Біотехнологія магнітомічення дріжджів Saccharomyces cerevisiae як біосорбенту катіонів важких металів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКарпенко, Юрій Володимирович
dc.date.accessioned2018-05-15T09:58:47Z
dc.date.available2018-05-15T09:58:47Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to the scientific and technical bases of the production biotechnology of magnetically labeled biosorbents by the method of multi-vortical magnetohydrodynamic (MHD) mixing for the purification of wastewater from heavy metal cations. The critical analysis of the state of the problem is carried out according to the data of scientific literature and patent search. The known biosorbents of cations of heavy metals, models of biosorption process, mechanisms of biosorption process, structure and electrokinetic potential of cells, process of attachment of magnetic particles, were considered, in particular studies of method of multi-vortical MHD mixing, and also extration methods of spent biosorbent. The main problems of the process of biosorption of heavy metals are the creation of an effective biosorbent and the substantiation of the mechanism of sorption of heavy metal cations by this biosorbent, as well as the removal of the spent sorbent from the purified liquid. The biosorption of metals such as Cu, Cr, Cd, Pb, Fe, Co and Hg by yeast S. cerevisiae has been studied quite widely. It is noted that the maximum sorption capacity depends on the electrokinetic potential and the modification of the cell wall of yeast, pH of the medium, the presence of other components in the sorption system. The influence of attachment parameters of magnetic particles: pH, strength of magnetic field and the influence of sorption system parameters: concentration of biosorbent, initial concentration of metal cations on the sorption of cations Cu2+ by magnetically labeled yeast obtained by multi-vortical MHD mixing are shown. Electrophoretic mobility of native or thermally processed yeast, magnetically labeled S. cerevisiae by multi-vortical MHD mixing or by mechanical mixing was investigated. The distribution of the electrokinetic potential of the biomass of magnetically labeled S. cerevisiae by the method of multi-vortical MHD mixing has several peak values, indicating a different amount of attached magnetite and, accordingly, allows fractionation of biomass by magnetic susceptibility. The rational parameters of the attachment process by the method of multivortical MHD mixing of suspensions of yeast and nanosize magnetite considering the characteristics of biosorption of cations Cu2+ are determined. Parameters of multivortical MHD mixing for the production of the magnetically labeled biosorbent are: pH 2,5 and the strength of permanent magnetic field 240 kA/m. Parameters of the production of a magnetically labeled biosorbent: the mass ratio of the nanosized magnetite to the yeast S. cerevisae – 1%, the duration of multi-vortical MHD mixing – 2 min. The degree of removal by magnetically labeled biosorbent is: 94% of cations Cu2+ at an initial concentration of cations 50 mg/dm3 and 90% of iron cations Fe2+ at an initial concentration of iron 1 mg/dm3. It is proved that the maximum sorption capacity of the magnetically labeled biosorbent is 25.5 mg/g towards cations Cu2+ and 250 mg/g towards iron cations in the case of next parameters of attachment of magnetic particles: the mass ratio of magnetic particles to the yeast – 1%, the duration of multi-vortical MHD mixing is 2 min. It is proved that the isotherms of sorption of cations Cu2+ by native yeast and by magnetically labeled biosorbent with 1% by weight of magnetite, manufactured by mixing at a pH of 2,5 and at an external magnetic field 240 kA/m with a duration of 2 min, are similar, and their maximum sorption capacities differs within an error. The characteristics of the process of biosorption by the magnetically labeled biosorbent on the example of cations of Cu2+ were determined – the constants of the Langmuir model and the constants of the sorption kinetics, depending on the parameters of the process of magnetically labeling of the biosorbent, were determined. It was established that the maximum sorption capacity towards cations Cu2+ decreases from 25,5 mg/g to 21,1 mg/g of absolutely dry substance of sorbent in case of corresponding increase of the attachment duration from 2 to 10 min of multivortical MHD mixing of S. cerevisiae and nanosize magnetite Fe3O4. The technology of attachment of magnetite to yeast S. cerevisiae has been improved by using multi-vortical MHD mixing and fractionation of biomass by magnetic susceptibility. The process of removing of iron by magnetically labeled biosorbent from the waste water of the city Slavutych is studied.uk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена научно-техническим основам биотехнологии изготовления магнитомеченного биосорбента методом багатовихрового МГД перемешивания для очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов. Проведен критический анализ состояния проблемы по данным научной литературы и патентного поиска. Рассмотрены известные биосорбенты катионов тяжелых металлов, модели процесса биосорбции, метод многовихревого МГД перемешивания. Основными проблемами биосорбции тяжелых металлов является создание эффективного биосорбента и обоснование механизма сорбции катионов тяжелых металлов этим биосорбентом. Определены рациональные параметры процесса магнитомечения методом многовихревого МГД перемешивания суспензии дрожжей и наномагнетита с учетом характеристик биосорбции катионов меди Cu2+. Параметры процесса изготовления магнитомеченого биосорбента: рН 2.5; напряженность постоянного магнитного поля 240 кА/м; продолжительность перемешивания – 2 мин. Соотношение массы наноразмерного магнетита к массе дрожжей S. cerevisae – 1%. Степень извлечения магнитомеченным биосорбентом составляет: 94% катионов Cu2+ при начальной концентрации катионов меди 50 мг/дм3 и 90% катионов Fe2+ от концентрации железа 1 мг/дм3. Усовершенствована технология магнитомичення дрожжей S. cerevisiae путем использования многовихревого МГД перемешивания и фракционирования биомассы по магнитной восприимчивости. Исследован процесс удаления магнитомеченым биосорбентом железа общего с образцов сточных вод г. Славутич.uk
dc.description.abstractukДисертацію присвячено науково-технічним основам біотехнології виготовлення магнітоміченого біосорбенту методом багатовихрового МГД перемішування для очистки стічних вод від катіонів важких металів. Визначено раціональні параметри процесу магнітомічення методом багатовихрового МГД перемішування суспензії дріжджів і наномагнетиту з урахуванням характеристик біосорбції катіонів Cu2+. Параметри багатовихрового МГД перемішування для виготовлення магнітоміченого біосорбенту: рН 2,5 і напруженість постійного магнітного поля 240 кА/м, тривалість перемішування – 2 хв. Співвідношення маси нанорозмірного магнетиту до маси S. cerevisiae – 1 %. Ступінь вилучення магнітоміченим біосорбентом складає: 94 % катіонів Cu2+ при початковій концентрації катіонів 50 мг/дм3 і 90% катіонів Fe2+ від початкової концентрації катіонів 1 мг/дм3. Встановлено, що максимальна сорбційна ємність по відношенню до катіонів Cu2+ зменшується від 25,5 мг/г до 21,1 мг/г у разі відповідного збільшення тривалості магнітомічення від 2 хв до 10 хв багатовихрового МГД перемішування S. cerevisiae і нанорозмірного Fe3O4. Вдосконалено технологію магнітомічення дріжджів S. cerevisiae шляхом використання багатовихрового МГД перемішування і фракціонування біомаси по магнітній сприйнятливості. Досліджено процес видалення магнітоміченим біосорбентом заліза загального з зразків стічних вод м. Славутич.uk
dc.format.page24 с.uk
dc.identifier.citationКарпенко, Ю. В. Біотехнологія магнітомічення дріжджів Saccharomyces cerevisiae як біосорбенту катіонів важких металів : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 03.00.20 – біотехнологія технічні науки / Карпенко Юрій Володимирович. – Київ, 2018. – 24 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/22922
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectмагнітогідродинамічне перемішуванняuk
dc.subjectмагнітомічений біосорбентuk
dc.subjectбіосорбціяuk
dc.subjectелектрокінетичний потенціалuk
dc.subjectмагнітна сприйнятливістьuk
dc.subjectmagnetohydrodynamic mixinguk
dc.subjectmagnetically labeled biosorbentuk
dc.subjectbiosorptionuk
dc.subjectelectrokinetic potentialuk
dc.subjectmagnetic susceptibilityuk
dc.subjectмагнитогидродинамическое перемешиваниеuk
dc.subjectмагнитомеченный биосорбентuk
dc.subjectбиосорбцияuk
dc.subjectэлектрокинетический потенциалuk
dc.subjectмагнитная восприимчивостьuk
dc.subject.udc628.35:537.63]:57.088.5](043.3)uk
dc.titleБіотехнологія магнітомічення дріжджів Saccharomyces cerevisiae як біосорбенту катіонів важких металівuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Karpenko_aref.pdf
Розмір:
978.7 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.8 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (КБ)
Автореферати (вільний доступ)