PL247513B1 - Biokompozyt i sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych oraz zastosowanie biokompozytu do kompostowania - Google Patents

Biokompozyt i sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych oraz zastosowanie biokompozytu do kompostowania

Info

Publication number
PL247513B1
PL247513B1 PL445889A PL44588923A PL247513B1 PL 247513 B1 PL247513 B1 PL 247513B1 PL 445889 A PL445889 A PL 445889A PL 44588923 A PL44588923 A PL 44588923A PL 247513 B1 PL247513 B1 PL 247513B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
parts
biocomposite
granulated
strain
Prior art date
Application number
PL445889A
Other languages
English (en)
Other versions
PL445889A1 (pl
Inventor
Katarzyna Janczak
Daria LISEWSKA
Daria Lisewska
Alicja MAZURYK
Alicja Mazuryk
Kacper Fiedurek
Natalia Puszczykowska
Original Assignee
Siec Badawcza Lukasiewicz Instytut Inzynierii Mat Polimerowych I Barwnikow
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siec Badawcza Lukasiewicz Instytut Inzynierii Mat Polimerowych I Barwnikow filed Critical Siec Badawcza Lukasiewicz Instytut Inzynierii Mat Polimerowych I Barwnikow
Priority to PL445889A priority Critical patent/PL247513B1/pl
Publication of PL445889A1 publication Critical patent/PL445889A1/pl
Publication of PL247513B1 publication Critical patent/PL247513B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/20Preparation 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/60Biochemical treatment, e.g. by using enzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • C05F11/08Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/80Soil conditioners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms; 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
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest biokompozyt do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych, który zawiera co najmniej 38 części wagowych skrobi ziemniaczanej lub kukurydzianej albo pszennej, od 12 do 15 części wagowych kredy, od 10 do 15 części wagowych makuch lnianych, od 7 do 10 części wagowych gliceryny, od 5 do 9 części wagowych mocznika, od 5 do 8 części wagowych oleju palmowego, od 1 do 5 części wagowych fusów z kawy naturalnej z ziaren kawowca lub zbożowej oraz od 2 do 4 rodzajów enzymów z grupy proteaz w tym korzystnie proteinazę K i/lub papainę i/lub bromelainę i/lub nattokinazę w postaci płynnej lub proszkowej o zawartości enzymu w produkcie od 50 do 20 000 jednostek aktywnych/g lub ml w ilości od 0,0000002 do 0,8 części wagowych na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu, nadto zawiera liofilizaty od 2 do 5 różnych szczepów bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis, w tym co najmniej jeden szczep Bacillus cereus i co najmniej jeden szczep Bacillus subtilis w ilości od 0,05 do 0,015 części wagowych liofilizatu na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu. Przedmiotem zgłoszenia jest także sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych oraz zastosowanie biokompozytu do kompostowania.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest biokompozyt i sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych oraz zastosowanie biokompozytu do kompostowania w glebie.
Odpady z tworzyw polimerowych klasycznych i biodegradowalnych, w tym w formie mikroplastików, stanowią problem podczas kompostowania zarówno w kompostowniach przemysłowych, jak i przydomowych, indywidualnych kompostowniach ogródkowych. Źródłem tych zanieczyszczeń są m.in. opakowania po żywności, naklejki na owoce, brak świadomości konsumenckiej. Taki rodzaj zanieczyszczeń wyklucza zastosowanie kompostu jako podłoża poprawiającego właściwości użytkowe gleby do upraw roślinnych.
Funkcjonujące na rynku preparaty poprawiające właściwości kompostu, tzw. aktywatory, nie są skierowane na rozkład tworzyw, a wiele z nich wg danych literaturowych nie ma większego wpływu na rozkład podstawowej materii organicznej zawartej w odpadach kompostowych. Jeszcze bardziej dyskusyjna jest aktywność mikroorganizmów w tego typu preparatach, co jest podkreślane w pracach badawczych [1]. Tymczasem każdy właściciel zamkniętych składowisk odpadów zobowiązany jest do rekultywacji takich terenów. W tym celu często wykorzystuje się kompost pochodzący z przetworzonych bioodpadów. Niestety niejednokrotnie kompost ten nie spełnia walorów użytkowych ze względu na zanieczyszczenie m.in. tworzywami polimerowymi.
Głównymi czynnikami aktywnymi w procesie kompostowania, są mikroorganizmy, których odpowiednią aktywność gwarantuje regularne napowietrzanie kompostu i zapewnienie wilgotności [2]. Jednym z czynników wpływających na tempo i stopień rozkładu materii organicznej i tworzyw polimerowych są enzymy hydrolityczne. Przyspieszają one reakcje hydrolizy przez obniżenie ich energii aktywacji i jak wszystkie katalizatory nie zużywają się w trakcie przebiegu reakcji. Gwarantuje to niezużywalne źródło czynnika aktywującego procesy biodegradacji w kompoście, nawet w przypadku spadku liczebności mikroorganizmów. Z kolei bioaugumentacja aktywnymi hydrolitycznie bakteriami pozwoli na zwiększenie puli enzymów.
Odpowiednią żywotność i możliwości adaptacji w kompoście dla wprowadzonych szczepów bakterii, zapewni nośnik w postaci w pełni biodegradowalnego biokompozytu (czas rozkładu ok. 1-4 tygodni). Nośnik ten plastyfikowany mocznikiem, zawierający dodatkowo takie składniki jak makuchy lniane, czy fusy z kawy, oprócz wspomagania żywotności bakterii, będzie miał za zadanie dostarczyć mikroi makroelementy (takie jak N, P, K, Ca, Mg, Fe), dzięki czemu wpłynie na poprawę właściwości użytkowych kompostu. Mikroorganizmy i enzymy będące składnikami aktywnymi będą przyspieszały rozkład tworzyw znajdujących się w kompoście.
Jak dotąd na rynku funkcjonują tzw. aktywatory kompostu, mające za zadanie przyspieszanie rozkładu materii organicznej. Przykładem jest enzymatyczny preparat Septonic (Eko-Roto) lub wzbogacony o azot Bactim (Intermag), przyspieszający rozkład opadłych liści drzew owocowych. Produkty do poprawy właściwości kompostu w większości występują w formie proszku do rozpuszczenia w wodzie (13 spośród 15 preparatów znalezionych na rynku polskim), rzadziej w płynie. Na rynku polskim funkcjonują następujące preparaty: Dobry Kompost (Aquafor, Polska), BioExpert (Bioarcus, Polska), Novesan (Biobakt, Polska), Komposter EB (Biozym, Polska), Biopon Bakterie Kompostowe (BROSS, Polska), Biokompost (Bioclean, Czechy), Florovit Aktywator Kompostu (Grupa Inco, Polska), Ekokompost (Hantpol, Polska), EcoGerm Compo (Hydroidea, Polska), Bio Kompost (NeoBac, Polska), Trigger 4 (Trigger, Polska), Do Kompostowania (Well Bak, Polska), EMFarma Plus (Probiotics Polska, Polska), Humobak (Biohumuseco, Polska), Radivit (Neudorf, Niemcy). Właściwości większości z nich opisane są jako ogólnie przyspieszające rozkład substancji organicznych, zmniejszające odór, poprawiające strukturę kompostu w 12-18 tygodni. Możemy wyróżnić produkty mikrobiologiczno-enzymatyczne z substancjami wspomagającymi (2 szt., w tym jeden zawierający mocznik), mikrobiologiczno-enzymatyczne (6 szt., w tym przy dwóch wymieniona celulaza), mikrobiologiczne (6 szt.), enzymatyczne (1 szt.). Tylko dwa z nich zawierają substancje/pożywki poprawiające przeżywalność mikroorganizmów, przy czym jest to działanie ogólne, skierowane do całego mikrobiomu kompostu, a nie przede wszystkim do wprowadzanych szczepów mikroorganizmów osadzonych na biokompozycie, nie zabezpieczając przy tym przed ich przesuszeniem. Wysokie właściwości sorpcyjne opracowanego biokompozytu zawartego w opracowanym produkcie gwarantują polepszoną wilgotność dla mikroorganizmów bezpośrednio z nim związanych przez ok. 1-4 tygodni (czas całkowitego rozkładu biokompozytu). Na rynku funkcjonuje obecnie 6 produktów mieszanych (mikrobiologiczno-enzymatycznych), lecz analiza informacji producenta wykazała, że dwa z nich zawierają wyłącznie jeden enzym celulazę. Zastosowanie większej ilości różnych enzymów hydrolitycznych w opracowanym bioprodukcie przyczyni się do efektywniejszego działania produktu w kierunku rozkładu tworzyw. Żaden z produktów nie jest przeznaczony do rozkładu tworzyw polimerowych, co podkreślają badania naukowe [3].
Z polskiego opisu patentowego PL 237050 znany jest sposób otrzymywania preparatu biologicznego pochodzenia grzybicznego, przyspieszający degradację tworzyw polimerowych, polegający na tym, że przygotowuje się zawiesinę spor grzyba Trichoderma viride 3333 z czystej, korzystnie czternastodniowej kultury grzyba, prowadzonej w zakresie temperatur od 20°C do 25°C, po czym grzybnię przenosi się na filtr o wielkości por 22-25 μm i przepłukuje sterylną wodą, aż do uzyskania zawiesiny o gęstości spor w zakresie od 106 do 108/ml, a następnie zawiesinę spor miesza się z roztworem alginianu sodu, korzystnie 0,7% i wkrapla do roztworu CaCl2 w zakresie 2-3,5%. Przedmiotem zgłoszenia jest także preparat biologiczny pochodzenia grzybicznego, który przygotowuje się z mikrokapsułek alginianowych zawierających spory grzyba w ilości od 106 do 108/ml poprzez zmieszanie z 3% chlorkiem wapnia w stosunku 2 : 1.
Z polskiego opisu patentowego PL 236495 znany jest sposób wytwarzania granulatu nawozu wapniowego i/lub wapniowo-magnezowego pojedynczego lub wieloskładnikowego, polegający na tym, że granulowaniu poddaje się sypki materiał wapienny i/lub dolomitowy, którym jest: mączka wapienna, lub mączka wapienna z dodatkiem mączki dolomitu i/lub mączki kredy i/lub gipsu, lub mączka dolomitu, lub mączka dolomitu z dodatkiem mączki wapiennej i/lub mączki kredy, i/lub gipsu, lub mączka kredy, lub mączka kredy z dodatkiem mączki wapiennej i/lub mączki dolomitu i/lub gipsu, przygotowany w zasobniku dozującym, który wprowadza się w sposób ciągły do obracającego się granulatora i na przesypujący się w bębnie lub talerzu materiał natryskuje się jednocześnie w sposób ciągły roztwór środka wiążącego, którym jest wodny roztwór lignosulfonian magnezu o stężeniu 1 + 60%, przy czym stosuje się 0,10-0,20 kg roztworu lignosulfonianu magnezu/kg materiału wapiennego i/lub dolomitowego, korzystnie 0,12-0,15 kg roztworu/kg materiału i granuluje się w procesie ciągłym, a wytworzony granulat odbiera do leja wysypowego, suszy i oddziela się produkt gotowy.
Biokompozyt do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej 38 części wagowych skrobi ziemniaczanej lub kukurydzianej albo pszennej, od 12 do 15 części wagowych kredy, od 10 do 15 części wagowych makuch lnianych, od 7 do 10 części wagowych gliceryny, od 5 do 9 części wagowych mocznika, od 5 do 8 części wagowych oleju palmowego, od 1 do 5 części wagowych fusów z kawy naturalnej z ziaren kawowca lub zbożowej oraz zawiera od 2 do 4 rodzajów enzymów z grupy proteaz w tym korzystnie proteinazę K i/lub papainę i/lub bromelainę i/lub nattokinazę w postaci płynnej lub proszkowej o zawartości enzymu w produkcie od 50 do 20 000 jednostek aktywnych/g lub ml w ilości od 0,0000002 do 0,8 części wagowych na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu, nadto zawiera liofilizaty od 2 do 5 różnych szczepów bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis, w tym co najmniej jeden szczep Bacillus cereus i co najmniej jeden szczep Bacillus subtilis w ilości od 0,05 do 0,015 części wagowych liofilizatu na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu.
Istotą wynalazku jest także sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych, który według wynalazku polega na tym, że do co najmniej 38 części wagowych skrobi ziemniaczanej lub kukurydzianej albo pszennej wprowadza się: od 12 do 15 części wagowych kredy, od 10 do 15 części wagowych makuch lnianych, od 7 do 10 części wagowych gliceryny, od 5 do 9 części wagowych mocznika, od 5 do 8 części wagowych oleju palmowego, od 1 do 5 części wagowych fusów z kawy naturalnej z ziaren kawowca lub zbożowej, które miesza się, po czym tak wytworzoną mieszaninę w znany sposób wytłacza się w zakresie temperatur 50°C do 80°C, kolejno wytłoczynę granuluje się, następnie biokompozyt w formie granulatu miesza się z enzymami w formie proszkowej z grupy proteaz w ilości od 2 do 4 rodzajów, korzystnie proteinazę K i/lub papainę i/lub bromelainę i/lub nattokinazę o zawartości enzymu w produkcie od 50 do 20 000 jednostek aktywnych/g lub ml w ilości od 0,0000002 do 0,8 części wagowych na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu, przy czym ewentualnie stosuje się enzymy w formie płynnej po poddaniu liofilizacji, w dalszej kolejności dodaje się liofilizaty od 2 do 5 różnych szczepów bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis, w tym co najmniej jeden szczep Bacillus cereus i co najmniej jeden szczep Bacillus subtilis w ilości od 0,05 do 0,015 części wagowych liofilizatu na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu. Liofilizację szczepów bakterii przeprowadza się w znany sposób uzyskując przeżywalność bakterii wynoszącą przynajmniej 1,0 χ 103 jtk na 1 mg liofilizatu.
Wynalazek dotyczy również zastosowania biokompozytu, wraz z enzymami i bakteriami, do kompostowania w glebie, zwłaszcza w ogrodnictwie i rolnictwie. Polega na implementacji w kompoście tak
PL 247513 Β1 wytworzonego produktu biokompozytu z enzymami z grupy proteaz i liofilizatami szczepów bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis.
Otrzymany sposobem według wynalazku biokompozyt zawierający skrobię, kredę, makuchy lniane, glicerynę, mocznik, olej palmowy, fusy z kawy, w połączeniu z enzymami z grupy proteaz (korzystnie proteinazę K i/lub papainę i/lub bromelainę i/lub nattokinazę) i w połączeniu z liofilizatami szczepów bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis, znajduje zastosowanie jako produkt do kompostowania, zwłaszcza w ogrodnictwie i rolnictwie.
Przedmiot wynalazku wyjaśnia bliżej poniższy przykład realizacji, nie ograniczając jego zakresu.
Przykład
Biokompozyt otrzymano przez odważenie komponentów o składzie ilościowym i jakościowym jak w Tabeli 1 na wadze laboratoryjnej i wymieszanie w mieszalniku elektrycznym z bębnem obrotowym przez 5 min przy 38 obr./min. Nie suszono żadnego ze składników kompozycji.
Tabela 1
Lp. Nazwa Ilość
1. Skrobia ziemniaczana o pH 7,8, zawartości SOi 1,7 mg/kg, zawartości popiołu w suchej masie 0,3% 40 g
2. Kreda o rozdrobnieniu < 45 pm 15 g
3. Makuchy lniane o 12% zawartości włókien surowych i 5% popiołu 15 g
4. Gliceryna 99,89% o zawartości wody 0,11% i gęstości w 20 C 1,26 g/cm3 10 g
5. Mocznik o gęstości nasypowej 0,70-0,78 kg/dm3, o min. 90% udziale cząstek z zakresu 1-3 mm i zawartości N min. 46% (maks. 0,6% jako NH3) 9g
6. Olej palmowy 0 zawartości wody maks. 0,10% 8g
7. Fusy z kawy Robusta 3g
Wytworzoną jak wyżej mieszaninę zadozowano do wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej o średnicy ślimaków 20 mm i długości L = 40 D, wyposażonej w ustnik dwużyłowy o średnicy otworu 3,2 mm z dodatkowym wyposażeniem w postaci dozownika wolumetrycznego, odciągu z chłodzeniem powietrznym (wentylatory i pistolet powietrzny) oraz rynnę prowadzącą do granulatora z odbieralnikiem. Mieszaninę poddano wytłaczaniu stosując parametry jak w Tabeli 2.
Tabela 2
Temperatura stref grzejnych [°C] 1 II III IV
55 60 65 70
Temperatura głowicy [°CJ 75
Temperatura stopu [°C] 90
Moment obrotowy [N/m] 29
Zużycie energii [kW] 1,05
Pobór prądu [A] 2,63
PL 247513 Β1
Schłodzoną wytłoczynę biokompozytu zgranulowano na urządzeniu granulującym.
Przygotowano mieszaninę enzymów z grupy proteaz w formie proszkowej o składzie jakościowym i ilościowym jak w Tabeli 3.
Tabela 3
Lp. Nazwa Ilość
1. Papaina o aktywności 800 U/g 0,027 mg
2. Bromelaina o aktywności 1200 U/g 0,027 mg
3. Nattokinaza (ekstrakt ze sfermentowanej soi) o aktywności 20 000 U/g 0,027 mg
Proteinazę K z Tritirachium album o aktywności enzymatycznej > 600 U/ml w ilości 2 μΙ poddano liofilizacji wspólnie ze szczepami bakterii.
Liofilizacji poddano szczepy bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis jak w Tabeli 4.
Tabela 4
L-P- Oznaczenie szczepu Szczep bakterii
1. PCM 2018 Bacillus cereus
2. KKP358 Bacillus cereus
3. KKP361 Bacillus subtilis
Sporządzono zawiesiny każdego ze szczepów bakterii (Tabela 4) w sterylnej soli fizjologicznej o mętności roztworu 2,0 McF, co odpowiada teoretycznej gęstości optycznej 550 nm wynoszącej 0,5 i liczebności około 600 χ 106 jtk/ml. Następnie po 1 ml każdej zawiesiny przenoszono w warunkach sterylnych na płytki Petriego o średnicy ok. 90 mm zawierające 15-25 ml zestalonej pełnowartościowej pożywki agarowej tryptonowo-sojowej (TSA-Tryptone Soya Agar). Naniesiony 1 ml zawiesiny rozprowadzono równomiernie głaszczką mikrobiologiczną po powierzchni agaru i inkubowano w czasie 24-48 godzin w temperaturze 26°C, aż do momentu całkowitego porośnięcia powierzchni pożywki agarowej. Dla każdego szczepu przygotowano po 10 płytek Petriego. Po inkubacji wyrosłe kolonie bakteryjne z każdej płytki Petriego zebrano skrobaczką mikrobiologiczną i naniesiono na wspólną dla wszystkich płaską szklaną płytkę. Na tę samą szklaną płytkę naniesiono enzym Proteinazę K wformie płynnej w ilości 2 μΙ. Taką otrzymaną kulturę mieszaną wraz z enzymem, poddano procesowi liofilizacji przez 4 godziny w próżni 0,5 mbar i temperaturze w trakcie procesu wynoszącej -60°C, uzyskując przeżywalność bakterii wynoszącą min 4,0 χ 106jtk na 1 mg liofilizatu.
Uprzednio uformowany granulat biokompozytu o kształcie spłaszczonej okrągłej tabletki o średnicy od 3,0 do 4,0 mm i wysokości od 1,0 do 3,0 mm manualnie zmieszano z uprzednio przygotowanymi enzymami wformie proszkowej (jak wTabeli 3) i liofilizatem szczepów bakterii (jak wTabeli 4) i enzymu proteinazy K w ilości 0,002 części wagowych liofilizatu na 100 części wagowych biokompozytu, po czym tak otrzymany produkt, tj. biokompozyt z enzymami i liofilizatami, niezwłocznie umieszczono w szczelnym opakowaniu. Biokompozytowy produkt w ilości 50 g umieszczono w kompostowniku ogrodowym zawierającym 100 L kompostu w fazie dojrzałej. Całość przemieszano. W kompoście w sposób regularnie rozproszony umieszczono skrawki folii płaskiej z polilaktydu (PLA, Ingeo™ Biopolymer, 2003D, Naturę Works® LLC, USA) o grubości 0,090 mm, szerokości 1,5 cm i wysokości 10 cm w ilości 40 szt. Kompostowniki przechowywane były w warunkach środowiskowych w temperaturze otoczenia w zakresie 5-35°C przez okres 12 tygodni, przy zapewnieniu wilgotności min. 50%, którą zapewniano przez podlewanie wodą wodociągową. Co 2 tygodnie całość mieszano manualnie. Po okresie 12 tygodni oznaczono właściwości kompostu w stosunku do wyjściowych parametrów, tj. ogólną liczebność bakterii
PL 247513 Β1 przez posiew z seryjnych rozcieńczeń dziesiętnych na podłożu agarowym PCA (Platę Count Agar) i inkubacji 48 h w 26°C, pH i potencjał redoks przez pomiar dedykowanymi elektrodami, wyniki zawarto w Tabeli 5.
Tabela 5
Lp. Mierzony parametr Różnica po 12 tygodniach w stosunku do wartości wyjściowych
1. Ogólna liczebność drobnoustrojów w kompoście - OLD [jtk/mi] Wzrost o ok. 60%
2. pH Brak istotnych różnic
3. Potencjał redoks [mVj Wzrost 0 ok. 30%
Po 12 tygodniach oznaczono także właściwości folii PLA w stosunku do wyjściowych parametrów i tak oznaczono ubytek masy wyznaczony zgodnie z PN-EN ISO 846:2019, różnice w wartości indeksu karbonylowego wyznaczone za metodą spektroskopii fourierowskiej w podczerwieni (FTIR), w stosunku tlen do węgla (O/C) wyznaczone za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) z przystawką do analizy pierwiastkowej (EDX), wyniki zawarto w Tabeli 6.
Tabela 6
Lp. Mierzony parametr Różnica po 12 tygodniach w stosunku do wartości wyjściowych
1. Ubytek masy [%] 88%
2. Indeks karbonylowy spadek o 9,31%
3. Tlen/węgla (O/C) wzrost o 10,7%
Korzystnymi skutkami zastosowania biokompozytu, w połączeniu z enzymami z grupy proteaz i liofilizatami szczepów bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis do implementacji w kompoście, jest zwiększenie ogólnej liczebności mikroorganizmów (OLD) w kompoście po 12 tygodniach o 60%, a także zwiększenie potencjału redoks o około 30% bez wpływu na odczyn kompostu w porównaniu do wartości sprzed wprowadzenia biokompozytu do kompostu.
Korzystnymi skutkami zastosowania biokompozytu w połączeniu z enzymami z grupy proteaz i liofilizatami szczepów bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis do implementacji w kompoście jest ubytek masy folii PLA o 88%, a także zmiany degradacyjne pozostałego materiału polimerowego na poziomie ok. 9-10% (ocena na podstawie spadku wartości indeksu karbonylowego i wzrostu stosunku tlen/węgiel O/C) po 12 tygodniach implementacji w kompoście.
Po 12 tygodniach od implementacji kompost przesiano przez sita o kolejnej wielkości oczek: 10 mm, 5 mm i 2 mm. Po przesianiu nie stwierdzono na sicie śladów biokompozytu, tak więc nośnik ulega całkowitemu rozkładowi i niemożliwe jest jego odseparowanie z kompostu po przesianiu podłoża na sicie o wielkości oczek > 2 mm.
Literatura:
1. Martyniuk, S. (2011). Skuteczne i nieskuteczne preparaty mikrobiologiczne stosowane w ochronie i uprawie roślin oraz rzetelne i nierzetelne metody ich oceny. Postępy mikrobiologii, 50 (4).
2. Czekał, W., Witaszek, K., Rodriguez Carmona, P. C., & Grzelak, M. (2013). Instalacje do przemysłowego kompostowania bioodpadów: wady i zalety. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna (2).
3. Woźniak-Karczewska, M., Giszter, R., Kutrowska, A., Czaban, A., Marecik, R., Szulc, A., & Kloziński, A. (2018). Czy komercyjnie dostępne „foliowe torby biodegradowalne” są przyjazne środowisku. Nauka Przyroda Technologie, 12(1), 1.

Claims (3)

1. Biokompozyt do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych, znamienny tym, że zawiera co najmniej 38 części wagowych skrobi ziemniaczanej lub kukurydzianej albo pszennej, od 12 do 15 części wagowych kredy, od 10 do 15 części wagowych makuch lnianych, od 7 do 10 części wagowych gliceryny, od 5 do 9 części wagowych mocznika, od 5 do 8 części wagowych oleju palmowego, od 1 do 5 części wagowych fusów z kawy naturalnej z ziaren kawowca lub zbożowej oraz zawiera od 2 do 4 rodzajów enzymów z grupy proteaz, w tym korzystnie proteinazę K i/lub papainę i/lub bromelainę i/lub nattokinazę w postaci płynnej lub proszkowej o zawartości enzymu w produkcie od 50 do 20 000 jednostek aktywnych/g lub ml w ilości od 0,0000002 do 0,8 części wagowych na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu, nadto zawiera liofilizaty od 2 do 5 różnych szczepów bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis, w tym co najmniej jeden szczep Bacillus cereus i co najmniej jeden szczep Bacillus subtilis w ilości od 0,05 do 0,015 części wagowych liofilizatu na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu.
2. Sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych, według wynalazku znamienny tym, że do co najmniej 38 części wagowych skrobi ziemniaczanej lub kukurydzianej albo pszennej wprowadza się: od 12 do 15 części wagowych kredy, od 10 do 15 części wagowych makuch lnianych, od 7 do 10 części wagowych gliceryny, od 5 do 9 części wagowych mocznika, od 5 do 8 części wagowych oleju palmowego, od 1 do 5 części wagowych fusów z kawy naturalnej z ziaren kawowca lub zbożowej, które miesza się, po czym tak wytworzoną mieszaninę w znany sposób wytłacza się w zakresie temperatur 50°C do 80°C, kolejno wytłoczynę granuluje się, następnie biokompozyt w formie granulatu miesza się z enzymami w formie proszkowej z grupy proteaz w ilości od 2 do 4 rodzajów, korzystnie proteinazę K i/lub papainę i/lub bromelainę i/lub nattokinazę o zawartości enzymu w produkcie od 50 do 20 000 jednostek aktywnych/g lub ml w ilości od 0,0000002 do 0,8 części wagowych na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu, przy czym ewentualnie stosuje się enzymy w formie płynnej po poddaniu liofilizacji, w dalszej kolejności dodaje się liofilizaty od 2 do 5 różnych szczepów bakterii Bacillus cereus i Bacillus subtilis, w tym co najmniej jeden szczep Bacillus cereus i co najmniej jeden szczep Bacillus subtilis w ilości od 0,05 do 0,015 części wagowych liofilizatu na 100 części wagowych granulowanego biokompozytu, przy czym liofilizację szczepów bakterii przeprowadza się w znany sposób uzyskując przeżywalność bakterii wynoszącą przynajmniej 1,0 χ 103 jtk na 1 mg liofilizatu.
3. Zastosowanie biokompozytu określonego w zastrz. 1 i/lub wytworzonego sposobem określonym w zastrz. 2, jako produktu do kompostowania w glebie, zwłaszcza w ogrodnictwie i rolnictwie.
PL445889A 2023-08-23 2023-08-23 Biokompozyt i sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych oraz zastosowanie biokompozytu do kompostowania PL247513B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL445889A PL247513B1 (pl) 2023-08-23 2023-08-23 Biokompozyt i sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych oraz zastosowanie biokompozytu do kompostowania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL445889A PL247513B1 (pl) 2023-08-23 2023-08-23 Biokompozyt i sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych oraz zastosowanie biokompozytu do kompostowania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL445889A1 PL445889A1 (pl) 2025-02-24
PL247513B1 true PL247513B1 (pl) 2025-07-21

Family

ID=94686982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL445889A PL247513B1 (pl) 2023-08-23 2023-08-23 Biokompozyt i sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych oraz zastosowanie biokompozytu do kompostowania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL247513B1 (pl)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000262277A (ja) * 1999-01-13 2000-09-26 Washi Kosan Kk 菌体製剤
CN111826310A (zh) * 2020-07-03 2020-10-27 江南大学 一种含有嗜麦芽寡养单胞菌的菌酶混合制剂及其应用
CN115044510A (zh) * 2022-06-27 2022-09-13 江南大学 菌酶联合体及其在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料降解中的应用
WO2023094891A1 (en) * 2022-01-25 2023-06-01 Taghinia Elham Plastic waste degradation by fungi isolated from plastic garbage around tehran

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000262277A (ja) * 1999-01-13 2000-09-26 Washi Kosan Kk 菌体製剤
CN111826310A (zh) * 2020-07-03 2020-10-27 江南大学 一种含有嗜麦芽寡养单胞菌的菌酶混合制剂及其应用
WO2023094891A1 (en) * 2022-01-25 2023-06-01 Taghinia Elham Plastic waste degradation by fungi isolated from plastic garbage around tehran
CN115044510A (zh) * 2022-06-27 2022-09-13 江南大学 菌酶联合体及其在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料降解中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
PL445889A1 (pl) 2025-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Adegunloye et al. Microbial analysis of compost using cowdung as booster
CN113461452B (zh) 基于生物降解高分子材料的低co2释放量腐殖质转化方法及应用
US20140352376A1 (en) Fertilizer compositions methods of making and using same
CN103613447B (zh) 一种多元高肥效缓释颗粒肥及其制备方法
CN107698301B (zh) 一种高无机养分颗粒全元生物有机肥料及其制备方法
CN105837315A (zh) 一种微生物菌剂复合有机肥的生物菌肥及其制备方法
Stella et al. Organic fertilizer amended with immobilized bacterial cells for extended shelf-life
CN101200385A (zh) 用侧孢芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌制备复合微生物肥料
CN105316249A (zh) 一种枯草芽孢杆菌及微生物菌剂和它们在发酵腐熟中的应用
CN108558535A (zh) 一种土壤改良剂及其制备方法
CN118995484A (zh) 一种固氮促生型荧光假单胞菌复合制剂及其制备方法和应用
US12043586B2 (en) Special controlled-release microbial fertilizer for peanuts in continuous cropping field and preparation method thereof
CN104341235B (zh) 一种生物性肥料菌粒剂的制造方法
CN117586082A (zh) 生物菌肥及其与微塑料联用在促进植物光合作用中的应用
JP2013116996A (ja) 竹を用いた土壌改良材、竹を用いた土壌改良方法
PL247513B1 (pl) Biokompozyt i sposób otrzymywania biokompozytu do wytwarzania produktów enzymatyczno-bakteryjnych oraz zastosowanie biokompozytu do kompostowania
CN1502671A (zh) 酸性土壤改性增肥剂
CA2445075A1 (en) Method for the production of a material for the promotion of plant growth based on clay and rock powder and product obtained therewith
CN1030312C (zh) 一种生物复合肥及其制造方法
KR960002865B1 (ko) 질소 고정 미생물 비료 및 그의 제조 방법
CN116375525A (zh) 一种缓释有机肥料的制备方法
Kanishka et al. Formulation Breakthroughs: The Key to Tackling Biofertilizer Shelf Life and Quality Challenges.
PL247144B1 (pl) Biokompozyt i sposób otrzymywania biokompozytu do poprawy jakości biologicznej gleby oraz zastosowanie biokompozytu
CN115650804A (zh) 一种园林有机肥及基于沼渣的园林有机肥制备方法
RU2698659C1 (ru) Способ грануляции пироугля с иммобилизованными микроорганизмами и гранулы, полученные указанным способом