TR201901053A2 - - Google Patents

Abstract

Buluş, saf tereftalik asit (PTA) atık sularının arıtılmasında kullanılacak olan, biyoparçalama etkinliği yüksek ve biyolojik olarak çevre dostu sıvı formda bakteri kültür ürünleri oluşturulması ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME ATIK SUDAN PTA BILESIKLERININ GIDERILMESI IÇIN RAF ÖMRÜ YÜKSEK SIVI MIKROORGANIZMA KARISIMI VE ELDE ETME YÖNTEMI Bulusun ilgili oldugu teknik alan: Bulus, çesitli petrokimya ve petrol rafineri tesislerinin biyolojik aritim uygulamalarinda kullanilmak üzere, hidrokarbon türlerine göre uygun substrat varliginda, biyoparçalama etkinligi yüksek, biyolojik olarak çevre dostu sivi formda bakteri kültür ürünleri olusturulmasi ile ilgilidir.

Bulus özellikle, zor parçalanir özellikte olan ksenobiyotik karakterdeki saf tereftalik asit (PTA) atik sularinin aritilmasinda kullanilacak olan adapte, oldukça etkili ve performansi yüksek, sivi formda bakteri kültürlerinin, reaktör sistemlerinde uygun substratlar varliginda çogaltilarak eldesi ile ilgilidir.

Teknigin bilinen durumu: Sanayi, tarim, madencilik, eczacilik vs kaynakli kirleticilerin ortaya çikmasiyla birlikte, bu kirleticilerin ortadan kaldirilmasinda yeni uygulamalara ihtiyaç dogmustur. Bu nedenle kirliliklerin giderilmesinde, mikrobiyal biyoteknoloji potansiyeli olan mikroorganizmalari kullanan Çevre Biyoteknolojisi uygulamalari gelistirilmistir.

Böylelikle, yüzey ve yeralti sularinin aritimi, toprak iyilestirmesi, endüstriyel atik sularin aritimi gaz saflastirmasi, gelismeye baslamistir.

Mikroorganizmalar, hem dogal olarak meydana gelen hem de çevresel kirleticilerin yapisinda bulunan hidrokarbonlari parçalama yetisine sahiptir. Bugüne kadar yapilan çalismalarda mikroorganizmalarin fenol, benzoat, eikosan, 2,4-dikl0rafenoksiasetik asit (, ksenobiyotik hidrokarbonlar ve ham petrolün yapisinda bulunan çesitli kirleticileri, uygun ortam sartlarinda parçalayabildikleri kesfedilmistir. numarali patent dosyasi incelenmistir. Basvuruya konu edilen bulusun özet kisminda, kirlenmis topraktan izole edilen hidrokarbon ayristirici mikroorganizmalarin optimum fermentasyonu yoluyla saglanmasi” bilgileri yer almaktadir. Ancak, mevcut bulus, yalnizca petrol ile kirlenmis toprak üzerinde çalismasi sebebiyle, etki ettigi kontamine alan ve tür bakimindan sinirli kalabilmektedir. numarali patent dosyasi incelenmistir. Basvuruya konu edilen bulusun özet kisminda kültürünün zenginlestirilmesi yoluyla elde edilen biyolojik olarak saf bakteri kültürünün, oksijenli solunumu sirasinda, metil t-bütil eter (MTBE)'deki eter bagini kirarak geçis bilesigi t-bütil alkole (TBA)'e sonra COz'ye kadar indirgemesi” bilgileri yer almaktadir.

Mevcut sistem, düsük uçuculuga sahip kursunsuz benzin karisimlarinda oktan gelistirici olarak kullanilan alkil-alkil eterlerin, özellikle metil t-bütil'in degredasyonunu saglamaktadir. Buna göre, izole bakteri kültürünün etki ettigi bilesiklerin yalnizca alkil- alkil eterler olmasi gibi bir temel dezavantaj içermektedir.

Yukarida listelenen buluslarda teknigin bilinen durumlari dikkate alindiginda, atik suyu aritimi amaçli ürün veya yöntemlerin, etki ettigi kontamine tür ve bilesen bakimindan, aktivasyonunun (etkinliginin, verimliliginin) sinirli kaldigi görülmektedir. Buna göre, mevcut çözümlerin PTA atik suyu yüksek verimli biyolojik aritimi hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi geregi dogmustur.

Bulusun amaci: Bulusun en önemli amaci, PTA atik suyu aritimi için adapte, biyolojik parçalama etkinligi yüksek sivi bakteri kültürünün elde edilmesi ve çogaltilarak raf ömrü uzun stabilize bakteri kültürü haline getirilmesidir.

Bulusun diger önemli amaci, etki ettikleri sisteme kolay adapte olmalarini saglamak ve bu sayede bakteri kültürlerinin etkinliginin hizli olmasini saglamaktir.

Bulusun bir diger önemli amaci, yüksek biyolojik parçalama etkinligi ve sistem adaptasyonu sayesinde söz konusu islem için ekonomik sarfiyatin azaltilmasidir. (Üretiminin düsük maliyete sahip olmasidir) Sekillerin açiklamasi: SEKIL -1; Raf ömrü çalismalarina iliskin, canli mikroorganizma konsantrasyonunun aylara göre degisimini veren grafiktir.

Bulusun açiklamasi: Bulus özellikle, zor parçalanir özellikte olan ksenobiyotik karakterdeki saf tereftalik asit PTA atik sularinin aritilmasinda kullanilacak olan adapte, oldukça etkili ve performansi yüksek, sivi formda karisik bakteri kültürlerinin, reaktör sistemlerinde uygun substratlar varliginda çogaltilarak eldesi ile ilgilidir.

Biyoparçalama etkinligi yüksek bu bulusa konu olan, raf ömrü uzun sivi formda stabilize bakteri kültürü; temel bilesenler olarak, aktif çamurdan izole bakteri karisimi, distile su ve çesitli nitrat tuzlari içeriklerinden olusmaktadir.

Aktif çamurdan izole edilen özel bakteri karisiminin içeriginde; Pseudomonadaceae, Comamonadaceae familyalarindan en az biri bulunmaktadir. Pseudomonadaceae Bacteria domaininde bulunan bir familya olup, Azomonas, Azomonotrichon, Azorhizophilus, Azotobacter, Cellvibrio, Mesophilobacter, Pseudomonas, Rhizobacter, Rugamonas, ve Serpens gibi bakteri cinsleri bu familyaya dahildir. Comamonadaceae ise genis ve çesitli bir bakteriyel familyadir. Acidovorax, Albidiferax, Alicycliphilus, Brachymonas, Caenimonas, Comamonas, Curvibacter, Delftia, Diaphorobacter, Extensimonas, Giesbergeria, Hydrogenophaga, Hylemonella gibi bakteri cinsleri bu familyaya dahildir. Pseudomonadaceae, Comamonadaceae familyalari dogal habitatlari olan mevcut atik su aritma sisteminden izole edilmis olup, sisteme adaptasyonlari çok kolay ve hizli olmaktadir.

Nitrat tuzlari içerigindeki nitrat iyonlarinin, birtakim mikroorganizmalarca azot gazina dönüstürülmesi sonucu enerji üretimi saglanmaktadir. Bu olaya denitrifikasyon adi verilmektedir. Denitrifikasyon bakterileri, anoksik kosullarda büyümeleri için gerekli enerjiyi bu sekilde elde etmekte ve bu sayede canliliklari ve sayilari, dolayisiyla da raf ömürleri korunmus olmaktadir. Pseudomonas stutzeri gibi çok sayida bakteri türünün, anaerobik solunum için temel elektron alicisi olarak nitrat veya nitriti kullanarak denitrifikasyon yaptigi bilinmektedir. Nitrat tuzlari, nitrik asitin tuzlaridir ve çesitleri arasinda sodyum nitrat, potasyum nitrat, amonyum nitrat bulunmaktadir.

Distile su, normal çesme suyunun belirli bir sicaklikta kaynatilarak içindeki patojen maddeler ayrilip tekrar yogunlastirilarak su haline getirilmesiyle elde edilir. Ürün eldesi için asagidaki yöntem izlenmektedir. Çogaltilan bakteri izolatlarinin bilesenleri ve miktarlari Tablo 1”de gösterilmistir.

Tablo 1: Çogaltilan bakteri izolatlarinin bilesenleri ve miktarlarini gösterirtablo Sira No Bilesenler Madde miktari (%) 1 Aktif çamurdan izole %2-20 edilen özel bakteri karisimi 2 Distile su %78-97.9 3 Sodyum nitrat %O,1-2 Bulusun asil unsuru ürün içerigiyle ilgili olarak, yukaridaki tabloda verilen bilesenler kullanilmakta olup, asagida verilen üretim yöntemi ile nihai ürün olan sivi formda stabilize bakteri kültürü elde edilmektedir. Sivi formda bakteri kültürü 0 Ürün karisiminda %2-20 oraninda olmak üzere, Pseudomonadaceae, Comamonadaceae, familyalari bakteri karisiminin aktif çamurdan izole edilmesi . %78-97,9 oran araliginda distile suyun içerisine %O,1-2 oraninda sodyum nitrat eklenerek bakteri besleyici büyüme ortami olusturulmasi o Besleyici büyüme ortami olusturulmasini takiben, 27°C sicaklikta, %2-20 oran araligindaki izole bakteri karisimi besleyici büyüme ortamina eklenerek sivi formda bakteri kültürü elde edilmesi islem basamaklarindan olusmaktadir.

Anilan islem basamaklari sonrasi elde edilen ürünün, 20-35°C sicaklik. pH 6-8 asitlik derecesinde raf ömrü çalismalari yapilmistir. Raf ömrü çalismalarina mikroorganizma baslangiç konsantrasyonu en az 1010 kob/ml olacak sekilde baslanmis ve sayisinin 6 ay sonunda 104-108 kob/ml oldugu saptanmistir. Buna göre saklama kosullari optimum sicaklik 20-35°C, pH 6-8 olacak sekilde, en az 6 aya kadar raf ömrü saptanmistir. Raf ömrü çalismalarinda canli mikroorganizma sayisinin aylara göre degisim grafigi Sekil 1'de belirtilmistir.

Bulusa konu olan, PTA atik suyu için biyoparçalama verimi yüksek sivi ürün eldesinde ön denemeler yapilarak bakteri kültürlerinin parçalama ve canlilik aktivitesi en uygun olacak sekilde farkli saklama kosullarinin belirlenmesi saglanmistir. Bu kapsamda üretilen bu mikroorganizmalar ile sivi ürünlerin rafömrü sonunda tereftalik asit (TFA), 4-karb0ksibenzaldehit (4-CBA) ve paratoluik asit (P-tol) gibi PTA atik suyunu olusturan kimyasallari parçalama etkinligi degerlendirilmistir.

Bulusa konu toz formda bakteri kültürünün, biyolojik aritma sistemlerinde, petrol sanayiinde ve saf tereftalik asit (PTA) atik suyu aritiminda kullanilmasi amaçlanmaktadir. Çalismada ön denemeler yapilarak ürün içerigindeki en uygun oranlar belirlenmistir.

Dolayisiyla bu yüzdelik oranlar son ürünün bakteri canlilik konsantrasyonu açisindan önemlidir ve oranlarda degisiklik olmasi, bakteri canliligina bakildiginda hem son ürün hem de çevresel sistemde uygulama durumlarinda beklenmedik düsüslere yol açacaktir. Bu durumda nihai hedef olan aritma sürecinin performansinda iyilesme görülmeyecektir.

Claims (1)

1. ISTEMLER . Sivi formda bir bakteri kültürü olup özelligi; hacimce %2-20 oraninda aktif çamurdan izole edilen bakteri familyasi karisimi ve bakteri besleyici büyüme ortami olarak hacimce %78-97,9 oraninda distile su ile hacimce . Istem 1'e göre bir bakteri kültürü olup özelligi; aktif çamurdan izole bakteri familyasi karisiminin Pseudomonadaceae ve/veya Comamonadaceae familyalarindan olusmasidir. . Istem 2'ye göre bir bakteri kültürü olup özelligi; Pseudomonadaceae bakteri familyasinin Azomonas, Azomonotrichon, Azorhizophilus, Azotobacter, Cellvibrio, Mesophilobacter, Pseudomonas, Rhizobacter, Rugamonas, ve/veya Serpens bakteri cinslerinden olusmasidir. . Istem 2*ye göre bir bakteri kültürü olup özelligi; Comamonadaceae bakteri familyasinin Acidovorax, Albidiferax, Alicycliphilus, Brachymonas, Caenimonas, Comamonas, Curvibacter, Delttia, Diaphorobacter, Extensimonas, Giesbergeria, Hydrogenophaga ve/veya Hylemonella bakteri cinslerinden olusmasidir. . Önceki istemlerden herhangi birine göre bir bakteri kültürü olup özelligi; 20-35°C sicaklik araliginda, ph 6-8 araliginda olacak sekilde 6 aya kadar raf ömrüne sahip olmasidir. . Istem 1'e göre bir bakteri karisimi olup özelligi; nitrat tuzlarinin, sodyum nitrat, potasyum nitrat ve/veya amonyum nitrattan olusmasidir. . Önceki istemlerden herhangi birine göre sivi formda bakteri kültürünün hazirlama yöntemi olup özelligi; i. Aktif çamurdan bakteri familyalarinin izole edilmesi, ii. Bakteri besleyici büyüme ortami bileseni olusturulmasi, iii. Hazirlanan bakteri besleyici büyüme ortamina aktif çamurdan izole edilen bakteri karisiminin eklenmesi islem adimlarini içermesidir. 8. Istem 7'ye göre bir yöntem olup özelligi; bakteri besleyici büyüme ortaminin distile su ve/veya sodyum nitrat içermesidir. 9. Istem 7 veya 8ie göre bir yöntemle hazirlanan sivi formda bakteri kültürü. 10.Istem 9'a göre sivi formda bakteri kültürünün biyolojik aritma sistemlerinde kullanimi. 11.Istem 9*a göre sivi formda bakteri kültürünün petrokimya ve/veya petrol rafineri tesislerinde atik su aritiminda kullanimi. 12. Istem 9'a göre sivi formda bakteri kültürünün saf tereftalik asit (PTA) atik suyu aritiminda kullanimi.