Utilization of compounds in watewater coming from food industry-photocatalytic decolourization of cochineal

Wojciech Zmudziński , Karolina Doba

Abstract

This paper presents the results of research on the possibility of the photocatalytic decolourization of cochineal (E 120), one of the most known natural red dye, used in food industry to produce pink shade in food stuffs. Photodegradation experiments were carried out in model photocatalytic UV-VIS/E120/TiO2/H2O and photolytic UV-VIS/E120/H2O systems to determine the contribution of direct photolysis in photocatalytic decolourization of the investigated dye. The degree of decolourization of dye in both systems was determined spectrophotometrically. Loss of dye in the photocatalytic UV-VIS/E120/TiO2/H2O system was inversely proportional to the initial dye concentration and ranged from 40.9% to 85%. Removal of dye in the UV-VIS/E120/H2O system occurs with less efficiency ranged from 6.3% to 9.8%, depending on the initial concentration of dye in the solution. Kinetic studies have excluded that over a range of examined concentrations, photocatalytic decolourization is regarded as fulfilling the first order reaction kinetics and takes place in accordance with commonly acknowledged Langmuir-Hinshelwood model of catalytic heterogeneous processes. It has been found that the initial reaction rates are inversely proportional to initial concentration of solution. Significant decrease of pH value during photocatalytic decolourization of E 120 solution was caused by formation of acidic intermediates of the photooxidized substrate. Studies have confirmed that the photocatalytic, processes belonging to so-called Advanced Oxidation Processes (AOPs) can be used for decolourization of sewage coming from food industry.
Author Wojciech Zmudziński (WT / KTAS)
Wojciech Zmudziński,,
- Department of Food Commodity Science
, Karolina Doba (WT / KTAS)
Karolina Doba,,
- Department of Food Commodity Science
Pages174-188
Publication size in sheets0.7
Book Śmigielska Hanna (eds.): Current trends in commodity science : food safety and analysis of bioactive substances, 2017, Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu, ISBN 978-83-948206-1-9, 202 p.
Keywords in Polishjakość wody, fotokataliza, dekoloryzacja, TiO2, koszenila, E 120
Keywords in Englishwater quality, photocatalysis, decolourization, TiO2, cochineal, E 120
Abstract in PolishW niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki badań dotyczących fotokatalitycznej dekoloryzacji koszenili (E 120), jednego z najpopularniejszych naturalnych czerwonych barwników, stosowanego w przemyśle spożywczym w celu nadania różowej barwy produktom żywnościowym. Badania przeprowadzono w modelowych układach fotokatalitycznych UV-VIS/E120/TiO2/H2O i fotolitycznych UV-VIS/E120/H2O w celu określenia udziału bezpośredniej fotolizy w procesie fotokatalitycznej dekoloryzacji badanego barwnika. Stopień dekoloryzacji barwnika w obu układach określono na podstawie pomiarów spektrofotometrycznych. Stopień dekoloryzacji wyrażony procentowym spadkiem intensywności zabarwienia w układzie fotokatalitycznym był odwrotnie proporcjonalny do początkowego stężenia roztworu i wynosił od 40,9% do 85%. Proces dekoloryzacji barwnika w układzie UV-VIS/E120/H2O zachodził z mniejszą wydajnością i wynosił od 6,3% do 9,8%, w zależności od początkowego stężenia barwnika w roztworze. Przeprowadzone badania kinetyczne nie potwierdziły, że w badanym zakresie stężeń proces fotokatalitycznej dekoloryzacji zachodzi zgodnie z kinetyką reakcji pierwszego rzędu, a co za tym idzie nie spełnia założeń ogólnie przyjętego dla przebiegu heterogenicznego procesu fotokatalitycznego modelu Langmuira-Hinshelwooda. Stwierdzono również, że szybkość procesu fotodekoloryzacji jest odwrotnie proporcjonalna do początkowego stężenia barwnika w roztworze. Spadek wartości pH, zaobserwowany podczas fotokatalitycznej dekoloryzacji E 120 był spowodowany tworzeniem się kwasowych pochodnych fotodegradowanego substratu. Badania potwierdzają, że procesy fotokatalityczne należące do tzw. procesów zaawansowanego utleniania (Advanced Oxidation Procesess) mogą być stosowane do dekoloryzacji ścieków, pochodzących z przemysłu spożywczego.
URL https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjKxIbXyJvbAhWsJ5oKHS5HD48QFgg4MAE&url=http%3A%2F%2Fue.poznan.pl%2Fdata%2Fupload%2Farticles%2F20170918%2F20860470214250919%2Ffood-safety-and-analysis.pdf&usg=AOvVaw3-YgPwfvYV4IbOPfXRTuD9
Languageen angielski
Score (nominal)20
Score sourcepublisherList
ScoreMinisterial score = 20.0, 19-03-2020, MonographChapterAuthor
Citation count*
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?