способ получения сорбентов на растительной основе

Формула изобретения

Способ получения сорбента на растительной основе для очистки водных растворов от тяжелых металлов, отличающийся тем, что в качестве растительной основы используют кожуру цитрусовых культур, например, апельсина и лимона, отхода их переработки на соки, которую отмывают водой, сушат в два этапа, сначала при температуре 60-65°С в течение 1 ч, затем при 100-105°С до постоянной массы, измельчают, рассеивают, отбирают фракцию 0,2-2 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения сорбентов, конкретно к способам получения сорбентов, которые могут применяться для очистки водных растворов от тяжелых металлов.

Сорбционная очистка является одним из эффективных способов удаления загрязнений из водных растворов.

Описан способ получения сорбента на основе древесных опилок, которые обрабатывают химреагентом - 1(2-гидроксиэтил)-4,5,6,7 тетрагидроиндолом в растворе ацетона при соотношении 1:0,01 и выдерживают в течение 12 часов [1].

Сорбционная емкость сорбента в статических условиях по тяжелым металлам составляет 0,8-1,4 мг/г.

Недостаток способа - сложность технологии, низкая сорбционная емкость.

Известен способ получения сорбента на растительной основе, в качестве которой используют жмых от переработки семян арбуза на растительное масло [2].

Жмых отмывают водой (после дробления), сушат до постоянной массы, рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм. Сорбционная емкость сорбента по меди - до 3,9 мг/г, по цинку - до 2,6 мг/г.

Недостатки способа - ограниченность возможностей по очистке водных растворов и ресурса сорбентов.

Технический результат - расширение сорбционных способностей, ресурса и ассортимента сорбентов. Это достигается тем, что в качестве растительной основы используют кожуру цитрусовых культур (наружную оболочку плодов), например апельсина и лимона, которые содержат до 80% влаги, остальное сухое вещество, в основном содержащее клетчатку и протеиново-углеводный компонент (комплекс). Кожура является отходом от переработки цитрусовых на соки и используется частично [3]. Кожуру разрезают на ломтики толщиной 4-5 мм и длиной 30-40 мм, заливают водой в соотношении 1:4-5, перемешивают, выдерживают 40-60 мин, отделяют водный слой, снова добавляют воду, перемешивают, выдерживают, сливают водный слой и т.д. до получения бесцветной, прозрачной промывной воды. Остатки сушат сначала при температуре 60-65°С, затем при 100-105°С до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм - сорбент с насыпной массой 0,45-0,55 г/см³, содержащий не менее 1 мас.% азота по Кьельдалю, характеризующего протеиново-углеводный компонент и не менее 16 мас.% клетчатки. Приготовленный сорбент позволяет очистить водные растворы от тяжелых металлов, например от меди и кадмия, с сорбционной емкостью 3,5-3,8 мг/г.

Пример 1. 50 г резаной кожуры апельсина с влажностью 80 мас.% в колбе заливают 200 мл воды, перемешивают, выдерживают 50 мин, отделяют водный слой, вновь заливают водой, перемешивают, выдерживают 40 мин, отделяют водный слой и т.д. до получения бесцветной, прозрачной промывной воды. Остатки сушат сначала при температуре 60-65°С (1 ч), затем при 100-105°С до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм. Получают 9,5 г сорбента - порошка желтоватого цвета с насыпной массой 0,51 г/см³, содержанием азота по Кьельдалю 1,1 мас.% и клетчатки 18,1 мас.%.

Аналогично получают сорбент при обработке кожуры лимона с выходом 9,0 г, насыпной массой 0,45 г/см³, содержанием азота по Кьельдалю 1,2 мас.% и клетчатки 17,0 мас.%.

Пример 2. Испытания на сорбционную емкость. В колбу вместимостью 100 мл вносят 1 г сорбента из кожуры апельсина и 40 мл водного раствора, содержащего 100 мг/л меди в виде сульфата, перемешивают, выдерживают при комнатной температуре до прекращения сорбции (по химанализу по меди). Через 3,5 часа в водном слое содержание меди составляет 6,4 мг/л, сорбентная емкость 3,7 мг/г, степень очистки 93,6%.

Пример 3. В колбу по примеру 2 вносят 1 г сорбента из кожуры апельсина, 40 мл водного раствора, содержащего 134 мг/л кадмия в виде сульфата, перемешивают, выдерживают 4 часа, в водном слое содержание кадмия составляет 39 мг/л, сорбционная емкость 3,8 мг/г, степень очистки 71%.

Аналогично проводят испытание на сорбционную емкость сорбента из кожуры лимона.

Установлено, что сорбционная емкость его по меди составляет 3,8 мг/г, по кадмию - 3,5 мг/г, со степенью очистки соответственно 96,9% и 65%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет очистить водные растворы от тяжелых металлов, расширить ресурс и ассортимент сорбентов на растительной основе.

Источники информации

1. SU 1498551, 1987.

2. RU 2212931, 2002.

3. Карчава М.С. Пектинсодержащее сырье Грузии и перспективы его использования // Хранение и переработка сельхозсырья. 2004, №1, стр.42.