استخراج هیومیک اسید از پسماندهای کمپوست قارچ به کمک تیمار قلیایی و فراپالایش غشایی

تولید هیومیک اسید با درصد خلوص بالا و خواص کیفی مطلوب برای مصارف مختلف به روش استخراج و پالایش در فرآیند تولید آن بستگی دارد. تحقیقات نشان داده اند که برای تحقق این امر، جداسازی ترکیبات فولوات و ناخالصی های غیرآلی از هیومات های قلیایی استخراج شده از مواد اولیه از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف اصلی این مطالعه جداسازی هیومات‌های قلیایی از ترکیبات فولوات و ناخالصی های غیر آلی با فناوری جداسازی غشایی است. از پسماندهای کمپوست قارچ به عنوان یک پسماند آلی برای استخراج ترکیبات هیومیکی شامل هیومات و فولوات با روش تیمار قلیایی استفاده شد. سپس فرآیند جداسازی غشایی با یک سامانه مجهز به ماژول قاب و صفحه ای و غشای پلی سولفون با اندازه منفذ kda 5 آزمون گردید. اثر فشار عملیاتی در چهار سطح 50، 150، 250 و 350 کیلو پاسکال بر عملکرد جداسازی شامل شار تراوه ترکیبات فولوات، مکانیسم غالب گرفتگی، شاخص گرفتگی (i) و مقاومت های گرفتگی و همچنین بر خواص شیمیایی، طیفی و درصد خلوص نهایی هیومیک اسید فراپالایش شده از ناتراوه های هیوماتی بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش فشار، شار تراوه ترکیبات فولوات 41.8 درصد افزایش می یابد. بر اساس مدل هرمیا، مکانیسم غالب گرفتگی در تمام سطوح فشار، تشکیل لایه کیک بود. نتایج شاخص گرفتگی (i) نشان داد که تمام مکانیسم های گرفتگی در سامانه نقش دارند و با افزایش فشار، گرفتگی کامل منافذ و تشکیل لایه کیک به ترتیب زودتر و دیرتر رخ می دهند. آنالیز تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) به منظور تایید داد های تجربی پدیده گرفتگی نیز نشان داد که با افزایش فشار از 50 تا 350 کیلو پاسکال، ضخامت تشکیل لایه کیک بروی سطح غشا 3 برابر افزایش پیدا می کند. ارزیابی خواص هیومیک اسید فراپالایش شده نشان می دهد که فناوری جداسازی غشایی نقش موثری بر خواص شیمیایی و طیفی هیومیک اسید در مقایسه با دیگر روش های پالایش آن داشته و خلوص نهایی هیومیک اسید را تا 87.8 درصد افزایش می دهد.

Extracting Humic Acids from Spend Mushroom Compost (SMC) by Alkaline Treatment and Membrane Ultrafiltration

Production of high purity humic acid with desirable quality properties for different uses is dependent on extraction and purification methods in its production process. The research literature showed that, in order to achieve this, separation of fulvate compounds and inorganic elements from alkaline humate extracted from raw materials is paramount significant. The main purpose of this study was the separation of alkaline humates from fulvates and inorganic elements by membrane separation technology. Spent mushroom compost (SMC) was used as organic waste for extraction of humic compounds including humates and fulvates with alkaline treatment method. Then, a membrane separation process with a minipilot system equipped with frame and plate module and polysulfone membrane with molecular weight cutoff 5 kDa was tested. The effect of transmembrane pressure (TMP) with four levels of 50, 150, 250 and 350 kPa on separation performance including permeate flux of fulvates, predominant fouling mechanism, fouling index (i) and fouling resistances as well as chemical and spectral properties and purity percentage of the resulting humic acid ultrafiltered from humate retentates were investigated. The results of this study showed that by increasing of pressure, permeate flux of fulvate compounds increased by 41.8%. Based on the Hermia model, the predominant fouling mechanism in all pressure levels were cake layer formation. The results of the fouling index (i) showed that all of the fouling mechanisms occurred in the membrane system, and by increasing pressure, complete pores blocking and cake layer formation were occurred faster and earlier respectively. Scanning electron microscopy (SEM) analysis in order to confirm of experimental data of fouling phenomenon showed that by increasing pressure from 50 to 350 kPa, layer thickness accumulated on the membrane surface was increased 3fold. Evaluation of ultrafiltered humic acid characteristics showed that membrane separation technology played an effective role on chemical and spectral properties of humic acid compared to other purification methods, and increased final purity of humic acid to 87.8%.