способ получения биосорбентов ионов радиоактивных и тяжелых металлов

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСОРБЕНТОВ ИОНОВ РАДИОАКТИВНЫХ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий обработку биомассы мицелиальных грибов раствором гидролизующего агента, отделение твердой фазы фильтрацией, сушку и измельчение, отличающийся тем, что обработку биомассы проводят 1 5%-ным водным раствором гидролизующего агента в среде водного пара при избыточном давлении, равном 1 - 4 кгс/см², в течение 1 4 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биотехнологии, конкретно, к получению сорбентов из биомассс мицелиальных грибов, которые могут быть использованы для удаления радионуклидов и ионов тяжелых металлов из их водных растворов.

Известны способы получения биосорбентов ионов радиоактивных металлов, включающие экстрагирование липидов и белков из биомассы мицелиальных грибов продуцентов ферментов цитрат-фосфатным буфером (см. а.с. СССР N 1738327, кл. В 01 J 20/22, 1990), углеводородными растворителями (см. а.с. СССР N 1792738, кл. В 01 J 20/22, 1990) [1, 2]

Сорбционные свойства получаемых сорбентов недостаточно высоки, кроме того, для реализации указанных способов в промышленности требуются значительные количества органических растворителей и дорогостоящих реактивов.

Известен наиболее близкий к заявляемому по совокупности существенных признаков способ получения биосорбентов, согласно которому биомассу обрабатывают избытком 0,25-1,25 молярного раствора щелочи (NaOH или КОН) при температуре 50-100^оС, промывают, сушат и используют для поглощения ионов металлов (Пат. США N 4690894, кл. С 12 N 1/38, опублик. 1987) [3]

Однако промышленное производство биосорбентов по указанному способу создает значительные объемы неутилизируемых щелочных стоков, что с экологической точки зрения представляет большую опасность для окружающей среды. Кроме того, биосорбенты, полученные указанным способом, обладают низкой сорбционной способностью по отношению к ионам церия, кобальта и кадмия.

Изобретение направлено на решение задачи создания простого и экономичного способа получения биосорбентов с повышенной сорбционной способностью по отношению к радионуклидам и ионам тяжелых металлов.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения биосорбентов, включающем обработку биомассы мицелиальных грибов водным раствором гидролизующего агента, отделение твердой фазы фильтрацией, сушку и измельчение, обработку биомассы проводят 1-5%-ным водным раствором гидролизующего агента в среде водяного пара при избыточном давлении, равном 1-4 кгс/см² в течение 1-4 ч.

Только заявленная совокупность признаков и их последовательность обеспечивает решение поставленной задачи получение биосорбентов с повышенной сорбционной способностью по отношению к радионуклидам и ионам тяжелых металлов.

Из известного уровня техники не известно влияние водяного пара на сорбционные свойства сорбентов, получаемых химическим гидролизом из биомассы мицелиальных грибов.

Способ осуществляют следующим образом.

Биомассу суспендируют в водном растворе, содержащем 1-5% гидролизующего агента при массовом соотношении биомассы и жидкой фазы 1:(10-20). Суспензию биомассы автоклавируют при избыточном давлении водяного пара, равном 1-4 кгс/см² в течение 1-4 ч. По окончании автоклавирования твердую фазу отделяют фильтрацией, сушат и измельчают.

П р и м е р 1. Биомассу мицелиального гриба Penicillium chrysogenum суспендируют в водном растворе, содержащем 2,5% тринатрийфосфата натрия при массовом соотношении биомассы и жидкой фазы 1:10. Суспензию автоклавируют при избыточном давлении водяного пара, равном 2 кгс/см² в течение 2 ч. По окончании автоклавирования твердую фазу отделяют фильтрацией, сушат и измельчают.

Сорбционные характеристики полученного сорбента представлены в таблице.

П р и м е р 2. Сорбент получают по примеру 1, но для обработки используют биомассу гриба Aspergillus niger.

Характеристики полученного сорбента представлены в таблице.

П р и м е р 3. Сорбент получают по примеру 1, но биомассу суспендируют в водном растворе, содержащем 5% ортофосфорной кислоты, а автоклавирование проводят при избыточном давлении, равном 1 ати в течение 1 ч.

Характеристики полученного сорбента представлены в таблице.

П р и м е р 4. Сорбент получают по примеру 2, но биомассу суспендируют в водном растворе, содержащем 1% сульфата алюминия, а автоклавирование проводят при избыточном давлении, равном 4 ати, в течение 4 ч. Характеристики сорбента представлены в таблице.

П р и м е р 5. Сорбент получают по примеру 1, но биомассу суспендируют в водном растворе, содержащем 1% тринатрийфосфата натрия при массовом соотношении биомассы и жидкой фазы 1:20, а автоклавирование проводят при избыточном давлении, равном 1 ати, в течение 3 ч. Характеристики сорбента представлены в таблице.

П р и м е р 6 (по способу-прототипу 3). К 100 г биомассы Penicillium chrysogenum добавляют 1500 мл 1 М раствора КОН. Суспензию кипятят в течение 2 ч, охлаждают, твердую фазу отделяют фильтрацией, промывают дистиллированной водой, сушат и измельчают.