Scientific Works

ISSN-print: 2073-8730
ISSN-online:
ISO: 26324:2012
Архiви

ОТРИМАННЯ БІОСОРБЕНТІВ З ВІДХОДІВ ПЕРЕРОБКИ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ В ТЕХНОЛОГІЯХ ОБРОБЛЕННЯ ВОДИ

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Olena Kovalenko, Doctor of Technical Sciences, Professor
https://orcid.org/0000-0002-8009-1103
Anna Kokhanska, аспірант

Анотація

В статті показана ситуація з продукуванням відходів переробки рослинної сировини, зазначено їх вплив на навколишнє середовище, зокрема водні ресурси. Зазначено, що однією із причин загострення водних проблем є скид у водні об’єкти неочищених стічних вод, зокрема підприємствами харчової галузі. Обґрунтовано, що розробляючи і впроваджуючи технології отримання з відходів переробки рослин матеріалів для оброблення води можна вирішувати низку важливих для людства проблем. Такими матеріалами є біосорбенти, які разом з активованим вугіллям, отриманим з викопних копалин, та деревним вугіллям, відносять до групи сорбційних матеріалів з високим вмістом вуглецю органічного походження. Представлено огляд технологічних схем та процесів отримання таких матеріалів. Зазначено реагенти і технологічні параметри для основних процесів. Показано, що шляхом повільного піролізу (або карбонізації) можна отримати пористий матеріал з високим вмістом вуглецю та здатними до іонного обміну чи комплексоутворення функціональними групами. Зазначено, що на кількісний і якісний склад біосорбенту, його характеристики і здатність вилучати домішки із води вливають технологічні режими процесів оброблення сировини, їх послідовність, кількість і вид окисників та інших реагентів, хімічний склад вихідної сировини тощо. На прикладі біосорбентів, отриманих з горохових стулок, соняшнику та виноградної лози проаналізовано властивості біосорбентів та їх ефективність щодо вилучення різних домішок із води. Сформульовано техніко-економічні аспекти створення виробництва біосорбентів для оброблення води. Зазначено, що для створення ефективного виробництва біосорбентів крім енергоефективної і екологобезпечної технології важливо враховувати продуктивність джерела сировини, її хімічний склад та терміни зберігання, умови транспортування до переробки тощо. Оцінено перспективи використання відходів переробки томатів в якості сировини для виробництва матеріалів для оброблення води. Зазначено, що в Україні є попит на ефективні рішення щодо утилізації зазначених відходів. Наведено аналіз досліджень способів отримання біосорбентів з відходів переробки томатів та їх застосування для вилучення із води домішок різної природи. Показано, що цей напрямок досліджень перспективний, але ще мало вивчений.

Ключові слова:
рослинна сировина, переробка, відходи, технологія, карбонізація, біосорбенти, властивості, вода, якість

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Kovalenko, O., & Kokhanska, A. (2021). ОТРИМАННЯ БІОСОРБЕНТІВ З ВІДХОДІВ ПЕРЕРОБКИ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ В ТЕХНОЛОГІЯХ ОБРОБЛЕННЯ ВОДИ. Scientific Works, 2(85), 38-46. https://doi.org/10.15673/swonaft.v2i85.2160
Розділ
Статьи

Посилання

Lucie A. Pfaltzgraff, Mario De Bruyn, Emma C. Cooper, Vitaly Budarin and James H. Clark. (2013). Food waste biomass: A resource for high-value chemicals. Green Chemistry, 15(2):307-314. DOI: 10.1039/C2GC36978H.
2. Akchurina D.R. Analiz obrashhenija s proizvodstvennymi stochnymi vodami i opasnymi othodami na OAO “Bekovskij saharnyj zavod” /VKR. – PGUAS. Penza, 2017. 89s. URL: http://library.pguas.ru/xmlui/bitstream/handle/123456789/2351/ВКР_Акчурина_2017.pdf
3. Nwosu U.L., Ajiwe V.I.E., Okoye P.A.C. Assessment of Heavy Metal Pollution of Effluents from three (3) Food Industries in Nnewi / Ogidi areas of Anambra State, Nigeria// IOSR Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology (IOSR-JESTFT) e-ISSN: 2319-2402, ISSN: 2319-2399. Vol. 8, Issue 11 Ver. III (Nov. 2014), PP. 13–21.
4. Dudnyk S.V. Vodna toksykolohiia: metodychnyi posibnyk / NUBiP Ukrainy K. : Vydav. Ukrainskoho fitosotsiolohichnoho tsentru, 2014. Ch. 1. 180 s.
5. Bykov A.V., Kasperovich V.P., Zinjuhin G.B. Razrabotka jeffektivnogo sposoba ochistki stochnyh vod drozhzhevyh i hlebopekarnyh predprijatij // Vestnik OGU – № 1, 2004 – S. 116 – 119.
6. “Pravyla pryimannia stichnykh vod pidpryiemstv u komunalni ta vidomchi systemy kanalizatsii naselenykh punktiv Ukrainy” Nakaz Derzhbudu Ukrainy, № 37 vid 19.02.2002 / Ofitsiinyi visnyk Ukrainy vid 24.05.2002. – К. – 2002. – № 19. – S.52, stattia 969, kod aktu 22362/2002.
7. Henze M., Harremoes P., La-Cour-Jansen, J., Arvin, E. (2006). Wastewater treatment: Віоlogical and Chemical Process. Politecknisk Forlag. 480 p.
8. Mitchenko T. Segodnja i zavtra vodopodgotovki. Nauk.-prakt zhurnal “Voda i vodoochistnye tehnologii” № 4 (78), 2015, S. 4 – 8.
9. Hagemann N., Spokas K., Schmidt H.-P., Kägi R., Böhler M.A., Bucheli T.D. Activated Carbon, Biochar and Charcoal: Linkages and Synergies across Pyrogenic Carbon’s ABCs. Water 2018, 10, 182.
10. Spokas K.A., Cantrell K.B., Novak J.M., Archer D.W., Ippolito J.A., Collins H.P., Boateng A.A., Lima I.M., Lamb M.C., McAloon A.J., Lentz R.D. and Nichols K.A. (2012), Biochar: A Synthesis of Its Agronomic Impact beyond Carbon Sequestration. J. Environ. Qual., 41: 973–989. DOI: 10.2134/jeq2011.0069.
11. Yang H., Yan R., Chen H., Lee D.H., Zheng C., Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis, Fuel, Vol. 86, Is. 12–13, 2007, Pp. 1781–1788, ISSN 0016-2361, DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2006.12.013.
12. Güzel F., Sayğili H., Sayğılıa G.A., Koyuncu F. Decolorisation of aqueous crystal violet solution by a new nanoporous carbon: Equilibrium and kinetic approach. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2014 (20), 3375-3386. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.12.023.
13. Collard F.-X., Carrier M., Görgens J.F. Chapter 4 – Fractionation of Lignocellulosic Material With Pyrolysis Processing, Editor(s): Solange I. Mussatto. Biomass Fractionation Technologies for a Lignocellulosic Feedstock Based Biorefinery, Elsevier, 2016, P. 81–101, ISBN 9780128023235. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802323-5.00004-9.
14. Omri A., Benzina M. Removal of manganese(II) ions from aqueous solutions by adsorption on activated carbon derived a new precursor: Ziziphus spina-christi seeds. Alexandria Engineering Journal. 2012 (51), 343–350. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2012.06.003.
15. Kovalenko О., Novoseltseva V., Vasyliv O., Liapina О., Beregova O. The kinetics of the processes of extracting the Cu(II) and Fe(III) ions from aqueous solutions by the biosorbents based on pea processing waste. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Vol. 5, N 10 (107). P. 14–25. DOI: 10.15587/1729-4061.2020.215043.
16. Kovalenko O.O., Novoseltseva V.V. Efektyvnist obroblennia pryrodnykh i stichnykh vod biosorbentamy, otrymanymy z vidkhodiv pererobky roslyn. Resursy pryrodnykh vod Karpatskoho rehionu / Problemy okhorony ta ratsionalnoho vykorystannia. Mat. IХХ mizhn. nauk.-prakt. konf. (m. Lviv, 8–9 zhovthia, 2020 r.): zb. nauk.st. – Lviv: Natsionalnyi universytet “Lvivska politekhnika”, 2020. – S.124-127.
17. Novoseltseva V.V., Kovalenko O.O., Yankovych H.Ie., Melnyk I.V., Vatslavikova M. Rezultaty eksperymentalnykh doslidzhen protsesiv biosorbtsii ioniv vazhkykh metaliv obroblenymy horokhovymy stulkamy. ХІ Vseukr. nauk.-prakt. konf. “Voda v kharchovii promyslovosti”: Zb. tez dop. ХІ Vseukr. nauk.-prakt. konf. 20 – 21 bereznia 2020 r., Odesa, ONAKhT. – Odesa: ONAKhT, 2020. – S.65 – 67.
18. Inmaculada N.-G., García-Valverde V., García-Alonso J., Periago M.J. Chemical profile, functional and antioxidant properties of tomato peel fiber. Food Research International. Vol. 44. Is. 5. 2011. P. 1528–1535. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2011.04.005.
19. Kovalenko O.O., Kokhanska A.V. Vidkhody pererobky tomativ yak syrovyna dlia vyrobnytstva materialiv dlia obroblennia vody. Zb. tez dop. Mizhn.nauk.-prakt. konf. [“Tekhnolohii kharchovykh produktiv i kombikormiv”], (Odesa, 22–25 veresnia 2020 r.). Odeska nats. akad. kharch. tekhnolohii. – Odesa: ONAKhT, 2020. – S.46 -47.
20. Mallampati R., Valiyaveettil S. Application of tomato peel as an efficient adsorbent for water purification – Alternative biotechnology? RSC Advances, 2, 2012. Р. 9914–9920. DOI: https://doi.org/10.1039/C2RA21108D.