Спосіб отримання магнітокерованого біосорбенту

Реферат: Спосіб отримання магнітокерованого біосорбенту, що включає перемішування біомаси дріжджів Saccharomyces cerevisiae та наночастинок магнетиту в схрещених магнітному та електричному полях, причому перемішування проводять при сталому рівні рН середовища, контролі часу швидкості перемішування, та періодичній зміні напрямку електричного струму. UA 114299 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ МАГНІТОКЕРОВАНОГО БІОСОРБЕНТУ UA 114299 U UA 114299 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Заявлена корисна модель належить до галузі одержання магнітокерованих біосорбентів для очищення робочих рідин від важких металів, і може бути використана для біосорбції іонів важких металів із стічних вод з наступним видаленням біомаси у швидкісному режимі із застосуванням магнітних сепараторів. Відомий спосіб отримання магнітного біосорбенту, що включає перемішування біомаси дріжджів Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) та наночастинок магнетиту шляхом багатовихрового магнітогідродинамічного перемішування (МГДП) [1]. Недоліком способу багатовихрового МГДП є ускладнена конструкція апарата. Спосіб є нетехнологічним, оскільки потребує постійної зміни високо градієнтних феромагнітних насадок в перемішуючому пристрої для створення необхідних умов в ході магнітомічення клітин дріжджів. Найближчим аналогом є спосіб одержання магнітокерованого біосорбенту, що включає перемішування біомаси дріжджів S. cerevisiae в схрещених магнітному та електричному полях. Дріжджам надаються магнітні властивості шляхом приєднання магнітних наночастинок (магнітних наноміток), за допомогою яких магнітомічені клітини такого сорбенту видаляються із робочих розчинів в швидкісному режимі із застосуванням магнітних сепараторів[2]. Недоліком способу МГДП в схрещених магнітному та електричному полях є низька якість перемішування, яка викликана відсутністю підтримання сталої кислотності робочого розчину, контролю швидкості та часу перемішування. Іншим недоліком способу є швидке псування електродів, яке викликано електрохімічною взаємодією із робочим розчином. В основу корисної моделі поставлена задача покращення якості перемішування для отримання магнітокерованого біосорбенту на основі дріжджів S. cerevisiae та наночастинок магнетиту шляхом МГДП в схрещених магнітному та електричному полях. Поставлена задача вирішується тим, що перемішування біомаси дріжджів S. cerevisiae та наночастинок магнетиту в схрещених магнітному та електричному полях проводять при сталому рівні рН середовища, контролі часу та швидкості перемішування, періодичній зміні напряму електричного струму. Спосіб пояснюється кресленням: на фіг. представлена схема установки 1 - електрод циліндричної форми; 2 - кришка апарата; 3 - електрод, що є корпусом установки; 4 - діелектричний днище; 5 - соленоїд, для створення магнітного поля. Спосіб реалізується наступним чином: рідину, що містить суміш дріжджів S. cerevisiae та наночастинок магнетиту, поміщають у схрещене магнітне та електричне поле, створене в апараті на визначений проміжок часу. Кислотність робочого розчину підтримують додаванням азотної кислоти. Швидкість перемішування контролюють зміною напруги на електродах та періодично змінюють напрямок електричного струму. 2+ Ефективність вилучення іонів Сu досліджують нативним та магнітокерованим біосорбентами, отриманими багатовихровим МГДП дріжджів S. cerevisiae та наночастинок магнетиту, а також перемішують в схрещеному магнітному та електричному полі. Приклад здійснення способу: Для одержання суспензії дріжджів та частинок наномагнетиту до 99.33 мл дистильованої води додають 4 г нативних дріжджів S. cerevisiae та 0.67 мл магнітної рідини (60 г/л), концентрованою азотною кислотою доводять рН до 2.5. Для отримання магнітокерованого біосорбенту суспензію дріжджів S.cerevisiae та наномагнетиту поміщають в циліндричний резервуар діаметром 18 мм і висотою 180 мм, (стінка якого, є одним з двох електродів, а за допомогою кришки в резервуарі закріплюють другий стальний електрод по центру, діаметром 4мм) і перемішують дріжджі S. cerevisiae з наночастинками магнетиту в схрещеному магнітному та електричному полях під дією магнітного поля, напруженістю 240 кА/м, з напругою 0.5 В. Силу струму регулюють в межах 2-3 мА. Перемішування здійснюють протягом 6 хв. Результати експериментів представлені у таблиці. 1 UA 114299 U Таблиця Час сорбції, хв. 5 10 20 30 40 60 5 10 15 Ес Дріжджів S. cerevisiae без частинок магнетиту 58 36 66 76 80 85 2+ активність вилучених іонів Сu , % МГДП в схрещеному МГДП в схрещеному магнітному та магнітному та електричному електричному полях S. cerevisiae та полях S. cerevisiae та наночастинок магнетиту з наночастинок магнетиту удосконаленою конструкцією 50 86 54 88 60 89 62 91 76 93 82 93 Таким чином, магнітокерований біосорбент отриманий шляхом МГДП в схрещеному магнітному та електричному полях з контролем якості перемішування та рН розчину має високу сорбційну здатність. Джерела інформації: 1. Патент UA №42448, МПК (2009) CO2F1/42, опубл. 10.07.2009, Бюл. №13, 2009р. 2. Патент UA №101016, МПК (2015) CO2F1/48, опубл. 25.08.2015, Бюл. №16, 2015р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб отримання магнітокерованого біосорбенту, що включає перемішування біомаси дріжджів Saccharomyces cerevisiae та наночастинок магнетиту в схрещених магнітному та електричному полях, який відрізняється тим, що перемішування проводять при сталому рівні рН середовища, контролі часу швидкості перемішування, та періодичній зміні напрямку електричного струму. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2