СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИТОСОРБЕНТА Российский патент 2006 года по МПК B01J20/24 

Изобретение относится к технологии получения фитосорбентов, сорбентов на растительной основе, которые могут быть использованы для очистки водных растворов от минеральных и органических загрязнителей. Сорбционная очистка является одним из эффективных способов удаления загрязнений из водных растворов.

Описан способ получения фитосорбента (сорбента на растительной основе), например, на основе древесных опилок путем их обработки химреагентом-1 (2-гидроксиэтил)-4,5,6,7-тетрагидроиндолом, в растворе ацетона при соотношении 1:0,01 и выдерживании в течение 12 ч.

Сорбционная емкость в статических условиях по металлам составляет 0,7-1,4 мг/г [1].

Недостатки способа: относительная сложность технологии, низкая сорбционная емкость.

Известен способ получения фитосорбента на основе жмыха - отхода (побочного продукта) переработки семян арбуза на растительное масло [2].

Жмых отмывают водой после дробления, сушат до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм. Полученный сорбент содержит клетчатку и протеиново-углеводный комплекс, характеризуемый содержанием азота по Кьельдалю не менее 0,5 мас.%; сорбент позволяет очистить водные растворы от тяжелых металлов, например от меди и цинка с сорбционной емкостью 2,6-3,9 мг/г.

Недостатки способа - ограниченность возможности по очистке водных растворов относительно органических примесей и ресурса сорбентов.

Технический результат - расширение сорбционных способностей, в том числе по органическим примесям, ресурса и ассортимента сорбентов.

Это достигается тем, что в качестве исходного растительного сырья используют жмых - отход процесса переработки семян тыквы и расторопши пятнистой в соотношении 1:1 на комплексное растительное масло - тыквенно-расторопшевое нерафинированное [3].

Семена тыквы и расторопши после сушки смешивают в соотношении 1:1, подвергают холодному прессованию для получения пищевого растительного масла. В виде отхода образуется жмых, содержащий в основном не менее 4,5 мас.% азота по Кьельдалю и 10-15 мас.% клетчатки.

Для получения сорбента дробленый жмых от переработки смеси семян тыквы и расторопши промывают водой при массовом соотношении 1:5-10 до неокрашенной прозрачной промывной воды, сушат сначала при температуре 60-65°С (2-3 ч), затем при температуре 100-105°С до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракции 0,2-2 мм, получают порошкообразный сорбент - готовый продукт с удельной насыпной массой 0,30-0,35 г/см³, содержащий не менее 4,5 мас.% азота по Къельдалю, характеризующий протеиновоуглеводный комплекс, и не менее 9 мас.% клетчатки.

Приготовленный сорбент позволяет очистить водные растворы от тяжелых металлов и органических загрязнений, например от меди и кадмия с статической сорбционной емкостью 3,8-4,0 мг/г и от метиленовой сини - 0,5 мг/г.

Поэтапная сушка позволяет получить сорбент с более высокой сорбционной емкостью (на 10-12% по сравнению с сушкой в один прием).

Пример 1

В химическом стакане смешивают 20 г жмыха от переработки семян тыквы и расторопши (в соотношении 1:1) и 140 мл дистиллированной воды при комнатной температуре, перемешивают, выдерживают 45 мин, отделяют водный слой, вновь добавляют 70 мл воды перемешивают, отстаивают 10-15 мин, вновь отделяют водный слой и т.д. до неокрашенной прозрачной промывной воды. Затем остаток сушат в два этапа: сначала при температуре 60-65°С 3 ч, затем при температуре 100-105°С - до постоянной массы, остаток измельчают, рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм. Получают 12 г готового продукта - сорбента с удельной насыпной массой 0,32 г/см³, содержащего 5,3 мас.% азота по Къельдалю и 11 мас.% клетчатки.

Пример 2

Испытание на сорбционную емкость. В колбу вносят 0,5 г сорбента и 20 мл водного раствора, содержащего 100 мг/л меди в виде сульфата, перемешивают, выдерживают при комнатной температуре, проверяя химанализом содержание меди в водном слое над сорбентом (до прекращения сорбции) через 4 ч в водном слое обнаружено 5,4 мг/л меди. Сорбционная емкость составляет 3,8 мг/г, степень сорбции 94,6%.

Пример 3

В колбу по примеру 2 вносят 0,5 г сорбента и 20 мл водного раствора, содержащего 134 мг/л кадмия в виде сульфата, перемешивают, выдерживают, содержание кадмия в водном слое составляет 28 мг/л. Сорбционная емкость составляет 4,0 мг/г, степень сорбции 79%.

Пример 4

В колбу по примеру 2 вносят 0,5 г сорбента и 20 мл водного раствора, содержащего 15 мг/л метиленовой сини, перемешивают, выдерживают в растворе, обнаруживают 2 мг/г метиленовой сини. Сорбционная емкость - 0,5 мг/г, степень сорбции 87%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить сорбент для очистки растворов от минеральных и органических загрязнений, например от меди, кадмия, красителя - метиленовой сини, расширить ресурс и ассортимент фитосорбентов, утилизировать отход производства масла.

Источники информации

1. А.С. СССР № 1498551, 1987, МКИ B 01 J 20/22.

2. Пат. РФ № 2212931, 2002, МКИ B 01 J 20/22.

3. Техническое условие ТУ 9141-085-10514645-04. Масло растительное тыквенно-расторопшевое нерафинированное.

Изобретение относится к технологии получения фитосорбентов, сорбентов на растительной основе, которые могут быть использованы для очистки водных растворов от загрязнений. В предложенном способе в качестве исходного растительного сырья используют жмых - отход процесса переработки семян тыквы и расторопши пятнистой на комплексное растительное масло - тыквенно-расторопшевое нерафинированное. Отход отмывают водой, сушат сначала при температуре 60-65°С в течение 2-3 часов, затем при 100-105°С до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм. Способ позволяет очистить водные растворы, например, от меди и кадмия и метиленовой сини с сорбционной емкостью соответственно 3,8-4,0 и 0,5 мг/г.

Способ получения фитосорбента для очистки водных растворов от загрязнителей, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют жмых - отход от процесса переработки семян тыквы и расторопши пятнистой в соотношении 1:1 на комплексное растительное масло, который отмывают водой, сушат сначала при температуре 60-65° в течение 2-3 ч, затем при температуре 100-105°С до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм.