ПЕРСПЕКТИВЫ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

ЖАРАТЫЛЫСТАНУ ҒЫЛЫМДАРЫНЫҢ   БОЛАШАҒЫ МЕН НЕГІЗГІ ДАМУ БАҒЫТТАРЫ 
 
 
340
жылданбері  өндіреді.  Оның  алу  әдісін  Қытайдан  әкелген.  Қытайда  күріштің  сырасы  ретінде  б.э.д  VIII 
ғасырда кең таралған. 
Ал,  бұл  біздің  елде  енді  қолға  алына  бастаған  өндірістің  бірі.  БірақҚазақстанда  күріш 
жармасынан  спирт  алу  жоқтың  қасы.Өңірде  жыл  сайын  61641  гектар  жерге  күріш  егіліп,  одан  246600 
тонна өнім алынатыны белгілі. Осы алған өнімнің 30 пайызы өсімдік қалдығын құрайды. Бұл шамамен 
50 мың тонна қалдық деген сөз [3, 140б ]. 
Жоғары  да  айтып  өткендей  алпауыт  елдерде  күріш  қалдығын  пайдаға  асырып  жатыр,  біздің 
елде бұл қалдықты жүзеге асыратынкәсіпорын жоқ. Қазақстанда спирт заводының жалпы саны қайта 
құру  кезінде  13  ликер-арақ  заводы  және  4  спиртзаводы  болды.  Қазіргі  таңда  25  спирт  заводы  жұмыс 
жасайды. Бұл заводтардың барлығы дайын шикізаттардан спирт өндіреді. Сондай-ақ спиртті пайдала-
натын  150-ге  жуық  өндірістің  түрлері  белгілі.  Қазіргі  кезде  спирттің  көп  мөлшері  техникалық  мақсат-
тарға,тамақ, халық шаруашылығында қолданылады; атап айтқанда диэтил эфирі, жеміс-жидек эссен-
циясы, синтетикалық сірке қышқылы, бояғыштар, бусыз күкірт, синтетикалық каучук, фотопленка және 
қағаз, арақ-шарап, фармацевтика, парфюмерия өндірістерінде, күрделі эфир өнеркәсібінде, ботаника-
лық  және  биологиялық  препараттарды  консервирлеу  үшін  және  тағы  басқа  салаларда  қолданылады 
[4, 13б]. 
Көрсетілгендей  спирт  қолданатын  өндіріс  салалары  көп.  Сондықтан  отандық  шикізаттан  яғни 
күріш жармасынан этил спиртін алу өзекті мәселе. 
Зерттеу нысаны ретінде: Қызылорда облысының күріш жармасы және күріші алынды. 
Ашыту процесі үш кезеңнен тұрады: 1. Ашытуға даярлау; 2.Ашыту; 
3. Ашыған затты айдау және тазалау. 
Шикізатты  0,5  кг  өлшеп  алынып,жуып  майдаланды.  Оның  үстіне  1:2,  1:3,  1:4  қатынаста  су 
құйылып, араластырылды.Содан соң бөлме тампературасына дейін салқындаған кезде үстінен белгілі 
бір қатынаста алдын ала даярланған ашытқы салынады.Күрішті ашытуға арналған Қытайдан шығатын 
«Angel» маркалы ашытқы қолданылды. Ашытқының  құрамында Saccharomyces cerevisiae, эмульгатор 
(Sorbitian  monostearate  Е491)  қоспалары  бар.Ашыту  бөлме  температурасында    20-22
0
C  3  аптаға 
қойылады.  Күніне  бір  екі  рет  шайқап  қою  қажет.  Белгілі  уақыты  өткен  соң  сүзіп,айдайды.  Алғашқы 
айдалып алынған шикі спирттің концентрациясы 4-5% және оның құрамында қоспалар болады. Олар: 
байланысқан  майлар,  күрделі  эфирлер,  альдегидтер  және  тағы  басқазаттар.  Шикі  спиртті  осы 
қоспалардан  тазалау  қажет.  Қоспалардан  тазалау  үшін  адсорбенттер  (активтенген  көмір,  цеолит) 
қолданылды.  Сонымен  қатар  сусыздандыру  үшін  яғни  спирттің  концентрациясын  арттыру үшін  сусыз 
кальцийдің  (II)оксиді  қолданылды.  Күріш  жармасынан  этил  спиртін  алудың  технологиялық  үлгісі  1-ші 
кестеде көрсетілген. 
 
1-кесте-күріш жармасынан этил спиртін алудың үлгісі 
КҮРІШ ЖАРМАСЫН ДАЯРЛАУ
КҮРІШ ЖАРМАСЫН ҰНТАҚТАУ
ШИКІЗАТТЫ СУМЕН АРАЛАСТЫРУ
ҮЗДІКСІЗ ПІСІРУ Т= 100 
0
С
ҚАНТТАУ Т=55-58
0
С 
СУЫТУ, АШЫТУ Т = 30-40 
0
С
СУСЛАНЫ СҮЗУ
КҮНЖАРА
АЙДАУ
МАЛ АЗЫҒЫ
АКТИВТЕЛГЕН КӨМІРМЕН , ЦЕОЛИТПЕН 
АДСОРБЦИЯЛАУ
СҮЗУ
ҚАЛДЫҚ КӨМІР
КАЛЦИЙ ОКСИДІМЕН ӨҢДЕУ (5 РЕТ)
СҮЗУ
АЙДАУ
ЭТИЛ СПИРТІ
 
 

ПЕРСПЕКТИВЫ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК 
 
 
341
Алғашқы айдалған өңделмеген шикі спирттің құрамындағы күрделі эфирлердің  мөлшері  48-53 
мг/дм
3
 аралығында болады. 
Оны  активтелген  көмір,  цеолиттен  өткізіп  айдалған  спирттердің  конценетрациясы  20%  артып, 
күрделі эфирлердің мөлшері 36-44 мг/дм
3
дейін азайды. 
Осы  спиртті  1  рет  кальций  оксидімен  өңдеп,  айдаған  кезде  спирттің    концентрациясы  30-42  % 
артады. Ал оның құрамындағы күрделі эфирлердің  мөлшері 26-31 мг/дм
3  
аралығында болады. 
Ал  кальций  оксидімен  2-3  рет  өңдеп,  қайта  айдағанда  спирттің  конценртациясы  53-78%  артып, 
күрделі  эфирлердің  мөлшері  15-19  мг/дм
3     
азаяды.  Төртінші  рет    кальций  оксидімен  өңдеп  қайта 
айдаған кезде спирттің концентрациясы 89-90% артып құрамындағы күрделі эфирлердің  мөлшері 12-
13 мг/дм
3
азаяды. Зерттеу нәтижесінде алынған мәліметтер 1- диаграммада көрсетілген. 
 
 
1-диаграмма.Күрделі эфирдің спирт концентрациясына тәуелділігі 
 
Сондай-ақ спирттің құрамындағы байланысқан майлардың спирт концентрациясына тәуелділігін  
2-ші диаграммадан көруге болады. 
 
 
2-диаграмма. Байланысқан майлардың спирт концентрациясына тәуелділігі 
 
Алғашқы  айдалған  өңделмеген  спирттің  құрамындағы  байланысқан  майлар  мөлшері    85-90 
мг/дм
3
 аралығында болды. Оны активтелген көмір, цеолиттен өткізіп айдалған спирттердің концентра-
циясы  20%  артып,  байланысқан  майлармөлшері  55-64  мг/дм
3
  аралығында  болды.Осыспиртті  1  
реткальцийоксидіменөңдепайдағанкезде, спирттің концентрациясы 30-40% артады. Алоның құрамын-
дағы байланыс қанмайларм өлшері 36-45 мг/дм
3  
азаяды.  
Ал  2 3  реткальцийоксидіменретөңдепқайтаайдағандаспирттіңконценртациясы  53-11%  артып, 
байланысқанмайлармөлшері  15-21  мг/дм
3   
азаяды.  Төртінші  кальций  оксидімен  өңдеп  қайта  айдаған 
кезде спирттің концентрациясы 89-90% артып құрамындағы байланысқан майлар мөлшері 8-9 мг/дм
3   
азаяды. 
Сонымен  қатар,спирт  құрамындағы  альдегид  мөлшерінің  спирт  концентрациясына  тәуелділігін 
қалай өзгеретіндігі 3-ші диаграммада көрсетілген. 

ЖАРАТЫЛЫСТАНУ ҒЫЛЫМДАРЫНЫҢ   БОЛАШАҒЫ МЕН НЕГІЗГІ ДАМУ БАҒЫТТАРЫ 
 
 
342
 
3-диаграмма. Альдегид мөлшерінің спирт концентрациясына тәуелділігі 
 
Алғашқы айдалған өңделмеген спирттің концентрациясы 4-8%. Оның құрамындағы альдегидтің 
мөлшері  94-98  мг/дм
3
   аралығында  болды.  Алғашқы  айдалған  өңделмеген спиртті  активтелген  көмір, 
цеолиттен  өткізіп,  айдалған  спирттердің  концентрациясы  20%  артып,  альдегид мөлшері  40-70  мг/дм
3
  
аралығында  болады.  Осы  спиртті  1 рет  кальцийоксидімен  өңдеп,  айдаған  кезде,  оның  концентра-
циясы  30-40%  артады, спирт  құрамындағы  альдегид мөлшері  33-60  мг/дм
3
  азаяды.  Ал,  2 3рет  каль-
цийоксидімен өңдеп, қайта айдағанда спирттің концентрациясы 56-76% артып, альдегид мөлшері 9-22 
мг/дм
3
  азаяды.  Төртінші  рет  кальцийоксидімен  өңдеп,  қайта  айдаған  кезде  спирттің  концентрациясы 
89-90%  артып, құрамындағы альдегид мөлшері 4-5 мг/дм
3
 төмендеді. Демек, таза спирт алынды. 
Енді  осы  алынған  таза  спирттің  құрамын  «AcqMethod  ESSO-500»  маркалыгазды  – хроматогра-
фиялық әдіспен  анықтап, тазалығын зерттеді. 
Зерттеу нәтижесінде алынған спирттің хроматограммасы 1-ші суретте көрсетілген.  
 
1-  сурет - күріш жармасынан алынған спирттің хромтограммасы 
 
Қорытынды: Күріш жармасынан алынған этил спиртінің концентрациясы 90%. Алынған спирт ГОСТ Р 
52473-2005 тағамдық  шикізаттан алынған этил спиртімен сәйкестендірілді. 
 
Пайдаланылған әдебиеттер: 
1.  Профессор Земнухова Л. «Отходы производства риса – рисовая солома и шелуха – прибыль-
ное, но невостребованное сырьё для промышленности», Инстутит химии ДВО РАН, Россия, 2011.34б. 
2. 
Даниловцева А.Б., Макаров С.Ю., Славская И.Л. Технология отрасли: Ч. 2 «Технология водки 
и ликероводочных напитков. Учебно-практические пособие.- М:МГУТУ.2010.-79с. 
3. 
Рис и его качество. Монография. Американской ассоциаций зерновых химиков. Под редакцией 
Е.П. Козьминой М.,Колос,1979. -140с. 
4. 
РЖ  Хим.  13.10-19Р1.488.  Комбинированная  технология  глубокой  переработки  зернового 
сырья  в  спиртовом  производстве.  /Амелякина  М.  В.,  Степанов  В.  И.,  Иванов  В.  В.,  Шариков  А.  Ю. 
//Ликероводоч. пр-во и виноделие. 2013, №3-4, с. 13-17. Рус. 

ПЕРСПЕКТИВЫ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК 
 
 
343
УДК  548.5 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ  ВЛИЯНИЯ  МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СКОРОСТЬ РОСТА 
КРИСТАЛЛОВ ДИГИДРОФОСФАТА КАЛИЯ  (КDР) 
 
Бермагамбетова  Ж.Ш.  –  магистрант,  Костанайский  государственный  университет  имени 
А. Байтурсынова 
Поезжалов  В.М.  –  к.ф.-м.н.,  доцент  кафедры  электроэнергетики  и  физики,  Костанайский 
государственный университет имени А. Байтурсынова 
 
Приведено  обоснование  необходимости    управления  ростом    кристаллов.  Показано,  что 
наиболее  приемлемым  способом  управления  является  воздействие  на  кристаллообразующую 
среду  и  растущий  кристалл  внешних  электрических  и  магнитных  полей.  Проведен  обзор  неко-
торых  работ,  показывающих  неоднозначность  результатов  воздействий  полей  на  кристаллы  и 
кристаллообразующую  среду.  Определены  основные  факторы,  влияющие  на  выращивание 
кристаллов,  показаны  предполагаемые  механизмы  воздействия,  получившие  наибольшее  приз-
нание.  Приведены  результаты  экспериментов  по  выращиванию  кристаллов  дигидрофосфата 
калия  (КDР)  в  магнитном  поле  постоянного  магнита,  где  силовые  линии  поля  параллельны  или 
перпендикулярны к направлению кристалла с наибольшей скоростью роста.  
Ключевые слова: кристалл, магнитное поле, кристаллообразующая среда. 
 
Кристаллические  вещества  и  монокристаллы  все  шире  используются  в  современной  науке  и 
технике.  В  результате  того,  что  в  большинстве  случаев    необходимы  кристаллы  с  однородным 
распределением  свойств,  то  актуальность  вопроса,  как  улучшить  структуру получаемых  кристаллов, 
только возрастает.  Сделать это можно пока только одним путем, – целенаправленно воздействуя на 
процесс  кристаллизации  или  же  на  уже  выращенные  кристаллы.  И  в  большинстве  случаев 
инструментом внешних воздействия являются различные физические поля.  
Мы ограничили свое исследование влиянием магнитных полей. 
Что  касается  воздействия  магнитного  поля  на  уже выращенные  кристаллы,  то  в  этом  вопросе 
понимание  процессов  воздействия  среди  большинства  исследователей  не  достигнуто.  В  некоторых 
случаях  авторы считают  механизмы  влияния  поля на  некоторые  свойства  более  или  менее ясными. 
Например,  авторы  работ  [1]  и  [2],  исследовавшие  магнитопластичность  ионных  кристаллов, 
придерживаются  единой  точки  зрения  о  том,  что  магнитное  поле  в  них  влияет  на  спин-зависимые 
реакции между парамагнитными дефектами. Похожие идеи обсуждаются и в работах [3] и [4]. 
Однако в литературе имеется множество примеров, когда необходимые условия возникновения 
спин-зависимых  реакций  заведомо  не  выполняются.  В  качестве  такого  примера  можно  привести 
работы  по  влиянию  магнитного  поля  на  выращенные  и    “состаренные”  кристаллы,  в  которых  не 
протекают никакие процессы и реакции, а потому магнитному полю не на что влиять. 
Примером  таких  работ  могут  служить  статьи  [5],  [6],  в  которых  сообщается  о  влиянии 
магнитного поля электромагнита на микротвердость кальциевых солей. 
Странным  обстоятельством,  объединяющим  все  упомянутые  исследования,  является  то,  что 
магнитное  поле  с  индукцией  менее  одной  Теслы  сильно  изменяет  многие    свойства  кристаллов, 
вопреки  тому,  что  энергия,  передаваемая  электронным  спинам  на  два  порядка  величины  меньше 
энергии термических флуктуаций kT при той температуре, на которой было выполнено большинство 
экспериментов.  
Вместе  с  тем  известно,  что  воздействия  различных  внешних  электромагнитных  полей  широко 
используются  в  различных  технологиях  выращивания  кристаллических  структур  как  с  целью  управ-
ления  процессом  кристаллизации,  так  и  с  целью  повышения  их  однородности:  уменьшение  коли-
чества примесей, уменьшение дефектности [7]. 
 В  монографии  [8]  указывается  на  влияние  магнитного  поля  на  процесс  кристаллизации. 
Большинство  авторов  работ  полагают,  что  механизм  действия  внешнего  магнитного  поля  связан  с 
влиянием поля на неспаренные электроны. 
При  выращивании  кристаллов  из  растворов  процесс  взаимодействия  кристаллообразующей 
среды  и  магнитного  поля  существенно  усложняется,  поскольку  кроме  основного  (растворенного) 
вещества, имеется и другое, не являющееся частью кристалла – жидкость (растворитель). 
Известно, 
что 
при 
воздействии 
магнитного 
поля 
жидкости 
становятся 
более 
структурированными,  в  них  увеличиваются  скорости  химических  реакций,  улучшается  коагуляция 
примесей  [9].  Чаще  всего  механизм  воздействия    связывают  с  химической  поляризацией  ядер  в 
магнитном  поле  и  изменением  констант  скоростей  реакций  между  частицами  с  неспаренными 
электронными  спинами  и  триплетными  молекулами  [10].  Установлено  также,  что  в  магнитных  полях 
увеличиваются скорости реакций в жидкой и твердой фазах [10]. Однако этот эффект прекращается 
сразу же после снятия магнитного поля, и не наблюдается явления «памяти» о магнитной обработке 

ЖАРАТЫЛЫСТАНУ ҒЫЛЫМДАРЫНЫҢ   БОЛАШАҒЫ МЕН НЕГІЗГІ ДАМУ БАҒЫТТАРЫ 
 
 
344
жидкостей [11,12]. Эффект действия поля объясняется воздействием на частицы, связанные силами 
Ван-дер-Ваальса.  Ускорение  процесса  кристаллизации  минеральных  примесей  в  воде,  прошедшей 
магнитную  обработку,  приводит  к  значительному  уменьшению  размеров  кристаллов.  При  отсутствии 
железа  в  среде  действие  магнитного  поля  объясняют  его  влиянием  на  сольватную  оболочку 
гидратированных  ионов.  Кроме  того,  предполагают,  что  магнитное  поле  оказывает  воздействие  на 
структуру  ассоциатов  воды  [9].  Указанные  факторы  производят  синергетическое  воздействие  на 
процесс  выращивания  кристаллов  из  растворов,  делая  его  достаточно  сложным  и  трудно 
управляемым. 
По  этой  причине  влиянию  магнитного  поля  на  процесс  выращивания  монокристаллов  и  даже 
кристаллов из растворов посвящено сравнительно небольшое количество работ. Например, в работе 
[13]  показано  влияние  магнитного  поля  на  рост  кристаллов  гидрокарбоната  натрия.  Продемон-
стрировано,  что  при  выращивании  кристаллов  из  водного  раствора  наблюдается  уменьшение 
размеров  кристаллов  за  счет  увеличения  константы  скорости  зародышеобразования.  Скорость 
лимитирующей  стадией  в данном  случае является  перенос протонов  и поэтому предполагается,  что 
магнитное поле влияет на спиновую релаксацию протонов.  
Как  видно  единого  мнения  о  механизме  воздействия  магнитного  поля,  особенно  поля  малой 
напряженности,  в  настоящее  время  нет.  Поэтому  работы,  направленные  на  изучение  влияния 
магнитного  поля  на  процесс  выращивания  кристаллов  в  магнитном  поле  являются  достаточно 
актуальными. 
В  качестве  первого  этапа  такого  исследования  нами  проведены  эксперименты  по    влиянию 
магнитного  поля  на  скорость  роста  монокристалла  КДР  в  постоянном  магнитном  поле  при 
расположении  оси  кристалла  с  наибольшей  скоростью  роста  вдоль  и  поперек  этого  поля.  При 
проведении экспериментов мы рассматривали также изменения габитуса кристаллов и определялись 
внешние изменения.  
Исследование  производились  в  полях  кольцевых  магнитов  с  индукцией  0,1  Тл.  Структура 
магнитного поля одного магнита показана на рисунке 1.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1- Структура магнитного поля одного магнита 
 
 
Рисунок 2- Кристаллизатор в магнитном поле 
 
Применяя  пару  магнитов,  обращенных  одноименными  полюсами  друг  к  другу,  в  кольцевом 
пространстве  между  магнитами  силовые  линии  магнитного  поля  будут  расположены  практически 
горизонтально.  А  при  обращении  магнитов  одноименными  полюсами  друг  к  другу    силовые  линии 
магнитного  поля  внутри  кольца  будут  вертикальны.  Располагая  в  этом  пространстве  кристаллиза-
ционную камеру с затравочным кристаллом, вырезанным перпендикулярно оси Z, можно выращивать 

ПЕРСПЕКТИВЫ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК 
 
 
345
кристаллы в магнитном поле, расположенном вдоль и поперек оси с наибольшей скоростью роста, как 
показано на рисунке 2. Установка помещалась в прозрачный воздушный термостат, который позволял 
поддерживать  температуру  32°С  с  точностью  до  0,5  градуса,  проводить  наблюдение  за  ростом  и 
производить  фотографирование  кристалла.  Рост  кристаллов  проводился  методом  испарения 
растворителя  в  условиях  естественной  конвекции.  Прирост  граней  {100}  и  текущие  размеры 
выращиваемого  кристалла  определялись  по  серии  последовательных  фотоснимков.  Для  этого 
предварительно, до начала выращивании монокристалла, в кристаллизатор, заполненный раствором, 
помещалась  плоская  пластинка  с  нанесенной  на  ней  сеткой  линий,  проведенных  через  один 
миллиметр.  Эта  сетка  фотографировалась  цифровым  фотоаппаратом.  В  дальнейшем  геометрия 
расположения  кристаллизатора  и  фотоаппарата  не  изменялись.  При  проведении  экспериментов 
производилось  фотографирование  выращиваемых  кристаллов  через  равные  промежутки  времени. 
Затем эти фотографии при помощи компьютерной программы 
Photoshop
 совмещались, где в качестве 
реперных  точек  использовалось  изображение  кристаллизационной  камеры.  Программа  позволяет 
производить  увеличение  фотографий  и  по  ним  определять  прирост  монокристалла  за  время, 
прошедшее  между  смежными  фотографированиями.  При  помощи  геометрических  построений  нами 
была  определена  погрешность  измерений,  связанная  с  оптическими  искажениями,  вносимыми 
объективом,  цилиндрической  стенкой  кристаллизатора  с  раствором,  не  параллельностью  лучей  и 
несовпадением расположения измерительной пластинки и кристалла. Она оказалась сопоставимой с 
погрешностью измерения и составила не более ± 0.5 мм. 
Результаты исследований показаны на графике.  
 

жүктеу/скачать 39,72 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: