Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling of the cometabolic decomposition of 4-chlorophenol and phenol by the Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain

Szczyrba E., Gąszczak A., Bartelmus G., Janecki D.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

421--431

EN

The present study investigated the degradation kinetics of growth (phenol) and non-growth (4-chlorophenol, 4-CP) substrates, present alone and in cometabolic system. Batch experiments were performed using very active Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain. The methods of determining the model parameters describing the kinetics of changes in biomass and both substrates concentrations in a cometabolic system were presented.

PL

Zaprezentowano model rozkładu 4-chlorofenolu przez szczep Stenotrophomonas maltophilia KB2 w obecności fenolu jako substratu wzrostowego. Opracowanie tego modelu wymagało wykonania czterech serii badań: biodegradacji różnych dawek czystego fenolu, biodegradacji różnych dawek czystego 4-CP, biodegradacji 4-CP w obecności fenolu przy różnym stosunku stężeń obu substratów oraz biodegradacji 4-CP przez komórki w fazie spoczynku, indukowane wstępnie fenolem. Szczegółowo omówiono sposoby wyznaczania poszczególnych parametrów równań opisujących szybkość degradacji substratów wzrostowego i niewzrostowego oraz przyrostu biomasy. W oparciu o stworzoną bazę danych obliczono m.in. stałe półnasycenia KSg i KSc, stałe inhibicji KIg i KIc, współczynnik zamierania endogennego b oraz wydajność transformacyjną substratu wzrostowego w stosunku do kometabolitu Tcg.

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

Kometaboliczna biodegradacja 4-chlorofenolu przez szczep Stenotrophomonas maltophilia KB2

Szczyrba E., Szczotka A., Bartelmus G., Gąszczak A., Greń I., Kolarczyk H.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2016

|

nr 20

137--154

PL

W pracy badano biodegradację 4-chlorofenolu przez szczep Stenotrophomonas maltophilia KB2 w układzie kometabolicznym z fenolem jako substratem wzrostowym. Eksperymenty prowadzono w reaktorze okresowym, w temperaturze 30°C, przy pH środowiska 7 i natlenieniu rzędu 5–7 mgtlenu•l-3. Zmieniając w szerokim zakresie początkowe stężenia fenolu (50 do 300 g•m-3) i 4-chlorofenolu (25 do 100 g•m-3) analizowano wpływ zmian stężeń obu substratów na szybkość ich transformacji i wzrost biomasy. Oszacowano również wartości współczynnika wydajności transformacyjnej substratu wzrostowego (W) oraz współczynnika f, wskazującego, jaka część równoważników redukcyjnych z utlenienia fenolu została użyta do transformacji 4-chlorofenolu.

EN

The cometabolic biodegradation of 4-chlorophenol by Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain in the presence of phenol as the sole carbon and energy source was studied. The experiments were carried out in a batch bioreactor. The tests were conducted at 30°C, pH 7 and oxygenation maintained at the level of 5–7 mg•l-3. The effect of changes in initial concentration of both substrates on the rate of biomass growth and substrates transformation were analyzed. The initial concentration of phenol was changed within the range of 50–300 g•m-3 and 4-chlorophenol within the range of 25–100 g•m-3. The values of growth substrate transformation yield (W) and the f coefficient, indicating the fraction of reductant from phenol oxidation used to transform 4-chlorophenol, were also estimated.

4

Kinetyka biodegradacji fenolu przez szczep Stenotrophomonas Maltophilia KB2 w reaktorze okresowym

Szczyrba E., Kaleta J., Szczotka A., Bartelmus G.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2015

|

nr 19

5--19

PL

W pracy badano biodegradację fenolu przez szczep Stenotrophomonas maltophilia KB2 w reaktorze okresowym. Dla różnych początkowych stężeń fenolu zmienianych w zakresie 25-500 g·m-3, przeprowadzone zostały testy wzrostu mikroorganizmów, dla których degradowany związek być jedynym źródłem węgla i energii. Model kinetyczny Haldane’a najlepiej przybliżał dane eksperymentalne zatem wyestymowano stałe równania kinetycznego oraz współczynnik wydajności biomasy.

EN

The biodegradation of phenol by Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain in a batch reactor was studied. Microbial growth tests in the presence of phenol as the sole carbon and energy source were conducted for different initial concentrations of the degraded compound changed in the range 25-500 g·m3. Haldane’s growth kinetic model was found to be the best to fit the experimental data so constants of the kinetic equation as well as yield coefficient were estimated.

5

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.

6

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.

7

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.