ТЕХНОЛОГІЯ ГАСІННЯ ВАПНА

Гасіння – специфічний технологічний процес, який використовується тільки у виробництві вапна. При гідратації вапна відбувається реакція СаО + Н20 – Са (0Н)2, в результаті якої виділяється значна кількість тепла – 1160 кДж на 1 кг оксиду кальцію. Проникаючи всередину зерен, вода вступає у взаємодію з СаО, і тепло, що виділяється при цьому, перетворює воду в пар. Різке збільшення обсягу пари в порівнянні з об’ємом рідини викликає внутрішні напруги розтягу в зернах вапна і їх диспергацію, в результаті чого утворюються частинки розміром до 0,01 мм. Для прискорення гасіння рекомендується попередньо подрібнювати вапно, ретельно перемешувати масу, а також використовувати підігріту воду.

ТЕХНОЛОГІЯ ГАСІННЯ ВАПНА

ТЕХНОЛОГІЯ ГАСІННЯ ВАПНА

Зерновий склад негашеного вапна впливає на процес гасіння так: грудкове вапно часто складається з шматків розміром 25…100 мм. Попереднє подрібнення кускового вапна до зерен, розміром 6…12 мм сприяє швидшому протіканню реакції гідратації. Подальше подрібнення вапна недоцільне, так як при цьому будуть подрібнюватися забруднюючі домішки, які в подальшому пройдуть через сито і залишаться в гашеному вапні.
Інтенсивність перемішування вапна і води сприяє видаленню з поверхні зерен негашеного вапна тістоподібного шару, який перешкоджає проникненню води до внутрішніх непогашених слоїв, прискорюючи цим процес гідратації і підвищуючи дисперсність частинок гашеного вапна.

Температура вапна і води впливає на швидкість гідратації: чим вона вища, тим більша швидкість гідратації вапна. Однак занадто велика швидкість гасіння небажана через утворення «заглушеного» вапна, тому зазвичай прагнуть вести процес гасіння з помірною швидкістю.

Кількість води, що додається до вапна, впливає як на процес гідратації, так і на якість гашеного вапна. Наприклад, якщо до грудкового вапна швидко додати надмірну кількість води, то може статися «заглушення» вапна, яке полягає в тому, що поверхневий шар СаО занадто швидко гідратується і утворений щільний шар Са(ОН)2 не пропускає воду всередину шматків. В результаті – гасіння вапна сповільнюється і протікає не повністю, поки шматок вапна не розвалиться. Утворене при такому процесі гідратації вапняне тісто має низьку пластичність і виявляє схильність до сповільненого дозрівання.

Якщо до грудкового вапна додати недостатню кількості води, то при гідратації розвивається дуже висока температура (200 … 288 ° С) і гашене вапно «перегорає». Явище «перегорання» гашеного вапна полягає в тому, що на поверхні шматків негашеного вапна швидко утворюється шар крупнодисперсного і міцного гідрату оксиду кальцію Са(ОН)2, який перешкоджає проникненню через нього води всередину шматків. Сили розширення, що виникають при гідратації, виявляються недостатніми для руйнування крупнокристалічної структури Са(ОН)2. В результаті гашене вапно містить як негідратований, так і гідратований оксид кальцію у вигляді міцних крупнодисперсних частинок. Приготоване з «перегорілого» гашеного вапна тісто має низьку пластичність. Схильність до «перегорання» зазвичай має вапно, що швидко гаситься.
Таким чином, для нормального протікання процесу гасіння вапна з отриманням гідрату оксиду кальцію у вигляді тонкодисперсних пластинчастих кристалів, що дозволяють в подальшому отримати високопластичне вапняне тісто або вапняне молоко високої якості, необхідно кускове негашене вапно попередньо подрібнити до шматків розміром 6…12 мм, додавати воду рівномірними невеликими порціями у вигляді дрібних струменів і гасіння вести при інтенсивному перемішуванні суміші.

Після завершення процесу гідратації частки Са(ОН)2 схильні злипатися в агломерати і грона. Щоб цього не відбувалося, застосовують механічну обробку вапняної суспензії, диспергатори (етанол, цукор).
Спосіб гасіння вапна (сухий або мокрий) впливає на зерновий склад і розміри частинок Са(ОН)2, вихід тіста, його пластичність та водоутримуючу здатність. Як правило, одне і те ж вапно, загашене сухим способом (в пушонку), містить більш крупніші фракції Са(ОН)2, ніж загашене мокрим способом (тобто в тісто, шлам або молоко).

Для виготовлення гідратного вапна дуже високої якості рекомендується використовувати м’яко обпалене вапно, подрібнене до 1,2 … 2 мм, і сухе гасіння вапна при t 80-90° С. Середній діаметр частинок гідратного вапна вищої якості не перевищує 5 мкм при переважному їх розмірі 1-2 мкм.

Мокре гасіння висококальцієвого вапна рекомендується вести в інтервалі температур 70-90° С. Середній розмір частинок одержаного гідратного вапна становить менше 1 мкм при переважній більшості частинок розміром до 0,5 мкм.

Збільшення в об’ємі (вихід тіста) є наслідком здатності вапняного тіста поглинати і утримувати воду понад ту, що зв’язана хімічно. На практиці спостерігається значне коливання виходу тіста для різного негашеного вапна або пушонки. У значних межах коливається також величина щільності тіста. Однак при інших рівних умовах спостерігається стійка закономірність: вихід тіста, приготованого мокрим гасінням грудкового вапна, в середньому на 50% більший, ніж при його приготуванні з сухого гідратного вапна (пушонки).

Високопластичне тісто характеризується високою водоутримуючою здатністю, яка значно вища при мокрому гасінні грудкового вапна, ніж у тіста, виготовленого з пушонки.

МЕХАНІЧНА ОБРОБКА ЧАСТОЧОК СА(ОН)2

Вміст найдрібніших частинок Са(ОН)2 впливає на якість пушонки і вапняного тіста: чим їх більше, тим вища пластичність (для пушонки розмір часток не повинен перевищувати 2 мкм, а для вапняного тіста – 1 мкм). Однак, на практиці не завжди з сухою гідратного вапна з тонкодисперсними частинками Са(ОН)2 виходить високопластичне тісто. Це пояснюється тим, що на пластичність впливає не тільки розмір, але і форма найдрібніших частинок. Встановлено, що високу пластичність тісту надають найтонші частки Са(ОН)2 подовженої пластинчастої форми. Тому для отримання з пушонки високопластичного вапняного тіста її слід попередньо обробити в трубному млині для підвищення дисперсності частинок Са(ОН)2, надавши їм пластинчастої форми.

Тривалість витримки тіста (або його старіння), отриманого замочуванням пушонки або мокрим гасінням вапна, також впливає на його пластичність. Особливо істотний приріст пластичності тіста відбувається в перші 24 год витримування в насиченому водою стані. Вапняне тісто, приготоване мокрим гасінням, як правило, продовжує підвищувати свою пластичність з подовженням витримування до одного року, а приготоване з пушонки – не проявляє такої властивості.