Спосіб отримання безпечної йодованої кухонної солі

Реферат: Спосіб отримання безпечної йодованої кухонної солі шляхом введення у кухонну сіль йодовмісної добавки, для приготування якої у розчині 20-50 % етилового спирту розчиняють крохмаль до отримання 4-6 % розчину. Далі до отриманого розчину вводять суміш йоду та йодистого калію, взятих у співвідношенні 1:(8-12) і у такій кількості, щоб співвідношення цієї суміші до крохмалю було 1:(10-20). При цьому йодовмісна добавка готується під дією 2 ультразвуку частотою 100-150 кГц, інтенсивністю 1,0-1,5 Вт/см . UA 120976 U (12) UA 120976 U UA 120976 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів виробництва безпечної йодованої кухонної солі і може бути використана в соляній і харчовій галузях промисловості. Виробництво йодованої кухонної солі у промислових масштабах відбувається згідно з ДСТУ 3583-97 (ГОСТ 13830-97) введенням добавок йодиду калію (йодистого калію зі стабілізатором тіосульфатом натрію або йодату калію (йоднуватокислого калію) у суху кухонну сіль; масова частка йоду в суміші з хлоридом натрію складає (40±15) мг/кг [1]. При використанні першої йодовмісної добавки - йодиду калію зі стабілізатором тіосульфатом натрію, продукт не підлягає тривалому зберіганню внаслідок швидкого окиснення киснем повітря йодиду калію до йоду з втратою останнього внаслідок його летючості, строк зберігання не перевищує 3-х місяців. При використанні ж другої йодовмісної добавки - йодату калію, продукт також не підлягає тривалому зберіганню внаслідок відновлення йодату калію до йоду домішками, що є у кухонній солі, зі втратою останнього внаслідок його летючості, при цьому строк зберігання не перевищує 12 місяців. Крім цього, йодат калію є токсичним, що потребує вкрай рівномірного його розподілу у пачці солі. Однак останнє є неможливим, тому що внаслідок мікрокапілярних ефектів частки йодиду калію та йодату калію мігрують з центру пачки до її країв (30-50 % йодовмісних добавок в залежності від вологи солі та виду добавки протягом трьох місяців). Тривале вживання підвищених доз йодату калію призводять до поступового погіршення зору [2, 3]. Слід також зазначити, що йодат калію є сильним окисником, а його суміш з деякими органічними речовинами має значні вибухові властивості, тому даний реактив через небезпечність потребує особливих умов зберігання [4]. Є спосіб отримання безпечної йодованої кухонної солі шляхом розпилення 6,25 л йодинолу та 1 т кухонної солі. Недоліком способу є недостатній строк зберігання такої солі не більше 6 місяців [5]. Найбільш близьким аналогом до способу, що заявляється (прототип), є спосіб отримання безпечної йодованої кухонної солі [6], що полягає в обробці кухонної солі безпечною йодовмісною добавкою. Для приготування безпечної йодовмісної добавки у киплячому розчині 20-50 % етилового спирту розчиняють крохмаль до отримання 4-6 % розчину з наступним його охолодженням до температури  50 °C, далі до отриманого розчину вводять суміш йоду та йодистого калію, взятих у співвідношенні 1:(8-12) і у такій кількості, щоб співвідношення цієї суміші до крохмалю було 1:(10-20). За таких умов створюється безпечна йодовмісна добавка на основі "синього йоду", що придатна для безпосереднього внутрішнього вживання [3]. Недоліком даного способу отримання йодованої кухонної солі є недостатній строк зберігання не більше 1 року і необхідність нагрівання розчину, що призводить до втрат йоду, а також до ускладнення процесу отримання йодовмісної добавки. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення строку зберігання кінцевого продукту - йодованої кухонної солі та спрощення процесу виготовлення йодовмісної добавки через виключення процесу нагрівання. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що йодовмісна добавка готується під дією 2 ультразвуку (УЗ) частотою 100-150 кГц, інтенсивністю 1,0-1,5 Вт/см . Спільними суттєвими ознаками найближчого аналога і способу, що заявляється, є використання для приготування йодовмісної добавки наступного: приготування в 20-50 % етанолі 4-6 % розчину крохмалю та розчинення в ньому йодиду калію та йоду до сумарного співвідношення до кількості введеного крохмалю 1:(10-20), причому співвідношення йоду і йодиду калію повинно бути 1:(8-12). Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі і досягнутим результатом пояснюється використанням УЗ частотою 100-150 кГц, інтенсивністю 1,00-1,50 2 Вт/см . Відомо, що використання УЗ забезпечує більш ефективне перемішування, ніж використання механічних пристроїв, крім того дія УЗ відповідних параметрів призводить до відповідних структурних змін розчинів, завдяки кавітаційним ефектам [7, 8]. Саме дія УЗ 2 частотою 100-150 кГц, інтенсивністю 1,0-1,5 Вт/см забезпечує отримання готового продукту безпечної йодованої кухонної солі зі строком зберігання 18 місяців. Спосіб здійснюють наступним чином. Для приготування йодовмісної добавки в 20-50 % 2 розчині етанолу під дією УЗ частотою 100-150 кГц, інтенсивністю 1,0-1,5 Вт/см розчиняють крохмаль до отримання 4-6 % розчину. Далі, не припиняючи дії УЗ тих же параметрів, розчиняють йодид калію та йод до сумарного співвідношення до кількості введеного крохмалю 1:(10-20), причому співвідношення йоду і йодиду калію повинно бути 1:(8-12). Із даного розчину відбирають аліквоти, що містять наступну кількість йодовмісної добавки у перерахунку на йод - 40,0 та 55,0 мг йоду і перемішують їх з пробами кухонної солі масою 1,00 кг, запаковують у пачки. Від кожної пачки через 9, 12, 13, 18, 19 місяців відбирають проби кухонної солі і визначають вміст йоду згідно з [1]. 1 UA 120976 U 5 10 У способі за прототипом. Для приготування йодовмісної добавки у киплячому розчині 50 % етилового спирту розчиняли крохмаль до отримання 5 % розчину з наступним його охолодженням до температури 40 °C, далі до отриманого розчину вводили суміш йоду та йодистого калію, взятих у співвідношенні 1: 10 і у такій кількості, щоб співвідношення цієї суміші до крохмалю було 1:15. У способі, що заявляється. Для приготування йодовмісної добавки у 50 % розчині етилового спирту розчиняли крохмаль під дією УЗ частотою 120 кГц, інтенсивністю 1,2 Вт/см до отримання 5 % розчину. Далі, не припиняючи дії УЗ вказаних параметрів, до отриманого розчину вводили суміш йоду та йодистого калію, взятих у співвідношенні 1:10 і у такій кількості, щоб співвідношення цієї суміші до крохмалю було 1:15. Результати дослідів наведені у табл. 1. Таблиця 1 Порівняння способів отримання йодованої кухонно солі за способом, що пропонується, та за прототипом Кількість веденої Знайдено йоду, мг/кг проби № йодовмісної добавки у 9 12 13 16 17 18 19 20 проби перерахунку на йод, місяців місяців місяців місяців місяців місяців місяців місяців мг Спосіб, що пропонується 1 40,0 39,8 39,5 39,0 38,8 38,5 37,1 24,5 23,2 1 55,0 54,6 54,0 53,5 53,0 52,8 51,2 33,1 31,0 2 40,0 39,0 38,5 38,0 37,5 37,9 36,1 23,4 20,9 2 55,0 54,0 53,6 52,9 52,3 50,0 49,5 31,4 28,7 Спосіб за прототипом 1 40,0 39,0 37,5 24,0 20,2 18,2 12,5 7,8 1,8 1 55,0 53,4 51,2 34,5 30,0 22,8 18,0 10,1 3,6 2 40,0 38,1 36,1 23,2 18,5 17,3 10,5 5,4 1,0 2 55,0 52,2 49,2 52,9 28,2 20,1 14,2 8,3 2,5 15 20 У цій таблиці і у наступних наведені усереднені дані 6 дослідів. Види кухонної солі 1- вакуумвиварна Слов'янської солевидобувної компанії; 2 - кам'яна кухонна сіль ДП "Артемсіль", рудник № 7. Як виходить з табл. 1, строк зберігання йодованої кухонної солі, виготовленої за прототипом складає 12 місяців при введенні 40 мг йоду і 16 місяців при введенні 55 мг йоду (згідно з ДСТУ 4207: 2004 у 1 кг йодованої кухонної солі кількість йоду не повинна бути менш ніж 25,0 мг). Строк зберігання йодованої кухонної солі, виготовленої за способом, що пропонується, складає не менш як 18 місяців (табл. 1). У табл. 2 наведені результати дослідів щодо впливу частоти ультразвуку на строк зберігання йодованої кухонної солі. Як виходить з результатів дослідів, наведених у табл. 2, найбільший строк зберігання йодованої кухонної солі - 18 місяців забезпечує використання УЗ частотою 100-150 кГц. 25 Таблиця 2 Вплив частоти УЗ на строк зберігання йодованої кухонної солі Частота УЗ, кГц 99 100 110 120 150 151 Вміст йоду, що залишився після зберігання, мг/кг 12 13 16 17 18 19 20 місяців місяців місяців місяців місяців місяців місяців 32,6 30,1 23,0 22,2 16,5 12,9 7,4 38,7 34,5 33,8 32,5 30,8 24,2 23,0 38,9 38,0 37,5 36,6 35,2 24,3 23,4 39,5 39,0 38,8 38,5 37,1 24,5 23,2 39,0 38,7 38,1 37,9 36,0 24,1 23,0 30,2 23,8 22,1 18,9 12,7 9,4 3,6 2 UA 120976 U 5 Використовувалася вакуум-виварна кухонна сіль Слов'янської солевидобувної компанії, кількість введеної йодовмісної добавки у перерахунку на йод - 40,0 мг інтенсивність УЗ - 1,2 2 Вт/см . У табл. 3 наведені результати дослідів щодо впливу інтенсивності ультразвуку на строк зберігання йодованої кухонної солі. Як виходить з результатів дослідів, наведених у табл. 2, найбільший строк зберігання йодованої кухонної солі - 18 місяців забезпечує використання УЗ 2 інтенсивністю 1,0-1,5 Вт/см . Таблиця 3 Вплив інтенсивності УЗ на строк зберігання йодованої кухонної солі Вміст йоду, що залишився після зберігання, мг/кг Інтенсивність 2 УЗ, Вт/см 12 місяців 13 місяців 16 місяців 17 місяців 18 місяців 19 місяців 20 місяців 0,9 17,1 10,2 3,5 1,0 38,0 37,3 35,2 34,1 33,1 23,9 22,1 1,1 38,9 38,0 37,5 36,6 35,2 24,3 22,7 1,2 39,5 39,0 38,8 38,5 37,1 24,5 23,2 1,5 39,3 38,2 37,8 37,0 36,5 24,2 23,2 1,6 30,0 20,2 19,5 17,2 10,1 8,9 2,5 10 15 20 25 30 Використовувалася вакуум-виварна кухонна сіль Слов'янської солевидобувної компанії, кількість введеної йодовмісної добавки у перерахунку на йод - 40,0 мг Частота УЗ -120 кГц. Порівняння способу, що заявляється, зі способом по прототипу показує, що він має на відміну від способу по прототипу істотні відмінності, які дозволяють підвищити строк зберігання йодованої кухонної солі та спростити процес отримання йодованої кухонної солі через позбавлення необхідності нагрівання розчину. Таким чином, експеримент показав, що використання УЗ частотою 100-150 кГц, інтенсивністю 1,0-1,5 Вт/см дозволяє підвищити строк зберігання йодованої кухонної солі з 12 до 18 місяців і спростити процес через позбавлення необхідності нагрівання розчину. Джерела інформації: 1. ДСТУ 4207: 2004. Сіль кухонна йодована. 2. Potts A.M. Toxic responses of the eye. In: Klaassen CD (ed) Casarett and Doull's Toxicology, Me Graw Hill, New York, 1996, p. 601-602. 3. Singalavanija A., Dongosintr N., Dulayajinda D. Potassium iodate retinopathy. Acta Ophthalmol (Copenh), 1994, v.72, p.513-519. 4. Реми Г. Курс неорганической химии. Т. 1. - М.: изд-во иностранной литературы, 1963. 920 с. 5. Олифсон Л.Е., Зак В.И., Михайлова Л.Ф. Способ йодирования поваренной соли // А.с. СССР № 198353, опубл. 28.06.1967 г., бюл. № 14. 6. Бакланова Л.В., Чмиленко Ф.А., Бакланов А.Н. и Матввева Т.А. Способ йодирования поваренной соли // А.с. СССР № 1650582, С01D3/04, опубл. 23.05.1991 г., бюл. №19. 7. Ультразвук в аналитической химии и химической технологи: монография / А.Н. Бакланов, А.П. Авдеенко, С.А. Коновалова, Л.В. Бакланова. - Краматорск: ДГМА, 2012. - 332 с. 8. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. - М.: Химия, 1986. - 288 с. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Спосіб отримання безпечної йодованої кухонної солі, що включає введення у кухонну сіль йодовмісної добавки, для приготування якої у розчині 20-50 % етилового спирту розчиняють крохмаль до отримання 4-6 % розчину, далі до отриманого розчину вводять суміш йоду та йодистого калію, взятих у співвідношенні 1:(8-12) і у такій кількості, щоб співвідношення цієї суміші до крохмалю було 1:(10-20), який відрізняється тим, що йодовмісна добавка готується 2 під дією ультразвуку частотою 100-150 кГц, інтенсивністю 1,0-1,5 Вт/см . 3 UA 120976 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4