Физические свойства черного щелока

К основным физическим свойствам черного щелока относятся: плотность, вязкость, температура кипения, поверхностное натяжение, теплоемкость.

Плотность. Измеряется ареометром и зависит от концентрации в щелоке сухих веществ (при данной температуре). Между массовой долей сухих веществ в щелоке, их концентрацией и плотностью существует следующая зависимость:

А = с/10 х ρ,

где: А – массовая доля сухих веществ, %

с – концентрация сухих веществ, г/л

ρ – плотность щелока, г/см³

Щелок при концентрации сухих веществ 16 % имеет плотность 1.05 т/м³, при 70 % - 1,43 т/м³ при температуре 90⁰С.

Вязкость. Является функцией концентрации и температуры. Вязкость щелока зависит от породы древесины, способа варки, условий термической обработки и т.д. Вязкость щелока возрастает с увеличением концентрации сухих веществ. С увеличением температуры вязкость щелока снижается. Вязкость щелока должна быть ниже 300…500 спз, поскольку при более высокой вязкости возникают трудности с перекачкой щелока. Если упаренный щелок хранится при атмосферном давлении, то его максимальная концентрация может достигать 70…75 % при температуре 115⁰С. Если же упаренный щелок хранится в емкости под давлением, то его конечная концентрация может достигать 75…85 % и даже выше при температуре 125…150⁰С. Тепловая обработка при 180⁰С в течение 30 минут может снизить вязкость щелока за счет разрушения больших органических молекул.

Температура кипения. Жидкость, в которой растворены органические, минеральные вещества, будет иметь более высокую температуру кипения, по сравнению с температурой кипения воды при одинаковом давлении. Эта разница в температурах кипения является специфической для каждого вида черного щелока и зависит от количества и состава растворенных веществ.

Поверхностное натяжение. Низкое поверхностное натяжение будет увеличивать способность щелока к пенообразованию. Поверхностное натяжение возрастает с увеличением концентрации сухих веществ и снижается с повышением температуры. Пенообразование является проблемой для выпарных аппаратов, работающих на слабом щелоке. Для того, чтобы избежать пенообразование концентрацию питательного щелока часто повышают путем возвращения части упаренного щелока в расходные баки выпарной станции. Сульфатное мыло понижает поверхностное натяжение, поэтому оно должно быть удалено из щелока перед выпаркой.

Теплоемкость щелока - это отношение количества тепла, передаваемого телу в каком-либо процессе к соответствующему изменению температуры. Теплоемкость зависит от содержания сухих веществ, при их увеличении теплоемкость снижается.

С_р = 0,98 – 0,0040 х с,

где: с – концентрация сухих веществ, %.