Biodegradation of the potato slops with a mixed population of aerobic bacteria - optimisation of temperature and pH

• Autorzy: Krzywonos M. , Cibis E. , Miskiewicz T.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to optimise the parameters (temperature and pH) of potato slops biodegradation with a mixed population of thermophilic and mesophilic aerobic bacteria of the genus Bacillus. Temperature and pH were optimised during 93-hour growth in the shake-flasks at 30 to 60°C and pH 3.88 to 9.0. The course of the biodégradation process at optimal temperature and pH, and with increased oxygen supply, was investigated in an aerated stirred-tank bioreactor. During cultivation in shake-flasks, the following phenomenon was observed: the higher was the process temperature, the sooner the maximal number of cells was achieved. Taking into account the need of maximising the extent of the COD reduction, the optimal temperature and pH values (calculated on the basis of experimental data) were 44.6°C and 7.40. With such parameters, a 22.5% reduction in COD was obtained. The highest number of cells (2.3x109/mL) was achieved at 30°C and pH 5.96. The biodégradation of potato slops in the stirred-tank bioreactor yielded an 86.5% reduction in COD. The process was carried out for 53 hours but most of the pollutants were degraded at the initial stage (21 h). Of the compounds which were utilised as carbon sources and occurred in the highest amounts, lactic, propionic and acetic acids were removed completely (100%), while the removal of reducing substances and glycerol exceeded 90%.

PL

Celem pracy była optymalizacja parametrów biodegradacji (pH i temperatury) wywaru ziemniaczanego za pomocą mieszanej populacji tlenowych bakterii termo- i mezofilnych z rodzaju Bacillus. Optymalizacji pH i temperatury dokonano, prowadząc 93-godzinne hodowle w kolbach wstrząsanych w zakresie temperatur od 30 do 60°C oraz pH od 3,88 do 9,0. W napowietrzanym bioreaktorze typu STR sprawdzono, jak przebiegał proces biodegradacji wywaru w warunkach utrzymywania temperatury i pH na stałych optymalnych poziomach oraz przy zwiększonej podaży tlenu. Stwierdzono, że podczas hodowli w kolbach wstrząsanych maksymalna liczba komórek bakterii została tym wcześniej osiągnięta, im wyższa była temperatura procesu (rys. 1 a-c). Na podstawie danych doświadczalnych obliczono, że ze względu na maksymalizację stopnia redukcji ChZT optymalne wartości temperatury i pH wynosiły odpowiednio 44,6°C i 7,40 (rys. 2). Przy tych parametrach redukcja ChZT wynosiła 22,5%. Natomiast parametry, przy których liczba komórek była największa (2,3•109/mL), to temperatura wynosząca 30°C oraz pH równe 5,96 (rys. 3). Biodegradacja wywaru ziemniaczanego przeprowadzona w bioreaktorze typu STR charakteryzowała się wysokim, wynoszącym 86,5%, stopniem redukcji ChZT. Proces trwał 53 godzinny, a rozkład zanieczyszczeń nastąpił przede wszystkim w jego początkowym okresie (rys. 4). Spośród związków stanowiących źródło węgla i występujących w wywarze w największych ilościach, kwasy mlekowy, propionowy i octowy zostały usunięte w 100%, a substancje redukujące i gliceryna w ponad 90% (tab.1).

Słowa kluczowe

EN

biodegradation; potato slop; temperature; batch culture; aerobic bacteria; Bacillus; pH

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Food and Nutrition Sciences
• Rocznik: 2002
• Tom: 11/52
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.13-18,fig.

Twórcy

autor

Krzywonos M.

• Wroclaw University of Economics, Komandorska 118-120, 53-345 Wroclaw, Poland

autor

Cibis E.

autor

Miskiewicz T.