Анотація до роботи:

Солодовнік Т.В. Екологічно безпечне одержання хітинвмісних сполук із міцеліальних відходів біотехнологічного виробництва лимонної кислоти. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. – Інститут колоїдної хімії та хімії води ім А.В. Думанського НАН України, м. Київ, 2003.

Дисертація присвячена розробці конкурентоспроможного та екологічно безпечного способу одержання хітинвмісних комплексів з міцеліальних відходів біотехнологічного виробництва лимонної кислоти – біомаси гриба Aspergillus niger та дослідженню їх фізико-хімічних властивостей.

Досліджено вплив лужної обробки міцеліальних відходів на кількісний вихід та морфологічну структуру хітинвмісних комплексів. Встановлено, що запропонований спосіб дає можливість одержувати комплекси зі стабільним складом при використанні різної за якістю біомаси.

Проведено порівняльний аналіз сорбційних та фізико-хімічних властивостей комплексів, одержаних за різними методиками. Були отримані нові дані для процесів сорбції іонів міді, цинку, хрому, кадмію, свинцю з водних розчинів на хітин- та хітозанвмісних комплексах. Встановлено, що хітинвмісні комплекси стійкі при рН5 та здатні до ефективної сорбції іонів важких металів з кислих розчинів. Вперше показана можливість використання хітинвмісних комплексів для сорбції нафтопродуктів та барвників.

1. У дисертації наведено узагальнення і нове вирішення наукової задачі щодо розробки конкурентоспроможного, екологічно безпечного способу одержання хітинвмісних комплексів з міцеліальних відходів біотехнологічного виробництва лимонної кислоти - гриба Aspergillus niger. Запропонований спосіб відрізняється від існуючих низькою концентрацією кислотних та лужних компонентів у стічних водах та зменшенням їх загального об’єму на 70%.

2. Встановлено вплив лужної обробки міцеліальних відходів на морфологічну структуру хітинвмісних комплексів та показано, що при використанні розчинів лугів концентрацією до 6% комплекси характеризуються волокнистою структурою з параметрами волокон: довжина 0,8-1,0 мм та середній діаметр 6 мкм. Застосування в процесі обробки міцеліальних відходів більш концентрованих лужних розчинів призводить до утворення зернистої структури комплексів у вигляді окремих агрегатованих глобул.

3. Доведено можливість використання хітинвмісних комплексів як сорбенту іонів важких металів та встановлено, що хітинвмісні комплекси, на відміну від хітозанвмісних, більш стійкі при рН5, що дає можливість застосовувати їх в процесах сорбції з кислих розчинів.

4. Методом молекулярної механіки ММ+ проведено моделювання структури можливих хелатних сполук іонів свинцю з ХВК. Встановлено, що найбільш стійким (з мінімальним значенням повної енергії) є комплекс, в утворенні якого беруть участь гідроксогрупи при С-3 та кисень, який входить до складу кільця мономера.

5. Встановлено, що хітинвмісні комплекси ефективно поглинають нафтопродукти з водних розчинів; ступінь деацетилювання комплексів практично не впливає на величину сорбції. Показана ефективність використання хітинвмісних комплексів, які характеризуються низьким значенням ступеня осідання, для вилучення нафтопродуктів із водної поверхні. З метою попередження вторинного забруднення навколишнього середовища можна рекомендувати хітинвмісні комплекси, насичені нафтопродуктами, для застосування у виробництві керамзиту та бітуму.

6. Встановлено, що хітинвмісні комплекси здатні ефективно сорбувати розчинні барвники з водних розчинів. Виявлено більш високі значення величини сорбції для прямих і кислотних барвників, у яких вища здатність до асоціації, порівняно з малоасоційованими активними барвниками. Показано, що при рН 5 спостерігається ефективна сорбція прямих і кислотних барвників, проте зменшення рН негативно впливає на сорбцію активних барвників.

7. Запропонований спосіб одержання хітинвмісних комплексів з міцеліальних відходів гриба Aspergillus niger, як показали відповідні розрахунки, дає змогу одержувати цінні хітинвмісні сполуки при використанні мінімальної кількості електроенергії, води та хімічних реактивів, що приводить до зниження собівартості продукції на 10-80% порівняно з відомими аналогічними способами.

Публікації автора:

1. Унрод В.И., Лега Ю.Г., Солодовник Т.В. Определение ионов тяжелых металлов в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии после очистки сточных вод на хитинсодержащем сорбенте // Вопросы химии и химической технологии. Специальный выпуск “Электрохимия”. – 1999. - №1. – С.344-345. (Постановка та проведення експерименту, участь у трактуванні результатів та написанні статті.)

2. Унрод В.И., Солодовник Т.В. Физико-химические исследования волокнистого хитинсодержащего материала // Вопросы химии и химической технологии. – 2000. - №1. – С. 245-247. (Постановка та проведення експерименту, участь у трактуванні результатів та написанні статті.)

3. Унрод В.И., Лега Ю.Г., Солодовник Т.В. Получение хитинсодержащих комплексов из мицелия гриба Aspergillus niger – отхода биохимического синтеза лимонной кислоты и изучение их свойств // Вопросы химии и химической технологии. – 2000. - №3. – С. 22-23. (Постановка та проведення експерименту, часткове проведення теоретичних розрахунків, участь у трактуванні результатів та написанні статті.)

4. Унрод В.И., Солодовник Т.В. Полиаминосахаридные комплексы, выделенные из мицелия гриба Aspergillus niger для сорбции ионов хрома из водных растворов // Вопросы химии и химической технологии. – 2001. - №3. – С. 127-130. (Постановка та проведення експерименту, участь у трактуванні результатів та написанні статті.)

5. Унрод В.И., Солодовник Т.В. Хитин- и хитозансодержащие комплексы из мицелиальных грибов: получение, свойства, применение // Биополимеры и клетка. – 2001. – Т. XVII, №6. – С.526-533. (Проведення літературного пошуку, участь у трактуванні результатів та написанні статті.)

6. Пат.30707 А Україна, МКП С 08С 37/08. Спосіб отримання волокнистого фільтруючого матеріалу, який містить хітин: Пат.30707 А Україна, МКП С 08С 37/08/ Унрод В.І., Солодовнік Т.В. (Україна) - № 98042029; Заявлено 22.04.98; Опубл. 15.12.2000, Бюл. № 7-II. – 4 с.

7. Солодовник Т.В. Производные хитина и хитозана как сорбенты ионов тяжелых металлов // Вісник ЧІТІ. – 2000. - № 1. – С.20-22.

8. Унрод В.И., Солодовник Т.В. Перспективы получения хитинсодержащих комплексов из отработанной биомассы гриба Aspergillus niger // Вісник ЧІТІ. – 2001. - №3. – С.44-47.

9. Solodovnik T., Unrod V., Lega Y. Chitin-containing complexes from mycelium of Aspergillus for sorption of petroleum // In: Chitosan in pharmacy and chemistry. R.A.A. Muzzarelli and C. Muzzarelli, eds Atec (Italy). - 2002. – P.475-478.

10. Унрод В.И., Лега Ю.Г., Солодовник Т.В. Использование промышленного отхода гриба Aspergillus niger для получения хитинсодержащих комплексов // Материалы Шестой международной конференции “Новые достижения в исследовании хитина и хитозана”. – Москва: ВНИРО. – 2001. – С. 58-61.

11. Унрод В.И., Солодовник Т.В. Исследование зависимости сорбционной емкости хитинсодержащего сорбента от его дисперсности // Периодический сборник научных трудов “Обработка дисперсных материалов и сред”. – Одесса: НПО “ВОТУМ”, – 1999. – С. 202-205.

12. Унрод В.И., Солодовник Т.В. Основные пути утилизации отходов производства лимонной кислоты // Матеріали Міжнародної конференції “Екологічні проблеми: шляхи та перспективи їх вирішення в регіонах України”.– Черкаси, – 2001. – С. 11-13.

13. Унрод В.И., Солодовник Т.В. Использование хитинсодержащих комплексов для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов // Матеріали конференції “Екологія кризових регіонів України”. – Дніпропетровськ: РВВ ДНУ, 2001. -С. 120-121.