Аннотация
В. В. Слугин, Д. С. Колясов, Ю. А. Смятская – Изучение сорбционных свойств материалов на основе пивной дробины. В докладе рассмотрена возможность использования отхода пивоваренного комбината – пивной дробины в качестве сорбента для очистки воды от ионов металлов. Отход термически обрабатывали с целью повышения эффективности извлечения поллютантов из модельных растворов.
Пивная дробина – побочный продукт пивоваренной промышленности, получаемый при выработке сусла из ячменя и солода. Доля пивной дробины в общей массе отходов пивоваренного производства доходит до 80 %. Ежегодно 1 пивоваренный завод средней мощности "производит" до 35 000 тонн пивной дробины, и таких заводов в России – более 400[1].
Утилизация пивной дробины является большой экологической проблемой для пивоваренных компаний. В настоящее время скопились сотни тысяч тонн данного отхода. Пивная дробина представляет собой смесь растительных и микробных белков, сложных углеводов, органических кислот и других веществ. Хранение данного отхода на полигонах приводит к выделению ядовитых веществ (продуктов гидролиза и гниения, индол, скитол и аммиак). На сегодняшний день пивную дробину используют для производства корма скоту, но весь объем данного отхода не используется. Работы, направленные на изучение возможности перевода в ранг вторичных ресурсов пивной дробины является актуальным.
Пивная дробина содержит зерновые оболочки зерна. Состав пивной дробины приведен в таблице 1, из которой следует, что в отходе содержится 22,9 % клетчатки, которая в свою очередь состоит из лигнина и целлюлозы. При карбонизации этих веществ возможно получение углеродсодержащего материала, который обуславливает сорбционные свойства и возможность использования для очистки вод.
Таблица 1 – Химический состав пивной дробины
Согласно литературным данным пивная дробина была исследована на безопасность (таблица 2). Содержание токсичных веществ в дробине находится в незначительных концентрациях, что позволяет рекомендовать ее для использования в качестве сорбционного материала для очистки воды [1].
Таблица 2 – Содержание токсичных веществ в сухой пивной дробины
Целью данной работы явилось изучение сорбционных свойств материалов на основе пивной дробины.
В качестве объектов исследования использовалась пивная дробина, с ООО «Пивоваренная компания «Балтика» (рисунок 1).
Рисунок 1 – Пивная дробина
Для определения оптимальных условий термической обработки пивной дробины был проведен термогравиметрический анализ, который показал оптимальную температуру термообработки в диапазоне от 200 до 400 oС (рисунок 2).
Рисунок 2 – Термогравиметрический анализ пивной дробины.
При этом были получены следующие образцы:
№ 1 – исходная пивная дробина;
№ 2 – пивная дробина, обработанная при температуре 200 oС в течение 20 минут;
№ 3 – пивная дробина, обработанная при температуре 300 oС в течение 20 минут;
№ 4 – пивная дробина, обработанная при температуре 400 oС в течение 20 минут.
Для изучения сорбционных свойств полученные материалы в количестве 20 г/л добавляли в модельные растворы, содержащие ионы железа (III) c начальной концентрацией 50 мг/л и проводили процесс сорбции в течении 20 мин в динамических условиях на лабораторномвстряхивателе. Затем модельные растворы отфильтровывали и анализировали остаточное содержание ионов железа спектрофотометрическим методом по методике (ПНД Ф 14.1:2.4.50-96). Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Эффективность очистки модельного раствора от ионов железа (III) от степени термической обработки
Из таблицы видно, что с повышением температуры обработки у сорбционного материала эффективность очистки вод от ионов железа (III) из модельного раствора увеличивается.
Список использованной литературы
1. Волотка Ф. Б. Технологическая и химическая характеристика пивной дробины / Волотка Ф. Б., Богданов В. Д. // Вестник ТГЭУ. 2013, № 1.–С. 114 – 124.