Introduction
Hen eggshell typically consists of ceramic materials constituted by a three-layered structure, namely the cuticle on the outer surface, a spongy (calcareous) layer and an inner lamellar (or mammillary) layer [1] and [2]. The spongy and mammillary layers form a matrix composed of protein fibers bonded to calcite (calcium carbonate) crystal. The two layers are also constructed in such a manner that there are numerous circular openings (pores). This structure permits gaseous exchange throughout the shell. The outer surface of the eggshell is covered with a mucin protein that acts as a soluble plug for the pores in the shell. The chemical composition (by weight) of by-product eggshell has been reported as follows: calcium carbonate (94%), magnesium carbonate (1%), calcium phosphate (1%) and organic matter (4%) 2. Notably, the by-product eggshell generated from food processing and manufacturing plants is inevitably composed of calcium carbonate (eggshell) and eggshell membrane (ESM). The ESM resides between the egg white (albumen) and the inner surface of the eggshell. There are two shell membranes around the egg, a thick outer membrane attached to the shell and a thin inner membrane [3] and [4]. Each of these membranes is composed of protein fibers that are arranged so as to form a semi-permeable membrane. Therefore, the ESM possesses an intricate lattice network of stable and water-insoluble fibers and has high surface area resulting in various applications such as adsorbent [5], [6], [7], [8], [9], [10] and [11] and immobilization support [12], [13] and [14]. Taking into account the sustainable utilization of eggshell and its intrinsic pore structure [15], the characterization of the biomaterial is very scarce in the literature.
Regarding water contamination, high fluoride concentration in drinking water, i.e. >1.5 mg/L [16], is still of significant concern in many countries, due to serious health consequences of its prolonged and systematic ingestion, even in minimal concentrations, i.e. parts per million [17]. Fluoride is classified by the World Health Organization as one of the human consumption water contaminant that most negatively affects water quality for human consumption, only comparable with arsenic and nitrate [16]. Removal of fluoride from water has been studied since 1930s; aluminum derivatives were mainly the first kind of compounds used for such a purpose [18]. Subsequently, different methods to eliminate fluoride from water have been developed, i.e. adsorption [19], [20] and [21], chemical precipitation [22] and [23], reverse osmosis [24] and [25] and electrodialysis [26]; however, adsorption has remained as the most suitable technique [21]. Nowadays, adsorption on activated alumina is one of the most widely used methods for fluoride removal [16], due to its economical, operative and adsorption efficiency advantages. Nevertheless, there is an increasing necessity to produce more economical and environmentally sustainable adsorbents, thus promoting the increasing use of biosorbents. Supported biosorbents by synthetic materials show suitable properties for their use in high scale column adsorption processes. Therefore, the objective of this study is to determine the optimum composition parameters of an eggshell composite that enable its use in adsorption columns, and to explore its potential as an adsorbent material for contaminants present in water, such as fluoride.
แนะนำ
เปลือกไข่ไก่โดยทั่วไปประกอบด้วยวัสดุเซรามิกที่ทะลัก โดยโครงสามชั้นสร้าง กำพร้าคือพื้นผิวภายนอก ชั้น spongy (ปุ๋ย) และมีชั้น lamellar (หรือ mammillary) ภายใน [1] และ [2] ชั้น spongy และ mammillary แบบเมทริกซ์ประกอบด้วยเส้นใยโปรตีนพันธะกับผลึกแคลไซต์ (แคลเซียมคาร์บอเนต) ชั้นสองมียังสร้างเช่นอย่างว่า มีหลายช่องวงกลม (รูขุมขน) โครงสร้างนี้ช่วยให้การแลกเปลี่ยนเป็นต้นตลอดทั้ง shell พื้นผิวด้านนอกของเปลือกไข่ปกคลุม ด้วยโปรตีน mucin ซึ่งทำหน้าที่เป็นปลั๊กแบบละลายในรูขุมขนใน shell องค์ประกอบทางเคมี (โดยน้ำหนัก) ของเปลือกไข่พลอยได้มีการรายงานดังนี้: (94%) แคลเซียมคาร์บอเนต แมกนีเซียมคาร์บอเนต (1%), แคลเซียมฟอสเฟต (1%) และอินทรีย์ (4%) 2. ยวด เปลือกไข่ผลพลอยได้ที่สร้างขึ้นจากอาหารแปรรูป และการผลิตพืชย่อมประกอบของแคลเซียมคาร์บอเนต (เปลือกไข่) และเยื่อ eggshell (ESM) ESM อยู่ระหว่างไข่ขาว (albumen) และพื้นผิวด้านในของเปลือกไข่ มีเยื่อหุ้มเปลือกสองรอบไข่ เยื่อหุ้มด้านนอกหนากับ shell และเยื่อภายในบาง [3] และ [4] ของสารเหล่านี้จะประกอบด้วยเส้นใยโปรตีนที่จัดเพื่อเป็นเยื่อกึ่ง permeable ดังนั้น ESM มีโครงตาข่ายซับซ้อนประกอบกับเครือข่ายของเส้นใยที่มีเสถียรภาพ และไม่ ละลายน้ำ และมีพื้นที่ผิวสูงที่เกิดขึ้นในโปรแกรมประยุกต์ต่าง ๆ เช่น adsorbent [5], [6], [7], [8], [9], [10] และ [11] และสนับสนุนตรึงโป [12], [13] [14] และ คำนึงถึงการใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืนของเปลือกไข่และโครงสร้างรูพรุน intrinsic [15], คุณสมบัติของ biomaterial จะขาดแคลนมากในวรรณคดี
เกี่ยวกับการปนเปื้อนของน้ำ ความเข้มข้นของฟลูออไรด์สูงในน้ำ เช่น > 1.5 mg/L [16], จะยังคงความกังวลที่สำคัญในหลายประเทศ เนื่องจากผลกระทบสุขภาพร้ายแรงของมันนาน และระบบกิน แม้ในความเข้มข้นน้อยที่สุด เช่นส่วนต่อล้าน [17] ฟลูออไรด์ถูกจัดประเภท โดยองค์การอนามัยโลกเป็นหนึ่งมนุษย์บริโภคน้ำสารปนเปื้อนที่สุดส่งผลกระทบคุณภาพน้ำสำหรับมนุษย์บริโภค เทียบเท่ากับสารหนูไนเตรต [16] มีการศึกษาการกำจัดฟลูออไรด์จากน้ำตั้งแต่ 1930s อลูมิเนียมตราสารอนุพันธ์ได้ส่วนใหญ่ชนิดของสารที่ใช้เช่นการ [18] ในเวลาต่อมา วิธีการกำจัดฟลูออไรด์จากน้ำได้รับการพัฒนา เช่นดูดซับ [19], [20] [21], และเคมีฝน [22] และ [23], กลับ osmosis [24] และ [25] และ electrodialysis [26]; อย่างไรก็ตาม ดูดซับได้ยังคงเป็นเทคนิคเหมาะสมที่สุด [21] ปัจจุบัน ดูดซับบนฟลอพเป็นหนึ่งในวิธีการใช้อย่างแพร่หลายสำหรับการกำจัดฟลูออไรด์ [16], เนื่องจากประโยชน์ของประสิทธิภาพประหยัด การผ่าตัด และดูดซับ อย่างไรก็ตาม มีความจำเป็นการเพิ่มผลิต adsorbents มากประหยัด และอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม ส่งเสริมการใช้เพิ่มขึ้น biosorbents ดังนั้น Biosorbents สนับสนุน โดยวัสดุสังเคราะห์แสดงคุณสมบัติเหมาะสำหรับการใช้ในขนาดสูงคอลัมน์กระบวนการดูดซับ ดังนั้น วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือ การกำหนดพารามิเตอร์เหมาะสมองค์ประกอบของการ eggshell ที่เปิดใช้งานการใช้คอลัมน์ดูดซับ และสำรวจศักยภาพเป็นวัสดุเป็น adsorbent สำหรับสารปนเปื้อนในน้ำ เช่นฟลูออไรด์
การแปล กรุณารอสักครู่..
![](//thimg.ilovetranslation.com/pic/loading_3.gif?v=b9814dd30c1d7c59_8619)
เปลือกไข่ไก่การแนะนำโดยทั่วไปแล้วประกอบด้วยวัสดุเซรามิคก่อตั้งขึ้นโดยโครงสร้างสามชั้นที่ได้แก่หนังกำพร้าบนพื้นผิวด้านนอกที่เป็นฟองน้ำ(ชอบกล)ชั้นที่อยู่ทางด้านในและ lamellar (หรือ mammillary )ชั้น[ 1 ]และ[ 2 ]. ชั้นซับในลักษณะเป็นฟองน้ำและ mammillary รูปแบบ Matrix Storage Technology ซึ่งประกอบไปด้วยเส้นใยโปรตีนเย็บเพื่อผลึกแคลไซต์อยู่บนไหล่เขาสูง(แคลเซียมคาร์บอเนต)คริสตัลสองชั้นที่ได้รับการก่อสร้างขึ้นในลักษณะที่มีช่องเปิดวงกลมจำนวนมาก(รู) โครงสร้างนี้อนุญาตให้แลกเปลี่ยนมีลักษณะเป็นอากาศธาตุตลอดทั่วทั้งพื้นที่เชลล์ พื้นผิวด้านนอกของเปลือกไข่ที่ได้รับการคุ้มครอง ภายใต้ ด้วยโปรตีน mucin ที่ทำหน้าที่เป็นปลั๊กที่ละลายน้ำได้สำหรับรูขุมขนบนที่ในเปลือกหอย สารเคมีการเขียน(โดยน้ำหนัก)ของเปลือกไข่โดย - ผลิตภัณฑ์ มีการรายงานว่ามีรายละเอียดดังนี้แคลเซียมคาร์บอเนต( 94% ),แมกนีเซียมคาร์บอเนต( 1% ),แคลเซียมฟอสเฟต( 1% )และประกอบรัฐธรรมนูญว่าด้วยเรื่อง( 4% ) 2 . มีเปลือกไข่โดย - ผลิตภัณฑ์ ที่สร้างขึ้นจากไม้การผลิตและการแปรรูปอาหารประกอบด้วยของแคลเซียมคาร์บอเนต(เปลือกไข่)และเปลือกไข่เยื่อ( esm )อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ esm อยู่ระหว่างไข่สีขาว(ไข่ขาว)และพื้นผิวด้านในที่ของเปลือกไข่ที่มีสองเยื่อเลือกผ่านความละเอียดสูงโดยรอบไข่เปลือกหอยที่เยื่อในด้านนอกมีความหนาที่ติดกับเปลือกหอยบางด้านในเยื่อ[ 3 ]และ[ 4 ] เยื่อเลือกผ่านความละเอียดสูงแต่ละครั้งจะประกอบไปด้วยของเส้นใยโปรตีนที่ได้รับการจัดเตรียมเพื่อให้เป็นไปที่แบบฟอร์มเยื่อแบบกึ่งฟิล์มที่ ดังนั้นesm ที่มีเครือข่ายหลายท่อนที่ซับซ้อนของเส้นใยที่มี เสถียรภาพ และน้ำ - แก้ไม่ตกและมีพื้นที่สูงส่งผลให้ในแอปพลิเคชันต่างๆเช่น adsorbent [ 5 ],[ 6 ],[ 7 ],[ 8 ],[ 9 ],[ 10 ]และ[ 11 ]และการสนับสนุนดังนั้น[ 12 ][ 13 ]และ[ 14 ] การเข้าสู่บัญชีการใช้กำลังการผลิตอย่างยั่งยืนของเปลือกไข่และโครงสร้าง ภายใน ของสิงคโปร์[ 15 ]แสดงลักษณะของ biomaterial จะยังไม่ทันจะเป็นอย่างมากในงานวรรณกรรมที่.
เกี่ยวกับการปนเปื้อนความเข้มข้นเพราะฟลูออไรด์สูงน้ำในน้ำดื่มเช่น> 1.5 มก./ L [ 16 ]ยังอยู่ในความสนใจอย่างมีนัยสำคัญในหลายประเทศเนื่องจากผลกระทบต่อ สุขภาพ อย่างจริงจังของทางเดินหายใจ:เป็นเวลานานและเป็นระบบของมันแม้แต่น้อยที่สุดในความเข้มข้นเช่นชิ้นส่วนต่อล้าน[ 17 ]ฟลูออไรต์ได้รับการจำแนกให้เป็นโดยองค์กรอนามัยโลกที่เป็นเสมือนดังหนึ่งในระดับการปนเปื้อนในน้ำการ บริโภค ของมนุษย์ที่มากที่สุดมีผลต่อ คุณภาพ ของน้ำเพื่อการ บริโภค ของมนุษย์เท่านั้นใกล้เคียงกับสารหนูและดินประสิว[ 16 ] การถอดเพราะฟลูออไรด์จากน้ำได้รับการศึกษามาตั้งแต่ปี 1930 เป็นสัญญาซื้อขายล่วงหน้าทำจากอะลูมิเนียมชนิดแรกของสารประกอบใช้เพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าว[ 18 ] ภายหลังวิธีการที่แตกต่างกันในการที่จะขจัดฟลูออไรต์จากน้ำได้รับการพัฒนาเช่น adsorption [ 19 ][ 20 ]และ[ 21 ]สารเคมีตกตะกอน[ 22 ]และ[ 23 ] Reverse Osmosis [ 24 ]และ[ 25 ]และ[ 26 ] electrodialysis adsorption อย่างไรก็ตามยังมีเทคนิคที่เหมาะสม[ 21 ] ในปัจจุบันนี้ adsorption บนดินสอพองเปิดใช้งานเป็นหนึ่งในวิธีการใช้อย่างกว้างขวางมากที่สุดสำหรับการถอดฟลูออไรต์[ 16 ]เนื่องจากความได้เปรียบอย่างมี ประสิทธิภาพ และเป็นความร่วมมือระหว่าง adsorption ราคาประหยัดของตน. แต่ถึงอย่างไรก็ตามยังมีความจำเป็นมากขึ้นในการผลิตตัวดูดซับความประหยัดมากกว่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืนดังนั้นการส่งเสริมการใช้ที่เพิ่มมากขึ้นของ biosorbents biosorbents ที่สนับสนุนโดยใช้วัสดุสังเคราะห์แสดงคุณสมบัติของเหมาะสำหรับการใช้งานของพวกเขาในกระบวนการ adsorption คอลัมน์ขนาดสูง ดังนั้นวัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการตรวจสอบพารามิเตอร์การเขียนสูงสุดของคอมโพสิตเปลือกไข่ที่เปิดใช้งานการใช้ในคอลัมน์ adsorption และเพื่อการสำรวจ ศักยภาพ ของการเป็นวัสดุ adsorbent ที่ปนเปื้อนอยู่ในน้ำเช่นฟลูออไรต์
การแปล กรุณารอสักครู่..
![](//thimg.ilovetranslation.com/pic/loading_3.gif?v=b9814dd30c1d7c59_8619)