Спосіб отримання магнітокерованого біосорбенту

Реферат: Спосіб отримання магнітокерованого біосорбенту включає перемішування біомаси шляхом розміщення дріжджів Saccharomyces cerevisiae та наночастинок магнетиту в схрещених магнітному та електричному полях. UA 101016 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ МАГНІТОКЕРОВАНОГО БІОСОРБЕНТУ UA 101016 U UA 101016 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі одержання магнітокерованих біосорбентів для очищення робочих рідин від іонів 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. Найближчим аналогом є спосіб отримання магнітокерованого біосорбенту, що включає перемішування біомаси дріжджів Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) та наночастинок магнетиту шляхом багатовихрового магнітогідродинамічного перемішування (МГДП) [1]. Серед біосорбентів, що застосовуються для видалення іонів важких металів, дріжджам приділяється підвищена увага. Дріжджам надаються магнітні властивості шляхом приєднання магнітних наночастинок (магнітних наноміток) для видалення такого сорбенту в швидкісному режимі за допомогою магнітної сепарації. Магнітокеровані біосорбенти отримують з застосуванням механічного та багатовихрового МГДП біомаси дріжджів S. cerevisiae з речовиною, що містить наночастинки магнетиту. Недоліком способу багатовихрового МГДП є ускладнена структура апарата. Спосіб є нетехнологічним, адже потребує постійної зміни високоградієнтних феромагнітних насадок в перемішуючому пристрої для надання магнітних властивостей біосорбенту. В основу корисної моделі поставлена задача отримання магнітокерованого біосорбенту на основі дріжджів S. cerevisiae та наночастинок магнетиту шляхом МГДП в схрещених магнітному та електричному полях. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб отримання магнітокерованого біосоренту включає перемішування біомаси дріжджів Saccharomyces cerevisiae та наночастинок магнетиту, згідно з корисною моделлю, біомасу перемішують шляхом розміщення дріжджів Saccharomyces cerevisiae та наночастинок магнетиту в схрещених магнітному та електричному полях. Корисна модель пояснюється кресленнями, що зображені на фіг. 1, 2, де на фіг. 1 представлена електромагнітна система установки, на фіг. 2 циліндричний резервуар. Електромагнітна система установки (фіг. 1) призначена для створення однорідного магнітного поля в зазорі між його полюсними наконечниками 1, що кріпляться на литому магнітопроводі 2. Дві електромагнітні котушки 3 з'єднані паралельно таким чином, щоб магнітне поле (МП), що створюється кожною з них, було спрямовано в одну сторону. Основа установки 4 має спеціальні пази для переміщення двох електромагнітних котушок 3 для встановлення потрібної ширини зазору між полюсними наконечниками 1. Конструкція електромагнітної системи установки дозволяє регулювати робочий зазор у діапазоні 10…150 мм. Для процесу спостереження створена система освітлення, що складається з електролампи 5 на 15 Вт і дзеркала 6. До полюсних наконечників 1 кріпиться мікроскоп 10 на двох немагнітних металевих стрижнях 7. При нерухомо закріпленому мікроскопі 10 процес фокусування відбувається за рахунок зміни довжини тубуса 8 за допомогою спеціального механізму - крокового двигуна 9, закріпленого на пластині кріплення мікроскопа 10 і нитяного троса 11, що одним кінцем кріпиться до диска 12, а іншим - до пластини 13. Спосіб реалізується таким чином. Циліндричний резервуар з рідиною, що містить суміш дріжджів S. cerevisiae та ноночастинки магнетиту, вносять у схрещене магнітне та електричне поле. Коли лінії прикладеного зовнішнього однорідного магнітного поля паралельні осі циліндрів і перпендикулярні до вектора густини струму в розчині, то сила Лоренца діє на струм і рідина в резервуарі починає обертатися з кутовою швидкістю ω, і таким чином відбувається МГДП. 2+ Ефективність вилучення іонів Сu досліджують нативним та магнітокерованим біосорбентами, отриманими багатовихровим МГДП дріжджів S. cerevisiae та наночастинками магнетиту, а також перемішуванням в схрещеному магнітному та електричному полі. Приклад здійснення способу. Для отримання магнітокерованого біосорбенту суспензію з дріжджів S. cerevisiae та наномагнетиту вносять в циліндричний резервуар діаметром 70 мм і перемішують в схрещеному магнітному та електричному полі. Всередині циліндричного резервуара (фіг. 2) кріплять 2 металеві електроди: один - по центру 1, діаметром 4 мм, що закріплений за допомогою тримача, а другий 2 - біля стінок кювети 3, довжиною 200 мм. Перемішування дріжджів S. cerevisiae з наночастинками магнетиту здійснюється під дією . 6 . МП, напруженістю 238,71 10 А в/м. Через блок живлення подається напруга 0,1-0,5 В. Силу струму регулюють в межах 2-3 мА. Перемішування здійснюють протягом 10 хв. Циліндричний резервуар розміщують між полюсними наконечниками 1 постійного магніту. Результати експериментів представлені в таблиці. 1 UA 101016 U Таблиця 2+ Ес Час сорбції, хв 5 10 20 30 40 60 5 Дріжджі S. cerevisiae без наночастинок магнетиту 58 36 66 76 80 85 активність вилучення іонів Сu , % МГДП в схрещеному Багатовихрове МГДП магнітному та електричному дріжджів S. cerevisiae та полі S. cerevisiae та наночастинок магнетиту наночастинок магнетиту 60 70 76 85 78 85 80 85 85 88 90 90 Таким чином, магнітокерований біосорбент отриманий шляхом МГДП в схрещеному магнітному та електричному полях має високу сорбційну здатність. Спрощено конструктивну установку апарата для МГДП в схрещеному магнітному та електричному полях, знижено матеріалоємність. Також можливо контролювати зміну швидкості МГДП шляхом зміни сили струму в розчині. Джерело інформації: 1. Патент UA №42448, МПК (2009) C02F1/42, опубл. 10.07.2009, Бюл. № 13, 2009 р. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб отримання магнітокерованого біосорбенту, що включає перемішування біомаси дріжджів Saccharomyces cerevisiae та наночастинок магнетиту, який відрізняється тим, що біомасу перемішують шляхом розміщення дріжджів Saccharomyces cerevisiae та наночастинок магнетиту в схрещених магнітному та електричному полях. 2 UA 101016 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 3