CS253070B3

CS253070B3 - Process for producing a biosorbent

Info

Publication number: CS253070B3
Application number: CS863684A
Authority: CS
Inventors: Jan Rezac; Jiri Svanda; Miloslav Hrdina; Jaroslav Hyrsl; Libor Krejcirik; Jana Sebova
Original assignee: Jan Rezac; Jiri Svanda; Miloslav Hrdina; Jaroslav Hyrsl; Libor Krejcirik; Jana Sebova
Priority date: 1978-05-25
Filing date: 1984-11-13
Publication date: 1987-10-15

Abstract

Způsob výroby biosorbentu podle autorské ho osvědčení CS 201 705 nebo CS 204 380. Účelem je zpevnit biosorbent dokonalejší vazbou biopolymerní struktury se syntetickým skeletem. Očelu se dosahuje tím, že biopolymerní struktura biomasy telomových rostlin nebo řas se dezintegruje na mikroelementární částice pod 40 mikrometrů.Method of producing a biosorbent according to the author's certificate CS 201 705 or CS 204 380. The purpose is to strengthen the biosorbent by better bonding the biopolymer structure with a synthetic skeleton. The aim is achieved by disintegrating the biopolymer structure of the biomass of telomere plants or algae into microelement particles below 40 micrometers.

Description

Vynález se týká způsobu výroby biosorbentu podle autorského osvědčení CS 201 705 nebo CS 204 380. Účelem vynálezu je zpevnit biosorbent dokonalejší vazbou biopolymerní struktury se syntetickou kostrou.The invention relates to a method for producing a biosorbent according to CS 201 705 or CS 204 380. The purpose of the invention is to strengthen the biosorbent by better bonding the biopolymer structure with a synthetic backbone.

Biosorbent pro zachycování iontů kovů z vodných roztoků se vyrábí z biomasy telomovýoh rostlin nebo řas. Suchá biomasa, např. bramborová nat, se rozdrtí v kladívkovém dezintegrátoru na částice o zrnitosti přibližně 1 mm a štěpením se aktivuje v kyselém prostředí (CS 201 705) nebo v bazickém prostředí (CS 204 380). Aktivovaná biomasa se smísí s močovinou nebo thiomočovinou, popřípadě i s formaldehydem, teplem se vytvrdí a následně upraví na zrna nebo desky.The biosorbent for trapping metal ions from aqueous solutions is produced from biomass of telomove plants or algae. Dry biomass, eg potato nat, is crushed in a hammer disintegrator to particles with a particle size of approximately 1 mm and activated by digestion in an acid medium (CS 201 705) or in a basic medium (CS 204 380). The activated biomass is mixed with urea or thiourea, optionally with formaldehyde, heat cured and subsequently processed into grains or plates.

Nevýhodou výsledného produktu je malá pevnost biosorbentu, způsobená nedokonalou vazbou biopolymerní struktury na syntetickou kostru biosorbentu. Dezintegrací biomasy na zrnitost 1 mm nenastává žádoucí rozrušení buněčných stěn a cytoplazmatického nitra rostlinných buněk.A disadvantage of the resulting product is the low strength of the biosorbent due to the imperfect binding of the biopolymer structure to the synthetic backbone biosorbent. By disintegrating the biomass to a 1 mm grain size, the desired cell wall and cytoplasmic intrusion of plant cells does not desirable.

Do reakce se syntetickými látkami vstupuje pouze málo reaktivní celulóza z rozbitých buněčných stěn. Majoritní biokomponenty vhodné pro zpevněni biosorbentu zůstávají ukryty uvnitř buněk pod oytoplazmatickými membránami.Only little reactive cellulose from the broken cell walls enters the reaction with the synthetic substances. Major biocomponents suitable for biosorbent reinforcement remain hidden within cells under oytoplasmic membranes.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby biosorbentu podle vynálezu, závislého na základním vynálezu chráněném autorským osvědčením CS 201 705 nebo CS 204 380, jehož podstatou je, že biopolymerní struktura biomasy telomových rostlin nebo řas se dezintegruje na mikroelementární částice pod 40 mikrometrů.These disadvantages are overcome by the process for producing a biosorbent according to the invention, dependent on the basic invention protected by a certificate CS 201 705 or CS 204 380, which is based on the fact that the biopolymer structure of biomass of telomic plants or algae disintegrates into microelementary particles below 40 microns.

Dezintegrací biomasy na mikroelementární částice se obnaží biopolymerní struktura cytoplazmatického nitra buněk a do reakce se syntetickými látkami vytvářejícími kostru biosorbentu vstupují nitrobuněčné bílkoviny, nukleové kyseliny, nukleoproteidy, mukoproteidy, lipoproteidy, proteidolipidy, fosfolipidy, dusíkaté látky aj. Tyto biologické komponenty přírodního původu mají schopnost účelně se modifikovat a při aktivaci vytvářejí interakční procesy nejen mezi sebou, ale i se syntetickými látkami.Disintegration of biomass into microelementary particles exposes the biopolymeric structure of the cytoplasmic interior of cells and intracellular proteins, nucleic acids, nucleoproteids, mucoproteids, lipoproteids, proteidolipids, phospholipids, naturally occurring biological substances, etc. are reacted with synthetic substances forming the skeleton of the biosorbent. are modified and upon activation they create interaction processes not only among themselves but also with synthetic substances.

Složité chemické propojení biopolymerní struktury se syntetickou kostrou se projevuje jako mechanické zpevnění biosorbentu, žádoucí z hlediska jeho použití v sorpčních kolonách i z hlediska dopravy a skladování.The complex chemical interconnection of the biopolymer structure with the synthetic backbone is manifested as a mechanical strengthening of the biosorbent, desirable for its use in sorption columns as well as for transport and storage.

Příklad 2 kg biomasy získané rozdrcením suché bramborové nati v kladívkovém dezintegrátoru na zrnitost 1 mm bylo rozděleno na dvě stejné dávky. Zatímco prvá dávka byla rozemleta v kulovém mlýnu na zrnitost 40 mikrometrů, druhá byla pro srovnání ponechána v původním stavu. Z obou dávek byl separátně vyráběn biosorbent. 2 kg biomasy bylo zvlhčeno pětiprocentní kyselinou chlorovodíkovou a kontaktováno při normální teplotě po dobu 20 hodin. Do kyselé směsi byl vmíšen roztok 200 g thiomočoviny a 200 g močoviny v 1 litru desetiprocentní kyseliny fosforečné a směs ihned tvrzena po dobu 16 hodin v sušárně s odtahem při 140 °C. Biosorbent vyrobený z prvé dávky, obsahující biomasu dezintegrovanou na mikroelementární částice 40 mikrometrů, vykazoval mechanickou pevnost 0,9 MPa. Biosorbent vyrobený z druhé dávky, obsahující biomasu dezintegrovanou na zrnitost 1 mm, vykazoval mechanickou pevnost 0,04 MPa.Example 2 kg of biomass obtained by crushing a dry potato top in a hammer disintegrator to a 1 mm grain size was divided into two equal batches. While the first batch was ground in a ball mill to a grain size of 40 microns, the second batch was left in its original state for comparison. The biosorbent was separately produced from both batches. 2 kg of biomass was moistened with 5% hydrochloric acid and contacted at normal temperature for 20 hours. A solution of 200 g of thiourea and 200 g of urea in 1 liter of 10% phosphoric acid was added to the acid mixture, and the mixture was immediately cured for 16 hours in an oven at 140 ° C. The biosorbent produced from the first batch, containing biomass disintegrated into microelementary particles of 40 microns, exhibited a mechanical strength of 0.9 MPa. The biosorbent produced from the second batch, containing biomass disintegrated to a 1 mm grain size, exhibited a mechanical strength of 0.04 MPa.

Příklad 2 kg biomasy získané rozdrcením suchých řas v kladívkovém dezintegrátoru na zrnitost 0,5 mm bylo rozděleno na dvě stejné dávky. Stejně jako v prvém příkladu byla prvá dávka rozemleta na zrnitost pod 40 mikrometrů a druhá byla ponechána v původní formě. Z obou dávek byl separátně vyráběn biosorbent. 2 kg biomasy byly zvlhčeny hydroxidem sodným a ihned přidán roztok 200 g thiomočoviny a 100 g močoviny v jednom litru 37% až 40% formaldehydu. Potom byla biomasa vytvrzována po dobu 20 hodin v elektrické sušárně s odtahem při 150 °C. Zatímco biosorbent vyrobený z prvé dávky, obsahující biomasu upravenou podle vynálezu, vykazoval mecha3 nickou pevnost 1,1 MPa, biosorbent vyrobený z hrubější biomasy vykazoval pevnost pouze 0,4 MPa.Example 2 kg of biomass obtained by crushing dry algae in a hammer disintegrator to a grain size of 0.5 mm was divided into two equal batches. As in the first example, the first batch was ground to a particle size below 40 microns and the second batch was left in its original form. The biosorbent was separately produced from both batches. 2 kg of biomass were moistened with sodium hydroxide and immediately added a solution of 200 g of thiourea and 100 g of urea in one liter of 37% to 40% formaldehyde. Then, the biomass was cured for 20 hours in an electric dryer with an exhaust at 150 ° C. While the biosorbent produced from the first batch containing the biomass treated according to the invention exhibited a mechanical strength of 1.1 MPa, the biosorbent made of coarser biomass exhibited a strength of only 0.4 MPa.

Příklady prokázaly pozitivní vliv stupně dezintegrace na mechanickou pevnost biosorbentu, který je použitelný v ionexových kolonách, zvláště pro zachycování iontů kovů z vodných roztoků, např. iontů uranu.The examples have shown a positive effect of the degree of disintegration on the mechanical strength of the biosorbent which is useful in ion exchange columns, particularly for the capture of metal ions from aqueous solutions, such as uranium ions.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Method for producing a biosorbent according to the author's certificate CS 201 705 or CS 204 380, characterized in that the biopolymer structure of biomass of telomic plants or algae is disintegrated into microelementary particles below 40 micrometers.