RU
Анодное окисление пероксидом водорода как метод очистки фурфуролсодержащих отходов пищевых производств
Номер: 2-3 (396), 2024Страницы: 14-20
Раздел: Химия пищевых продуктов и материалов
Автор(ы): В.В. Посконин
Аннотация:
Фурфурол, простейший альдегид фуранового ряда, обладает токсичными свойствами. Он образуется при выпечке хлеба и кондитерских изделий, в процессе приготовления чернослива, изюма, шоколада, фруктовых соков, кваса и пива, крепких спиртных напитков и способен накапливаться в отходах их производства и сточных водах. Поэтому поиск рациональных подходов к химическому обезвреживанию примесей фурфурола в отходах пищевых производств актуален. Нами впервые изучены особенности анодного окисления фурфурола водным пероксидом водорода на графитовых электродах в растворах перхлоратов натрия и калия в качестве фоновых электролитов в сопоставлении с реакцией в растворе LiClO4. Выявлено влияние химического состава электролита, его концентрации в анолите и температуры на продолжительность процесса и выход его основных продуктов – 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона, 2(5Н)-фуранона и яблочной кислоты. Установлено, что окисление наиболее интенсивно проходит при концентрации электролита 1,0 моль на моль фурфурола и температуре 50°С. Общий выход указанных продуктов достигает 50–85%. В реакционной смеси обнаружены также янтарная и муравьиная кислоты. Высказано предположение, что электрохимический процесс в системе фурфурол–Н2О2 протекает по иному механизму по сравнению с ранее изученной реакцией в отсутствие постоянного электрического тока. Сделан вывод о перспективности использования разработанной методики для очистки фурфуролсодержащих отходов пищевых производств.
Ключевые слова: фурфурол, пероксид водорода, анодное окисление, перхлораты, продукты реакции, фурфуролсодержащие отходы, очистка
EN
Anodic oxidation with hydrogen peroxide as a method of purification of furfural-containing food waste
Number: 2-3 (396), 2024Pages: 14-20
Section: Chemistry of food and materials
Authors(s): Poskonin V.V.
Annotation:
Furfural, the simplest aldehyde of the furan series, has toxic properties. It is formed during the baking of bread and confectionery, during the preparation of prunes, raisins, chocolate, fruit juices, kvass and beer, spirits and is able to accumulate in their production waste and wastewater. Therefore, the search for rational approaches to the chemical neutralization of furfural impurities in food waste is relevant. For the first time, we studied the features of the anodic oxidation of furfural with aqueous hydrogen peroxide on graphite electrodes in solutions of sodium and potassium perchlorates as background electrolytes in comparison with the reaction in LiClO4 solution. The effect of the chemical composition of the electrolyte, its concentration in the anolyte and temperature on the duration of the process and the yield of its main products – 5-hydroxy-2(5H)-furanone, 2(5H)-furanone and malic acid was revealed. It was found that oxidation is most intense at an electrolyte concentration of 1,0 mol per mol of furfural and a temperature of 50°C. The total yield of these products reaches 50–85%. Succinic and formic acids were also found in the reaction mixture. It is suggested that the electrochemical process in the furfural–H2O2 system proceeds by a different mechanism compared to the previously studied reaction in the absence of a direct electric current. The conclusion is made about the prospects of using the developed technique for cleaning furfural-containing waste from food production.
Keywords: furfural, hydrogen peroxide, anodic oxidation, perchlorates, reaction products, furfural-containing waste, purification
DOI: 10.26297/0579-3009.2024.2-3.2