Παρασκευή υψηλής προστιθέμενης αξίας προϊόντων από απόβλητα της βιομηχανίας χυμοποίησης μανταρινιού (citrus reticulata)

Abstract

Στην παρούσα ερευνητική εργασία, μελετάται η ανάπτυξη βιοενεργών υλικών μέσω χημικής ενεργοποίησης, έτσι ώστε να προσροφούν ποσότητες χρωστικών ενώσεων από υδατικά διαλύματα, με σκοπό τον καθαρισμό και εξυγίανση των υδάτων. Τα βιοενεργά αυτά προσροφητικά μέσα, προέρχονται από λιγνοκυτταρινούχα απόβλητα της βιομηχανίας χυμοποίησης. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιηθήκαν οι φλούδες και τα κουκούτσια από μανταρίνι (Citrus reticulata) σε συνδυασμό με ζεόλιθο είτε ξεχωριστά (100% φλούδα w/w ,100% κουκούτσι w/w) είτε σε μίγματα, με αναλογίες 50%-50% w./w. (50% φλούδα+ 50% ζεόλιθος, 50% κουκούτσι + 50% ζεόλιθος) και 80%-20% w./w. (80% ζεόλιθος +20% φλούδα, 80% ζεόλιθος +20% κουκούτσι) χημικά ενεργοποιημένα σε συγκέντρωση HCL οξέος 4Μ. Τα δείγματα που περιείχαν κουκούτσι υπέστησαν χημική ενεργοποίηση και σε υψηλότερη συγκέντρωση HCL οξέος 6Μ. Εν συνεχεία, μελετάται η προσρόφηση της χρωστικής του κυανού του μεθυλενίου στα ανωτέρω δείγματα και συγκρίνεται με το ζεόλιθο. Στα πειραματικά δεδομένα της προσρόφησης εφαρμόζονται τέσσερα διαφορετικά κινητικά μοντέλα: ψευδο-πρώτης τάξεως, ψευδο-δεύτερης τάξεως, Elovich και ενδοσωματιδιακής διαχύσεως. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η σειρά προσροφήσεως των δειγμάτων που ενεργοποιήθηκαν με HCL 6M αυξάνεται ως εξής: : Γ(20% κουκούτσι + 80% ζεόλιθος) >Ε(50% φλούδα + 50% ζεόλιθος) >Ζ(20% φλούδα+ 80% ζεόλιθος) >Β(50% κουκούτσι + 50% ζεόλιθος) >Δ(100% φλούδα) >Α(100% κουκούτσι). Αντίστοιχη είναι και η σειρά αυξήσεως της προσρόφησης του ΜΒ σε δείγματα που ενεργοποιήθηκαν στα 4Μ δηλαδή Γ(20% κουκούτσι + 80% ζεόλιθος) > Β(50% κουκούτσι + 50% ζεόλιθος) > Α(100% κουκούτσι). Συγκρίνοντας τα δείγματα στις δύο διαφορετικές συγκεντρώσεις HCL παρατηρούμε ότι η αύξηση της συγκέντρωσης του οξέος οδηγεί σε αύξηση της προσρόφησης του ΜΒ από τα υλικά. Από τα αποτελέσματα της κινητικής ανάλυσης που εφαρμόστηκαν στα πειραματικά δεδομένα παρατηρούμε ότι τα δείγματα Α (100% κουκούτσι), Δ (100% φλούδα) και Γ (20% κουκούτσι + 80% ζεόλιθος) ακολουθούν κινητική δεύτερης τάξεως που σημαίνει ότι η προσρόφηση του ΜΒ στα υλικά γίνεται με χημικό τρόπο, το δείγμα Ζ (20% φλούδα+ 80% ζεόλιθος) ακολουθεί αρχικά ενδοσωματιδιακή διάχυση ή/και ψευδο-δευτερης τάξεως και εν συνεχεία κινητική ψευδο-δεύτερης τάξεως, το δείγμα Β (50% κουκούτσι + 50% ζεόλιθος) ακολουθεί αρχικά ενδοσωματιδιακή διάχυση και εν συνεχεία κινητική ψευδοδεύτερης τάξεως και το Ε (50% φλούδα + 50% ζεόλιθος) ακολουθεί το μοντέλο της ενδοσωματιδιακής διαχύσεως ή/και την κινητική της Elovich.