза, Последняя взаимодействует с антроновым реагентом с образованием соединения сине- зеленого цвета. Антрон (9,10-дигидрокетоантрацен).имеет следующую Формулу; Антроновый реагент готовят растворением реактива антрона в концентрированной серной кислоте. Для определения содержания крахкалопродукта необ" ходимо предварительно перевести пос 3 9084ледний в растворимое состояние, т.е.расщепить до глюкозы. Последнее осуществляют посредством гидролиза крахмалопродукта в 0,4/-ной серной кислоте в течение 10-15 мин,Так, для определения чистого крахмала в промышленном продукте-крахмале - в мерную колбу в 100 мг исследуемого продукта добавляют 50 млО,й-ного раствора сеоной кислоты,помещают колбу в кипящую водянуюбаню, выдерживают,15 мин, затем охлаждают, добавляют по 2 мл 30-ногораствора сернокислого цинка и 153-ного раствора желтой коовяной соли дляосаждения белка. После этого добавляют 0,43-ный раствор серной кислоты, доведя общий объем содержимогомерной колбы до 100 мл. Далее, послеперемешивания и Фильтрования отбирают аликвоту 10 мл Фильтрата в колбу на 100 мл и доводят объем раствора1до метки дистиллированной водой, Затем пооводят специфическую антроновуюреакцию, для чего в пробирку с притертой пробкой к 10 мл антроновогореагента осторожно доливают аликвотуразбавленного анализируемого раствора в количестве 5 мл так, чтобы образовалось два слоя несмешивающихся30жидкостей.Параллельно готовят холостую пробу путем добавления 5 мл дистиллированной воды к 10 мл антронового реагента. Обе пробирки встряхивают в течение 10 с и помещают в кипящую водяную баню на б мин. В результате происходит окрашивание растворов в сине-зеленый цвет. Затеи на Фотоэлектроколориметре определяют их опти 40цескую плотность. По полученным результатам вычисляют содержание глюкозы в анализируемом растворе, а затем по найденным значениям с использованием соответствующей формулы вычисляют количество чистого коахмалав крахмалопродукте.Известен технический продукт-крахлалит (ТУ 18 РСФСР 462-72), являющийся модифированным крахмалом - продуктом термической обработки кукурузно-белковой суспензии. Крахмалитразработан специально для использования в качестве пластифицирующей добавки и стабилизатора влажности формовочных смесей. 55Этот продукт успешно применяетсяв составах формовочных смесей для автоматических Формовочных линий,68 1Для получения Формовочных смесей с определеннымизаранее заданными, свойствами необходимо знать количественное содержание каждого компонента во вновь приготовленной и отработанной смесях.В состав Формовоцной смеси помимо кварцевого песка входит глинистое связующее. В качестве глинистого связующего используют каолинитовую глину, естественный натриевый бентонит (асканский), искусственный натриевый бентонит (константиновский, болгарский), кальциево-магниевый бентонит(бикляньский) и др.Известный антроновый метод как наиболее чувствительный был опробован для контроля Формовочной смеси на содержание новой добавки-крахмалита. Однако использовать для определения содержания крахмалита в формовочной смеси способ, известный для определения содержания крахмала, не представлялось возможным, так как при анализе разлицных формовочных смесей, содержащих одинаковое количество крахмалита, но различные типы бентонитов, были получены неидентичные результаты. При этом все результаты оказались заниженными, а в некоторых случаях показывали отсутствие коахмалита.Результаты испытаний приведены в табл. 1. Объясняется это тем, цто бентонитыи глина являются очень активными адсорбентами и образуют с крахмалопродуктами поочные глиноорганицеские соединения. Таким образом, крахмалитв Формовочной смеси находится не всвободном виде, а в связанном состоянии. При использовании указанного выше гидролиэа связанный крахмал полностью не расщепляется до глюкозы.что является непременным условиемпри использовании антронового методаанализа крахмалопродуктов,Цель изобретения - повышение точности определения количественного. содержания крахмалопродукта в составахпесчанобентонитовых и песцано-глинистых смесей для изготовления литейныхформ,Для достижения поставленной целив способе определения количественногосодержания крахмалопродукта в составах песчано-бентонитовых и песчаноглинистых смесей, используемых дляизготовления литейных Форм, вклюцаю,воре; щем проведение гидролиза крахмалопродукта с помощью раствора сернойкислоты при выдержке в кипящей водяной бане, проведение цветной реакциис помощью антронового реагента с последующим опоеделением оптическойплотности продуктов указанной реакции и вычислением по соответствующейформуле содержания крахмалопродукта,одновременно с гидролизом крахмалопродукта проводят его десорбцию путем введения в качестве десорбентанавески сухой соли сернокислого алюминия при содержании последней 0,30,5 от массы раствора серной кислоты, причем гидролиз проводят раствором серной кислоты с концентрацией3-63 при выдержке в кипящей водянойбане в течение 20-30 мин.Десорбент А 1 (50) необходимо 20вводить в виде сухой соли в количестве 0,3-0,5., предпочтительно 0,Мпо отношению к количеству растворасерной кислоты, взятой для гидролиза. Это составляет О,5-0,25 г (предпочтительно 0,2 г).При количестве сернокислого алюминия меньшем, чем 0,3, результатыанализа получаются неидентичные всмесях с равным количеством крахма- З 0лита, но с оазличными типами бентонитов, и характеризуются большим разбросом данных, Увеличение концентраоции сернокислого алюминия свыше 0,54не влияет на результаты определениясодеожания крахмалита и не ускоряетвремя гидролиза, поэтому вводитьизбыточное количество сернокислойсоли нецелесообразно,Выбор концентрации серной кислоты 403-63 объясняется йаличием узкого рабочего интервала концентраций, при ко-тором полностью проходит десорбциякрахмалита с глинистого связующего ирасщепление его до глюкозы. Так, поиконцентрации кислоты ниже 34 не происходит полного расщепления крахмалита, при концентрации свыше 6 процесс расщепления также тормозится.Наиболее оптимальной концентрацией,50обеспечивающей стабильные результаты опыта, является 53.Время гидролиза 20-30 мин обусловлено тем, цто при времени, меньшем20 мин расщепление крахмалита до глю 55козы не проходит полностью даже прииспользовании десорбентов. Время гидролиза 25 мин является оптимальным.Превышение времени гидролиза свыше 8 ь30 мин удлиняет продолжительность анализа при практически неизменной оптической плотности растворов, полученных в результате проведения антроновой реакции.П р и м е р . В навеску исследуемой формовочной смеси вводят 0,3- 0,5 (от массы раствора серной кислоты) десорбента, В качестве десорбента вводят сернокислую соль алюминия, Добавляют 3-53-ный раствор серной кислоты. Колбу с испытуемой формовочной смесью помешают в кипящую водяную баню, выдерживают в ней 20-30 мин затем охлаждают, доводят объем раствора до метки и фильтруют. После этого к антроновому реагенту добавляют аликвоту гидролизованного раствора и проводят антроновую реакцию, Затем определяют оптицескую плотность растворов и по ней вычисляют содержание крахмалита в формовочной смеси,Конкретный случай определения.В мерную колбу переносят 1 О г формовочной смеси, добавляют 0,2 г десорбента-сернокислого алюминия, добавляют 50 мл 5-ного раствора серной кислоты. Колбу помещают в кипящую водяную баню, выдерживают 25 мин, затем охлаждают и доводят общий объем колбы до 00 мл и фильтруют. После этого проводят антроновую реакцию в пробирках с притертыми пробками, для чего к 5 мл антронового реагента осторожно доливают аликвоту 2,5 мл гидролизованного раствора так, чтобы образовались два слоя несмешивающихся жидкостей, Параллельно готовят холостую пробу путем добавления к 5 мл антронового реагента 2,5 мл дистиллированной воды, Обе пробирки встряхивают в течение 10 с и поме-, щают в кипящую водяную баню на 6 мин. В результате реакции происходит окрашивание растворов. Затем на фотоэлектроколориметре определяют их оптическую плотность при длине волны 610 нм. По полученным значениям оптической плотности вычисляют содержание крахмалита С 2 в формовочной смеси по формуле где С - известная концентрация крахмалита в стандартном раст7 908 чО - соответствующая оптическаяплотность стандартного раствора;02 - оптическая плотность испытуемого раствора, 5Опробуют образцы Формовочной смеси, содержащей, мас.й:Каменноугольная пыль 4,0Лесохимический понизительвязкости ПФЛХ 0,5 1 ОГлинистое связующее 10,0Крахмалит 0,01-0,2Кварцевый песок ОстальноеВ качестве глинистого связующего опробуют различные бентониты, 15Результаты испытаний приведены в табл, 2. 68 Из сравнения данных табл. 1 и 2 видно, что точность определения содержания крахмалопродукта в составах формовочных смесей существенно возТаблица Введенокрахмалита, вес.4 Ошибка, Ф Найденокрахмалита, вес.3 Тип бентонита 0,061 0,039 0,032 Асканский 0,068 КонстантиновскийГлина огнеупорная 0,030 0,070 0,002 0,1 0,098 98 0,1 Болгарский Концентрация кислоты, 4Время гидролиза, мин Таблица 2 Содержание крахмалита в составе формовочной смеси 0,1 0,100 Асканский 0 0 -0,002 -2 +0,002 +2 0,098 0,1 Константиновский 0,1 0,102-0,001 +0,001 0,099 0,101 0,1 0,1 Глина огнеупорная 0,101 0,1 Чешский БолгарскийБолгарский активиро- ванный растает при использовании предлагаемого способа.Таким образом, способ по изобретению обеспечивает точное определение количественного содержания крахмалита в формовочных смесях для сырых разовых форм и позволяет впервые обеспечить приготовление Формовочных смесей с заданным содержанием крахмалита стабильного состава со стабильными свойствами. Это сокращает брак форм и отливок и ликвидирует перерасход дорогостоящих добавок. НеобходимО отметить, что в литейном производстве содержание крахмалопродуктов в составе формовочных смесей не оп. - ределяли, в то время, как косвенный метод оценки состава формовочной смеси путем определения технологических параметров - текучести и индекса Формуемости - был и остается весьма приблизительным и неточным. Абсолютная Относительная9 908 йФормула изобретения Способ определения количественного содержания крахмалопродукта в составах песчано-бентонитовых 5 и песчано-глинистых смесей, используемых для изготовления литейных форм, включающий пооведение гидролиза крахмалопродукта с помощью раствора серной кислоты при выдержке в кипящей водяной бане, проведение цветной реакции с помощью антронового реагента с последующим определением оптической плотности поодуктов указанной реакции и вычислением по 15 соответствующей формуле содержания крахмалопродукта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения количественного содержания крахмалопродукта, одновре менно с гидрлизом крахмалопродукта проводят его десорбцию путем введе 6810ния в качестве десорбента навески су 1 хой соли сернокислого алюминия при содержанипоследней 0,3-0,53 от мас. сы раствора серной кислоты, причем гидролиз проводят раствором серной кислоты с концентрацией 3-6 при выдержке в кипящей водяной бане в течение 20-30 мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Кравченко С,ф., Трухачева А.А.Технохимконтроль и учет производствакрахмалопродуктов из кукурузы. М.,Пищепромиздат. 1963, с, 69.2. Филатова Т.Г, Разработка и применение колориметрического антронового метода определения углеводов. Автореф. дис, на соиск. учен, степениканд. техн. наук, Московский институтнародного хозяйства им. Плеханова,М., 1967Составитель С. ТепляковРедактор С. Тараненко Техоев Т. Маточка 1(ороектор В, БутягаЗаказ 69 У 11 Тираж 853 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1130 Я Москва, Ж-Я Раушская наб, д. Мфилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,