PL234430B1 - Sposób biosolubilizacji węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu - Google Patents
Sposób biosolubilizacji węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu Download PDFInfo
- Publication number
- PL234430B1 PL234430B1 PL423511A PL42351117A PL234430B1 PL 234430 B1 PL234430 B1 PL 234430B1 PL 423511 A PL423511 A PL 423511A PL 42351117 A PL42351117 A PL 42351117A PL 234430 B1 PL234430 B1 PL 234430B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- parts
- coal
- carbon
- source
- growth substances
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003077 lignite Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims abstract description 21
- 241001656677 Gordonia alkanivorans Species 0.000 claims abstract description 20
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003630 growth substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 10
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 claims description 11
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 claims description 11
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 10
- 108010023063 Bacto-peptone Proteins 0.000 claims description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 claims description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 claims description 3
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 abstract 1
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000006142 Luria-Bertani Agar Substances 0.000 description 3
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 3
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 3
- 241000194110 Bacillus sp. (in: Bacteria) Species 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000228168 Penicillium sp. Species 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001557886 Trichoderma sp. Species 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 2
- 241001558165 Alternaria sp. Species 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186073 Arthrobacter sp. Species 0.000 description 1
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 241000223221 Fusarium oxysporum Species 0.000 description 1
- 241001149959 Fusarium sp. Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241001504481 Monticola <Aves> Species 0.000 description 1
- 241000087026 Penicillium griseopurpureum Species 0.000 description 1
- 241000222393 Phanerochaete chrysosporium Species 0.000 description 1
- 241001207509 Phoma sp. Species 0.000 description 1
- 241001619461 Poria <basidiomycete fungus> Species 0.000 description 1
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 1
- 241000589774 Pseudomonas sp. Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 241000187180 Streptomyces sp. Species 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000222355 Trametes versicolor Species 0.000 description 1
- 241000894120 Trichoderma atroviride Species 0.000 description 1
- JUCCBFMAJUMIFJ-UHFFFAOYSA-O [N].[NH4+].[O-][N+]([O-])=O Chemical compound [N].[NH4+].[O-][N+]([O-])=O JUCCBFMAJUMIFJ-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- -1 and moreover Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000003876 biosurfactant Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000002509 fulvic acid Substances 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J sodium diphosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 1
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229940048086 sodium pyrophosphate Drugs 0.000 description 1
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 235000019818 tetrasodium diphosphate Nutrition 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób biosolubilizacji węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu, polegający najpierw na obróbce wstępnej węgla za pomocą czynnika utleniającego, a następnie prowadzeniu hodowli produkcyjnej szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 w sterylnej pożywce zawierającej jako przyswajalne źródło węgla węgiel po obróbce wstępnej, a nadto źródło azotu organicznego, substancji wzrostowych i jonów nieorganicznych oraz wodę wodociągową, zaszczepionej inokulum tych bakterii, charakteryzuje się tym, że węgiel brunatny o granulacji 0,8 - 2 mm poddaje się obróbce wstępnej w drodze działaniu na niego nadtlenkiem wodoru poddanym uprzednio ozonowaniu, po czym węgiel inkubuje się w temperaturze 20 - 30°C w czasie 3 - 7 dni, statycznie lub w trakcie mieszania i oddziela się przygotowany w ten sposób węgiel od fazy ciekłej. Następnie prowadzi się hodowlę produkcyjną wstrząsaną szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 w sterylnej pożywce hodowlanej zawierającej węgiel po obróbce wstępnej, organiczne źródło azotu, substancje wzrostowe, jony nieorganiczne, w warunkach tlenowych w temperaturze 25 - 30°C w czasie 7 - 10 dni.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób biosolubilizacji (bioupłynniania) węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu, w celu pozyskania nawozu organicznego o wysokiej zawartości kwasów huminowych.
Węgiel brunatny, obok ropy naftowej, gazu ziemnego i węgla kamiennego, jest jednym z najważniejszych źródeł energii w dzisiejszym świecie. Wykorzystuje się go głównie do produkcji ciepła oraz energii elektrycznej. Wykorzystanie węgla brunatnego do produkcji energii elektrycznej nie znajduje pełnej akceptacji na świecie ze względu na wysoką, w porównaniu z innymi paliwami, emisję dwutlenku węgla na jednostkę uzyskanej energii (94,60 kg CO2/GJ). Dodatkowym czynnikiem dyskwalifikującym użycie węgla brunatnego jako źródła pozyskiwania energii elektrycznej jest wysoka emisja gazów (NO x i SOx), metali ciężkich (na przykład Hg) oraz popiołów lotnych, które zanieczyszczają środowisko.
Cechy dyskwalifikujące wykorzystanie węgla brunatnego do produkcji energii sprawiają, że poszukuje się technologii mających na celu przetworzenie węgla brunatnego do innych, nowych i użytecznych produktów, które nie zanieczyszczałyby środowiska. Jedną z takich technologii jest proces upłynniania węgla. W wyniku procesu upłynniania węgla powstaje mieszanina różnego rodzaju substancji, głównie kwasów humusowych, które składają się z kwasów huminowych i fulwowych. Dzięki temu produkt upłynniania węgla znajduje zastosowanie jako nawóz lub do immobilizacji i/lub detoksyfikacji agrochemikaliów z ziemi przez ich sorpcję, co zostało opisane w czasopismach: Applied Microbiology and Biotechnology 1999, t. 52, s. 2-15, Biodegradation 2013, t. 24, s. 305-318 i Fuel 2013, t. 104, s. 717-725.
Znany jest proces upłynniania węgla brunatnego metodą termochemiczną, wymagającą dużych nakładów energii, drogiej aparatury oraz powodującą uwalnianie dużych ilości dwutlenku węgla.
Znane są również sposoby upłynniania węgla brunatnego pod wpływem procesów biologicznych noszące nazwę biosolubilizacji lub bioupłynniania, polegające na hodowli grzybów i bakterii w pożywce zawierającej ten węgiel. Procesy biosolubilizacji nie wymagają dużego nakładu energii, zachodzą w niskiej temperaturze pod ciśnieniem atmosferycznym. Na efektywność tego procesu mają wpływ substancje produkowane przez mikroorganizmy takie jak: enzymy, związki alkaliczne, biosurfaktanty i chelatory.
Procesy biosolubilizacji węgla brunatnego prowadzonej przy użyciu mikroorganizmów, takich jak drożdże z rodziny Candida sp., bakterie Bacillus sp., Streptomyces sp., Arthrobacter sp. i Pseudomonas sp., grzyby z rodzin: Penicilium sp., Fusarium sp., Trichoderma sp. i Phanerochaete chrysosporium są opisane w czasopismach: Critical Reviews in Biotechnology 1991, t. 11, s. 347-366, Applied Microbiology and Biotechnology 1999, t. 52, s. 2-15 i 25-40, Applied Biochemistry and Biotechnology 2006, t. 42, s. 52-55, Fuel 20121.103, s. 639-645 i Biodegradation 2013, t. 24, s. 305-318.
Kopalniany węgiel brunatny bez obróbki wstępnej w bardzo niewielkim stopniu ulega biosolubilizacji przez mikroorganizmy, dlatego też przed procesem biosolubilizacji musi być poddany wstępnej obróbce.
Znany jest proces chemicznej obróbki wstępnej węgla brunatnego przed procesem biosolubilizacji, przy użyciu utleniaczy, takich jak kwas azotowy (V), nadtlenek wodoru, nadmanganian (VII) potasu, opisany w czasopiśmie: Journal of coal science & engineering 2012, t. 18, s. 396-399.
W czasopismach: Fuel Processing Technology 1997, t. 52, s. 55-64, Applied Microbiology and Biotechnology 1999, s. 57-59, Fuel Processing Technology 2002, t.78 s.17-23, Energy & Fuels 2003, t.17, s. 1068-1074, Applied Microbiology and Biotechnology 2006, t. 42, s. 52-55, Mining Science and Technology 2009, t. 19, s. 358-362, Energy 2009, t. 34, s. 775-781, Fuel 2013 t. 103, s. 639-645, Chemical Science Transactions 2014, t. 3, s. 1200-1206 oraz Fuel Processing Technology 2015, t. 131, s. 430-436 ujawniono procesy bioupłynniania węgla brunatnego z wykorzystaniem szczepów bakteryjnych i grzybowych, takich jak Alternaria sp. F5, Phoma sp. R2/43, Penicillium griseopurpureum R2/42, Pseudomonas putida, Polyporus versicolor, Poria monticola, Trichoderma atroviride, Fusarium oxysporum, Penicillium sp. P6, Trichoderma sp. AH, Bacillus sp. Y7, Aspergillus niger i Gordonia alkanivorans S7, poprzedzone obróbką wstępną węgla za pomocą 8 M kwasu azotowego (V) w drastycznych warunkach.
Zgodnie z opisem patentowym PL 216479 surowe kwasy huminowe otrzymuje się metodami chemicznymi, polegającymi na traktowaniu węgla roztworem NaOH o stężeniu od 0,2-2,2%, i/lub KOH od 0,3-3,1% i/lub NH4OH o stężeniu od 0,2-3,5% z udziałem substancji kompleksujących, takich jak pirofosforan sodu i/lub trójpolifosforan sodu i/lub heksametafosforan sodu, następnie oddzieleniu osadu od ekstraktu, i wytrąceniu kwasów huminowych poprzez zakwaszenie środowiska kwasem siarkowym.
PL 234 430 B1
Z opisu patentowego PL 206565, dotyczącego sposobu otrzymywania biopreparatu do degradacji węglowodorów cięższych frakcji ropy naftowej, znany jest sposób hodowli, wyizolowanych metodą racjonalnego skriningu ze środowisk skażonych węglowodorami ropy naftowej, szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 wraz z innymi szczepami bakterii, w warunkach tlenowych, w sterylnej pożywce zawierającej łatwo przyswajalne źródło węgla, azotu, fosforu, substancje wzrostowe oraz niewielki dodatek węglowodorów ropy naftowej, przy zastosowaniu jako inokulum zawiesiny kultur tych szczepów zawierającej dodatek węglowodorów cięższych frakcji ropy naftowej. Namnażanie prowadzi się na wytrząsarce mimośrodowej, przy pH 6,5, w temperaturze 30°C, w czasie 72 godzin. Jako przyswajalne źródło węgla stosuje się glukozę lub sacharozę, jako przyswajalne źródło azotu - azotan lub siarczan amonu, jako przyswajalne źródło fosforu stosuje się wodorofosforan sodu, przy czym pożywka korzystnie zawiera dodatek ekstraktu drożdżowego, makroelementy w postaci jonów potasu i magnezu oraz mikroelementy w postaci jonów manganu, żelaza i wapnia.
W opisie patentowym PL 206566, dotyczącym sposobu otrzymywania biopreparatu do degradacji węglowodorów oleju napędowego, ujawniono sposób hodowli, wyizolowanych ze środowisk skażonych węglowodorami ropy naftowej, szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 wraz z innymi szczepami bakterii, w sterylnej pożywce zawierającej łatwo przyswajalne źródło węgla, azotu, fosforu, substancje wzrostowe oraz dodatek węglowodorów oleju napędowego, przy zastosowaniu jako inokulum zawiesiny kultur tych szczepów zawierającego węglowodory oleju napędowego. Namnażanie prowadzi się na wytrząsarce mimośrodowej, przy pH 6,5 w temperaturze 28°C, w czasie 72 godzin. Stosuje się przyswajalne źródła węgla, azotu, fosforu jak w opisie patentowym PL 206565. Pożywka także korzystnie zawiera ekstrakt drożdżowy, ewentualnie zawiera makroelementy w postaci jonów potasu i magnezu oraz mikroelementy w postaci jonów manganu, żelaza i wapnia.
Sposób biosolubilizacji węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu, polegający najpierw na obróbce wstępnej węgla za pomocą czynnika utleniającego, a następnie prowadzeniu hodowli produkcyjnej szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 w sterylnej pożywce zawierającej jako przyswajalne źródło węgla węgiel po obróbce wstępnej, a nadto źródło azotu organicznego, substancji wzrostowyc h jonów nieorganicznych oraz wodę wodociągową, zaszczepionej inokulum tych bakterii, według wynalazku, polega na tym, że węgiel brunatny o granulacji 0,8-2 mm poddaje się obróbce wstępnej za pomocą nadtlenku wodoru o stężeniu 10-20% wagowych poddanego uprzednio ozonowaniu, stosując części objętościowe ozonowanego nadtlenku na 1 część masową węgla, wkraplanego do węgla w czasie 1 godziny, po czym węgiel inkubuje się w temperaturze 20-30°C w czasie 3-7 dni, statycznie lub w trakcie mieszania i oddziela się przygotowany w ten sposób węgiel od fazy ciekłej. Następnie prowadzi się hodowlę produkcyjną wstrząsaną szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 w sterylnej pożywce hodowlanej zawierającej w 1 l wody wodociągowej w częściach wagowych: 5 części węgla po obróbce wstępnej, 50 części organicznego źródła azotu, 25 części substancji wzrostowych, 25 części jonów nieorganicznych, zaszczepionej inokulum tych bakterii zawierającym 108 - 107 komórek bakterii/ml, użytym w ilości 7,5-10 ml/l podłoża, w warunkach tlenowych w temperaturze 25-30°C w czasie 7-10 dni. Inokulum szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7otrzymuje się z selektanta tego szczepu, wyizolowanego z gleby zanieczyszczonej ropą naftową i przechowywanego na podłożu agarowym zawierającym w 1 l wody wodociągowej w częściach wagowych: 50 części źródła azotu organicznego, 25 części substancji wzrostowych, 25 części jonów nieorganicznych, w drodze hodowli wstrząsanej tego selektanta w pożywce zawierającej w 1 l wody wodociągowej w częściach wagowych: 1-5 części węgla po obróbce wstępnej w postaci miału, 50 części źródła azotu organicznego, 25 części substancji wzrostowych, 25 części jonów nieorganicznych, w temperaturze 25-30°C w czasie 2-3 dni. Ozonowanie nadtlenku wodoru użytego do obróbki wstępnej węgla prowadzi się za pomocą mieszaniny ozonu i powietrza, zawierającej 80-100 g ozonu/m3 mieszaniny, stosując 6-9 l tej mieszaniny na 100-150 ml nadtlenku wodoru, wprowadzanej z szybkością 0,1 l/minutę, w temperaturze 19-20° w czasie 60-90 minut. W pożywkach hodowlanych stosuje się jako źródło azotu organicznego korzystnie baktopepton, jako substancje wzrostowe korzystnie ekstrakt drożdżowy, a nadto jako źródło jonów nieorganicznych chlorek sodu.
Sposób według wynalazku umożliwia uzyskanie heterogennego płynnego produktu zawierającego w fazie ciekłej 9-13 mg/ml kwasów huminowych oraz fazę stałą przy ubytku suchej masy węgla na poziomie 54-64%.
PL 234 430 B1
Sposób według wynalazku ilustrują bliżej niżej podane przykłady. Do obróbki wstępnej węgla wykorzystano aparaturę zawierającą wytwornicę ozonu BMT 803N, firmy BMT Messtechnik, szklany reaktor, osuszacz DH3 firmy BMT Messtechnik oraz miernik stężenia ozonu BMT 964 także firmy BMT Messtechnik.
P r z y k ł a d I
100 ml nadtlenku wodoru o stężeniu 10%, po ozonowaniu w reaktorze szklanym mieszaniną ozonu i powietrza zawierającą ozon w ilości 100 g/m3, przepływającą z szybkością 0,1 l/min, wkroplono w czasie 1 godziny do 50 g węgla brunatnego o ziarnistości 0,8-2 mm. Następnie węgiel inkubowano w temperaturze 20°C statycznie 7 dni i sączono na sączku bibułowym, węgiel pozostały na sączku suszono w temperaturze 50°C i stosowano w procesie biosolubilizacji.
Selektant szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7, wyizolowany z gleby zanieczyszczonej ropą naftową i przechowywany na podłożu agarowym o nazwie LB agar, zawierającym 50 części wagowych baktopeptonu, 25 części wagowych ekstraktu drożdżowego i 25 części chlorku sodu na 1000 części wody destylowanej, zalano 5 ml soli fizjologicznej i wymieszano, aby komórki bakterii były zawieszone w całej objętości roztworu. Tak uzyskaną zawiesinę komórek bakterii wprowadzono do kolby o pojemności 1 l zawierającej 100 ml podłoża o składzie w procentach wagowych w przeliczeniu na objętość podłoża: 1% peptonu, 0,5% ekstraktu drożdżowego, 0,5% chlorku sodu oraz 0,1% węgla po obróbce wstępnej w postaci miału o średnicy ziaren <0,6 mm i prowadzono hodowlę wstrząsaną w warunkach tlenowych w temperaturze 30°C w czasie 3 dni na wytrząsarce mimośrodowej o amplitudzie 4,5 cm, przy szybkości obrotów 200 min-1,w celu uzyskania inokulum właściwego. 100 ml uzyskanego inokulum właściwego bakterii Gordonia alkanivorans S7 zawierającego 108 - 107 komórek/ml dodano do kolby o pojemności 1 l, zawierającej 5 g s.m. węgla obrobionego wstępnie i wysterylizowanego w temperaturze 121°C przez 15 minut oraz wysterylizowane 50 części wagowych baktopeptonu, 25 części wagowych ekstraktu drożdżowego i 25 części chlorku sodu i prowadzono biosolubilizację węgla w drodze hodowli produkcyjnej szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 w warunkach tlenowych w temperaturze 30°C na wytrząsarce mimośrodowej o amplitudzie 4,5 cm przy szybkości obrotów 200 min-1 w czasie 7 dni. Uzyskaną po tym czasie mieszaninę sączono na sączku bibułowym otrzymując 70 ml ciekłego biosolubilizowanego węgla o stężeniu kwasów huminowych 9,6 mg/ml. Ubytek suchej masy węgla w wyniku biosolubilizacji był równy 64%.
P r z y k ł a d II
100 ml nadtlenku wodoru o stężeniu 15%, po ozonowaniu w reaktorze szklanym mieszaniną ozonu i powietrza zawierającą ozon w ilości 100 g/m przepływającą z szybkością 0,1 l/min, wkroplono w czasie 1 godziny do 50 g węgla brunatnego o ziarnistości 0,8-2 mm. Następnie węgiel inkubowano w temperaturze 20°C statycznie 7 dni i sączono na sączku bibułowym, węgiel pozostały na sączku suszono w temperaturze 50°C i stosowano w procesie biosolubilizacji.
Selektant szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 wyizolowany jak w przykładzie I przechowywany na podłożu agarowym LB agar o składzie jak w przykładzie I, zalano 5 ml soli fizjologicznej i wymieszano, aby komórki bakterii były zawieszone w całej objętości roztworu. Tak uzyskaną zawiesinę komórek bakterii wprowadzono do kolby o pojemności 1 l zawierającej 100 ml podłoża o składzie w procentach wagowych w przeliczeniu na objętość podłoża: 1% peptonu, 0,5% ekstraktu drożdżowego, 0,5% chlorku sodu oraz 0,1% węgla po obróbce wstępnej w postaci miału o średnicy ziaren <0,6 mm i prowadzono hodowlę wstrząsaną inokulum w warunkach jak w przykładzie I. 100 ml uzyskanego inokulum właściwego bakterii Gordonia alkanivorans S7 zawierającego 108 - 107 komórek/ml dodano do kolby o pojemności 1 l, zawierającej 5 g s.m. węgla obrobionego wstępnie i wysterylizowanego w temperaturze 121°C przez 15 minut oraz wysterylizowane 50 części wagowych baktopeptonu, 25 części wagowych ekstraktu drożdżowego i 25 części chlorku sodu i prowadzono biosolubilizację węgla w drodze hodowli produkcyjnej szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 w warunkach jak w przykładzie I. Uzyskaną po tym czasie mieszaninę sączono na sączku bibułowym otrzymując 70 ml ciekłego biosolubilizowanego węgla o stężeniu kwasów huminowych 12,6 mg/ml. Ubytek suchej masy węgla w wyniku biosolubilizacji był równy 54%.
P r z y k ł a d III
100 ml nadtlenku wodoru o stężeniu 20%, po ozonowaniu w reaktorze szklanym mieszaniną ozonu i powietrza zawierającą ozon w ilości 100 g/m3, przepływającą z szybkością 0,1 l/min, wkroplono w czasie 1 godziny do 50 g węgla brunatnego o ziarnistości 0,8-2 mm. Następnie węgiel inkubowano w temperaturze 20°C statycznie 7 dni i sączono na sączku bibułowym, węgiel pozostały na sączku suszono w temperaturze 50°C i stosowano w procesie biosolubilizacji.
PL 234 430 B1
Selektant szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 wyizolowany jak w przykładzie I i przechowywany na podłożu agarowym LB agar o składzie jak w przykładzie I, zalano 5 ml soli fizjologicznej i wymieszano, aby komórki bakterii były zawieszone w całej objętości roztworu. Tak uzyskaną zawiesinę komórek bakterii wprowadzono do kolby o pojemności 1 l zawierającej 100 ml podłoża o składzie w procentach wagowych w przeliczeniu na objętość podłoża: 1% peptonu, 0,5% ekstraktu drożdżowego, 0,5% chlorku sodu oraz 0,1% węgla po obróbce wstępnej w postaci miału o średnicy ziaren <0,6 mm i prowadzono hodowlę wstrząsaną inokulum w warunkach jak w przykładzie I. 100 ml uzyskanego inokulum właściwego bakterii Gordonia alkanivorans S7 zawierającego 108 - 107 komórek/ml dodano do kolby o pojemności 1 l, zawierającej 5 g s.m. węgla obrobionego wstępnie i wysterylizowanego w temperaturze 121°C przez 15 minut oraz wysterylizowane 50 części wagowych baktopeptonu, 25 części wagowych ekstraktu drożdżowego i 25 części chlorku sodu i prowadzono biosolubilizację węgla w drodze hodowli produkcyjnej szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 w warunkach jak w przykładzie I. Uzyskaną po tym czasie mieszaninę sączono na sączku bibułowym otrzymując 70 ml ciekłego biosolubilizowanego węgla o stężeniu kwasów huminowych 10,4 mg/ml. Ubytek suchej masy węgla w wyniku biosolubilizacji był równy 56%.
Claims (4)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób biosolubilizacji węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu, polegający najpierw na obróbce wstępnej węgla za pomocą czynnika utleniającego, a następnie prowadzeniu hodowli produkcyjnej szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 w sterylnej pożywce zawierającej jako przyswajalne źródło węgla węgiel po obróbce wstępnej, a nadto źródło azotu organicznego, substancji wzrostowych i jonów nieorganicznych oraz wodę wodociągową, zaszczepionej inokulum tych bakterii, znamienny tym, że węgiel brunatny o granulacji 0,8-2 mm poddaje się obróbce wstępnej w drodze działania na niego nadtlenkiem wodoru o stężeniu 10-20% wagowych, poddanym uprzednio ozonowaniu, stosując 2 części objętościowe ozonowanego nadtlenku na 1 część masową węgla, wkraplanego do węgla w czas ie 1 godziny, po czym węgiel inkubuje się w temperaturze 20-30°C w czasie 3-7 dni, statycznie lub w trakcie mieszania i oddziela się przygotowany w ten sposób węgiel od fazy ciekłej, następnie prowadzi się hodowlę produkcyjną wstrząsaną szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 w sterylnej pożywce hodowlanej zawierającej w 1 l wody wodociągowej w częściach wagowych: 5 części węgla po obróbce wstępnej, 50 części organicznego źródła azotu, 25 części substancji wzrostowych, 25 części jonów nieorganicznych, zaszczepionej inokulum tych bakterii zawierającym 108 - 107 komórek bakterii/ml, użytym w ilości 7,5-10 ml/l podłoża, w warunkach tlenowych w temperaturze 25-30°C w czasie 7-10 dni.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ozonowanie nadtlenku wodoru użytego do obróbki wstępnej węgla prowadzi się za pomocą mieszaniny ozonu i powietrza, zawierającej 80-100 g ozonu/m3 mieszaniny, stosując 6-9 l tej mieszaniny na 100-150 ml nadtlenku wodoru, wprowadzanej z szybkością 0,1 l/minutę, w temperaturze 19-20° w czasie 60-90 minut.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że inokulum szczepu bakterii Gordonia alkanivorans S7 otrzymuje się z selektanta tego szczepu wyizolowanego z gleby zanieczyszczonej ropą naftową i przechowywanego na podłożu agarowym zawierającym w 1 l wody wodociągowej w częściach wagowych: 50 części źródła azotu organicznego, 25 części substancji wzrostowych, 25 części jonów nieorganicznych, w drodze hodowli wstrząsanej tego selektanta w pożywce zawierającej w 1 l wody wodociągowej w częściach wagowych: 1-5 części węgla po obróbce wstępnej w postaci miału, 50 części źródła azotu organicznego, 25 części substancji wzrostowych, 25 części jonów nieorganicznych, w temperaturze 25-30°C w czasie 2-3 dni.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pożywkach hodowlanych stosuje się jako źródło azotu organicznego baktopepton, jako substancje wzrostowe ekstrakt drożdżowy, a nadto jako źródło jonów nieorganicznych chlorek sodu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423511A PL234430B1 (pl) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Sposób biosolubilizacji węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423511A PL234430B1 (pl) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Sposób biosolubilizacji węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL423511A1 PL423511A1 (pl) | 2019-06-03 |
| PL234430B1 true PL234430B1 (pl) | 2020-02-28 |
Family
ID=66649187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL423511A PL234430B1 (pl) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Sposób biosolubilizacji węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL234430B1 (pl) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950006549B1 (ko) * | 1992-10-17 | 1995-06-16 | 양지원 | 미생물을 이용한 석탄의 가용화방법 |
| PL216479B1 (pl) * | 2011-09-19 | 2014-04-30 | Luvena Spółka Akcyjna | Sposób wytwarzania kwasów huminowych z węgli brunatnych |
-
2017
- 2017-11-20 PL PL423511A patent/PL234430B1/pl unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950006549B1 (ko) * | 1992-10-17 | 1995-06-16 | 양지원 | 미생물을 이용한 석탄의 가용화방법 |
| PL216479B1 (pl) * | 2011-09-19 | 2014-04-30 | Luvena Spółka Akcyjna | Sposób wytwarzania kwasów huminowych z węgli brunatnych |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| A. MAKA, V.J. SRIVASTAVA, J.J. KIIBANE, C. AKIN: "198901", BIOLOGICAL SOLUBILIZATION OF UNTREATED NORTH DAKOTA LIGNITE BY A MIXED BACTERIAL AND A MIXED BACTERIAL/FUNGAL CULTURE * |
| H. MACHNIKOWSKA, K. PAWELEC, A. PODGÓRSKA: "200206", MICROBIAL DEGRADATION OF LOW RANK COALS * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL423511A1 (pl) | 2019-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhou et al. | Enhanced bioremediation of diesel oil-contaminated seawater by a biochar-immobilized biosurfactant-producing bacteria Vibrio sp. LQ2 isolated from cold seep sediment | |
| Yuan et al. | Synergistic degradation of crude oil by indigenous bacterial consortium and exogenous fungus Scedosporium boydii | |
| Gaur et al. | Evolution in mitigation approaches for petroleum oil-polluted environment: recent advances and future directions | |
| Olawale et al. | Bacterial degradation of coal discard and geologically weathered coal | |
| Ghani et al. | Investigations in fungal solubilization of coal: mechanisms and significance | |
| Zhang et al. | Self-assembled fungus-biochar composite pellets (FBPs) for enhanced co-sorption-biodegradation towards phenanthrene | |
| Shi et al. | Identification and hexavalent chromium reduction characteristics of Pannonibacter phragmitetus | |
| CN113227389A (zh) | 使用含co2的工业气体生产富集甲烷的气体组合物的方法 | |
| CN103215204B (zh) | 高效降解菲的节杆菌菌株及其应用 | |
| Shetaia et al. | Potential biodegradation of crude petroleum oil by newly isolated halotolerant microbial strains from polluted Red Sea area | |
| Taha et al. | Bioremediation of biosolids with Phanerochaete chrysosporium culture filtrates enhances the degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) | |
| KR20190111947A (ko) | 슬러지 석유 분해 복합 효소의 제조 방법 및 응용 | |
| Al-Dossary et al. | Biodegradation of crude oil using Aspergillus species | |
| Zhang et al. | Enhanced bio-immobilization of Pb contaminated soil by immobilized bacteria with biochar as carrier | |
| Papizadeh et al. | Growth-phase dependent biodesulfurization of dibenzothiophene by Enterobacter sp. strain NISOC-03 | |
| Parach et al. | Biodegradation of heavy crude oil using Persian Gulf autochthonous bacterium | |
| Sun et al. | Enhancement of petroleum degradation by biochar supported Fe3O4 nanoparticles: role of immobilized Rhodococcus hoagii S4 in oil spill remediation | |
| Sekhohola-Dlamini et al. | Recent progress on the biological degradation and solubilization of coal | |
| Obayori et al. | Effects of corn steep liquor on growth rate and pyrene degradation by Pseudomonas strains | |
| Cui et al. | Simultaneous removal of Cr (VI) and phenol in consortium culture of Bacillus sp. and Pseudomonas putida Migula (CCTCC AB92019) | |
| Acharya et al. | Biodepyritisation of coal | |
| Han et al. | Calcium ion adsorption with extracellular proteins of thermophilic bacteria isolated from geothermal sites—A feasibility study | |
| Chen et al. | Enhancing bacterial biodegradation of n-hexane by utilizing the adsorption capacity of non-degrading fungi | |
| PL234430B1 (pl) | Sposób biosolubilizacji węgla brunatnego przy użyciu mikroorganizmu | |
| US11141764B2 (en) | Method for remediation of contaminated lands |