分光光度法分析测试糖蜜酒精废液的色度

文章编号:1001-7445(2004)03-0240-04分光光度法分析测试糖蜜酒精废液的色度梁达文1,魏光涛2,唐艳葵2,童张法2

(1.广西玉林师范学院化生系,广西玉林536000;2.广西大学化学化工学院,广西南宁530004)

摘要:研究了用分光光度法分析测试糖蜜酒精废液色度的方法,探讨了吸光度的测定条件,着重研究了pH 值对于糖蜜酒精废液吸光度的影响,最终确定了糖蜜酒精废液色度的测定条件,给出了脱色率的计算公式,由该方法推算脱色率可以客观准确地评价糖蜜酒精废液的脱色效果.

关键词:分光光度法;糖蜜酒精废液;色度;吸光度;脱色率

中图分类号:O 657.32 文献标识码:A

糖蜜酒精废液是制糖工业副产品糖蜜经发酵生产酒精时,从精馏塔底部排出的一种高浓度有机废液,该废液含有大量的菌体残骸、残糖、色素、无机盐等,不但COD 高(常常达到8～15万m g /L ),而且颜色深.近年来,该废液的治理问题日益受到广大科研工作者的关注与研究,迫切希望达到无污染排放[1～3].

糖蜜酒精废液的污染治理,尤其是废液的脱色问题一直是环保部门需要解决的关键技术.糖蜜酒精废液的色素的来源可以分为两大类:一类是甘蔗天然形成的色素(如植物色素),另一类是在制糖过程中形成的色素(如焦糖、类黑精等),但糖蜜酒精废液的色素来源以后者为主.在制糖过程中多酚类物质在酶的作用下氧化成褐色素,还原糖碱分解缩聚成高分子棕黑色素,还原糖与氨基酸反应生成褐色聚合物,糖热分解成深咖啡色的焦糖色素,酚类物与铁反应生成深色的化合物.目前对于糖蜜酒精废液的脱

色研究报道较少,部分报道[4～7]涉及到吸附、絮凝等方法对废液脱色的研究.在一些处理体系中,涉及到

采用调节pH 值来优化废液处理的工艺条件,但是测试糖蜜酒精废液吸光度时常常疏忽了pH 值对于测定吸光度的影响,事实上由于糖蜜酒精废液色素分子对pH 值的敏感性,pH 值对于吸光度测试影响很大.稀释倍数法是测定废水色度的常用方法,但该方法操作烦琐、实验误差大.分光光度法克服了上述缺点,是近年来某些行业已试用的色度测定方法[8].实验针对糖蜜酒精废液色素的pH 值敏感特性,探讨了由分光光度法测定糖蜜酒精废液吸光度的试验条件,为分光光度法测定糖蜜酒精废液色度提供了实验理论依据,并给出了由吸光度求取脱色率的计算公式,为改性膨润土对糖蜜酒精废液处理后脱色率的测定做好了基础工作.1　实验部分

1.1　测定原理

由朗白-比尔定律[9]可知:

A =lg 1T =a s bc

(1)式中,A 为糖蜜酒精废液的吸光度;T 为糖蜜酒精废液的透光率(以%表示);a s 为摩尔吸收系数;b 为被测糖蜜酒精废液的厚度;c 为糖蜜酒精废液有色物质的浓度.

稀释后的糖蜜酒精废液有色物质浓度c 与糖蜜酒精废液的稀释比例x 成正比,如下式所示.

第29卷第3期

2004年9月广西大学学报(自然科学版)Jour nal of G uangx i U niv er sity (N at Sci Ed)V ol.29,N o.3　Sept.,2004 收稿日期:20040614;修订日期:20040917

基金项目:广西“十百千人才工程”专项基金资助项目(2000228);广西自然科学基金(桂科基0448085)

作者简介:梁达文(1954广西玉林师范学院副教授

c =kx (2)

式中,k 为某一常数.因此式(1)、(2)可整理如式(3)所示.A =lg 1T

=a x bx (3)此处a x =kas .

测得糖蜜酒精废液的吸光度A ,由式(4)求得废液处理后的脱色率 .

(%)=(1-A 1A 0)×100%(4)

式中,A 1为废液处理后的吸光度;A 0为处理前废液的吸光度.

1.2　仪器与药品

仪器:721分光光度计(上海第三分析仪器厂);PHS -3C 精密pH 计(上海雷磁仪器厂)等仪器若干.

药品:糖蜜酒精废液由南宁市制糖造纸厂提供,其物性数据见表1;化学试剂HCl 、NaOH 等均为分析纯.

表1　糖蜜酒精废液物性数据

COD Cr /mg ・L -

1浊度色度pH 值12万190040000 4.28

1.3　实验方法

由于色值的测定受到浊度的影响,如果糖蜜酒精废液的悬浮物过多,应该对其进行过滤或离心预处理,以减少废液中悬浮颗粒造成的散射影响而准确测定吸光度.本试验所取稀释比例的废液悬浮物较少,故不做过滤预处理.测定糖蜜酒精废液吸光度时,取一定体积的废液,移至50mL 的比色管加蒸馏水定容.调节pH 值,用721分光光度计测定吸光度.分析过程中发现吸光度在较长时间内保持稳定.2

　结果与讨论

图1　波长 与废液吸光度A 的关系2.1　测定波长的选择

取一定稀释比例pH 为4.44的废液,在不同波

长处测其吸光度,将所得数据绘图.波长 与吸光度

A 关系如图1所示.

由图1可知糖蜜酒精废液的吸光度随着波长的

递减而增加.Peters 和Phelps 曾经发现糖溶液的亮

度曲线,其光学中心为560nm,这样就促使

ICU M SA 当初建议用这个波长来测定色素[10].从图1可以看出,对于本稀释比例的废液在波长为

560nm 处具有足够高的吸光度.综合考虑本试验稀释比例范围与废液吸光度读数大小、准确性的对应关系,选择测定波长为560nm ,这一选择恰好同糖液色素的光学中心是相符的.

2.2　测定pH

值的选择图2　pH 值与废液吸光度A 的关系取一定稀释比例的废液,用HCl 、NaOH 调至不

同的pH 值,在选定波长处测其吸光度,将所得数据

绘图.废液pH 值与吸光度A 关系如图2所示.

由图2可见糖蜜酒精废液的吸光度随其pH 值

不同而不同.在一些处理糖蜜酒精废液脱色的研究

中,常常涉及到体系的pH 值变化对于糖蜜酒精废

液脱色率的影响,但往往疏忽pH 值对于吸光度测

定的影响.因此如果以吸光度计算的脱色率作为评241

第3期梁达文等:分光光度法分析测试糖蜜酒精废液的色度