Dysertacje (WIPiOŚ)
Stały URI dla kolekcjihttp://hdl.handle.net/11652/1250
Przeglądaj
Pozycja Mechaniczna dezintegracja komórek mikroorganizmów(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2012) Solecki, Marek; Heim, Andrzej; Dyląg, MichałZamieszczono krytyczną analizę modelowania matematycznego procesu dezintegracji komórek mikroorganizmów realizowanego w młynach perełkowych. Wykazano konieczność prowadzenia dalszych rozważań i badań celem dotarcia do natury zjawisk występujących podczas technologicznego uwalniania związków wewnątrzkomórkowych. Skuteczność prowadzonych tak ukierunkowanych działań może przyczynić się do osiągnięcia dalszego znaczącego postępu technicznego. Przedstawiono opracowaną teorię losowego przekształcania rozproszonych obiektów materialnych w ograniczonym ośrodku. Na jej podstawie zbudowano ogólny model fenomenologiczny oparty na cyrkulacji masy pomiędzy rodzajami objętości różniącymi się właściwościami. W modelu założono możliwości przekształcania materii w wyniku działania czynników fizycznych, chemicznych lub biologicznych w rozproszonych rodzinach objętości generowanych losowo, w przestrzeni ośrodka materialnego. Przedstawiono ogólny opis matematyczny przekształcania materii w postaci układu nieliniowych równań różniczkowych pierwszego rzędu. Podano obszary zastosowań teorii do badania, modelowania, optymalizacji lub zarządzania procesami w takich dziedzinach, jak technologia przemysłowa, ochrona środowiska, chemia, biologia, medycyna, weterynaria, higiena i rolnictwo. Wykazano możliwość analizowania fundamentalnych zjawisk i mechanizmów badanych procesów. Teorię przekształcania materii rozproszonej wykorzystano do modelowania dezintegracji mikroorganizmów. Zbudowano model fenomenologiczny procesu przeprowadzanego w wypełnieniu elementami sferycznymi. Badania wykonano dla drożdży piekarskich Saccharomyces cerevisiae dezintegrowanych w młynie perełkowym. Kinetykę rozrywania komórek wyznaczono za pomocą komputerowej analizy obrazów mikroskopowych. Przebieg uwalniania związków wewnątrzkomórkowych badano metodą Bradforda oraz na podstawie pomiarów absorbancji przy długości fali 260 nm. Przeprowadzono badania wpływu dezintegracji komórek na własności reologiczne zawiesiny drożdży i otrzymywanego z niej supernatantu. Wykazano znaczny wpływ wielkości mikroorganizmów na stałą szybkość ich rozrywania. Przedstawiono oparty na modelu fenomenologicznym matematyczny opis procesu. Wykazano możliwość występowania nieliniowego przebiegu dezintegracji spowodowanego zanikaniem w trakcie procesu kolejno największych frakcji rozmiarowych komórek. Przy bardzo małej koncentracji mikroorganizmów prawdopodobieństwo wystąpienia takiego efektu jest bardzo duże. Jego wartość maleje wraz ze zwiększaniem stężenia biomasy. W oparciu o matematyczny model wykazano znaczną intensyfikację oddziaływań między komórkami wraz ze zwiększaniem stężeń zawiesiny w zakresie dużych jej wartości. Rezultaty te potwierdzono wynikami badań reologicznych. Podano hipotezy odchyleń przebiegu procesu od liniowości dla dużych i bardzo dużych stężeń zawiesiny.