Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kinetics of vinyl acetate biodegradation by Pseudomonas fluorescens PCM 2123

Gąszczak A., Bartelmus G., Greń I., Janecki D.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2018

|

Vol. 25, nr 3

487--502

EN

The microbial degradation of vinyl acetate (VA) by Pseudomonas fluorescens PCM 2123 strain was studied in both batch and continuous modes. The purpose of the experiments was to determine the kinetic model of the cell growth and biodegradation rate of vinyl acetate (VA), which was the sole carbon and energy source for tested microorganisms. The experiments, carried out in a batch reactor for several initial concentrations of growth substrate in the liquid phase ranging from 18.6 to 373 gsubstrate·m−3 (gs·m−3) made it possible to choose the kinetic model and to estimate its constants. The Haldane inhibitory model with the values of constants: μm = 0.1202 h−1, KS = 17.195 gs·m−3, Ki = 166.88 gs·m−3 predicted the experimental data with the best accuracy. To set the parameters of maintenance metabolism it was necessary to carry out a series of continuous cultures at different dilution rates (0.05 to 0.072 h−1) and concentrations of VA in the liquid supplied to the chemostat ranging from 30.9 to 123.6 gs·m−3. The obtained data-base enabled to determine the coefficient for maintenance metabolism (me = 0.0251 gsubstrate· gcell dry weight−1·h−1 (gs·gcdw−1·h−1)) as well as the maximal and observed values of yield coefficients, YxsM = 0.463 gcdw·gs−1 and (Yxs)obs = 0.411 gcdw·gs−1, respectively. The developed kinetics was verified by comparison of the computed and obtained in batch experiments profiles of changes in biomass and growth substrate concentrations.

2

Modelling of aerobic biodegradation of phenol by Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain

Szczyrba E., Szczotka A., Bartelmus G.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

533--543

EN

The microbial degradation of phenol by Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain was studied. The purpose of experiments was to determine optimal environmental conditions for bacterial growth and to develop equation describing both the rate of cell growth and biodegradation rate of phenol. Microbial growth tests in the presence of phenol as the sole carbon and energy source were conducted in batch reactor for different initial concentration of the degraded compound changed in the range of 25-500 g·m–3. The kinetic experiments were performed in optimal environmental conditions (30ºC, pH 7). The Haldane inhibitory model with the values of constants: μm = 0.9 h–1, Ks = 48.97 g·m–3, Ki = 256.12 g·m–3 predicted the experimental data with the best accuracy. The obtained data-base made it possible also to determine the values of biomass yield coefficient, (YXS)obs = 0.614, and the endogenous decay coefficient, kd = 0.05 h–1.

PL

Przedmiotem badań była kinetyka biodegradacji fenolu przez bakterie Stenotrophomonas maltophilia KB2. Szczep ten został wyizolowany z osadu czynnego oczyszczalni ścieków komunalnych w Bytomiu-Miechowicach i jest obecnie przechowywany w kolekcji VTT (Finlandia) pod numerem E-113137. Eksperymenty kinetyczne prowadzono w reaktorze okresowym, zmieniając w kolejnych eksperymentach stężenie fenolu, który był dla testowanego szczepu jedynym źródłem węgla i energii, w zakresie 25-500 g·m–3. Testy kinetyczne poprzedzone zostały serią hodowli prowadzonych w zmiennych warunkach środowiskowych (5 ≤ pH ≥ 8; 22ºC ≤ t ≥ 42ºC; początkowe stężenie biomasy 22-92 gdcw·m–3) w celu określenia warunków hodowli najkorzystniejszych dla wzrostu stosowanych mikroorganizmów. Były to: pH 7, t = 30ºC, początkowe stężenie biomasy ~61,3 gdcw·m–3 i przy takich wartościach testowanych parametrów przeprowadzono wszystkie eksperymenty kinetyczne. Testy kinetyczne wykazały, że dla początkowych stężeń fenolu w roztworze większych od ~100 g·m–3 zaczyna być widoczny inhibitujący wpływ substratu na wzrost mikroorganizmów. Zatem, do opisu kinetyki wzrostu szczepu KB2 na fenolu wybrano model Haldane. Parametry tego równania wyestymowano w oparciu o własną bazę danych eksperymentalnych. Są to: μm = 0,9 h–1; Ks = 48,97 g·m–3, Ki = 256,12 g·m–3. Opracowane równanie kinetyczne przybliża dane eksperymentalne ze średnim błędem procentowym nieprzekraczającym 5% (R2 = 0,95). Przeprowadzone testy pozwoliły również na wyznaczenie średniej wartości współczynnika wydajności biomasy ((Yxs)obs = 0,614), który umożliwia transformację zależności opisującej szybkość wzrostu mikroorganizmów w równanie opisujące szybkość biodegradacji fenolu. Wyznaczony został również współczynnik endogennego zamierania, kd = 0,05 h–1, którego wartość jest niezbędna przy modelowaniu układów kometabolicznych, w których fenol jest substratem wzrostowym. Badania wykazały, że szczep Stenotrophomonas maltophilia KB2 jest dobrym materiałem do zastosowań przemysłowych (krótka faza zastoju, duża aktywność biodegradacyjna, optymalna szybkość wzrostu osiągana przy stosunkowo dużych stężeniach fenolu w roztworze).

3

Kinetics of butyl acrylate biodegradation by selected strain of microorganisms

Gąszczak A., Kaleta J., Szczyrba E., Janus B., Bartelmus G.

Proceedings of ECOpole

|

2013

|

Vol. 7, No. 2

473--478

EN

The subject of research in the present study was biodegradation of butyl acrylate. Tests of microbiological degradation of this compound by selected environmental and laboratory strains were conducted. The Pseudomonas fluorescens PCM 2123 strain utilized the growth substrate most intensively and was selected for further research. Optimal growth conditions and toxic dose of the utilized substrate were determined for the selected strain. The research into kinetics of butyl acrylate biodegradation by Pseudomonas fluorescens PCM 2123 bacteria included a series of experiments conducted for different initial concentrations of acrylate in a batch reactor. The influence of initial substrate concentration on the specific growth rate was described by Haldan's equation. Constants of the equation were estimated on the basis of experimental data.

PL

Celem prezentowanej pracy było wyselekcjonowanie szczepu bakterii, który efektywnie mineralizuje akrylan butylu, oraz określenie kinetyki tego procesu. Testy porównawcze przeprowadzono dla czterech gram-ujemnych szczepów bakterii. Szczep EC3_2001 był wyizolowany z próbek gleby, pobranych w Oświęcimiu z terenu firmy chemicznej Synthos S.A., szczep Pseudomonas fluorescens PCM 2123 pochodził z Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (Wrocław), natomiast szczepy Pseudomonas putida mt-2 i szczep E-93486 zakupiono w Finlandii z Kolekcji VTT. Wszystkie testowane szczepy posiadały zdolność do wykorzystania akrylanu butylu jako jedynego źródła węgla i energii w procesie aerobowym. Głównym kryterium selekcji mikroorganizmów była szybkość produkcji biomasy, a tym samym konwersji substratu. Badania prowadzono w kolbach, zawierających 300 cm3 roztworu soli mineralnych i zaadaptowany do biodegradacji akrylanu butylu szczep bakterii. Do kolb co 24 godziny dodawano określone dawki substratu. Kolby były termostatowane (30oC) i mieszane (130 rpm). Szczep Pseudomonas fluorescens PCM 2123 najefektywniej degradował akrylan butylu, zatem dla tego szczepu wyznaczono kinetykę biodegradacji. Badania kinetyczne prowadzono w bioreaktorze Biostat B firmy Sartorius, w stałych i optymalnych dla wybranych bakterii warunkach (temperatura, pH, natlenienie, skład pożywki). Podczas pojedynczego eksperymentu wyznaczano krzywe wzrostu mikroorganizmów oraz konsumpcji substratu. Zgromadzona baza danych eksperymentalnych umożliwiła wybór postaci równania kinetycznego (model Haldana) oraz estymację parametrów tego równania.

4

Intensyfikacja biosyntezy lowastatyny przy użyciu laktozy i glicerolu jako źródeł węgla w procesach okresowych oraz discontinuous fed-batch i continuous fed-batch

Pawlak M., Bizukojć M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2012

|

Nr 4

164-166

PL

W pracy została przedstawiona strategia maksymalizacji biosyntezy lowastatyny przez Aspergillus terreus ATCC 20542 przy jednoczesnym użyciu laktozy i glicerolu jako źródeł węgla w procesach okresowych jak i półciągłych. Zarówno w bioreaktorze jak i w hodowlach wstrząsanych lepsze wyniki uzyskiwano w procesach fed-batch. W bioreaktorze niezbędna była controla pH i p02 oraz zmienna szybkość zasilania substratem węglowym, która intensyfikowała wydzielanie lowastatyny.

EN

The strategy of maximization of lovastatin biosynthesis by Aspergilus terrreus ATCC 20542 with the simultaneous use of lactose and glycerol as carbon sources in a batch and fed-batch culture is presented in the paper. Both in shake flasks and in a bioreactor better results were obtained in the fed-batch culture. In the bioreactor it was also necessary to control pH and p02 and to vary feeding rate of carbon substrate. All of them intensified lovastatin secretion.

5

Badania kinetyki reakcji biodegradacji lotnych związków organicznych na przykładzie octanu winylu

Gąszczak A., Szczyrba E., Bartelmus G.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2010

|

Nr 1

41-42

PL

Celem pracy były badania kinetyki mikrobiologicznego rozkładu octanu winylu za pomocą bakterii Pseudomonas fluorescens PCM 2123. Badania przeprowadzono w reaktorze okresowym dla różnych początkowych stężeń substratu wzrostowego oraz w chcmostacic dla różnego stężenia octanu winylu w dozowanej pożywce. Zgromadzona baza danych eksperymentalnych umożliwiła określenie stałych równania kinetycznego (równanie Andrewsd) oraz współczynnika wydajności biomasy.

EN

Aim of this study was the research into kinetics of microbiological decomposition of vinyl acetate by means of Pseiidomonas fluorescens PCM 2123. The research was carried out in a batch reactor for different initial concentrations of growth substrate and in a chemostat for different vinyl acetate concentrations in nutrient medium dosed. The collected experimental database made it possible to determine the kinetic equation constants (Andrew's equation) and the biomass yield coefficient.

6

Kinetics studies of the biodegradation of volatile organic compounds in a batch reactor

Gąszczak A., Szczyrba E., Bartelmus G.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 2

295--300

EN

The aim of this work is to present Volatile Organic Compounds degradation by microorganisms. Vinyl acetate was utilized by laboratory strain Pseudomonas fluorescens PCM 2123 or environmental strain EC3_2001, identified as Pseudomonas putida. Styrene was decomposed by bacteria from genus Pseudomonas, described as E-93486. The experiments were conducted for different initial concentration of vital substrate in a batch reactor. During research influence of organic compound concentration on microorganisms’ growth was studied.

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu degradacji lotnych związków organicznych przez mikroorganizmy. Badania dotyczyły rozkładu octanu winylu przez dwa różne szczepy: laboratoryjny Pseudomonas fluorescens oraz EC3_2001, zidentyfikowany jako Pseudomonas putida. Druga część badań dotyczyła degradacji styrenu przez szczep E-93486. Omówiono wyniki pomiarów prowadzonych w reaktorze okresowym, w którym utrzymywano stałą temperaturę 30°C, pH = 7, prędkość mieszania 300 rpm oraz natlenienie podłoża na poziomie 5 mg·dm–3. W czasie trwania hodowli okresowo pobierano próbki płynu hodowlanego w celu określenia aktualnego stężenia substratu i ewentualnie produktów pośrednich (za pomocą chromatografu gazowego Varian 3800) oraz stężenia biomasy (poprzez pomiar absorbancji). Badania przeprowadzono w reaktorze okresowym dla szerokiego zakresu zmian początkowego stężenia substratu życiowego. Zgromadzona baza danych eksperymentalnych umożliwi wyestymowanie stałych równania opisującego szybkość wzrostu mikroorganizmów oraz współczynników wydajności biomasy dla obu analizowanych substratów wzrostowych.

7

Kinetyka biodegradacji octanu etylu w reaktorze okresowym

Gąszczak A., Bartelmus G.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Vol. 12, nr s2

139-154

PL

Badano kinetykę reakcji biodegradacji octanu etylu dla różnych stężeń początkowych substratu życiowego. Eksperymenty prowadzono w stałych warunkach hodowli (temperatura, pH, natlenienie, skład pożywki). W trakcie pojedynczego eksperymentu wyznaczano krzywą wzrostu populacji oraz krzywą utylizacji substratu. W celu opisania zależności właściwej szybkości wzrostu mikroorganizmów od początkowego stężenia substratu stosowano równanie Monoda i wyestymowano stałe tego równania [mumax = 0,0819 l/h i K[s] = 201 g/m3 Zbadano także wpływ temperatury, ilości dostępnego tlenu oraz wieku inokulum na przebieg hodowli.

EN

Pseudomonas fluorescens has been used lo degrade ethyl acetate in water in the concentration range 200-1500 ppm. The optimum temperature and initial pH required for cell growth were 30°C and 7.00, respectively. Concentration of dissolved oxygen, pH of suspension, cell's number (by absorbance measurement), concentration of ethyl acetate (by gas chromatography) were measured. Monod model was used lo interpret the free cells data on ethyl acetate biodegradation. The kinetic parameters were estimated: maximum specific growth rate [mu]max = 0.0819 l/h and saturation constant K[s] = 201 g/m3.