5,366 matches
-
biomasa în amestecul de reacție, anhidrida formată poate reacționa cu grupele hidroxil de pe suprafața produsului natural (RB-OH) formând un aduct biomasă-citrat, conform reacției (Mao și al., 2009b): Creșterea temperaturii de la 25 la 130șC conduce la o creștere a cantității de colorant Basic Blue 3 reținute, deoarece crește gradul de reticulare a biomasei. În schimb, ridicarea temperaturii la 140șC are un efect negativ asupra biosorbției, probabil datorită afectării stabilității aductului. Analiza spectrelor FTIR ale biomasei naturale și modificate indică natura grupelor funcționale
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
până la pH neutru. Biomasa modificată a fost apoi uscată prin congelare și s-a păstrat în exicator. Caracterizarea prin titrare potențiometrică a biosorbentului, înainte și după modificarea chimică, a evidențiat o mărire a numărului de grupe disponibile pentru reținerea unor coloranți cationici luați în studiu: Methylene Blue (MB), Rhodamine B (RB) și Basic Magenta (BM). Înaintea efectuării titrării potențiometrice, 0,05 g de biomasă au fost tratate cu 20 mL soluție de NaCl 0,01 mol L-1 și amestecul a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
față se constată că se desfășoară cercetări extensive în multe laboratoare pentru a găsi biomasa microbiană optimă (pe cât posibil cu preț de cost redus) și condițiile de reacție adecvate, în scopul de a dezvolta procese tehnologice capabile de a separa coloranții contaminanți, din volume mari de apă poluată. Adsorbenții magnetici pot fi eficient utilizați pentru separarea diverselor tipuri de compuși atât din soluții, cât și din susupensii (Safarik și Safarikova, 2002; Safarik și al., 2002; Safarikova și Safarik, 2001). Separarea magnetică
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ușor separate din sistem utilizând un separator magnetic corespunzător (Safarik și al., 2002). Condițiile fiziologice ale celulelor levurice în decursul modificării magnetice influențează încorporarea nanoparticulelor magnetice în compartimentele celulelor. Un astfel de material poate fi un adsorbent promițător pentru diverși coloranți prezenți în ape reziduale. Proprietățile sale magnetice pot fi întrebuințate pentru îndepărtarea bioadsorbentului saturat cu colorant. Celulele levurice de Saccharomyces cerevisiae (subspecia uwarum) pot fi modificate magnetic utilizând un fluid magnetic apos, stabilizat cu acid percloric, conform metodei standard. Ferofluidul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
celulelor levurice în decursul modificării magnetice influențează încorporarea nanoparticulelor magnetice în compartimentele celulelor. Un astfel de material poate fi un adsorbent promițător pentru diverși coloranți prezenți în ape reziduale. Proprietățile sale magnetice pot fi întrebuințate pentru îndepărtarea bioadsorbentului saturat cu colorant. Celulele levurice de Saccharomyces cerevisiae (subspecia uwarum) pot fi modificate magnetic utilizând un fluid magnetic apos, stabilizat cu acid percloric, conform metodei standard. Ferofluidul constă în nanoparticule de magnetită cu diametrul între 10-20 nm. Concentrația relativă a ferofluidului (32 mg
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
minute, iar după răcire suspensia de celule a fost spălată cu soluție salină și a fost păstrată la 4șC. Safarikova și al. (2005) au determinat caracteristicile de adsorbție ale acestui nou tip de adsorbent biologic, bazate pe interacțiunea sa cu coloranți model. 4.2.6. Biosorbenți imobilizați 4.2.6.1. Principiul imobilizării microorganismelor Imobilizarea biomasei fungice neviabile pentru utilizarea la îndepărtarea coloranților în condiții restrictive de creștere este avantajoasă, când efluentul are toxicitate și inhibă creșterea celulară. Biomasa inactivată nu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Wang și al., 2008) și alcoolul polivinilic (Chen și al., 2003; Wang și Ho 2007). Datorită structurilor lor dense, matricele de imobilizare bazate pe aceste geluri polimerice pot cauza rezistența la transferul de masă, conducând la o difuzie restricționată a colorantului (Vijayaraghavan și al., 2007). Sistemele pe bază de alginat sunt netoxice și adecvate imobilizării enzimelor și microorganismelor (Gemeiner și al., 1994). Alginații au fost probabil printre primii polimeri utilizați pentru entraparea unor biocatalizatori prin formarea gelului ionotropic sau prin polimerizarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de alginat fără Bacillus subtilis au fost întrebuințate drept control (Binupriya și al., 2009). Microfotografiile SEM ale FC și IC sunt redate în Figura 4.32. Imaginea celulelor libere (FC) evidențiază aria mare a suprafeței biomasei, care permite moleculelor de colorant un acces rapid la biomasă, fiind suspendate liber în soluție (Figura 4.32A). În procesul de imobilizare biomasa (IC) a fost înglobată în matricea de alginat care acoperă total celulele (Figura 4.32B). Celulele bacteriene nu se observă clar în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
suspendate liber în soluție (Figura 4.32A). În procesul de imobilizare biomasa (IC) a fost înglobată în matricea de alginat care acoperă total celulele (Figura 4.32B). Celulele bacteriene nu se observă clar în perle, ceea ce dovedește inaccesibilitatea anionilor de colorant la celulele imobilizate în alginat. Consecința se reflectă în adsorbția redusă a colorantului cu celulele imobilizate, comparativ cu aceea a celulelor libere. Rezultate similare au fost relatate de către Vijayaraghavan și al. (2007), pentru biomasa de C. glutamicum immobilizat în alginat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a fost înglobată în matricea de alginat care acoperă total celulele (Figura 4.32B). Celulele bacteriene nu se observă clar în perle, ceea ce dovedește inaccesibilitatea anionilor de colorant la celulele imobilizate în alginat. Consecința se reflectă în adsorbția redusă a colorantului cu celulele imobilizate, comparativ cu aceea a celulelor libere. Rezultate similare au fost relatate de către Vijayaraghavan și al. (2007), pentru biomasa de C. glutamicum immobilizat în alginat pentru sechestrarea unui colorant reactiv. 4.2.6.4. Entraparea fungului Cunninghamella elegans
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în alginat. Consecința se reflectă în adsorbția redusă a colorantului cu celulele imobilizate, comparativ cu aceea a celulelor libere. Rezultate similare au fost relatate de către Vijayaraghavan și al. (2007), pentru biomasa de C. glutamicum immobilizat în alginat pentru sechestrarea unui colorant reactiv. 4.2.6.4. Entraparea fungului Cunninghamella elegans, în matrice de alginat O soluție de sare de sodiu a acidului alginic 2% (din alga brună), a fost inoculată cu o suspensie de conidii (concentrația finală 2,5 104 conidii
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
electronică (Figura 4.33). Peretele celular al matricei de algă verde conține o varietate de grupe funcționale, de exemplu amino, carboxil, hidroxil, fosfat și alte grupe încărcate, create datorită componenților lor cu structură complexă heteropolizaharidici și lipidici, care facilitează legarea colorantului pe pereții celulei de algă. Aceste grupe funcționale și proprietățile de suprafață ale biomasei de algă pot fi observate comparând spectrele FTIR înainte și după tratamentul termic (Figura 4.34). Picul larg și intens de la 3400-3200 cm-1 a fost datorat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a fost amestecată cu suspensia de spori. Mediul de cultură îmbogățit utilizat are următoarea compoziție (g L-1): glucoză 15; KH2PO4 1; (NH4)2SO4 1; MgSO4·7H2O 0,5; NaCl 0,5; extract de drojdie 1. Mediul de cultură cu colorant conține (g L-1): glucoză 10; KH2 PO4, 1; (NH4 )2SO4, 1; MgSO4·7H2O 0,5; NaCl 0,5; colorant 0,2. pH-ul mediului de cultură îmbogățit a fost 5,18, fiind situat în domeniul de pH convenabil dezvoltării
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
KH2PO4 1; (NH4)2SO4 1; MgSO4·7H2O 0,5; NaCl 0,5; extract de drojdie 1. Mediul de cultură cu colorant conține (g L-1): glucoză 10; KH2 PO4, 1; (NH4 )2SO4, 1; MgSO4·7H2O 0,5; NaCl 0,5; colorant 0,2. pH-ul mediului de cultură îmbogățit a fost 5,18, fiind situat în domeniul de pH convenabil dezvoltării fungului. Pentru studiile de adsorbție a unor coloranți reactivi au fost folosite perlele cu fungul viabil imobilizat (spre deosebire de varianta cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
PO4, 1; (NH4 )2SO4, 1; MgSO4·7H2O 0,5; NaCl 0,5; colorant 0,2. pH-ul mediului de cultură îmbogățit a fost 5,18, fiind situat în domeniul de pH convenabil dezvoltării fungului. Pentru studiile de adsorbție a unor coloranți reactivi au fost folosite perlele cu fungul viabil imobilizat (spre deosebire de varianta cu CMC) și s-a constatat că adsorbția este fenomenul preponderent (Wang și Hu, 2007). Microstructura perlelor simple numai din Na-CMC și a celor cu fung imobilizat Na-CMC este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Aksu, 2005; Crini, 2006; dos Santos și al., 2007; Fu și Viraraghavan, 2001a; Kaushik și Malik, 2008; Pandey și al., 2007). În cazul particular al coloranților textili, procesul de adsorbție este complex, depinzând de caracteristicile sistemului biosorbent-colorant. Interacțiunea microorganismelor cu coloranții, în anumite condiții experimentale, variază mult în funcție de: tipul de microorganism utilizat și starea lui de existență (viabil sau inactivat); forma sub care este utilizat (liber sau imobilizat); structura chimică a colorantului. În literatură există informații limitate cu privire la interacțiunile coloranților cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
complex, depinzând de caracteristicile sistemului biosorbent-colorant. Interacțiunea microorganismelor cu coloranții, în anumite condiții experimentale, variază mult în funcție de: tipul de microorganism utilizat și starea lui de existență (viabil sau inactivat); forma sub care este utilizat (liber sau imobilizat); structura chimică a colorantului. În literatură există informații limitate cu privire la interacțiunile coloranților cu biomasa (Banks și Parinson, 1992; Chu și Chen, 2002b; Dhaouadi și M’Henni, 2009; Won și al., 2009a). Se constată un nivel avansat de cunoștințe acumulate cu privire la biosorbția ionilor metalici și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
De cele mai multe ori, nu se poate face o disticție netă între mecanismele propuse, procesul global fiind extrem de complex. Pereții celulari constau în principal în polizaharide, proteine și lipide, oferind o multitudine de grupe funcționale cu particularități legate de natura microorganismului. Coloranții pot interacționa cu aceste grupe active de pe suprafața celulelor în mod diferit. Pentru microorganismele viabile, capabile să se dezvolte pe parcursul experimentelor, acumularea coloranților de către biomasă poate implica o combinație a unui mecanism de transport pasiv, începând cu difuzia solutului adsorbit
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și Tezer, 2000; O’Mahoni și al., 2002; Veglio și Beolchini, 1997). Odată ce colorantul a difuzat la suprafață el se va lega de situsurile suprafeței celulare. Pentru biosorbenții microbieni neviabili este valabil primul mecanism. Mecanismul global de reținere a unui colorant poate varia de la cazul simplu al unor interacțiuni fizice la cele chimice. Se recunoaște că eficiența și selectivitatea adsorbției cu biomasa microbiologică se datorează mecanismului prin schimb ionic. În vederea stabilirii mecanismului biosorbției este foarte important să se realizeze o caracterizare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
o varietate de metode dintre care menționăm: -titrările potențiometrice au permis determinarea tipului și numărului situsurilor de legare din biosorbenți și valorile pKa. S-a corelat cantitatea de grupe acide, determinate prin titrări potențiometrice, cu capacitatea de reținere a unor coloranți; -spectroscopia în infraroșu cu transformată Fourier (FTIR) a permis determinarea naturii situsurilor de legare și implicarea lor în decursul biosorbției. A fost confirmată prezența grupelor carboxil, amino și fosfat în cele mai multe tipuri de biomase; -difracția de raze X (EDX) poate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
prin metoda BET; -lățimea medie a porilor a fost calculată cu metoda Barrett-Joyner-Halenda. Pe baza aplicării acestor metode diverse de analiză a suprafeței biomasei a fost elucidat mecanismul posibil al biosorbției pentru foarte multe sisteme. Nu trebuie ignorat însă rolul colorantului. În continuare, în acest subcapitol se vor aborda aspectele semnificative ale mecanismelor implicate în reținerea unor coloranți textili cu microorganisme. Înainte de a discuta detaliat variantele existente, vom prezenta un exemplu tipic legat de complexitatea procesului de adsorbție a coloranților de către
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
metode diverse de analiză a suprafeței biomasei a fost elucidat mecanismul posibil al biosorbției pentru foarte multe sisteme. Nu trebuie ignorat însă rolul colorantului. În continuare, în acest subcapitol se vor aborda aspectele semnificative ale mecanismelor implicate în reținerea unor coloranți textili cu microorganisme. Înainte de a discuta detaliat variantele existente, vom prezenta un exemplu tipic legat de complexitatea procesului de adsorbție a coloranților de către bacterii, care reflectă afinitățile lor tinctoriale. 4.3.1. Afinitățile tinctoriale ale bacteriilor. Metoda de colorare Gram
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
care reflectă afinitățile lor tinctoriale. 4.3.1. Afinitățile tinctoriale ale bacteriilor. Metoda de colorare Gram Metoda de colorare Gram, cunoscută încă din 1884, introdusă în bacteriologie (pentru identificarea bacteriilor Gram pozitive și Gram negative) se bazează pe adsorbția unor coloranți de către celulele bacteriene. Această tehnică de diferențiere a bacteriilor conține elementele de bază ale mecanismului de acțiune al coloranților bazici, în funcție de structura internă a celulei (Topală, 1968). Proprietățile fizico-chimice ale celulei bacteriene determină și afinitățile ei tinctoriale. Metodele de colorare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
albastru de metilen); - metode de colorare elective, diferențiale, care scot în evidență particularitățile chimice și structurale ale bacteriilor (colorația Gram, Ziehl-Neelsen, sau colorații pentru capsulă, spori etc.). Pătrunderea soluției colorate în celulă este un fenomen fizico-chimic și constă în fixarea colorantului, combinarea acestuia cu materia celulară, în special cu proteinele celulare. Natura chimică a procesului de fixare a colorantului de către celulă este ilustrată de constatarea că albastrul de metilen, după fixarea sa pe celulă, este mai greu redus decât înainte de fixare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
colorația Gram, Ziehl-Neelsen, sau colorații pentru capsulă, spori etc.). Pătrunderea soluției colorate în celulă este un fenomen fizico-chimic și constă în fixarea colorantului, combinarea acestuia cu materia celulară, în special cu proteinele celulare. Natura chimică a procesului de fixare a colorantului de către celulă este ilustrată de constatarea că albastrul de metilen, după fixarea sa pe celulă, este mai greu redus decât înainte de fixare, ceea ce înseamnă că el nu mai este liber, ci integrat într-un complex chimic. Pe de altă parte
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]