Фізичні властивості та хімічний склад рисової лушпиння та пилу Східний хімічний журнал

Додому
Про нас
- Цілі та сфера застосування
- Передплата
- Політика
  - Політика відкритого доступу
  - Етика публікацій та заява про зловживання публіцистикою
  - Політика щодо виправлення, відкликання, відкликання
  - Політика експертної перевірки
  - Політика плагіату
  - Політика щодо скарг
  - Політика конфлікту інтересів
  - Права на копіювання та політика ліцензування
  - Політика збору/відмови від публікації
  - Політика цифрового архівування
  - Політика перехресних позначок
- Редакційні поліси
Редакційна колегія
Проіндексовано в
Поточне питання
Новий випуск
Архіви
Подання
- Обробка статей
- Вказівки автору
- Онлайн подання
- Робочий процес подання статті
- Процес експертної перевірки
- Перегляньте настанови
- Приєднуйтесь до нашої команди рецензентів
- Список рецензентів
Зв'яжіться з нами

Фізичні властивості та хімічний склад рисової лушпиння та пилу

Короткова Тетяна Германівна, Ксандопуло Світлана Юріївна, Доненко Олександр Павлович, Бушумов Святослав Андрійович та Данільченко Олександра Сергіївна

Кубанський державний технологічний університет, Російська Федерація, 350072, м. Краснодар, вул. Московська, 2.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

рисова лушпиння, рисовий пил; груповий циклон; сумковий фільтр-циклон; фізичні властивості; хімічний склад

Завантажте цю статтю як:

Короткова Т. Г., Ксандопуло С. Дж., Доненко А. П., Бушумов С. А., Данільченко А. С. Фізичні властивості та хімічний склад рисової лушпиння та пилу. Orient J Chem 2016; 32 (6).

Короткова Т. Г., Ксандопуло С. Дж., Доненко А. П., Бушумов С. А., Данільченко А. С. Фізичні властивості та хімічний склад рисової лушпиння та пилу. Orient J Chem 2016; 32 (6). Доступно за адресою: http://www.orientjchem.org/?p=26245

Вступ

Рисовий пил утворюється під час переробки рисового зерна на рисопереробному заводі в результаті скидання при надходженні сирого рису з транспортних засобів, видаленні домішок, сортуванні за розмірами, при розділенні мембран, подрібненні, подрібненні, поліруванні, переміщення зерна вздовж елеваторів та конвеєрів тощо, тобто під час усіх технологічних операцій виробництва рисової крупи.

Висока концентрація пилу в повітрі є одним з основних несприятливих факторів, що призводить до забруднення навколишнього середовища та професійних захворювань. Тривале дихання в запиленому повітрі завдає великої шкоди здоров’ю людей. Пил діаметром більше 10 мкм викликає подразнення верхніх дихальних шляхів.

Зерновий пил є сенсибілізатором дихання. Це означає, що це може викликати алергічну реакцію в дихальній системі. Після того, як ця реакція відбувається, подальший вплив на матеріал, навіть у дуже малих кількостях, викликає симптоми. Нижче наведені прояви погіршення здоров’я: риніт (нежить або закладеність носа); кашель і задишка; астма (кашель, хрипи та стискання в грудях); хронічний бронхіт (кашель і мокрота); хронічна обструктивна хвороба легень (ХОЗЛ) (тривала хвороба, яка ускладнює дихання і включає хронічний бронхіт, хронічну астму); зовнішній алергічний альвеоліт (лихоманка, кашель, задишка, біль у суглобах та втрата ваги). Органічний пил супроводжується токсичним синдромом, наприклад, зерновою лихоманкою (раптовий початок «грипу» з лихоманкою, часто пов’язаний з кашлем та дискомфортом у грудях) [1].

Для визначення хімічного складу рисової лушпиння та пилу автори відібрали лушпиння сирого рису Regulus, що росте в Краснодарському краї Російської Федерації, та два сорти пилу, затримані груповим циклоном та мішковим фільтром. циклон, встановлений на ТОВ «Південна рисова компанія» (станція Холмськ, Краснодарський край, Росія).

Пов’язана робота

У роботі [2] показано, що місце лущення рису (відділення плодових оболонок) є найбільш небезпечним. Вміст пилу при обробці з використанням дерев’яного млина становить 22,44 мг/куб.м, заліза - 25 мг/куб.м. Усі працівники страждають захворюваннями легенів. Примусова життєва спроможність (FVC) усіх робітників становить менше 80%, тоді як нормальне значення має бути більше 80%.

Відходи у вигляді плодових оболонок (лушпиння, лущення, полови) є значними. Обсяг рисової лушпиння з вилуплюючими висівками, що утворюються при подрібненні рису, становить 20-30% від маси зерна. Ці щорічно відновлювані відходи містять 28-30% неорганічних та 70-72% органічних сполук [3]. Згідно з [4] до складу органічних сполук входять C, H, O, N (табл. 1). Неорганічні компоненти представлені головним чином діоксидом кремнію. Загалом автори [3] пропонували розглядати рисову лушпину як кремнезем. Хімічний склад золи рисової лушпиння наведено в таблиці 2.

Таблиця 1: Склад органічних сполук рисової лушпиння

Вміст,% мас.

Таблиця 2: Склад попелу рисової лушпиння

Вміст,% мас.

Рисова лушпиння використовується в сільському господарстві та в різних галузях промисловості. У роботі [5] подається концепція економії ресурсів переробки рисової лушпиння та соломи, яка забезпечує попередню екстракцію SiO2 з наступною делігніфікацією знесиленої сировини. Для цього лушпиння соломи та рису обробляли 1 н. Розчином гідроксиду натрію при 90 ° C протягом 60 хв. Запропонована технологія окисно-органорозчинного методу кип'ятіння рисової лушпиння дозволила отримати з рисової лушпини целюлозу з високим виходом 79,5 ± 1,0. Зроблено висновок, що рисова солома та лушпиння є перспективною сировиною для виробництва цінних продуктів - кремнезему та целюлози з високим виходом продукту.

У [6] вивчено фізичні властивості та хімічний склад вогнетривкої глини та глини, змішаної з рисовою лушпинням (табл. 3).

Таблиця 3: Фізичні властивості та хімічний склад глини та глини з рисовою лушпинням

Фізичні властивості

Зразок

Усадка

Видима пористість,

Насипна щільність, г/куб. См

Термічний опір, цикли

Вогнестійкість,

ºC

Контрольний зразок демонстрував слабку термостійкість одного циклу, тоді як зразок з додаванням лушпиння має термостійкість 10 циклів при 1200 ° С. Вміст діоксиду кремнію знаходиться в межах 50-70%. Запропоновано використовувати такі матеріали, як футеровка термічних печей, плавильних печей, для точкових металів з низькою температурою плавлення. Підвищений рівень оксиду заліза свідчить про придатність матеріалу для виробництва кераміки.

За результатами лабораторних досліджень було визначено, що площа поверхні зернового пилу становить 0,6-0,9 кв.м/г [7], насипна щільність рисового пилу - 0,221 г/куб. См, а щільність частинок рисового пилу - 1,46 г/куб. См [8].

Основний склад рисового пилу та елементний склад різних порцій рисового пилу представлені в [9] (Таблиці 4 та 5). Було відзначено, що кремнезем, целюлоза та лігнін є основними компонентами рисового пилу. У роботі представлена схема виробництва ДСП на основі суміші рисового пилу зі смолою з подальшим пресуванням. Для досягнення високої якості дошки лушпиння подрібнюють.

Таблиця 4: Елементний склад різних частин зернового пилу

Зовнішня поверхня

Всередині лушпиння,

Внутрішня поверхня лушпиння,% мас.

Таблиця 5: Основний склад зернового пилу

Аспіраційний пил зернопереробної промисловості - це сукупність залишків рослинного походження, що містять полісахариди та інші органічні речовини, що легко гідролізуються за допомогою кислоти [10]. Склад аспіруючих відходів білого, сірого та чорного пилу наведено в Таблиці 6. Гідроліз суспензії аспіраційного пилу проводили у присутності сірчаної кислоти з інтервалами концентрацій від 1,0% до 8,0% при 100 ± 0,1 ° C.

Таблиця 6: Склад аспіруючих відходів

Матеріал

склад

Концентрація речовин,%, у різних пилах

білий

сірий

чорний

Ферментацію проводили в середовищах, отриманих з гідролізатів, синтезованих з білого, сірого та чорного пилу, використовуючи розчини кислот з концентрацією від 1,0% до 5,0%. На основі аналізу змін концентрації дріжджів під час ферментації різних видів пилових гідролізатів було встановлено, що тверді відходи зернопереробних підприємств можуть використовуватися як джерело засвоюваних вуглеводів для бродіння дріжджів. Легкозасвоювані вуглеводи отримують кислотним гідролізом аспіраційних пилоподібних полісахаридів [10].

У цій роботі кількість компонентів визначалася затвердженими (РФ) методологіями PND F 16.1: 2: 2.2: 2.3.46-06; PND F 16.1: 2: 2.2: 3.65-10; ГОСТ 5180-2015.

Методологія PND F 16.1: 2: 2.2: 2.3.46-06 заснована на зворотно-вольтамперометричному методі, який базується на залежності струму, що проходить через комірку аналізатора з досліджуваним розчином, від масової частки елемента в розчині і функціонально пов'язаний з формою та параметрами поляризуючої напруги, що подається на електроди. Цей метод заснований на здатності цікавить елемента електрохімічно накопичуватися на поверхні і розчинятися в аноді або катоді поляризації з певним потенціалом, характерним для кожного елемента. Висота піку елемента, записана на вольтамперограмі, пропорційна масовій частці елемента в розчині.

Метод визначення вагового співвідношення діоксиду кремнію (PND F 16,1: 2: 2,2: 3,65-10) заснований на плавленні зразка з содою; вилуговування виплавки та перенесення солей металів у хлориди обробкою соляною кислотою; відділення діоксиду кремнію з використанням желатину; злиття кремнієвої кислоти з діоксидом кремнію та її визначення за допомогою гравіметричного методу.

Вологість рисової лушпиння та пилу (ГОСТ 5180-2015) визначали сушінням до постійної маси. Зразки пилу збирали шляхом четвертування. Сушіння проводили до отримання різниці пилоподібних (лушпиних) мас за допомогою зважувальної пляшки під час двох наступних зважувань не більше 0,02 г.

ТОВ «Південна рисова компанія» (S.R.C.) виробляє вишуканий коричневий рис домашнього сорту Регулус, якісні характеристики якого перевищують аналогічні параметри найкращих імпортних зразків. Технологічні етапи виробництва сирого рису та характеристики систем аспірації, таких як забруднювачі повітря, були розглянуті в [11-12].

Рисунок 1: Циклон групи AS-7 U21-BBC-450 “Південного Рльодова компанія“, ТОВ.

Рисунок 2: Мішковий фільтр-циклон BCIEU 24.0-37 “Південного Рльодова компанія“, ТОВ.

Для визначення хімічного складу відходів, що утворюються під час переробки сирого рису, були відібрані зразки лушпиння, пилу, затримані групою циклон, та пил, затриманий мішковим фільтром-циклоном (рис. 3).

Рисунок 3: Відходи виробництва сирого рису.

Хімічний склад рисового пилу та лушпиння наведено в таблиці 7. Рисова лушпиння містить значну кількість діоксиду кремнію - 14,8%. Пил, зібраний із групи циклонів, містить ферум (109 мг/кг), слюну (1,1 ± 0,4 мг/кг) та мідь (1,2 ± 0,4 мг/кг). Завдяки абразивним частинкам залізо вилучається з гравітаційного потоку під час руху зерна; фракція стає важкою і осідає в циклоні під відцентровою силою. Вологіші частинки злипаються і стають більшими. Техногенні викиди важких металів, які включають ферум, слюну та мідь, спричиняють глобальне забруднення в результаті техногенної дисперсії. Після промивання рисового пилу в стоячих басейнах важкі метали підвищують його кислотність та сприяють посиленню СО2 в результаті діяльності мікроорганізмів. Мішковий фільтр-циклон затримує дрібніші частинки пилу, що відповідає зразкам пилу, переліченим на малюнку 3.

Таблиця 7: Хімічний склад рисової лушпиння та пилу, вибраний із групи циклонів і рукавний фільтр-циклон

Визначені показники

У.М.

Результат аналізу ± помилка

Вимірювання

методи

Рисова лушпиння

Пил від групового циклону

Пил від мішкового фільтру-циклону

Ця робота ліцензована відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International.