Polihydroksyalkaniany (PHA) należą do klasy biopoliestrów. Wytwarzane są przez mikroorganizmy w procesie fermentacji i gromadzone w postaci wewnątrzkomórkowych granulek zwanych karbosomami. Ze względu na swoje właściwości mechaniczne zbliżone do polimerów syntetycznych, odporność na promieniowanie UV, podatność na biodegradację i biozgodność, PHA mogą stać się jedną z najciekawszych alternatyw dla tworzyw sztucznych otrzymywanych ze źródeł kopalnych. Jednym z głównych wyzwań, które powstrzymują komercyjną eksploatację tego biopolimeru są wysokie koszty produkcji. W celu obniżenia kosztów wytwarzania PHA zastosowano różne strategie, w tym wykorzystano w procesach biosyntezy szczepy modyfikowanych genetycznie mikroorganizmów, złożone rodzaje fermentacji i wydajne przetwarzanie produktu końcowego. Jednym z najskuteczniejszych podejść mającym na celu zwiększenie opłacalności produkcji PHA stanowi wykorzystanie tanich źródeł węgla w postaci odpadów i produktów ubocznych pochodzących z przemysłu oraz rolnictwa. Praca stanowi przegląd opublikowanych dotąd strategii produkcji PHA z wykorzystaniem tanich, powszechnie dostępnych surowców stanowiących substrat w procesie biosyntezy PHA.
EN
A review, with 88 refs., of polyhydroxyalkanoates (PHAs) belonging to the class of biopolyesters, produced by microorganisms through fermentation and accumulated in the form of intracellular granules called carbosomes, which are an alternative to polymers derived from fossil sources. Their synthesis methods, properties and applications were discussed. Particular attention was paid to the high costs of producing PHAs limiting the com. use of this group of polymers. Strategies used in biosynthesis processes using low-cost carbon sources in the form of waste and by-products from industry and agriculture as substrates in PHAs biosynthesis were presented.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Możliwości wykorzystania surowców pozyskiwanych ze ścieków komunalnych do produkcji systemów GRP zgodnie z zasadami gospodarki o obiegu zamkniętym i strategią zrównoważonego rozwoju.
EN
The possibilities of using raw materials recovered from urban wastewater for the production of GRP systems in accordance with the principles of circular economy and sustainable development strategy.
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) have gained much attention as biodegradable polymers, many efforts are being made to minimize the cost of PHAs by finding cheap carbon source depending on the type of microorganism and fermentation conditions. The aims of this study were to evaluate the effects of different glucose concentrations and other important conditions on the PHA production by Bacillus cereus isolated from soil. Polyhydroxyalkanoates PHAs accumulated by soil microorganisms were examined by screening the isolated bacteria using Sudan B Black and Nile Blue staining process. A Gram positive strain was identified using the 16s rRNA gene, deposited in the NCBI GenBank sequence database. Different growth conditions (favorite glucose concentrations 1-8 % (w/v), temperatures and pH) were tested and the growth parameters (sugar consumption, cell counting and Cell Dry Weight CDW) were studied. The extracted polymers were analyzed and characterized using an FTIR spectrophotometer followed by a GC-MS analysis. The pure bacterial strain isolated from soil was deposited in the NCBI GenBank database B. cereus strain ARY73, which showed significant black colored granules (or dark blue) using Sudan B Black stain, it also showed positive to Nile blue A as a high indicator stain for PHA accumulation. B. cereus ARY73 showed high production of PHA using (w/v): 2% glucose and 1% nitrogen source at 35 °C and pH7 yields 79% per Cell Dry Weight and 96 h of incubation. The extracted polymers were analyzed and characterized using an FTIR spectrophotometer confirming the PHA structure. The FTIR spectrophotometer, followed by a GC-MS analysis indicated the Scl-co-mcl PHA structure. This research demonstrates that the isolated strain B. cereus ARY73 was a good candidate for PHA production with a better quality for use in biomedical and other applications. The use of biopolymer in soil, enhanced the accumulation of the microorganisms (such as bacteria) capable of degrading biopolymer or biodegradation by-products yields by other species which were isolated in this study and demonstrated their efficiency in producing biopolymers.
Współcześnie oczyszczalnie ścieków coraz częściej postrzegane są jako element gospodarki o obiegu zamkniętym. W wyniku tego na popularności zyskują technologie pozwalające na odzyskiwanie w oczyszczalniach różnego rodzaju produktów, jak np. biopolimerów. Koncepcja odzysku biopolimerów w oczyszczalniach jest stosunkowo nowa, aczkolwiek sama technologia ekstrakcji PHA z czystych kultur bakteryjnych znana jest już od lat 50. XX wieku. Szacunki wskazują, że zastosowanie w tym procesie mieszanych kultur bakteryjnych pozwala na obniżenie kosztów procesu, które są obecnie jedną z głównych barier szerszego stosowania biopolimerów w gospodarce. Niezbędne są także działania mające na celu zwiększenie społecznej świadomości zalet takiego rozwiązania. Dotychczas uruchomiono w oczyszczalniach ścieków kilka pilotażowych instalacji do pozyskiwania biopolimerów, a w najbliższej przyszłości planowane jest uruchomienie pierwszej instalacji w skali technicznej o wydajności kilku tysięcy ton rocznie.
EN
Today, sewage treatment plants are increasingly seen as part of the circular economy. As a result, technologies that allow the recovery of various types of products, such as biopolymers, are gaining popularity. The concept of biopolymer recovery in sewage treatment plants is relatively new, although the technology of PHA extraction from pure bacterial cultures has been known since the 1950s. Estimates indicate that the use of mixed bacterial cultures in this process allows for the reduction of process costs, which are currently one of the main barriers to the wider use of biopolymers in the economy. Actions are also needed to increase public awareness of the benefits of such a solution. So far, several pilot installations for obtaining biopolymers have been launched in sewage treatment plants, and in the near future it is planned to launch the first installation on a technical scale with a capacity of several thousand tons per year.
Przedstawiono metodologię badań procesu biodegradacji prototypowych wyrobów wytworzonych z polilaktydu i jego kompozycji polimerowych z polihydroksyalkanianami w warunkach kompostowania przemysłowego. Próbki inkubowano w pryzmie kompostowej, systemie kontenerowym KNEER oraz systemie BIODEGMA na terenie Stacji Segregacji i Kompostowni w Zabrzu. Opracowana metodologia pozwala ocenić, czy testowane materiały i wytworzone z nich produkty końcowe o odpowiednich właściwościach użytkowych, po spełnieniu swojej funkcji, kwalifikują się do recyklingu organicznego.
EN
This work presents a methodology for testing the biodegradation process of prototype products made of polylactide and its polymer compositions with polyhydroxyalkanoates under conditions of industrial composting. The samples were incubated in a composting pile, KNEER containers system or BIODEGMA system at the Segregation and Composting Station in Zabrze. The developed methodology allows the assessment of whether the tested materials and final products, with appropriate functional properties, are suitable for organic recycling.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article presents the results of studies relating to the possibility of the practical use of the preliminary hazard analysis method to assess the risk of damage to the telecommunications copper access network. Use of the PHA method allows the identification and evaluation of risk factors; it enables the comparison of the risk of damage to components of the telecommunications copper access network located in different geographical areas. This generates the possibility of the effective application of a comparative analysis (including the service quality) by the operator for different network areas. The method also allows the setting of benchmarks for improving the effectiveness of the technical services of the operator.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań własnych dotyczących możliwości praktycznego wykorzystania metody Preliminary Hazard Analysis (PHA ) do oceny ryzyka wystąpienia uszkodzeń miedzianej dostępowej sieci telekomunikacyjnej. Zastosowanie metody PHA pozwala na identyfikację i ocenę czynników ryzyka. Umożliwia porównywanie ryzyka uszkodzeń komponentów miedzianej dostępowej sieci telekomunikacyjnej zlokalizowanej na różnych obszarach geograficznych. Generuje to możliwość skutecznego stosowania analizy porównawczej (m.in. jakości obsługi) przez operatora dla różnych obszarów sieci. Pozwala także na benchmarking w zakresie poprawy efektywności m.in. pracy służb technicznych operatora.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań wpływu stężenia oraz masy cząsteczkowej poli(soli sodowej siarczanu styrenu) (PSS) na wielkość cząstek wodnej dyspersji poli(hydroksyalkanolanów) (PHA). Stwierdzono, że im mniejsza jest masa cząsteczkowa zastosowanego PSS, tym mniejsza jest wielkość cząstek PHA w dyspersji. Spośród analizowanych stężeń najmniejszą wielkość cząstek dyspersji uzyskano przy zastosowaniu PSS o stężeniu 0,25% mas. Otrzymana dyspersja była stabilna po 7 dniach przechowywania. Nie stwierdzono jednak poprawy właściwości barierowych względem pary wodnej papieru powlekanego tą dyspersją. Analiza SEM wykazała na powierzchni papieru obecność miejscowych skupisk PHA zamiast jednolitego filmu.
EN
Soln. of a com. poly(hydroxyalkanoate) in CH₂Cl₂ was dispersed in an aq. soln. of poly(Na styrene sulfonate) (PSS) to produce a stable emulsion for packagings. The size of dispersion particles and emulsion stability decreased with decreasing mol. mass of PSS. No improvement in barrier properties of coated papers against water vapour was obsd.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zbadano możliwości wykorzystania polihydroksyalkanolanów (PHA) jako powłoki naniesionej na materiał opakowaniowy (papier). Podjęte badania stanowią wstępny etap weryfikacji przydatności PHA wyprodukowanego na bazie wody odpadowej pochodzącej z produkcji papieru (koncepcja zamkniętego obiegu w przemyśle papierniczym). Zastosowanie powłok PHA otrzymywanych metodą rozpuszczalnikową poprawia barierowość papieru niezależnie od jego gramatury. Barierowość powlekanego papieru wzrasta wraz z grubością naniesionej powłoki. Powlekany papier może być swobodnie poddany recyklingowi w każdej instalacji przetwórstwa papieru (kategoria A), co umożliwia zamknięcie obiegu w przemyśle papierniczym zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju.
EN
Eight com. polyhydroxyalkanoates were used for coating packaging paper to decrease the water vapor permeability. The barrier properties of the coatings increased with increasing the thickness of the barrier layer.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This study presents the results of research concerning fabrication of nonwovens from biodegradable polymer blends using the melt-blown method. The experiments performed within the framework of the research confirmed the possibility of obtaining polymer composites based on polylactide (PLA) with poly(hydroxyalkanoates) (PHA) and another aliphatic-aromatic copolyester. The obtained products were subjected to the analyses of chemical structure using the Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FTIR) Attenuated Total Reflectance(ATR) method. The physical and mechanical properties of the fabricated nonwoven layers were also tested, which confirmed a wide spectrum of their applicability, depending on the polymer composition used in production.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wielu pracowników w swoim życiu zawodowym, każdego dnia narażonych jest na ryzyko związane z oddziaływaniem czynników szkodliwych i uciążliwych. Czynniki te niekorzystnie wpływają na sprawność fizyczną oraz psychiczną, a także niekiedy stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia. W wyniku występowania tych czynników wydajność pracy często ulega obniżeniu, a pracownicy tracą satysfakcję z wykonywanych zadań. Ważnym elementem stworzenia pracownikowi odpowiednich warunków pracy, eliminacji zagrożeń oraz poprawy stanu bezpieczeństwa i ochrony życia i zdrowia pracowników, jest ocena ryzyka zawodowego. Poprawnie przeprowadzona ocena ryzyka zawodowego stwarza podstawę do podjęcia działań, mających na celu zapobieganie chorobom oraz wypadkom wywoływanym przez zagrożenia pojawiające się w miejscu pracy. Celem pracy jest przeprowadzenie oceny ryzyka zawodowego na wybranym stanowisku systemu produkcyjnego z wykorzystaniem określonych metod oraz przedstawienie propozycji działań doskonalących. W pracy wybrano oraz scharakteryzowano stanowisko, zidentyfikowano wymagania BHP oraz zagrożenia występujące na danym stanowisku. Ponadto głównym celem pracy była ocena ryzyka zawodowego metodą Risk Score, PHA i metodą pięciostopniową. Dokonano również analizy porównawczej uzyskanych wyników Dla zidentyfikowanych zagrożeń została przedstawiona propozycja działań doskonalących.
EN
Many workers in his life, every day are exposed to risks associated with the impact of harmful and nuisance factors. These factors adversely affect the physical and mental, as well as sometimes pose a threat to life and limb. As a result of the presence of these factors often work efficiency is reduced, and workers lose their satisfaction with the job. The risk assessment is an important element in the creation of the employee appropriate working conditions, the elimination of risk and improve the safety and protection of life and health of workers. Properly conducted risk assessments provide a basis for action, aimed at the prevention of disease and accidents caused by risks arising in the workplace. The aim of the study is to carry out risk assessment on the selected work stand of the production system with the use of specific methods and present proposals for improvement activities. In the work was selected and characterized the work stand, identified health and safety requirements and the risks identified on this stand. In addition, the main objective of the study was to risk assessment Risk Score method, and the PHA method and five stages method. The comparative analysis of the results was made. For the identified hazards the proposal of improvement activities are presented.
Celem pracy był pomiar i poznanie zmian ilościowych polihydroksyalkanianów (PHA) w dwóch oczyszczalniach ścieków komunalnych województwa łódzkiego. Dodatkowo, porównano dwie metody oznaczania PHA, to jest metodę chromatograficzna i opatią na cyfrowej analizie obrazu. Zaobserwowano zgodność pomiędzy wynikami obydwu metod zastosowanych w pracy, choć zasada oznaczenia jest odmienna. Obie metody mogą być wykorzystane do monitorowania zmian PHA w komorach osadu czynnego oczyszczalni ścieków.
EN
The aim of this work was to identify and measure the variations of polyhydroxyalkanoates quantity (PHA) in two wastewater treatment plants (WWTPs) in the Lodz voivodship. Two methods of PHA assay were compared, namely chromatographic method and method based on digital image analysis. The results obtained using both of them were compatible, despite the difference in the rule of analytical approach. Both methods can be used to monitor PHA in the activated sludge chambers of WWTPs.
Factors limiting polyhydroxyalkanoates (PHA) recovery from activated sludge were examined. The biosynthesis of the polymer was carried out for 3 months in 7-day cycles in a laboratory reactor inoculated with activated sludge from municipal wastewater treatment plant. The reactor was continuously aerated and PHA synthesis was stimulated by nitrogen limitation in the medium. PHA recovery at the end of each cycle was performed by biomass centrifugation, extraction of the biopolymer with chloroform and its precipitation with n-hexane. Excess organic carbon in the medium was utilized by microorganisms to accumulate PHA during sludge regeneration phase. Parameters of the biosynthesis were conducive to production of other biopolymers, which lowered efficacy of PHA recovery from biomass, despite presence of PHA granules in the bacterial cells in the amount of 10–19% (dry weight). The PHA recovery by extraction with chloroform and subsequent precipitation of biopolymer with n-hexane was inefficient. High carbon to nitrogen ratio in the medium stimulated growth of filamentous and slime-forming microorganisms. It resulted in the increased viscosity and density of the culture, difficulties during biomass separation and limited chloroform penetration into bacterial cells. However, the method of PHA biosynthesis and recovery proved efficient for the pure culture of Cupriavidus necator NCIMB 10442 (49% PHA per dry weight of cells).
PL
Badano czynniki decydujące o skuteczności procesu pozyskiwania polihydroksykwasów (PHA) z osadu czynnego. Biosyntezę polimeru prowadzono przez 3 miesiące w cyklach trwających 7 dni w reaktorze laboratoryjnym zaszczepionym osadem czynnym z miejskiej oczyszczalni ścieków. Hodowlę napowietrzano w sposób ciągły, a syntezę PHA stymulowano poprzez ograniczanie zawartości azotu w podłożu. Pod koniec każdego cyklu przeprowadzano odzyskiwanie biopolimeru przez odwirowanie biomasy, ekstrakcję PHA chloroformem i jego wytrącenie w n-heksanie. Stwierdzono, że zastosowany nadmiar węgla organicznego w podłożu był wykorzystywany przez mikroorganizmy do kumulacji PHA w fazie regeneracji osadu. Warunki biosyntezy sprzyjały powstawaniu także innych biopolimerów, co obniżyło skuteczność odzyskiwania PHA z biomasy, pomimo obecności granulek PHA w komórkach bakterii w ilości 10÷19%. Sposób pozyskania polimeru metodą ekstrakcji chloroformem z późniejszym wytrącaniem w n-heksanie okazał się nieskuteczny. Wysoki stosunek węgla do azotu w podłożu stymulował rozwój mikroorganizmów nitkowatych i wytwarzających śluz. Spowodowało to zwiększenie lepkości i gęstości hodowli, trudności podczas sedymentacji biomasy i utrudnioną penetrację rozpuszczalnika w głąb komórek. Zastosowana metoda biosyntezy i odzysku PHA okazała się natomiast w pełni skuteczna w przypadku czystej hodowli szczepu Cupriavidus necator NCIMB 10442 – uzyskano 49% stopień odzyskania biopolimeru w przeliczeniu na zawartość suchej masy komórek.
W artykule przedstawiono używane w praktyce przemysłowej metody analiz zagrożeń i ryzyka awarii, które są przydatnymi narzędziami przewidywania zagrożeń i oceny ich możliwych skutków dla ludzi i środowiska. W grupie metod jakościowych i półilościowych często używane są: listy kontrolne, wstępna analiza zagrożeń, HAZOP, matryca ryzyka i metody rankingowe takie jak np. Mond Index, DOW F&E Index czy polska metoda Temclev.
EN
In the paper the methods for hazard and risk analysis, which are useful tools for predicting hazards and assessing their possible consequences for people and environment, used in industry praxis, were presented. In a group of qualitative and semi quantitative methods, such as Checking Lists, Preliminary Hazard Analysis, HAZOP, Risk Matrix and ranking methods like Mond Index, DOW F&E Index or Polish method Temclev are very often used.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.