Гидрокарбонат натрия, пищевая сода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гидрокарбонат натрия, пищевая сода

План работы

Введение

1. Описание пищевой соды

2. История и технологии производства соды

3. Кулинария

4. Медицина

5. Пожаротушение

Введение

Пищевая сода (гидрокарбонат натрия) была известна человеку примерно за полторы-две тысячи лет до нашей эры, а может быть, и раньше. Ее добывали из содовых озер и извлекали из немногочисленных месторождений в виде минералов. Первые сведения о получении соды путем упаривания воды содовых озер относятся к 64 году нашей эры. Алхимикам всех стран вплоть до 18 века представлялась неким веществом, которое шипело с выделением какого-то газа при действии известных к тому времени кислот - уксусной и серной. Во времена римского врача Диоскорида Педания о составе соды никто не имел понятия. В 1736 году французский химик, врач и ботаник Анри Луи Дюамель де Монсо впервые смог получить из воды содовых озер очень чистую соду. Ему удалось установить, что сода содержит химический элемент «Натр». В России еще во времена Петра Первого соду называли «зодой» или «зудой» и вплоть до 1860 года ее ввозили из-за границы. В 1864 году в России появился первый содовый завод по технологии француза Леблана. Именно благодаря появлению своих заводов сода стала более доступной и начала свой победный путь в качестве химического, кулинарного и даже лекарственного средства.

1. Описание пищевой соды

В промышленности, торговле и в быту под названием сода встречаются несколько продуктов: кальцинированная сода - безводный углекислый натрий Na₂СO₃, двууглекислая сода - бикарбонат натрия NaНСO₃, часто называемая также питьевой содой, кристаллическая сода Na₂СO₃*10Н₂O и Nа₂СO₃*Н₂O и каустическая сода, или едкий натр, NаОН. Обыкновенная сода, в зависимости от способа приготовления, бывает леблановская и аммиачная. Последняя представляет собой более чистый продукт. Кроме того сода бывает либо в виде кальцинированной (безводной, прокаленной), либо кристаллической. Эта сода содержит 10 частей воды.

Современная пищевая сода - типичный промышленный продукт. Однако она была известна человечеству задолго до нашей эры в естественном состоянии и уже применялась в кулинарии Древнего Египта, на территории которого существовали содовые озера, выделявшие на жгучем солнце пустыни осадочную соду.

В природе сода встречается в твердом виде в небольших залежах в составе минерала трона Na₂CO₃ NaHCO₃*2H₂O, в виде раствора - в воде некоторых содовых озер и щелочных минеральных источников и в золе некоторых растений. До начала XIX в. использовалась почти исключительно природная сода, но с ростом потребления соды возникла необходимость производства соды в больших масштабах искусственным путем. В настоящее время добыча природной соды крайне мала. Имеются содовые озера (в Кулундинской степи), однако природная сода составляет небольшой процент в общем ее производстве. Промышленное производство очищенного продукта тесно связано с содовым производством, поскольку в качестве сырья для получения очищенной пищевой соды применяется карбонат (или сырой гидрокарбонат) натрия, а также диоксид углерода известковых печей.

В настоящее время в мире производится несколько миллионов тонн соды в год для промышленного производства, пищевой и медицинской промышленности.

Искусственно сода была получена лишь в конце XVIII века во Франции химиком Лебланом (1791 год). Секрет получения, как тогда водилось, долго держался в тайне, вследствие чего сода стала впервые активно применяться именно во французской кулинарии, особенно во французском кондитерском производстве, и в первую очередь при изготовлении бисквитов и других французских печений, в то время как кондитерское производство в других странах - например, в Австрии, в России - развивалось в ином направлении, с использованием других, преимущественно дрожжевых тестоподъемных средств. Вот почему во Франции, кроме бисквитов, доминировали сухие и слоеные печенья, а в Германии и Польше, где работали французские учителя-повара, получило развитие песочное содовое тесто, в то время как Вена вплоть до XX века оставалась центром пышных кондитерских изделий и знаменита превосходным дрожжевым «венским тестом» - верхом искусного применения дрожжей в кондитерском деле. Лишь в 1861 году бельгийский химик Э. Сольве разработал современный способ получения соды, на который во второй половине XIX - начале XX века перешли все европейские страны и США.

Лишь после Первой мировой войны и революции 1917 г. содовые кондитерские изделия получили развитие в СССР, в 20-30-х годах, в основном через сеть общественного питания, ибо содовое тесто дает возможность достигать стереотипности, стандарта выпечных изделий (одинаковости в их весе, виде, форме). А после Второй мировой войны содовые кондитерские изделия заняли в России основное место в домашнем приготовлении за счет утраты навыков новых поколений к созданию традиционных национальных русских сладостей, а также в связи с редким появлением в продаже дрожжей и разнообразных пряностей, применяемых ранее в русском кондитерском деле (бадьян, калган, корица, имбирь, черный перец, померанцевая цедра).

2. История и технологии производства соды

Сода впервые была получена в 1793 г. Лебланком, однако пищевая, очищенная сода была изготовлена в 1861 г. Сольвэ.

В конце XVIII и начале XIX в. для получения искусственной соды стали применять способ Леблана, сущность которого заключается в следующем: из поваренной соли действием на нее серной кислотой вначале получали сульфат натрия, затем сульфат натрия сплавляли при высокой температуре с углекислым кальцием и углем. Из полученного сплава соду выщелачивали водой. Раствор затем выпаривали.

Изобретение бельгийским ученым Э. Сольвэ в середине XIX столетия аммиачного способа получения соды способствовало интенсивному ее внедрению в первую очередь в кондитерское дело. Основной способ искусственного получения соды в настоящее время во всех странах - аммиачный способ производства кальцинированной соды, являющейся материалом для получения остальных содовых продуктов. Сначала Франция и Германия использовали соду как технологическую добавку для разрыхления теста с целью увеличения его объема, улучшения качества. Сода делает тесто мягким, пышным, легко усвояемым. С конца XIX-начала XX века соду стали применять другие страны, в том числе Россия.

Добывают соду сейчас промышленным аммиачным способом (способ Сольве).

В насыщенный раствор хлорида натрия пропускают эквимолярные количества газообразных аммиака и диоксида углерода, то есть как бы вводят гидрокарбонат аммония NH₄HCO₃:

NH₃ + CO₂ + H₂O + NaCl > NaHCO₃ + NH₄Cl.

Выпавший остаток малорастворимого (9,6 г на 100 г воды при 20° C) гидрокарбоната натрия отфильтровывают и кальцинируют (обезвоживают) нагреванием до 140 - 160° C, при этом он переходит в карбонат натрия:

2NaHCO₃ >(t) Na₂CO₃ + CO₂^ + H₂O

Образовавшийся диоксид углерода и аммиак, выделенный из маточного раствора на первой стадии процесса по реакции:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ > CaCl₂ + 2NH₃^ + 2H₂O

возвращают в производственный цикл.

Аммонизация раствора необходима для введения в него углекислого газа, малорастворимого в насыщенном растворе. Выпавший в виде кристаллов бикарбонат натрия отфильтровывают от раствора, содержащего хлористый аммоний и непрореагировавший NaCl, и прокаливают (кальцинируют). При этом происходит образование кальцинированной соды.

Выделяющиеся при кальцинации газы, содержащие углекислоту СO₂, используют для карбонизации. Таким образом, часть затраченной углекислоты регенерируется.

Необходимую для процесса углекислоту получают обжигом известняка или мела. Обожженную известь СаО гасят водой.

Гашеная известь Са(ОН)₂ замешивается с водой. Образовавшееся известковое молоко используют для регенерации аммиака из раствора (фильтровой жидкости), полученного после отделения бикарбоната и содержащего хлористый аммоний.

Для производства соды используют раствор поваренной соли (рассол) концентрации около 310 г/л, полученный в естественных условиях подземным выщелачиванием залежей поваренной соли. В естественном рассоле, помимо NaCl, обычно содержатся соли кальция и магния. При аммонизации и карбонизации рассола в результате взаимодействия этих примесей с NH₃ и СО₂ будут выпадать осадки, что приведет к загрязнению аппаратов, нарушению теплообмена и нормального хода процесса. Поэтому рассол предварительно очищают от примесей: осаждают их, добавив к рассолу строго определенное количество реактивов - суспензии соды в очищенном рассоле и известкового молока. Этот способ очистки называется содово-известковым. Выпавшие при этом осадки гидрата магния и карбоната кальция отделяют в отстойниках.

Очищенный и осветленный рассол поваренной соли направляют в барботажную абсорбционную колонну. Верхняя часть колонны служит для промывки рассолом газа, отсасываемого вакуум-насосом из вакуум-фильтров, и газа из карбонизационных колонн. В этих газах содержится небольшое количество аммиака и углекислоты, которые целесообразно отмыть свежим рассолом и, таким образом, более полно использовать их в производстве. Нижняя часть колонны служит для насыщения рассола аммиаком, поступающим из дистилляционной колонны. Полученный аммиачно-соляной рассол далее направляют в барботажную карбонизационную колонну, где происходит основная реакция превращения исходного сырья в бикарбонат натрия. Необходимая для этой цели углекислота СO₂ поступает из шахтной известково-обжигательной печи и печи кальцинации бикарбоната натрия и нагнетается снизу в колонну.

Карбонизация аммиачно-соляного рассола является важнейшей стадией производства соды. Образование бикарбоната натрия при карбонизации происходит в результате протекания в карбонизационной колонне сложных химических процессов. В верхней части колонны идет образование углекислого аммония из аммиака, содержащегося в рассоле, и углекислоты, подаваемой в колонну.

По мере прохождения рассола в колонне сверху вниз углекислый аммоний, реагируя с избытком углекислоты, поступающей снизу колонны, переходит в двууглекислый аммоний (бикарбонат аммония).

Примерно в середине верхней неохлаждаемой части колонны начинается реакция обменного разложения, сопровождающаяся выпадением кристаллов бикарбоната натрия и образованием в растворе хлористого аммония. В средней части колонны, где идет образование кристаллов бикарбоната натрия за счет экзотермичности реакции, температура рассола несколько повышается (до 60 - 65° C), однако охлаждать его не надо, так как такая температура способствует формированию более крупных хорошо фильтрующихся кристаллов бикарбоната натрия. Внизу колонны охлаждение необходимо для уменьшения растворимости бикарбоната натрия и увеличения его выхода. В зависимости от температуры, содержания NaCl в рассоле, степени насыщения его аммиаком и углекислотой и других факторов выход бикарбоната составляет 65-75%. Практически невозможно полное превращение поваренной соли в осадок бикарбоната натрия. В этом заключается один из существенных недостатков производства соды аммиачным методом.

3. Кулинария

Основное применение питьевой соды - кулинария, где она применяется, преимущественно, в качестве основного или дополнительного разрыхлителя при выпечке (так как при нагревании выделяет углекислый газ), изготовлении кондитерских изделий, производстве газированных напитков и искусственных минеральных вод, самостоятельно или в составе комплексных разрыхлителей (например, пекарского порошка, в смеси с карбонатом аммония), например, в бисквитном и песочном тесте. Это связано с легкостью ее разложения при 50-100° С.

4. Медицина

Как выглядит сода, прекрасно знают все - это белый порошок, который впитывает воду и отлично в ней растворяется. Но мало кто знает об удивительных целебных свойствах этого «простого» вещества. Между тем, сода - гидрокарбонат натрия - один из главных ингредиентов нашей крови. Результаты исследования влияния соды на организм человека превзошли все ожидания. Оказалось, что сода способна выравнивать кислотно-щелочное равновесие в организме, восстанавливать обмен веществ в клетках, улучшать усвоение кислорода тканями, а также препятствовать потере жизненно необходимого калия. Помогает сода при изжоге, при морской болезни, при простудах, при сердечных заболеваниях и головных болях, при кожных заболеваниях. Как видите, сода - лекарство первой помощи.

Раствор питьевой соды используется в качестве слабого антисептика для полосканий, а также как традиционное кислотонейтрализующее средство от изжоги и болей в желудке (современная медицина не рекомендует применять из-за побочных эффектов, в том числе, из-за «кислотного рикошета») или для устранения ацидоза и т. п.

Пищевая сода применяется для лечения заболеваний, связанных с повышенной кислотностью; раствор питьевой соды применяется для полоскания горла, для промывания кожи при попадании кислот.

Бикарбонат натрия (пищевая сода) может замедлять развитие хронического заболевания почек. К такому выводу пришли ученые из Королевской клиники Лондона (Royal London Hospital), Великобритания. Они исследовали 134 человека с запущенным хроническим заболеванием почек и метаболическим ацидозом.

Одна группа испытуемых проходила обычное лечение, а вторая помимо традиционного лечения ежедневно получала небольшое количество пищевой соды в виде таблеток. У тех больных, кто пил бикарбонат натрия, функции почек ухудшались на 2/3 медленнее, чем у прочих.

Быстрое прогрессирование заболевания почек наблюдалось только у 9% подопытных из «содовой группы» против 45% испытуемых, лечившихся традиционно. Кроме того, у принимавших соду реже развивалась терминальная стадия почечной недостаточности, которая требует диализа. Примечательно, что повышение содержания бикарбоната натрия в организме не вызывало у больных повышения кровяного давления.

Cода является недорогим и эффективным средством лечения хронического заболевания почек. Однако исследователи предостерегают: прием соды должен проходить под наблюдением врача, который должен правильно рассчитать дозировку для больного.

5. Пожаротушение

Гидрокарбонат натрия входит в состав порошка, применяемого в порошковых системах пожаротушения, утилизируя тепло и оттесняя кислород от очага горения выделяемым углекислым газом.

сода гидрокарбонат натрий

Размещено на Allbest.ru