ОПТИМІЗАЦІЯ БАКТЕРІАЛЬНОЇ ДЕСУЛЬФУРИЗАЦІЇ ВУГІЛЛЯ З ВИКОРИСТАННЯМ МАТЕМАТИЧНИХ МЕТОДІВ І. А. Блайда, Н. Ю. Васильєва, Т. В. Васильєва, Л. І. Слюсаренко, О. І. Джамбек

Деталі: Перегляди: 722

ISSN 2410-776X (электронная версия)
ISSN 2410-7751 (Печатный вариант)

6 2018

Ж-л "Biotechnologia Acta" Т. 11, № 6, 2018
https://doi.org/10.15407/biotech11.06.055
С. 55-66, бібл. 17 , англ.
УДК: 552.57:579.6

О ПТИМІЗАЦІЯ БАКТЕРІАЛЬНОЇ ДЕСУЛЬФУРИЗАЦІЇ ВУГІЛЛЯ З ВИКОРИСТАННЯМ МАТЕМАТИЧНИХ МЕТОДІВ

І. А. Блайда, Н. Ю. Васильєва, Т. В. Васильєва, Л. І. Слюсаренко, О. І. Джамбек

Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна

Метою роботи була оптимізація процесу бактерійної десульфуризації енергетичного вугілля, зокрема визначення впливу компонентного складу живильного середовища та умов здійснення процесу, що забезпечують максимальний розвиток і активність аборигенної асоціації ацидофільних хемолітотрофних бактерій і, як наслідок, максимальний показник зниження сірки у вугіллі за мінімальний термін. Для оптимізації використовували метод математичного планування експерименту, адаптований до плану греко-латинських квадратів, розрахунки в якому ґрунтуються на дисперсійному аналізі (ANOVA). Формальне планування експерименту проводили з чотирма діючими факторами (компонентами живильного середовища) на чотирьох рівнях (концентрацій). Розрахунки виконували в програмі Excel. Вибір діючих факторів і їх комбінацій було зроблено з використанням однофакторного дисперсійного аналізу, кореляційного аналізу та методу головних компонент PCA у програмі R 3.4.0 на підставі результатів попередньо проведених оцінювальних експериментів. Для отримання найбільш значущого ефекту з десульфуризації використовували аборигенний штам Acidithiobacillus ferrooxidans Coal 17, виділений із досліджуваного вугілля. Для кожного компонента живильного середовища проведено аналіз значущості рівня фактора на підставі множинного рангового критерію Дункана, перевірки однорідності дисперсій за допомогою критерію Кохрена, а також значущості факторів за критерієм Фішера. В результаті для оптимального живильного середовища рекомендували комбінацію чинників і їхніх рівнів, що відповідає складу, г/дм³: (NH₄)₂SO₄ — 0,15; K₂HPO₄ — 0,50; FeSO₄·7H₂O — 44,50; KCl — 0,10; MgSO₄·7H₂O — 0,10; Ca(NO₃)₂ — 0,10; дріжджовий екстракт — 0,025% (об.); штам A. ferrooxidans Coal 17 (титр 1·108 КУО/мл) — 1,60% (об.). Це уможливлює зниження вмісту сірки у вугіллі на 66,31% за короткий термін (сім діб), чого не можна було досягти раніше.

Ключевые слова: десульфуризация, аборигенная ассоциация, ацидофильные хемолитотрофные бактерии, план греко-римских квадратов, дисперсионный анализ.