СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСОРБЕНТА ИОНОВ РАДИОАКТИВНЫХ ЕВРОПИЯ И АМЕРИЦИЯ Советский патент 1996 года по МПК B01J20/22 C12N1/14 

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу получения биосорбентов ионов радиоактивных элементов из биомасс микромицетов основного отхода производств экзогидролаз.

Цель изобретения получение биосорбентов с повышенной сорбционной способностью по отношению к ионам радиоактивного европия и америция.

Все отличительные признаки, указанные в формуле изобретения, являются существенными, поскольку только их совокупность и последовательность обеспечивают достижение поставленной цели получение биосорбентов по отношению к ионам европия и америция.

Сущность изобретения заключается в следующем. Биомассу, полученную при культивировании продуцента целлюлолитических ферментов Trichoderma viride 13/10 или Aspergillus japonicus Saito BKMF 2632 Д или Aspergillus foetidus M-45 отделяют от культуральной жидкости, обрабатывают 0,25-1,50% спиртовым раствором ортофосфорной кислоты при t=10-50^oC, затем твердую фазу промывают избытком воды до нейтрального значения рН, сушат, измельчают и используют как биосорбент.

Сорбционную способность биосорбентов, полученных предлагаемым способом, определяли по коэффициенту распределения (K_d). Коэффициент распределения характеризует распределение европия или америция между твердым сорбентом и жидкой фазой и рассчитывается по формуле
K_d= × , где А_сорб радиоактивность в сорбенте, Бк;
А_в.ф. радиоактивность в водной фазе, Бк;
V_вод объем водной фазы, мд;
Р_тв масса твердого сорбента, г.

Значения К_d определяли для европия и америция.

Обработка биомассы раствором ортофосфорной кислоты позволяет эффективно удалить водорастворимые соединения, такие как белки, аминокислоты, моно- и олигосахариды, нуклеотиды за счет разрушения водородных связей.

Применение спиртового раствора кислоты позволяет удалить, кроме вышеназванных соединений, липиды, воски и другие вещества, относящиеся к жирам.

Концентрация кислоты 0,25-1,50% является оптимальной, т.к. при меньшей концентрации происходит неполное удаление сопутствующих веществ, содержащихся в биомассе. При концентрации кислоты выше 1,50% происходит разрушение хитин-глюканового комплекса.

Температура, при которой происходит промывка биомассы спиртовым раствором ортофосфорной кислоты, должна быть 10-50^оС.

При температуре менее 10^оС происходит лишь частичное удаление вышеперечисленных сопутствующих соединений за счет недостаточного разрушения водородных связей и фосфоролиза. При температуре обработки выше 50^оС происходит изменение структуры активных центров сорбции вследствие разрушения хитин-глюканового комплекса.

После обработки биомассы спиртовым раствором ортофосфорной кислоты необходима промывка твердой фазы водой для удаления остаточных количеств кислоты и спирта. В противном случае уменьшается сорбционная способность биосорбентов по отношению к ионам европия и америция.

П р и м е р 1. Биомассу продуцента целлюлолитических ферментов Trichoderma viride 13/10 обрабатывают двухкратным количеством 1%-ого спиртового раствора ортофосфорной кислоты при температуре 30^оС. Затем твердую фазу, отделенную от жидкой фильтрацией, промывают водой до значения рН 7,0. Полученный твердый остаток сушат, измельчают и используют как биосорбент ионов европия и америция.

Коэффициент распределения (К_d) по европию 1230, К_d по америцию 1337.

П р и м е р 2. Согласно примеру 1, но для обработки использовали биомассу Aspergillus japonicus Saito BKMF-2632 Д.

К_d по европию 1205, К_d по америцию 1290.

П р и м е р 3. Согласно примеру 1, но для обработки используют биомассу продуцента Aspergillus foetidus M-45.

K_d по европию 1220, K_d по америцию 1305.

П р и м е р 4. Согласно примеру 1, но для обработки используют биомассу продуцента Aspergillus awamori 16.

K_d по европию 915, K_d по америцию 965.

П р и м е р 5. Согласно примеру 1, но биомассу обрабатывают 0,25%-ным спиртовым раствором ортофосфорной кислоты.

K_d по европию 1160, K_d по америцию 1207.

П р и м е р 6. Согласно примеру 1, но биомассу обрабатывают 0,20%-ным спиртовым раствором ортофосфорной кислоты.

K_d по европию 970, K_d по америцию 1080.

П р и м е р 7. Согласно примеру 1, но биомассу обрабатывают 1,5%-ным спиртовым раствором ортофосфорной кислоты.

K_d по европию 1183, K_d по америцию 1220.

П р и м е р 8. Согласно примеру 1, но биомассу обрабатывают 1%-ным водным раствором ортофосфорной кислоты.

K_d по европию 834, K_d по америцию 985.

П р и м е р 9. Согласно примеру 1, но биомассу обрабатывают 1,6-ным спиртовым раствором ортофосфорной кислоты.

K_d по европию 992, K_d по америцию 1095.

П р и м е р 10. Согласно примеру 1, но отсутствует стадия промывки твердого остатка водой.

K_d по европию 812, K_d по америцию 950.

П р и м е р 11. Согласно примеру 1, но обработку биомассы проводят при t=10^oC.

K_d по европию 1143, K_d по америцию 1212.

П р и м е р 12. Согласно примеру 1, но обработку биомассы проводят при t=7^oC.

K_d по европию 985, K_d по америцию 1087.

П р и м е р 13. Согласно примеру 1, но обработку проводят при t=50^oC.

K_d по европию 1151, K_d по америцию 1232.

П р и м е р 14. Согласно примеру 1, но обработку биомассы проводят при t=55^oC.

K_d по европию 979, K_d по америцию 1043.

П р и м е р 15. Согласно примеру 1, но промывку твердой фазы водой проводят до значения рН 6,5.

K_d по европию 1184, K_d по америцию 1280.

П р и м е р 16. Согласно примеру 1, но промывку твердой фазы водой проводят до значения рН 6,0.

K_d по европию 995, K_d по америцию 1085.

Все примеры приведены в таблице.

Коэффициент распределения биосорбентов, полученных предлагаемым способом, по отношению к ионам европия и америция увеличен в 1,5 раза по сравнению с прототипом.

Область использования: биотехнология. Сущность изобретения - получение биосорбентов с повышенной сорбционной способностью по отношению к ионам америция и европия. В качестве микроорганизма используют продуценты целлюлолитических ферментов, а выделение биосорбентов осуществляют путем обработки биомассы 0,25 - 1,50%-ным спиртовым раствором ортофосфорной кислоты при 10 - 15^oС с последующей промывкой твердой фазы избытком воды до нейтрального значения рН. При получении биосорбентов предлагаемым способом коэффициент распределения увеличивается в 1,5 раза. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСОРБЕНТА ИОНОВ РАДИОАКТИВНЫХ ЕВРОПИЯ И АМЕРИЦИЯ путем обработки биомассы микроорганизмов экстрагентом, сушки и измельчения, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости биосорбента, используют биомассу микроорганизмов Trichoderma viride 13/10 или Aspergillus japonicus Saito ВКМF-2632Д или Aspergillus foetidus М-45, в качестве экстрагента используют 0,25 - 1,50%-ный спиртовой раствор ортофосфорной кислоты и обработку им ведут при 10 - 50^oС с последующей промывкой избытком воды до нейтрального значения pH.