CC BY
43
УДК 663.051.3/.4
ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ НОВОГО ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ
ДЛЯ КИСЛОРОДНЫХ КОКТЕЙЛЕЙ
Н.С. Родионова, Л.Э. Глаголева
В статье представлены материалы о компонентах, входящих в состав нового пенообразователя «Пище-вит» для производства кислородных коктейлей, исследованы его сорбционные свойства по отношению к ионам тяжёлых металлов Сй2+ и Си 2+ методом атомно- абсорбционной спектрофотометрии. Графически
представлено изменение концентрации Сй 2+ и Си 2+ в модельных растворах при внесении «Пищевит», а также влияние температуры на процесс сорбции. Количественно оценены значения коэффициентов массопе-редачи
Ключевые слова: кислородный коктейль, сорбционные свойства, коэффициент массопередачи
Кислородные коктейли применяют для профилактики и лечения патологических процессов при проявлении симптомов гипоксии. Несбалансированное питание, избыточное потребление алкоголя, малоподвижный образ жизни, хронический стресс, экологическое давление окружающей среды - причины, приводящие к недостаточному поступлению кислорода в организм или ухудшению его потребления клетками организма.
Нами разработана рецептура пенообразующей основы для кислородных коктейлей «Пищевит», в состав которой входят фосфолипиды, белковый концентрат и фитодобавки . Биохимический состав компонентов «Пище-вита» позволяет предположить наличие сорбционных свойств разработанной рецептуры в отношении тяжелых металлов.
Поиск эффективных методов, обеспечивающих снижение концентрации вредных веществ (ВВ) в организме человека до допустимого уровня является актуальной проблемой. Эффективным методом выведения кон-таминантов из организма человека является энтеросорбция, составная часть эфферентной терапии (от латинского е£Гегеп8- выводить) -группы лечебных мероприятий, конечной целью которых является прекращение действия токсинов различного происхождения и их элиминация из организма [1].
В настоящей работе исследовали сорбционные свойства «Пищевита» по отношению
к ионам Сё 2+ и Си2+ характеризующимися
Родионова Наталья Сергеевна- ВГТА, д-р техн. наук, профессор, тел. (4732) 39-40-91 Глаголева Людмила Эдуардовна- ВГТА, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732) 39-40-41
высокой токсичностью и способностью накапливаться в организме человека. Разнообразные проявления хронической медной интоксикации изучены детально в связи с выраженным токсическим действием меди на кровеносную систему и лёгкие. Кадмий отнесен Всемирной организацией здравоохранения к числу наиболее опасных для здоровья человека веществ. [2].
Цель исследований - изучение закономерностей сорбции ионов Cd 2+ и Си 2+ новой пенообразующей смесью «Пищевит» для производства кислородного коктейля в условиях «in vitro».
Процесс сорбции проводили до достижения равновесной концентрации ионов
Cd 2+ и Си 2+ , которую определяли методом атомно- абсорбционной спектрофотометрии на аппарате КВАНТ «АФА» с предварительной минерализацией образцов по ГОСТ 26929 - 94 «Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов».
Эксперименты проводили на модельных (водных) растворах с концентрацией ионов Си 2+ - 4,8 мг/л и Cd2+ - 0,42 мг/л при введении пенообразующей смеси «Пищевит» в количестве 2 г, что соответствует технологии приготовления кислородного коктейля.
Ингредиенты, входящие в состав «Пи-щевита» можно отнести к набухающим полимерным сорбентам, в связи с этим исследования сорбции ионов Cd 2+ , Си 2+ проводили в статических условиях после предварительного набухания сорбента в течение 1 часа в температурном диапазоне 283 - 293 К.
Обсуждение результатов. Сорбционные процессы, протекающие в статических условиях вне зависимости от природы взаимодействия между сорбентом и сорбируемым веще-
ством, определяются диффузией, обусловливающей проникновение сорбируемого вещества вглубь структуры сорбента [3, 4]. Поэтому одним из важных факторов, оказывающих влияние на процесс сорбции, является про-
должительность контакта фаз. На рисунке 1 (а, б) представлены результаты эксперимента по достижению равновесного состояния в исследуемых системах.
а)
з- 16------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
о. 12 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
I 0,8------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
з- о,4 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
о 0 -1-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Врем, мин
б)
Рис. 1 Изменение концентрации Сё 2+ (а), Си 2+ (б) в модельных растворах при внесении «Пищевита» при температуре 288 К.
Из полученных данных следует, что время достижения сорбционного равновесия в исследуемых системах составляет 40 мин. На рисунке 2 (а, б) приведены экспериментальные изотермы сорбции ионов Сё 2+ и Си 2+ при различных температурах.
Полученные изотермы сорбции относятся к Ь-типу [5, 6].
Известно, что сорбция из раствора твердым сорбентом описывается в общем виде уравнением массопередачи:
Аш/Ат = К(Сн - Ср)
откуда
К = Аш /(Ат-АС),
где Аш - количество вещества (сорбата), сорбированного за период времени Ат, К - коэффициент массопередачи, имеет размерность линейной скорости и зависит от гидродинамических условий обтекания частицы раствором, Сн и Ср - начальная и равновесная концентрации сорбата в исследуемом растворе.
Для количественной оценки значений коэффициентов массопередачи были построены зависимости Дш/Дт = f (ДС).
Коэффициенты в уравнении аппроксимации составили: КСё (2+) = 2.11х 10 ~5,
КСи (2+)= 2.53 х10-5
х’мин Т'МИН
а) б)
Рис. 2. Влияние температуры на процесс сорбции Си 2+ (а), Сё 2+ (б) «Пищевитом» ♦ - Т = 283 К; ■ -Т = 288 К; ▲ - Т = 293 К;
Проведенные исследования подтвердили наличие сорбционной активности разработанной основы для кислородных коктейлей «Пищевит» в отношении ионов Сё 2+ и Си 2+.
Экспериментально установленные значения удельной сорбционной емкости позволяют сделать вывод об эффективности использования кислородных коктейлей по разработанной технологии при эфферентной терапии.
Литература
1. ГОСТ 12.1.007-76 (Межгосударственный стандарт безопасности труда), утвержденный Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 10.03.76 № 579.)
Воронежская государственная технологическая академия
THE SUMMARY TO ARTICLE «RESEARCH SORPTION PROPERTIES NEW PENOOBRAZOVATELJA FOR OXYGEN COCKTAILS»
N.S. Rodionova, L.E. Glagoleva In work materials about components a part new foamer are presented "Pishchevit" for manufacture of oxygen cocktails, investigated it sorption properties in relation to ions of heavy metals and a method atomic - absorbing spectrophotometry. Change of concentration and in modelling solutions is graphically presented at entering of "Pishchevit", Cd 2+ and Cu 2+ also influence of temperature on process сорбции. Values of factors массопередачи are quantitatively estimated
2. Тихонов М.Н., Цыган В.Н. Металлоаллергены;
общая характеристика и оценка неблагоприятного воздействия на здоровье работающих. Военно-
медицтинская академия, НИИ промышленной и морской медицины Минздрава России, СПб. - Современная медицина. - №2, 2004, С.23-76
3. Кировская И. А. Адсорбционные процессы. Иркутск, 1995. 304 с.
4. Жуковицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия. М., 1976. С. 297-301
5. Джайлс Ч. Адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел. М., 1986. 488 с.
6. Ларионов Н.С., Боголицын К.Г., Богданов М.В., Кузнецова И.А. Характеристика сорбционных свойств верхового торфа по отношению к (1 - и р - металлам. Архангельский государственный технический университет. Химия растительного сырья № 4 ., 2008. с. 147 - 152
Keywords: oxygen cocktail, sorbtsionnye propertie, factor mass transferspecific
