48,592 matches
-
și în unele cazuri magnetic; - se pot trata în condiții economice soluții diluate, ape reziduale; - se poate lucra la un pH controlat, uneori deplasat față de pH-ul optim necesar dezvoltării microorganismului, datorită protecției celulelor viabile exercitată de matricea utilizată pentru imobilizare. Dezavantajul celulelor de microorganisme imobilizate (întâlnit și la enzime) este legat de apariția limitărilor difuzionale și de evadare a microorganismului în mediul de reacție. 4.2.1.5. Tipuri de biosorbenți conform modului de operare Ca și în cazul adsorbției
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
analizat ca TOC. Au fost determinate solidele susupendate și cele volatile. 4.2.2.8. Biosorbenți viabili imobilizați Deosebit de atractivă din punct de vedere practic este varianta de utilizare a microorganismelor imobilizate. Există un număr limitat de lucrări referitoare la imobilizarea pe cale fizică (entrapare în geluri sau diferite suporturi ) a biomasei viabile. De exemplu, fungul A. fumigatus a fost entrapat în gel de carboximetilceluloză de sodiu, alginat de sodiu, amestec de alcool polivinilic și alginat de sodiu, chitosan (Wang și Hu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 necesită o furnizare continuă de nutrienți și poate fi regenerată și reutilizată
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 necesită o furnizare continuă de nutrienți și poate fi regenerată și reutilizată în mai
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
îndepărtarea coloranților în condiții restrictive de creștere este avantajoasă, când efluentul are toxicitate și inhibă creșterea celulară. Biomasa inactivată nu necesită o furnizare continuă de nutrienți și poate fi regenerată și reutilizată în mai multe cicluri (Prigione și al., 2008). Imobilizarea microorganismelor se poate realiza prin entrapare și prin atașare. Entraparea conduce la intrarea microorganismelor în interstiții ale materialului fibros sau poros, în timp ce atașarea conduce la aderența microorganismelor pe suprafețe datorită legăturilor chimice sau autoadeziune (Couto, 2009). Una din cele mai
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
realiza prin entrapare și prin atașare. Entraparea conduce la intrarea microorganismelor în interstiții ale materialului fibros sau poros, în timp ce atașarea conduce la aderența microorganismelor pe suprafețe datorită legăturilor chimice sau autoadeziune (Couto, 2009). Una din cele mai utilizate tehnici de imobilizare din practica biosorbției este entraparea în geluri insolubile (Vegliò și Beolchini, 1997). În acest scop pot fi utilizate mai multe medii de imobilizare, cum ar fi alginatul de sodiu și polisulfona (Vijayaraghavan și al., 2007), carboximetilceluloza (Wang și al., 2008
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
microorganismelor pe suprafețe datorită legăturilor chimice sau autoadeziune (Couto, 2009). Una din cele mai utilizate tehnici de imobilizare din practica biosorbției este entraparea în geluri insolubile (Vegliò și Beolchini, 1997). În acest scop pot fi utilizate mai multe medii de imobilizare, cum ar fi alginatul de sodiu și polisulfona (Vijayaraghavan și al., 2007), carboximetilceluloza (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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
utilizate mai multe medii de imobilizare, cum ar fi alginatul de sodiu și polisulfona (Vijayaraghavan și al., 2007), carboximetilceluloza (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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 polielectroliților prin ioni polivalenți. Gelurile hidrocoloidale formate sunt frecvent utilizate pentru entrapare prin formarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Gemeiner și al., 1994). Alginații au fost probabil printre primii polimeri utilizați pentru entraparea unor biocatalizatori prin formarea gelului ionotropic sau prin polimerizarea polielectroliților prin ioni polivalenți. Gelurile hidrocoloidale formate sunt frecvent utilizate pentru entrapare prin formarea unei rețele ionice. Imobilizarea în gelurile de alginat este o tehnică rapidă, blândă, ieftină și versatilă. Cele mai bune rezultate s-au obținut cu concentrații relativ reduse de alginat de sodiu cu masă moleculară mare. Alginații sunt săruri ale acidului alginic, care este materialul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
două lanțuri (Figura 4.30). La concentrații mari de calciu se formează agregate superioare. Gelul de alginat de calciu apare ca o rețea polimerică tridimensională, cu spații interstițiale interconectate relativ larg. Dimensiunile acestor spații variază cu tipul de alginat utilizat. Imobilizarea microorganismelor într-o matrice polimerică reprezintă o soluție în utilizarea microorganismelor în special în reactoarele împachetate sau cu pat fluidizat, cu avantaje legate de mărimea particulelor, regenerarea și reutilizarea biomasei, ușoara separare a biomasei din efluent, saturarea maximă a biomasei
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
25 mm. Biomasa (10 g L-1) a fost apoi protonată cu o soluție 0,1 M HNO3 timp de 1 oră, la temperatura de 25șC. Apoi, a fost spălată cu apă deionizată și uscată la 60șC (12 ore). Pentru imobilizarea biomasei a fost preparată o soluție alginat 2% prin dizolvarea a 1 g de alginat de sodiu în 50 mL apă distilată la 60șC, cu agitare constantă pentru a evita formarea de aglomerări. După răcirea amestecului la temperatura de 25șC
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
reușit, deoarece imaginea SEM 5000 nu a fost clară (Figura 4.31b). Suprafața neregulată apare rugoasă în anumite zone și nu sunt evidențiate clar celule bacteriene imobilizate. 4.2.6.3. Entraparea bacteriei Bacillus subtilis în matrice de alginat Pentru imobilizarea celulelor bacteriene de B. subtilis uscate prin congelare, acestea au fost resuspendate în alginat de sodiu 2%. Amestecul de alginat de sodiu - B. subtilis a fost introdus în picături fine într-o soluție de 5% CaCl2 sub agitare la 4-7șC
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 perle, ceea ce dovedește inaccesibilitatea anionilor de colorant la celulele imobilizate în alginat. Consecința se reflectă în adsorbția
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
restricționată, datorită dificultăților de recoltare a masei de alge pentru utilizarea lor. Această problemă a fost înlăturată prin utilizarea algelor imobilizate. O variantă propune entraparea în sfere de alginat, metoda fiind simplă, ieftină, disponibilă. Datorită structurii dense a matricii de imobilizare bazate pe acest gel polimeric, în decursul imobilizării, celulele de alge își mențin activitățile lor respiratorii și fotosintetice. Algele imobilizate pot fi păstrate la temperaturi scăzute (+4șC), la întuneric, fiind capabile de a relua creșterea normală după mai mult de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
alge pentru utilizarea lor. Această problemă a fost înlăturată prin utilizarea algelor imobilizate. O variantă propune entraparea în sfere de alginat, metoda fiind simplă, ieftină, disponibilă. Datorită structurii dense a matricii de imobilizare bazate pe acest gel polimeric, în decursul imobilizării, celulele de alge își mențin activitățile lor respiratorii și fotosintetice. Algele imobilizate pot fi păstrate la temperaturi scăzute (+4șC), la întuneric, fiind capabile de a relua creșterea normală după mai mult de 12 luni de imobilizare. Microalga Scenedesmus quadricauda prezintă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
gel polimeric, în decursul imobilizării, celulele de alge își mențin activitățile lor respiratorii și fotosintetice. Algele imobilizate pot fi păstrate la temperaturi scăzute (+4șC), la întuneric, fiind capabile de a relua creșterea normală după mai mult de 12 luni de imobilizare. Microalga Scenedesmus quadricauda prezintă un interes deosebit în studii de biosorbție. Alginatul de calciu a fost utilizat ca matrice naturală polimerică și alga verde S. quadricauda a fost imobilizată în perlele de alginat de calciu prin entrapare (Ergene și al
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Scenedesmus quadricauda prezintă un interes deosebit în studii de biosorbție. Alginatul de calciu a fost utilizat ca matrice naturală polimerică și alga verde S. quadricauda a fost imobilizată în perlele de alginat de calciu prin entrapare (Ergene și al., 2009). Imobilizarea a fost realizată astfel: alginatul de sodiu (2% din Macrosytia pyrifera, cu vâscozitate înaltă) a fost dizolvat în apă distilată și amestecat cu S. quadricauda (3 105 celule/mL). Amestecul a fost introdus într-o soluție care conține CaCl2 0
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pluti, proprietate nedorită, în special pentru experimentele pe coloană. De aceea, ambele tipuri de sfere, de alginat și de polisulfonă, au fost utilizate în forma lor umedă în experimentele ulterioare. Din Figura 4.31d se poate observa clar modul de imobilizare a C. glutamicum în matricea de polisulfonă, deoarece se disting clar celulele bacteriene cu o formă asemănătoare bastonașelor, distribuite liber în matricea de polisulfonă (Vijayaraghavan și al., 2007). 4.2.6.7. Entraparea biomasei fungice de Aspergillus în matrice polisulfonă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
obținerea fungului imobilizat, viabil sau inactivat termic Fungul A. fumigatus a fost izolat din nămolul activ provenit dintr-un sistem de tratament al unor ape reziduale textile și a fost imobilizat prin entrapare prin mai multe variante de suporturi de imobilizare, care vor fi prezentate în continuare (Wang și Hu, 2007, 2008; Wang și al., 2008). Testarea proprietăților de adsorbție s-a realizat cu perle cu fung imobilizat, viabil sau inactivat. Fungul izolat a fost menținut pe mediul nutritiv specific solid
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sau inactivat. Fungul izolat a fost menținut pe mediul nutritiv specific solid cu agar. S-a preparat o suspensie de spori cu o concentrație de 107-108 celule/ mL. Unul dintre suporturile testate și care s-a dovedit foarte eficient în imobilizare a fost polimerul natural carboxilmetilceluloza (CMC) (Wang și al., 2008). Pentru imobilizare, soluția de CMC (2,5% 100 mL) a fost amestecată cu 1 mL suspensie de spori la o concentrație de aproximativ 1 108 mL−1. Amestecul CMC-spori a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cu agar. S-a preparat o suspensie de spori cu o concentrație de 107-108 celule/ mL. Unul dintre suporturile testate și care s-a dovedit foarte eficient în imobilizare a fost polimerul natural carboxilmetilceluloza (CMC) (Wang și al., 2008). Pentru imobilizare, soluția de CMC (2,5% 100 mL) a fost amestecată cu 1 mL suspensie de spori la o concentrație de aproximativ 1 108 mL−1. Amestecul CMC-spori a fost injectat într-o soluție de FeCl3 (0,05 mol/L), pentru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a fost injectat într-o soluție de FeCl3 (0,05 mol/L), pentru a se obține perle. Perlele cu spori imobilizați au fost stabilizate într-o soluție de FeCl3 timp de o oră pentru îmbunătățirea stabilității lor mecanice. În procesul imobilizării sporilor la temperatura camerei a fost necesară o tehnică aseptică. Toate soluțiile, cu excepția soluției de clorură ferică (filtrată prin filtru steril), au fost autoclavate la 121șC, timp de 20 minute. Perlele fără celule immobilizate au fost preparate urmând procedeele menționate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
au fost păstrate într-un exicator pentru utilizare ulterioară. 4.2.6.9. Entraparea sporilor de A. fumigatus în gel de carboximetilceluloză de sodiu pentru obținerea fungului imobilizat, viabil O variantă (Wang și Ho, 2007) a metodei precedente utilizează pentru imobilizarea sporilor fungului A. fumigatus, carboximetilceluloza de sodiu (Na-CMC) în locul carboximetilcelulozei (Wang și al., 2008) Procedeul este similar, perlele cu spori entrapați obținându-se din carboximetilceluloză de sodiu (Na-CMC; 2,0% în apă cu vâscozitate înaltă; conținut în sodiu: 6,5
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
perlelor de gel a fost rugoasă, fără pori. Structura de suprafață a sferelor de Na-CMC imobilizate a fost afânată și fin poroasă, ceea ce facilitează difuzia coloranților. Creșterea fungului a avut loc uniform, fiind abundent pe suprafața sferelor, ceea ce dovedește că imobilizarea sporilor nu a fost localizată. În plus, materialul are un preț de cost scăzut. Această distribuție uniformă a fungului conduce la biosorbția coloranților pe biomasa imobilizată pe gelul de Na-CMC. Modificarea aparentă a sferelor cu fung imobilizat înainte și după
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]