PL246404B1 - Method of obtaining a liquid agent and method of biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost - Google Patents
Method of obtaining a liquid agent and method of biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost Download PDFInfo
- Publication number
- PL246404B1 PL246404B1 PL443706A PL44370623A PL246404B1 PL 246404 B1 PL246404 B1 PL 246404B1 PL 443706 A PL443706 A PL 443706A PL 44370623 A PL44370623 A PL 44370623A PL 246404 B1 PL246404 B1 PL 246404B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- parts
- compost
- obtaining
- biodegradation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P39/00—Processes involving microorganisms of different genera in the same process, simultaneously
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/20—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation using specific microorganisms or substances, e.g. enzymes, for activating or stimulating the treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/60—Biochemical treatment, e.g. by using enzymes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/80—Separation, elimination or disposal of harmful substances during the treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/25—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving enzymes not classifiable in groups C12Q1/26 - C12Q1/66
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B2101/00—Type of solid waste
- B09B2101/75—Plastic waste
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/07—Bacillus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/07—Bacillus
- C12R2001/125—Bacillus subtilis ; Hay bacillus; Grass bacillus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Virology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Mycology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania płynnego środka biodegradacji termoplastycznych materiałów polimerowych w kompoście, w którym do wody wprowadza się składniki odżywcze, enzymy oraz szczepy bakterii. Sposób ten charakteryzuje się tym, że do wody, na co najmniej jej 300 części wagowych wprowadza się: (i) od 0,5 do 2 części wagowych azotan sodu, (ii) od 5 do 30 części wagowych glukozy, fruktozy lub sacharozy, (iii) od 0,5 do 3 części wagowych węglanu wapnia, (iv) od 0,15 do 0,45 części wagowych mocznika, (v) od 0,0001 do 0,0012 części wagowych proteinazy K, (vi) od 0,0001 do 0,0012 części wagowych proteazy, (vii) od 0,0001 do 0,0012 części wagowych lipazy, (viii) od 0,05 do 0,15 części wagowych roztworu fizjologicznego zawierającego wyizolowany szczep bakterii Bacillus subtilis w ilości co najmniej 6,0 x 10<sup>6</sup> jtk na 1 mg tego roztworu, (ix) od 0,05 do 0,15 części wagowych roztworu fizjologicznego zawierającego wyizolowany szczep bakterii Bacillus stearothermophilus w ilości co najmniej 4,0 x 10<sup>6</sup> jtk na 1 mg tego roztworu. Przedmiotem zgłoszenia jest również sposób biodegradacji termoplastycznych biodegradowalnych materiałów polimerowych w kompoście, w którym w odpadach organicznych umieszcza się termoplastyczne, biodegradowalne materiały polimerowe, a następnie kompostuje się je w czasie co najmniej 3 dni w zakresie temperatury od 20°C do 75°C i wilgotności kompostu od 30% do 80%, przy czym do kompostu dodaje się płynny środek biodegradacji otrzymywany sposobem według wynalazku.The subject of the application is a method for obtaining a liquid biodegradation agent for thermoplastic polymer materials in compost, in which nutrients, enzymes and bacterial strains are introduced into water. The method is characterized in that the following are added to water, at least 300 parts by weight thereof: (i) from 0.5 to 2 parts by weight of sodium nitrate, (ii) from 5 to 30 parts by weight of glucose, fructose or sucrose, (iii) from 0.5 to 3 parts by weight of calcium carbonate, (iv) from 0.15 to 0.45 parts by weight of urea, (v) from 0.0001 to 0.0012 parts by weight of proteinase K, (vi) from 0.0001 to 0.0012 parts by weight of protease, (vii) from 0.0001 to 0.0012 parts by weight of lipase, (viii) from 0.05 to 0.15 parts by weight of a physiological solution containing an isolated strain of Bacillus subtilis bacteria in an amount of at least 6.0 x 100 10<sup>6</sup> cfu per 1 mg of said solution, (ix) from 0.05 to 0.15 parts by weight of a physiological solution containing an isolated strain of Bacillus stearothermophilus bacteria in an amount of at least 4.0 x 10<sup>6</sup> cfu per 1 mg of said solution. The subject of the application is also a method of biodegradation of thermoplastic, biodegradable polymer materials in compost, in which thermoplastic, biodegradable polymer materials are placed in organic waste and then composted for at least 3 days in the temperature range of 20°C to 75°C and compost humidity of 30% to 80%, wherein a liquid biodegradation agent obtained by the method according to the invention is added to the compost.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania płynnego środka i sposób biodegradacji termoplastycznych materiałów polimerowych w kompoście. Sposoby te przeznaczone są zwłaszcza do biodegradacji materiałów polilaktydowych, np. w postaci folii.The subject of the invention is a method of obtaining a liquid agent and a method of biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost. These methods are intended in particular for biodegradation of polylactide materials, e.g. in the form of films.
Z polskiego opisu patentowego PL234499B1 znane są kompozycja zawierająca wyizolowane szczepy saprofitycznych bakterii glebowych oraz biopreparat zawierający taką kompozycję. Wykorzystywane są one do zwalczania patogenów roślin w glebie, użyźniania gleby i przywracania naturalnej równowagi biologicznej mikroflory oraz biostymulacji rozwoju i wzrostu roślin w sposobach i zastosowaniach je wykorzystujących.From the Polish patent description PL234499B1 a composition containing isolated strains of saprophytic soil bacteria and a biopreparation containing such a composition are known. They are used to combat plant pathogens in the soil, fertilize the soil and restore the natural biological balance of microflora and biostimulate the development and growth of plants in methods and applications using them.
Z kolei z opisu patentowego EP1894995B1 znany jest preparat biologiczny do zastosowań medycznych i weterynaryjnych o różnej etiologii żywej masy drobnoustrojów szczepów Bacillus subtilis i Bacillus licheniformis oraz środek ochronny, charakteryzujący się tym, że zawiera szczepy Bacillus subtilis.In turn, the patent description EP1894995B1 describes a biological preparation for medical and veterinary applications of various etiologies consisting of a live mass of microorganisms of the Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis strains, and a protective agent, characterized in that it contains Bacillus subtilis strains.
Natomiast z polskiego opisu patentowego PL222382B1 oraz PL222397B1 znane są sposoby otrzymywania preparatu enzymów wspomagających bioremediację środowisk zanieczyszczonych ciężką frakcją ropy naftowej oraz sposób bioremediacji zanieczyszczonej gleby. Do tego celu wykorzystano grzyba nitkowatego Aspergillus niger lub szczepy bakterii Bacillus mycoides oraz Sarcina sp.In turn, Polish patent descriptions PL222382B1 and PL222397B1 describe methods of obtaining a preparation of enzymes supporting bioremediation of environments contaminated with heavy fraction of crude oil and a method of bioremediation of contaminated soil. For this purpose, the filamentous fungus Aspergillus niger or strains of bacteria Bacillus mycoides and Sarcina sp. were used.
Na podstawie analizy stanu techniki stwierdzono, że dotychczas nie opracowano skutecznego sposobu otrzymywania płynnego środka i sposobu szybkiej biodegradacji termoplastycznych materiałów polimerowych w kompoście.Based on the analysis of the state of the art, it was found that no effective method for obtaining a liquid agent and a method for rapid biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost have been developed so far.
Głównym celem wynalazku było opracowanie sposobu otrzymywania płynnego środka i sposobu biodegradacji termoplastycznych materiałów polimerowych w kompoście, które znacząco skrócą czas biodegradacji materiałów polimerowych, zwłaszcza polilaktydowych, przy jednoczesnym spełnieniu wymagań ustawowych dla tego rodzaju środków i procesów kompostowania.The main objective of the invention was to develop a method of obtaining a liquid agent and a method of biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost, which will significantly shorten the biodegradation time of polymer materials, especially polylactide ones, while meeting the statutory requirements for this type of agents and composting processes.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania płynnego środka do biodegradacji termoplastycznych materiałów polimerowych w kompoście, w którym do wody wprowadza się składniki odżywcze, enzymy oraz szczepy bakterii. Sposób ten charakteryzuje się tym, że do wody, na co najmniej jej 300 części wagowych, wprowadza się:The essence of the invention is a method for obtaining a liquid agent for biodegradation of thermoplastic polymeric materials in compost, in which nutrients, enzymes and bacterial strains are introduced into water. This method is characterized in that the following are introduced into water, for at least 300 parts by weight:
• od 0,5 do 2 części wagowych azotan sodu, • od 5 do 30 części wagowych glukozy, fruktozy lub sacharozy, • od 0,5 do 3 części wagowych węglanu wapnia, • od 0,15 do 0,45 części wagowych mocznika, • od 0,0001 do 0,0012 części wagowych proteinazy K, • od 0,0001 do 0,0012 części wagowych proteazy, • od 0,0001 do 0,0012 części wagowych lipazy, • od 0,05 do 0,15 części wagowych roztworu fizjologicznego zawierającego wyizolowany szczep bakterii Bacillus subtilis w ilości co najmniej 6,0 x 106 jtk na 1 mg tego roztworu, • od 0,05 do 0,15 części wagowych roztworu fizjologicznego zawierającego wyizolowany szczep bakterii Bacillus stearothermophilus w ilości co najmniej 4,0 x 106 jtk na 1 mg tego roztworu.• from 0.5 to 2 parts by weight of sodium nitrate, • from 5 to 30 parts by weight of glucose, fructose or sucrose, • from 0.5 to 3 parts by weight of calcium carbonate, • from 0.15 to 0.45 parts by weight of urea, • from 0.0001 to 0.0012 parts by weight of proteinase K, • from 0.0001 to 0.0012 parts by weight of protease, • from 0.0001 to 0.0012 parts by weight of lipase, • from 0.05 to 0.15 parts by weight of physiological solution containing an isolated strain of Bacillus subtilis bacteria in an amount of at least 6.0 x 106 cfu per 1 mg of this solution, • from 0.05 to 0.15 parts by weight of physiological solution containing an isolated strain of Bacillus subtilis bacteria stearothermophilus in the amount of at least 4.0 x 106 cfu per 1 mg of this solution.
Korzystne jest, gdy do wody, na jej 500 części wagowych, wprowadza się dodatkowo:It is advantageous if the following is additionally added to the water per 500 parts by weight:
• od 0,2 do 1,5 części wagowych diwodorofosforanu potasu, • od 0,2 do 1,5 części wagowych fosforanu dipotasu, • od 0,2 do 1,5 części wagowych chlorku potasu, • od 0,2 do 1,5 części wagowych siarczanu magnezu siedmiowodnego, • od 0,005 do 0,02 części wagowych siarczanu żelaza siedmiowodnego, • od 0,05 do 0,15 części wagowych roztworu fizjologicznego zawierającego wyizolowany szczep bakterii Arthrobacter globiformis w ilości co najmniej 6,0 x 106 jtk na 1 mg tego roztworu, • od 0,05 do 0,15 części wagowych roztworu fizjologicznego zawierającego wyizolowany szczep bakterii Pediococcus damnosus w ilości co najmniej 6,0 x 106 jtk na 1 mg tego roztworu, • od 0,05 do 0,15 części wagowych roztworu fizjologicznego zawierającego wyizolowany szczep bakterii Pseudomonas putida w ilości co najmniej 6,0 x 106 jtk na 1 mg tego roztworu.• from 0.2 to 1.5 parts by weight of potassium dihydrogen phosphate, • from 0.2 to 1.5 parts by weight of dipotassium phosphate, • from 0.2 to 1.5 parts by weight of potassium chloride, • from 0.2 to 1.5 parts by weight of magnesium sulphate heptahydrate, • from 0.005 to 0.02 parts by weight of iron sulphate heptahydrate, • from 0.05 to 0.15 parts by weight of physiological solution containing an isolated strain of Arthrobacter globiformis bacteria in an amount of at least 6.0 x 106 cfu per 1 mg of this solution, • from 0.05 to 0.15 parts by weight of physiological solution containing an isolated strain of Pediococcus damnosus bacteria in an amount of at least 6.0 x 106 cfu per 1 mg of this solution, • from 0.05 to 0.15 parts by weight of physiological solution containing an isolated strain of Pediococcus damnosus bacteria in an amount of at least 6.0 x 106 cfu per 1 mg of this solution, 0.15 parts by weight of physiological solution containing an isolated strain of Pseudomonas putida bacteria in the amount of at least 6.0 x 106 cfu per 1 mg of this solution.
Dobrze jest, gdy enzymy przed wprowadzeniem do wody poddaje się sterylizacji, a po wprowadzeniu do wody związków nieorganicznych, związków sacharydowych oraz kredy (węglanu wapnia) roztwór ten poddaje się sterylizacji a następnie wprowadza do niego wysterylizowane enzymy i roztwory fizjologiczne zawierające szczepy bakterii.It is good if the enzymes are sterilized before being introduced into the water, and after introducing inorganic compounds, saccharide compounds and chalk (calcium carbonate) into the water, the solution is sterilized and then sterilized enzymes and physiological solutions containing bacterial strains are added to it.
PL 246404 Β1PL 246404 Β1
Istotą wynalazku jest również sposób biodegradacji termoplastycznych biodegradowalnych materiałów polimerowych w kompoście, w którym w odpadach organicznych umieszcza się termoplastyczne, biodegradowalne materiały polimerowe, a następnie kompostuje sieje w czasie co najmniej 3 dni w zakresie temperatury od 20 do 75°C i wilgotności kompostu od 30 do 80%.The essence of the invention is also a method of biodegradation of thermoplastic, biodegradable polymer materials in compost, in which thermoplastic, biodegradable polymer materials are placed in organic waste and then composted for at least 3 days in the temperature range of 20 to 75°C and compost humidity of 30 to 80%.
Sposób ten charakteryzuje się tym, że do kompostu dodaje się płynny środek biodegradacji otrzymywany wyżej opisanym sposobem według wynalazku. Korzystne jest, gdy płynny środek biodegradacji rozcieńcza się przed użyciem w proporcji 1 :2, a następnie dodaje do kompostu w ilości co najmniej 5 ml/m3. Dobrze jest również, gdy podczas kompostowania zawartość kompostu jest napowietrzana, poprzez mechaniczne jego mieszanie lub wprowadzenie do niego przewodów ze sprężonym powietrzem. Gdy w odpadach organicznych kompostu umieszcza się materiały polilaktydowe, to kompostowanie trwa optymalnie co najmniej 12 tygodni.This method is characterized in that a liquid biodegradation agent obtained by the above-described method according to the invention is added to the compost. It is advantageous when the liquid biodegradation agent is diluted before use in a proportion of 1:2 and then added to the compost in an amount of at least 5 ml/m 3 . It is also good when the compost content is aerated during composting, by mechanical mixing or by introducing compressed air lines into it. When polylactide materials are placed in the organic waste of the compost, then composting lasts optimally for at least 12 weeks.
Korzystnymi skutkami wynalazku jest uzyskanie kompostu zawierającego folię PLA, który po 12 tygodniach wykazuje wzrost o ponad 3000% ogólnej ilości mikroorganizmów (OLD) oraz potencjału redoks o 17% w porównaniu z kompostem początkowym (do którego nie wprowadzono środka opracowanego sposobem według wynalazku). W sposobie kompostowania folii PLA uzyskuje się ponad 97% ubytek jej masy oraz wzrost indeksu karbonylowego o około 20%.The beneficial effects of the invention are obtaining a compost containing a PLA film, which after 12 weeks shows an increase of over 3000% in the total number of microorganisms (OLD) and a redox potential of 17% compared to the initial compost (to which the agent developed by the method according to the invention was not introduced). In the method of composting the PLA film, a loss of its mass of over 97% is obtained and an increase in the carbonyl index of about 20%.
Przykłady realizacjiExamples of implementation
Sposób otrzymywania płynnego środka biodegradacji polegał, w jednym z przykładów realizacji, na wprowadzeniu do 300 g wody destylowanej składników, których rodzaj i możliwe zakresy ilościowe zestawiono w tabeli 1.The method of obtaining a liquid biodegradation agent consisted, in one of the embodiment examples, in introducing into 300 g of distilled water the ingredients whose type and possible quantitative ranges are listed in Table 1.
Tab. 1. Skład jakościowy i ilościowy płynnego środka biodegradacji termoplastycznych materiałów polimerowych w kompoście - pierwszy przykład realizacji (na 300 g wody)Table 1. Qualitative and quantitative composition of the liquid biodegradation agent of thermoplastic polymeric materials in compost - the first example of implementation (for 300 g of water)
Natomiast w innym przykładzie realizacji do 500 g wody destylowanej dodano składniki, których rodzaj i zakresy ilościowe zestawiono w tabeli 2.In another example implementation, ingredients were added to 500 g of distilled water, the type and quantity ranges of which are listed in Table 2.
PL 246404 Β1PL 246404 Β1
Tab. 2. Skład jakościowy i ilościowy płynnego środka biodegradacji termoplastycznych materiałów polimerowych w kompoście - drugi przykład realizacji (na 500 g wody)Table 2. Qualitative and quantitative composition of the liquid biodegradation agent of thermoplastic polymeric materials in compost - the second example of implementation (for 500 g of water)
Wiadome jest, że udział wody może być dowolnie zwiększany, co zmieni charakter płynnego środka z koncentratu na jego bardziej rozcieńczoną postać, jednak tak samo możliwą do wykorzystania w kompostowaniu termoplastycznych materiałów polimerowych. Z tego względu określenie górnej granicy udziału wody jest bezzasadne z punktu widzenia zakresu ochrony. Niemniej, w pracach badawczych ustalono, że aby środek płynny miał charakter koncentratu korzystnie jest aby zawierał do 900 g wody.It is known that the water content can be increased at will, which will change the nature of the liquid agent from a concentrate to its more diluted form, but equally possible to use in composting thermoplastic polymer materials. For this reason, defining the upper limit of the water content is unjustified from the point of view of the scope of protection. Nevertheless, in research work it was determined that for the liquid agent to have the nature of a concentrate, it is advantageous to contain up to 900 g of water.
Niezależnie od składu ilościowego i jakościowego środka do biodegradacji procedura jego otrzymywania jest następująca:Regardless of the quantitative and qualitative composition of the biodegradation agent, the procedure for its preparation is as follows:
• W pierwszym etapie wszystkie suche składniki odżywcze odważane są z dokładnością do 0,001 g i dodawana jest woda destylowana. Następnie medium to (woda ze składnikami odżywczymi) sterylizowane jest w autoklawie w temperaturze 135°C.• In the first stage, all dry nutrients are weighed to the nearest 0.001 g and distilled water is added. Then this medium (water with nutrients) is sterilized in an autoclave at 135°C.
• W kolejnym etapie odmierzoną ilość enzymów sterylizuje się termicznie w czasie od około 30 do 60 min, w temp. do 80°C. W innej opcji przykładu realizacji enzymy te sterylizuje się promieniowaniem UV o długości fali co najmniej 254 nm w czasie około 20 minut (zalecany czasu napromienienia od 15 do 30 minut).• In the next step, the measured amount of enzymes is sterilized thermally for about 30 to 60 minutes at a temperature of up to 80°C. In another embodiment, the enzymes are sterilized with UV radiation with a wavelength of at least 254 nm for about 20 minutes (recommended irradiation time from 15 to 30 minutes).
• Następnie enzymy po sterylizacji dodawane są do medium (wody wraz ze składnikami odżywczymi). • W międzyczasie szczepy bakteryjne hoduje się w bulionie tryptonowo-sojowym (TSB - Tryptone Soya Broth) w czasie około 48 godzin. Każdy szczep hodowany jest oddzielnie. Przygotowuje się roztwory fizjologiczne (wodny roztwór izotoniczny zawierający chlorek sodu o stężeniu około 0,8%) dla każdego szczepu oddzielnie po 100 ml. Następnie do każdego z roztworów fizjologicznych wprowadza się właściwy szczep bakterii, uzyskując zawiesiny, oddzielnie dla każdego ze szczepu bakterii.• Then, after sterilization, enzymes are added to the medium (water with nutrients). • In the meantime, bacterial strains are cultured in tryptone soy broth (TSB - Tryptone Soya Broth) for about 48 hours. Each strain is cultured separately. Physiological solutions (isotonic aqueous solution containing sodium chloride at a concentration of about 0.8%) are prepared for each strain separately, 100 ml each. Then, the appropriate bacterial strain is introduced to each of the physiological solutions, obtaining suspensions, separately for each bacterial strain.
• Następnie roztwory z bakteriami dodano do medium ze składnikami odżywczymi i enzymami.• The bacteria solutions were then added to the medium with nutrients and enzymes.
Całość mieszaniny umieszcza się w wysterylizowanych pojemnikach, o zamknięciu, którego otwarcie uniemożliwia ponowne zamknięcie i wykorzystanie płynnego środka.The entire mixture is placed in sterilized containers with a closure that, once opened, prevents re-closing and use of the liquid agent.
W jednym z przykładów realizacji sposób biodegradacji termoplastycznych biodegradowalnych materiałów polimerowych w kompoście polega na umieszczeniu w odpadach organicznych termoplastycznych, biodegradowalnych materiałów polimerów. Następnie kompost polewa się równomiernie wstrząśniętym płynnym środkiem zawierającym wodę i składniki zestawione w tab. 1 lub 2. Kompostowanie zachodzi w zakresie temperatury od 20 do 75°C i wilgotności kompostu od 38 do 80%. Korzystnie przed użyciem płynnego środka biodegradacji rozcieńcza się go w proporcji 1 : 2 z wodą kranową, a następnie dodaje do kompostu w ilości co najmniej 5 ml/m3. Podczas kompostowania zawartość kompostu jest napowietrzana, w jednym z przykładów realizacji poprzez mechaniczne mieszanie kompostu, w innym przykładzie realizacji poprzez przewody doprowadzające sprężone powietrze. W przypadku materiałów ze skrobi termoplastycznej jej pełna degradacja zachodzi już po około 3 dniach. Natomiast, gdy w odpadach organicznych kompostu umieszcza się materiały polilaktydowe (w postaci folii), to kompostowanie powinno trwać co najmniej 12 tygodni.In one embodiment, the method of biodegradation of thermoplastic biodegradable polymer materials in compost consists in placing thermoplastic, biodegradable polymer materials in organic waste. Then, the compost is evenly poured with a shaken liquid agent containing water and the ingredients listed in Table 1 or 2. Composting takes place in the temperature range of 20 to 75°C and compost humidity of 38 to 80%. Preferably, before using the liquid biodegradation agent, it is diluted in a ratio of 1:2 with tap water, and then added to the compost in an amount of at least 5 ml/m 3 . During composting, the compost content is aerated, in one embodiment by mechanical mixing of the compost, in another embodiment by means of compressed air supply lines. In the case of thermoplastic starch materials, its full degradation takes place after about 3 days. However, if polylactide materials (in the form of foil) are included in the organic waste compost, composting should last at least 12 weeks.
Po 12 tygodniach inkubacji, w uśrednionych warunkach 21,3 ±1,62°C i wilgotności 38 ±6,5%, wyjęto próbki folii PLA i potwierdzono skuteczność działania płynnego środka (biopreparatu) za pomocą pomiaru: ubytku masy, indeksu karbonylowego próbek oraz ogólnej liczebności mikroorganizmów, oznaczenia pH i potencjału redoks kompostu. Po okresie inkubacji (kompostowania) ubytek masy folii PLA wyniósł 97,54%, a wzrost indeksu karbonylowego 20%, kompost wykazywał 3025% wzrost ogólnej ilości mikroorganizmów (OLD) w porównaniu z kompostem początkowym, jego pH obniżyło się o 1,27% (z wartości 6,7), a potencjał redoks wzrósł o 17,96%.After 12 weeks of incubation, in average conditions of 21.3 ±1.62°C and humidity of 38 ±6.5%, PLA film samples were removed and the effectiveness of the liquid agent (biopreparation) was confirmed by measuring: mass loss, carbonyl index of samples and total number of microorganisms, pH and redox potential of compost. After the incubation (composting) period, the mass loss of PLA film was 97.54%, and the increase in carbonyl index was 20%, the compost showed a 3025% increase in the total number of microorganisms (OLD) compared to the initial compost, its pH decreased by 1.27% (from 6.7), and the redox potential increased by 17.96%.
Należy podkreślić, ze płynny środek i sposób biodegradacji termoplastycznych materiałów polimerowych w kompoście spełniają wymagania ustawy z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu (Dz. U. z 2007 r. nr 147 Poz. 1033).It should be emphasized that the liquid agent and method of biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost meet the requirements of the Act of 10 July 2007 on fertilizers and fertilization (Journal of Laws of 2007, No. 147, item 1033).
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443706A PL246404B1 (en) | 2023-02-07 | 2023-02-07 | Method of obtaining a liquid agent and method of biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost |
| PCT/PL2024/050008 WO2024167426A1 (en) | 2023-02-07 | 2024-02-02 | Method of obtaining liquid agent and method for biodegradation of thermoplastic polymeric materials in compost |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443706A PL246404B1 (en) | 2023-02-07 | 2023-02-07 | Method of obtaining a liquid agent and method of biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL443706A1 PL443706A1 (en) | 2024-08-12 |
| PL246404B1 true PL246404B1 (en) | 2025-01-20 |
Family
ID=90458269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL443706A PL246404B1 (en) | 2023-02-07 | 2023-02-07 | Method of obtaining a liquid agent and method of biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246404B1 (en) |
| WO (1) | WO2024167426A1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH114680A (en) * | 1997-06-17 | 1999-01-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Bacteria that degrade polylactic acid resin and microbial degradation method of polylactic acid resin |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8414878B2 (en) | 2005-04-28 | 2013-04-09 | Irina Grigorievna Osipova | Irilis biopreparation based on bacillus-strain bacteria, bacillus subtilis and bacillus licheniformis contained therein |
| PL222382B1 (en) | 2013-02-04 | 2016-07-29 | Politechnika Łódzka | Method for preparing the formulation aid of enzymes environmental bioremediation of hydrocarbon contaminated heavy crude oil and a method for bioremediation of contaminated environment heavy crude oil |
| PL222397B1 (en) | 2013-05-17 | 2016-07-29 | Politechnika Łódzka | Method for bioremediation of the land with the contaminated diesel oil |
| JP2017086040A (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-25 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 | Efficiently degrading biodegradable plastics |
| PL234499B1 (en) | 2018-03-08 | 2020-03-31 | Bactrem Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Composition that contains isolated strains of saprophytic soil bacteria, biopreparation containing such a composition, used for fighting plant pathogens in soil, soil fertilization and for restoring natural biological equilibrium of microflora, and for biostimulation of plant development and growth in the methods and applications that use them |
| PL3959326T3 (en) * | 2019-07-05 | 2023-10-09 | Basf Se | Industrial fermentation process for microbial cells using a fed-batch pre-culture |
| CN113636886A (en) * | 2021-07-23 | 2021-11-12 | 同济大学 | Bio-organic fertilizer for efficiently degrading full-biodegradable mulching film by taking PBAT and starch as raw materials and preparation method thereof |
-
2023
- 2023-02-07 PL PL443706A patent/PL246404B1/en unknown
-
2024
- 2024-02-02 WO PCT/PL2024/050008 patent/WO2024167426A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH114680A (en) * | 1997-06-17 | 1999-01-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Bacteria that degrade polylactic acid resin and microbial degradation method of polylactic acid resin |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| JANG YEON CHO, SOL LEE PARK, SU HYUN KIM, HEE JU JUNG, DO HYUN CHO, BYUNG CHAN KIM, SHASHI KANT BHATIA, RANJIT GURAV, SEE-HYOUNG P: "Waste Management, Vol. 144, 2022, Pp. 1-10", NOVEL POLY(BUTYLENE ADIPATE-CO-TEREPHTHALATE)-DEGRADING BACILLUS SP. JY35 FROM WASTEWATER SLUDGE AND ITS BROAD DEGRADATION OF VARIOUS BIOPLASTICS, DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2022.03.003 * |
| THI CAM HA DANG, DANG THANG NGUYEN I IN.,: "Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 2018, 9, 015014 (11pp),", PLASTIC DEGRADATION BY THERMOPHILIC BACILLUS SP. BCBT21 ISOLATED FROM COMPOSTING AGRICULTURAL RESIDUAL IN VIETNAM, DOI: https://doi.org/10.1088/2043-6254/aaabaf * |
| YU, J., KIM, P.D., JANG, Y. I IN.: "Biodegradation 33, 477–487 (2022).", COMPARISON OF POLYLACTIC ACID BIODEGRADATION ABILITY OF BREVIBACILLUS BREVIS AND BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS AND PROMOTION OF PLA BIODEGRADATION BY SOYTONE., DOI: https://doi.org/10.1007/s10532-022-09993-y * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL443706A1 (en) | 2024-08-12 |
| WO2024167426A1 (en) | 2024-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Garcia et al. | Organic amendment and mycorrhizal inoculation as a practice in afforestation of soils with Pinus halepensis Miller: effect on their microbial activity | |
| Caravaca et al. | Improvement of rhizosphere aggregate stability of afforested semiarid plant species subjected to mycorrhizal inoculation and compost addition | |
| Tate III | Cultural and environmental factors affecting the longevity of Escherichia coli in histosols | |
| CN103748214B (en) | Biological products for removal of degradable chemicals from water, industrial wastewater and soil and methods of using the same | |
| Lynch | Interactions between biological processes, cultivation and soil structure | |
| Tejada et al. | Application of two beet vinasse forms in soil restoration: Effects on soil properties in an arid environment in southern Spain | |
| Badía et al. | Effect of simulated fire on organic matter and selected microbiological properties of two contrasting soils | |
| Tate III | Microbial oxidation of organic matter of Histosols | |
| Moore | Non-symbiotic nitrogen fixation in soil and soil-plant systems. | |
| Mas-Castella et al. | Biodegradation of poly-β-hydroxyalkanoates in anaerobic sediments | |
| Arfarita et al. | Effects of seaweed waste on the viability of three bacterial isolates in biological fertilizer liquid formulations to enhance soil aggregation and fertility | |
| JPS58208191A (en) | Soil activator | |
| PL246404B1 (en) | Method of obtaining a liquid agent and method of biodegradation of thermoplastic polymer materials in compost | |
| JP4875809B2 (en) | Sludge fertilizer | |
| Nweke et al. | Effects of cassava processing effluents on the soil microbial population dynamics in selected communities in Abakaliki, Ebonyi State, Nigeria | |
| Mataix-Solera et al. | Effects of an experimental fire on soil microbial populations in a Mediterranean environment | |
| Vu | The potential of Plant Residues and Industrial Sewage Sludge as Organic Fertilizers, and their Effect on Soil pH and Moisture of Acid Sulfate Soil. | |
| Wyszkowska et al. | The influence of diesel oil contamination on soil microorganisms and oat growth | |
| Shyamala et al. | Seasonal variation of microbial populations during composting processes of municipal solid wastes | |
| WO2009048981A1 (en) | Odor-controlling composition | |
| Bujoczek et al. | Abiotic factors affecting inactivation of pathogens in sludge | |
| Mythili et al. | Bioremediation of tannery effluent and its impact on seed germination (blackgram and sunflower) | |
| Okoh et al. | Impacts of soil composting and poultry manure on biodegradation of polyethylene | |
| Vasile | Role of the polymer degradation processes in environmental pollution and waste treatment | |
| Pondei et al. | Bacterial isolates of soils of different waste types in Yenagoa central solid waste dumpsite, Nigeria |