Работа выполнена при поддержке проекта № 3.1151.2011, исполняемого в рамках государственного задания Министерства образования и науки РФ, и ГНТП РБ «Химические технологии и новые материалы для инновационного развития экономики Республики Башкортостан».
УДК 504.5
, ,
БИОСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ СРЕД
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа
В настоящее время с развитием нефтяной промышленности, в частности добычи, транспортировки и переработки нефти и нефтепродуктов, проблема загрязнения окружающей среды нефтяными углеводородами остается актуальной. Особенно остро данная проблема стоит в вопросах аварийного загрязнения водных объектов, в частности прибрежных зон морских акваторий, территорий рек и озер. Нефть и нефтепродукты, попадая на водную поверхность, быстро распространяются на значительные территории, образуя тончайшую пленку. Образующаяся нефтяная пленка препятствует естественному газообмену, оказывая негативное воздействие на местные биоценозы, приводя к необратимым изменениям в водной среде [1]. Мировой опыт решения данной проблемы показывает, что наиболее эффективным является применение сорбционных технологий, позволяющих быстро локализовать нефтяное загрязнение [2]. При выборе сорбента большое внимание уделяется его сорбционным характеристикам, а также стоимости его изготовления и доступности сырьевой базы. В связи с этим достаточно перспективным, является изучение возможности получения сорбционных материалов на основе отходов производства.
Целью работы являлось исследование нового сорбента на основе гидрофобизированных отходов деревообрабатывающего производства с иммобилизованной на его поверхности культурой нефтеокисляющих микроорганизмов.
В качестве древесных отходов использовали опилки лиственных пород деревьев с крупностью фракций 2-7 мм. Гидрофобизацию опилок осуществляли жидкими парафинами, путем их распыления на поверхности сорбента.
Предварительно перед гидрофобизацией, с целью создания запаса биогенных питательных веществ, опилки насыщали биостимулятором.
Иммобилизацию микроорганизмов осуществляли путем смешивания концентрированной биомассы микроорганизмов с носителем в соотношении 1:1. В качестве микроорганизмов - деструкторов нефти и нефтепродуктов исследовали ассоциацию аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов (АОМ). Биоактивированный сорбент высушивали в потоке воздуха, при температуре не более 35 °С.
Суспензию аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов получали путем отбора проб нефтезагрязненных сред, с последующей активацией присутствующих в них микроорганизмов в полной минеральной среде. В качестве единственного источника углерода и энергии использовали нефть, из расчета 1 % масс.[3] Наработку биомассы осуществляли в ферментере при температуре 30 °С до титра клеток 109 кл/мл.
Сорбционные характеристики получаемых сорбентов определяли в соответствии с ТУ 214-10942238-03-95. Численность гетеротрофных нефтеокисляющих микроорганизмов определяли путем высева на плотные среды по методу Коха [4].
Для оценки эффективности очистки нефтезагрязненных сред иммобилизованной нефтеокисляющей микрофлорой готовили емкости с водой с различной толщиной нефтяной пленки. Обработку нефтезагрязненной поверхности производили исследуемым биосорбентом до полного впитывания нефтепродуктов. Биодеструкцию отработанного сорбента после извлечения из воды осуществляли в лабораторных условиях при комнатной температуре. Убыль нефтепродуктов определяли по остаточному содержанию нефти и нефтепродуктов в пробах методом ИК - спектрометрии по известной методике [5]. Определение концентрации нефти и нефтепродуктов в пробах производили через 90 дней. Культивирование проводили при комнатной температуре.
Таким образом, иммобилизация нефтеокисляющей микрофлоры на поверхности сорбента позволяет значительно ускорить процесс биодеградации нефтяных углеводородов. Предлагаемый биосорбент при относительно невысокой себестоимости изготовления обеспечивает высокоэффективную очистку водных поверхностей от нефтяных загрязнений и может быть рекомендован к широкому внедрению.
Список литературы:
1 Ягафарова Л. А., , Барахнина экология в нефтегазовом комплексе. Учебное пособие, Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. - 334 с.
2 , , Ягафаров методы переработки нефтешламов. – М.: Химия, 2010. – 190 с.
3 Патент РФ № 000. Способ выделения и активации консорциума аборигенных микроорганизмов-деструкторов нефти и нефтепродуктов. , , и др. Опуб. 20.04.2009 Бюл. № 11
4 Егоров к практическим занятиям по микробиологии. - М.: МГУ, 1995. – 224 с.
5 ПНДФ 14.1:2.5-95 «Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в природных и сточных водах методом ИК-спетрометрии».
УДК 612.015.161
,
НЕКОТОРЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕСС СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ БИОЭТАНОЛА ИЗ ГИДРОЛИЗАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
Бийский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВПО
«Алтайский государственный технический университет
им. », г. Бийск
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт проблем химико-энергетических технологий
Сибирского отделения Российской академии наук, г. Бийск
E-mail: *****@***ru
Спиртовое брожение – сложный биохимический процесс, который происходит при каталитическом действии ферментов дрожжевых клеток на глюкозу, фруктозу и другие шестиуглеродистые сахара [1]. На выход и качество этилового спирта влияет много факторов: интенсивность аэрирования сбраживаемого гидролизата, концентрация в нем сахара, активная кислотность, температура брожения, раса применяемых дрожжей и др. [3].
В данной работе для сбраживания гидролизатов использовался штамм Saccharomyces сerevisiae Y-1693 коллекции ВКПМ. Штамм был выделен из ферментера Котласского целлюлозно-бумажного комбината и использовался для производства этанола на гидролизатах древесины. Сахаромицеты являются устойчивыми к вредным примесям гидролизатов и обладают высокой бродильной активностью.
С повышением интенсивности аэрирования содержание спирта в гидролизатах снижается, что связано с увеличением расхода сахара на синтез биомассы дрожжей и образование других продуктов брожения, поэтому получение маточных дрожжей в лабораторных условиях мы проводим при небольшой аэрации, а процесс спиртового брожения – в анаэробных условиях.
Активная кислотность среды является одним из основных факторов, влияющих на жизнедеятельность дрожжей в спиртовом производстве. Для создания благоприятных условий жизнедеятельности микроорганизмов необходимо поддерживать значение рН питательной среды на оптимальном уровне, так как активная кислотность в значительной степени влияет на деятельность ферментов дрожжей и на состояние их клеток. При сбраживании гидролизатов активная кислотность поддерживалась в пределах 4,5-5,0 активных единиц рН. Снижение активной кислотности ведёт к замедлению процесса брожения, а повышение – к контаминации среды посторонней микрофлорой.
Метаболическая активность и репродуктивная способность микроорганизмов находятся в функциональной зависимости от температуры, причем при брожении выделяется тепло, вызывающее повышение температуры бродящего сусла. С повышением температуры брожения увеличивается скорость этерификации и быстрее идет синтез биомассы и дрожжевых клеток за счет органических кислот, содержание которых уменьшается [3]. В нашем случае брожение проводилось в анаэробных условиях и температуре 28 ºС.
Известно, что гидролизные среды не являются полноценными для спиртового брожения в силу наличия вредных примесей и недостаточного содержания питательных веществ и витаминов. В качестве биологически активной добавки к среде в работах использован дрожжевой экстракт. Установлено, что в целях экономии дрожжевого экстракта нецелесообразно вносить его в количестве более 3 % [4].
Кроме штамма Saccharomyces сerevisiae Y-1693 для сбраживания гидролизатов в работе использовали штамм Pachysolen tannophilus ВКПМ
Y-1532, способный превращать ксилозу в этанол. Установлено, что скорость сбраживания РВ продуцентом P. tannophilus ВКПМ Y-1532 в 2,3 раза ниже, чем S. Сerevisiae ВКПМ Y-1693. Одновременное внесение культур ускоряет сбраживание редуцирующих веществ и позволяет снизить количество несброженных РВ в гидролизате [5].
Таким образом, спиртовое брожение – это сложный непрерывный процесс распада сахара, катализируемый разными ферментами, при котором необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на выход спирта.
Список литературы:
1 Шарков, гидролизных производств / , , М.: Лесная промышленность, 1973. – 408 с.
2 Яровенко, спирта / , , [и др.]. – Под ред. проф. – М.: Колос, 1999. – 464 с.
3 , Скиба биологически активных веществ на биосинтез этанола на среде ферментативного гидролизата технической целлюлозы плодовых оболочек овса_/ Химия биологически активных веществ: тезисы Всерос. школы-конф. молодых учёных, аспирантов и студентов с международным участием «ХимБиоАктив-2012», (24-28 сентября 2012 г., г. Саратов) – (В печати).
4 , Байбакова биоэтанола штаммами Pachysolen tannophilus Y-1532 и Saccharomyces сerevisiae Y-1693 на гидролизной среде / Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы 5-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием (24-26 мая 2012 г., г. Бийск). – В 2 ч. Часть I. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2012. – С. 284-287.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 |
