Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2471551

(19)

RU

(11)

2471551

(13)

C2

(51) МПК B01J20/24 (2006.01)

B01J20/30 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011108339/05, 03.03.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

03.03.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 03.03.2011

(43) Дата публикации заявки: 10.09.2012

(45) Опубликовано: 10.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2251450 С1, 10.05.2005. RU 2253510 С1, 10.06.2005. RU 2276620 С1, 20.05.2006. RU 2212931 С1, 27.09.2003. RU 2221638 С1, 23.10.2004. RU 2258560 С1, 20.08.2008. RU 2240864 С1, 27.11.2004. RU 2255803 С1, 10.07.2005. BY 6026 С1, 30.03.2004.

Адрес для переписки:

400131, г.Волгоград, ул. Рокоссовского, 6, ГНУ НИИММП Россельхозакадемии

(72) Автор(ы):

Осадченко Иван Михайлович (RU),

Горлов Иван Фёдорович (RU),

Юрина Евгения Сергеевна (RU),

Бабичева Ирина Андреевна (RU),

Поберухин Михаил Михайлович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА РАСТИТЕЛЬНОЙ ОСНОВЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии получения сорбентов на растительной основе. Сорбент получают из шрота - отхода процесса переработки семян подсолнечника на растительное масло экстракцией. Шрот обрабатывают раствором NaCl с концентрацией 8-10 г/л при температуре 30-35°С. Осуществляют промывку водой, сушку и измельчение до размера частиц до 3 мм. Способ позволяет получить эффективный сорбент для очистки растворов от различных загрязнителей. 4 пр.

Изобретение относится к технологии получения сорбентов на растительной основе - шрота семян масличных растений и может быть использовано для очистки водных растворов от минеральных и органических загрязнителей.

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

Описан способ получения сорбентов на растительной основе, на основе отхода - жмыха от процесса выделения растительного масла из семян арбуза, включающий его измельчение, отмывку водой, сушку, измельчение, рассев, отбор фракции 0,2-2 мм [1].

Полученный сорбент содержит клетчатку и протеиново-углеводный комплекс, характеризуемый содержанием азота по Кьельдалю.

Сорбционная емкость сорбента при очистке водных растворов по меди до 3,9 мг/г, по цинку до 2,6 мг/г. Недостатки способа: ограниченные возможности по очистке водных растворов и ресурса сорбентов.

Известен способ получения сорбента на растительной основе, на основе смеси жмыхов процесса переработки семян тыквы и расторопши пятнистой на растительные масла путем холодного прессования. Дробленую смесь жмыхов промывают водой при массовом соотношении 1:5-10 неоднократно до отделения неокрашенной промывной воды. Остаток сушат постепенно сначала при температуре 60-65°С (2-3 часа). Затем при 100-105°С до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракции 0,2-2 мм в виде порошка с удельной насыпной массой 0,30-0,35 г/см 3 , содержащей не менее 4,5 мас.% азота по Кьельдалю, характеризующей протеиново-углеводный комплекс, и не менее 9% мас. клетчатки.

Сорбент позволяет очистить водные растворы от тяжелых металлов, например, от меди и кадмия со статической сорбционной емкостью 3,8-4,0 мг/г, от метиленовой сини - 0,5 мг/г [2].

Недостатки способа - ограниченные возможности по очистке водных растворов и ассортимента сорбентов.

Наиболее близкий по технической сущности является способ получения сорбента на растительной основе - жмыха - отхода производства растительного масла из семян льна. Семена льна подвергают прессованию с получением растительного масла, при этом в виде отхода образуется жмых, содержащий до 33 мас.% протеина, 9 мас.% клетчатки, до 7 мас.% жира.

Для получения сорбента жмых измельчают, заливают водой в массовом соотношении 1:9-10, перемешивают, выдерживают 40-60 мин, сливают водный слой, вновь добавляют воду, после выдерживания отделяют водный слой и т.д. до бесцветной промывной воды. Ввиду наличия поверхностно-активных веществ приходится выдерживать водную суспензию до 1 часа. Остаток высушивают при температуре до 100-105°С до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракции 0,2-2 мм с насыпной массой 0,5-0,6 г/см 3 , содержащей не менее 3,5 мас.% азота по Кьельдалю и 14 мас.% клетчатки. Приготовленный сорбент позволяет очистить водные растворы от тяжелых металлов, со статической сорбционной емкостью по меди 3-4 мг/г, от кадмия 3-4 мг/г [3]. Продолжительность контакта сорбента с раствором 3, 5 часа, массовое соотношение 1:40.

В среднем степень очистки от меди составляет 91%, от кадмия 75%.

Недостатки способа: относительная низкая эффективность и диапазон удаляемых загрязнителей, ограниченность ресурса и ассортимента сорбентов при очистке водных растворов.

Технический результат - повышение эффективности, расширение диапазона загрязнителей, ресурса и ассортимента сорбентов.

Это достигается тем, что в качестве растительной основы используют шрот подсолнечниковый - отход процесса переработки семян подсолнечника на растительное масло методом экстракции органическими растворителями.

Шрот содержит до 41 мас.% протеина, до 14 мас.% клетчатки, до 4 мас.% жира [4].

Шрот по сравнению с жмыхом льняным содержит больше клетчатки и меньше жира.

Валовой урожай семян подсолнечника в России в несколько раз превосходит таковой семян льна и других масличных культур. Соответственно значительно больше ресурс отхода - шрота.

Для получения сорбента исходный шрот подсолнечника обрабатывают водным раствором хлорида натрия с концентрацией 8-10 г/л в массовом соотношении 1:10 при температуре 30-35°С путем смешивания, выдерживают 30 мин, сливают водный слой, добавляют дистиллированной воды в соотношении 1:5, перемешивают, отстаивают, сливают водный слой и повторяют промывку водой.

Остаток сушат при температуре 60-65°С в течение 1 часа, затем при температуре 100-105°С, до постоянной массы, измельчают до частиц размером до 3 мм. Полученный сорбент имеет удельную насыпную массу 0,3-0,4 г/см 3 , содержит не менее 4 мас.% азота по Кьельдалю, характеризующего протеиново-углеводный комплекс и не менее 10 мас.% клетчатки, не более 4 мас.% жира. Обработка раствором NaCl позволяет перевести катионные группы сорбента в натриевую форму (катионы Na + ).

Процесс сорбции проводят путем смешивания сорбента с водным раствором ионов и молекул-загрязнителей в соотношении 1:40, выдерживания 3,5 часа и отделения остатка от раствора. В растворе до и после сорбции определяют концентрацию загрязнителя.

Сорбент позволяет очистить водные растворы от меди со статической сорбционной емкостью 3,5-4,5 мг/г. Степень очистки в среднем 91%, от кадмия 3,8-4,2 мг/г со степенью очистки 99%, а от красителя метиленовой сини 0,9-1,0 мг/г со степенью очистки 80%, от аммиака 2,2-2,5 мг/г со степенью очистки 44%.

Шрот, не обработанный раствором NaCl, имеет сорбционную емкость по меди 2,2 мг/г при степени очистки 55,5%.

Обработка шрота раствором хлористого натрия позволяет активировать ионобмен в сорбенте (обмен ионов Na + на ионы Cu 2+ , Cd 2+ , NH + 4 и катионную функцию красителя).

Приготовление сорбента

30 г дробленного шрота подсолнечникового заливают 300 г водного раствора NaCl с концентрацией 9 г/л, перемешивают, выдерживают при температуре 30-35°С 30 минут, сливают водный слой, добавляют для промывки дистиллированной воды в соотношении 1:5, отстаивают, через 10 мин отделяют водный слой, повторяют промывку водой, остаток сушат при температуре 60-65°С 1 час, затем при 100-105°С до постоянной массы. Получают 28 г измельченного продукта с удельной насыпной массой 0,35 г/см 3 , содержанием азота по Кьельдалю 4 мас.%, характеризующего протеиново-углеводный комплекс и 15 мас.% клетчатки, с размером частиц до 3 мм.

Пример 1. Определение сорбционной емкости

В колбу вместимостью 100 мл вносят 1 г сорбента, 40 мл раствора меди (Сu 2+ ) в виде сульфата меди с концентрацией 100 мг/л, перемешивают, выдерживают 3,5 часа (до прекращения сорбции ионов), фильтрованием отделяют раствор, в котором химанализом найдено 9,5 мг/л ионов меди, степень очистки 91%, сорбционная емкость 3,7 мг/г.

Пример 2.

Аналогичным образом по примеру 1 определено: сорбционная емкость по кадмию (Cd 2+ ) 4 мг/г, степень очистки 98,9%.

Пример 3.

При обработке 1 г сорбента 40 мл раствора метиленовой сини - 30 мг/л по примеру 1, содержание метиленовой сини в фильтрате составляют 6 мг/л: сорбционная емкость составляет 1 мг/г, степень очистки 80%.

Пример 4.

При обработке 1 г сорбента 40 мл водного раствора

аммиака - 136 мг/г (в виде NH + 4 ) по примеру 1 в фильтрате химанализом определили 76 мг/г, сорбционная емкость составила 2,4 мг/г, степень очистки 44%.

Изменение соотношений компонентов при получении сорбента и его испытании приводит к снижению эффективности очистки.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить степень очистки по кадмию с 75 до 98,9%, очистить водные растворы от меди со степенью очистки 91%, от аммиака 44%, от метиленовой сини 80%, т.е. повысить эффективность, расширить ресурс и ассортимент сорбентов, в том числе по очистке от метиленовой сини и от азотистого соединения - аммиака.

Перечень источников информации

1. RU 2212931, 2003, МКИ В01J 20/20.

2. RU 2276620, 2005, МКИ В01J 20/22.

3. RU 2251450, 2004, МКИ B01J 20/22.

4. Куликов В.М., Рубан Ю.Д. Общая зоотехния. М. Колос, 1976, с.448.

Формула изобретения

Способ получения сорбента на растительной основе для очистки водных растворов от загрязнителей, отличающийся тем, что в качестве растительной основы используют шрот подсолнечниковый - отход процесса переработки семян подсолнечника на растительное масло экстракцией, который обрабатывают раствором хлорида натрия с концентрацией 8-10 г/л в соотношении 1:10 при температуре 30-35°С, промывают водой, сушат при температуре от 60-65°С до 100-105°С, измельчают до частиц размером до 3 мм.