Анотація до роботи:

Гойко І.Ю. Інтенсифікація сорбції іонів міді та хрому дріжджами Saccharomyces cerevisiae в магнітному полі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія (технічні науки). – Національний університет харчових технологій, Київ, 2008.

Дисертація присвячена актуальному питанню розроблення ефективного способу очищення стічної води від іонів Cu²⁺ та Cr⁶⁺ дріжджами Saccharomyces cerevisiae та постійним магнітним полем.

З’ясовано, що використання багатовихрового магнітогідродинамічного перемішування, яке виникає при введенні в суспензію феромагнітних елементів, під впливом постійного магнітного поля значно інтенсифікує сорбцію іонів Cu²⁺ та Cr⁶⁺ дріжджами. Визначено вплив постійного магнітного поля, характеристик феромагнітних елементів на перемішування суспензії дріжджів. Визначено оптимальні умови проведення процесу біосорбції іонів Cu²⁺ та Cr⁶⁺ із суспензії при застосуванні багатовихрового магнітогідродинамічного перемішування. Такими умовами є: величина напруженості постійного магнітного поля 240 кА/м – для іонів Cu²⁺ – рН 4, тривалість процесу 12 – 15 хв., ступінь очищення близько 80 %; для іонів Cr⁶⁺ рН 2, тривалість процесу 1 – 3 хв., ступінь очищення близько 100 % .

За результатами роботи було проведено промислові випробування очищення вод гальванічного цеху від іонів Cu²⁺ та Cr⁶⁺. Розрахунковий економічний ефект від впровадження становить близько 60 тис. грн./рік.

На основі аналізу джерел літератури, експериментальних даних досліджень наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення науково – практичної проблеми очищення СВ шляхом інтенсифікації сорбції іонів Cu²⁺ та Cr⁶⁺ з використанням культури дріжджів Saccharomyces cerevisiae та постійного магнітного поля. Вирішення цієї науково – практичної проблеми досягається за рахунок заміни механічного перемішування багатовихровим магнітогідродинамічним перемішуванням суспензії дріжджів, яке виникає при введенні в суспензію ФЕ під впливом постійного МП.

1. Розроблено методику та створено експериментальну установку для дослідження впливу постійного МП на процес сорбції іонів Cu²⁺ та Cr⁶⁺ дріжджами та багатовихрового МГДП.

2. Встановлено, що дріжджі S. cerevisiae за 25 хв. за механічного перемішування сорбують лише 2 % іонів Cu²⁺, тоді як за застосування багатовихрового МГДП дріжджами сорбується близько 80 % цих іонів.

3. Встановлено, що дріжджі S. cerevisiae за механічного перемішування вилучають близько 23 % іонів Cr⁶⁺ за 180 хв., за МГДП – близько 100 % іонів Cr⁶⁺ за перші хвилини.

4. Вперше експериментально встановлено залежність багатовихрового МГДП суспензії дріжджів від параметрів зовнішнього МП та характеристик ФЕ. Оптимальні умови багатовихрового МГДП суспензії дріжджів є: рН 2 – 4, величина напруженості постійного магнітного поля 80 – 320 кА/м, розташування ФЕ – паралельно напрямку МП на відстані трьох діаметрів самого елемента.

5. Визначено оптимальні умови проведення процесу біосорбції іонів Cu²⁺ із суспензії за допомогою багатовихрового МГДП, якими є: рН 4, величина напруженості постійного МП – 240 кА/м, тривалість процесу 12 – 15 хв, ступінь очищення близько 80 %.

6. Визначено оптимальні умови проведення процесу біосорбції іонів Cr⁶⁺ із суспензії за допомогою багатовихрового МГДП, якими є: рН 2, величина напруженості постійного МП 240 кА/м, тривалість процесу 1 – 3 хв., ступінь очищення близько 100 %.

7. Встановлено, що сорбційна активність дріжджів під впливом постійного МП в присутності ФЕ притаманна як живим так і неживим клітинам, але жива культура дріжджів S. cerevisiae за перші 10 хв. сорбує іони Cu²⁺ на 15 % більше, ніж нежива.

8. Розроблена біотехнологія очищення СВ від іонів Cu²⁺ та Cr⁶⁺ з використанням культури дріжджів S. cerevisiae та постійного МП в присутності ФЕ випробувана на заводі по виробництву інтегральних мікросхем “Гравітон” м. Чернівці. Розрахунковий економічний ефект від впровадження становить близько 60 000 грн./ рік.

Публікації автора:

1. Інтенсифікація сорбції іонів міді дріжджами Saccharomyces cerevisiae 1968 в постійному магнітному полі / С.В. Горобець, Т.П. Касаткіна, О.Ю. Горобець, А.І. Українець, І.Ю. Гойко // Харчова промисловість. – 2004. – №3. – С. 107–109.

Особистий внесок: брала участь у проведенні пошуку джерел літератури, експериментальних досліджень, обробленні результатів, підготовці та оформленні матеріалів до публікації.

2. Горобець C.В. Магнітогідродинамічне перемішування електроліту навколо феромагнітних елементів під впливом постійного магнітного поля /С.В. Горобець, О.Ю. Горобець, І.Ю. Гойко // Наукові праці НУХТ.– 2005.– №16. – С.138–140.

Особистий внесок: провела пошук джерел літератури, брала участь у проведенні експериментальних досліджень, обробленні та узагальненні результатів залежності швидкостей потоків розчину від різних параметрів, написанні та оформленні статті.

3. Вплив магнітного поля на виживаність і фізіологічну активність дріжджів Saccharomyces cerevisiae 1968 / С.В. Горобець, О.Ю. Горобець, Т.П. Касаткіна, І.Ю. Гойко // Харчова промисловість. – 2005.– № 4. – С.106–108.

Особистий внесок: брала участь у підборі і теоретичному аналізі джерел літератури, експериментальних досліджень, узагальненні результатів, підготовці та оформленні матеріалів до публікації.

4. Intensification of copper and chromium (VI) removal from solutions in magnetic fields / S. Gorobets, O. Gorobets, I. Goyko, Т. Kasatkina // Functional Materials. – 2004. – Vol.11, №4. – P.793–797.

Особистий внесок: брала участь у проведенні пошуку джерел літератури, експериментальних досліджень, обробленні та узагальненні результатів, підготовці матеріалів до публікації.

5. Горобець C.В. Визначення швидкості корозії за швидкістю потоків електролітів навколо металевих елементів у магнітному полі / С.В. Горобець, О.Ю. Горобець, І.Ю. Гойко // Наукові вісті НТУУ «КПІ». – 2005.– № 2.– С.126–129.

Особистий внесок: брала участь у підборі і теоретичному аналізі джерел літератури, визначенні швидкості корозії металевих елементів, обробленні та узагальненні результатів, написанні та оформленні статті.

6. Ускорение биосорбции ионов меди из раствора в магнитном поле дрожжами Saccharomyces cerevisiae 1968 / С.В. Горобец, О.Ю. Горобец, И.Ю. Гойко, Т.П. Касаткина // Биофизика. – 2006.– Т. 51, вып.3.– C.504–508.

Особистий внесок: брала участь у проведенні пошуку джерел літератури, експериментальних досліджень, обробленні результатів, написанні та оформленні статті.

7. Самоорганізована квазіперіодична мікроструктура поверхні залізного циліндра при корозії в електролітах і магнітному полі / С.В. Горобець, О.Ю. Горобець, О.А. Дейна, І.Ю. Гойко // Металлофизика и новейшие технологии. – 2006.– Т.28, № 4.– С. 473–479.

Особистий внесок: брала участь у плануванні та проведенні експериментів, обробленні та узагальненні результатів, оформленні статті.

8. Intensification of the process of sorption of copper ions by yeast of Saccharomyces cerevisiae 1968 by means of a permanent magnetic field / S. Gorobets, O. Gorobets, А. Ukrainetz, Т. Kasatkina, I. Goyko // Journal of Magnetism and Magnetic Materials.– 2004.– Vol. 272 – 276.– Р. 2413–2414.

Особистий внесок: брала участь у проведенні експериментів, обробленні результатів, написанні та оформленні статті.

9. Интенсификация процесса очистки сточных вод от ионов шестивалентного хрома в магнитном поле / С.В. Горобец, О.Ю. Горобец, И.Ю. Гойко, Т.П. Касаткина // Экология и промышленность России. – 2004.– № 11.– С.16–17.

Особистий внесок: брала участь у проведенні пошуку джерел літератури, проведенні експериментів, обробленні результатів, написанні та оформленні статті.

10. Magnetohydrodynamic mixer of an electrolytes solution / S. Gorobets, O. Gorobets, I. Goyko, S. Mazur // Physica status solidi. – 2004.– Vol.1, N12. – Р. 3455–3457.

Особистий внесок: брала участь у проведенні експериментів, обробленні та узагальненні результатів залежності швидкостей потоків розчину від різних параметрів, написанні статті.

11. Влияние магнитного поля на процесс травления стали в растворах азотной кислоты / С.В. Горобец, М.И. Донченко, О.Ю. Горобец, И.Ю. Гойко //Журнал физической химии. – 2006.– Т.80, № 5. – С.908–912.

Особистий внесок: брала участь у проведенні пошуку джерел літератури, плануванні та проведенні експериментів, обробленні результатів, написанні та оформленні статті.

12. Пат.57236 Україна МПК⁷ В 01 D 35/06. Магнітний фільтр / Горобець C.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002043603 ; заявл. 29.04.2002 ; опубл.15.11.2004, Бюл. № 11.

Особистий внесок: брала участь у проведенні експериментальних досліджень, узагальненні їх результатів, підготовці матеріалів, написанні та оформленні заявки на патент.

13. Пат. 54295 Україна МПК⁷ В 01 F 13/08. Спосіб перемішування водних розчинів / Горобець С.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Касаткіна Т.П.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002075832 ; заявл. 15.07.2002; опуб. 17.01.2005, Бюл. № 1.

Особистий внесок: брала участь у проведенні патентного пошуку, плануванні та проведенні експериментальних досліджень, узагальненні та аналізі їх результатів, написанні та оформленні заявки на патент.

14. Пат. 55792 Україна МПК⁷ В 01 F 13/08. Змішувач / Горобець C.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Решетняк С.О.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002065177 ; заявл. 21.06.2002 ; опубл.16.05.05, Бюл.№5.

Особистий внесок: брала участь у проведенні патентного пошуку, розробці конструкції змішувача, підготовці матеріалів, написанні та оформленні заявки на патент.

15. Пат. 58825 Україна МПК⁷ В 01 D 35/06, B 03 C1/30. Високоградієнтна феромагнітна насадка / Горобець C.В., Горобець О.Ю, Українець А.І., Гойко І.Ю.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002118773 ; заявл. 05.11.2002 ; опубл. 15.08.05, Бюл.№8.

Особистий внесок: брала участь у проведенні експериментальних досліджень, узагальненні їх результатів, обробленні матеріалів, написанні та оформленні заявки на патент.

16. Пат. 58979 Україна МПК⁷ C 02 F 1/28, 1/62, 1/48, 3/34. Спосіб очищення стічних вод від іонів міді / Гулий І.С., Горобець C.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Касаткіна Т.П.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002129606 ; заявл. 02.12.2002 ; опубл.15.08.05, Бюл. №8.

Особистий внесок: провела патентний пошук, приймала участь у плануванні та проведенні експериментальних досліджень, узагальненні їх результатів, написанні та оформленні заявки на патент.

17. Пат. 63816 Україна МПК⁷ C 02 F1/46, 1/48, 1/62. Спосіб очищення стічних вод від іонів хрому / Горобець С.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Касаткіна Т.П.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2003076644 ; заявл. 15.07.2003 ; опубл. 15.11.2005, Бюл. №11.

Особистий внесок: брала участь у проведенні патентного пошуку, плануванні та проведенні експериментальних досліджень, узагальненні їх результатів, написанні та оформленні заявки на патент.

18. Пат. 65151 Україна МПК⁷ В 01 F 13/08. Багаторівневий змішувач /Горобець С.В., Горобець О.Ю., Українець А.І., Гойко І.Ю.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2003065315 ; заявл. 09.06.2003 ; опубл. 15.02.2006, Бюл. №2.

Особистий внесок: брала участь у проведенні патентного пошуку, розробці конструкції змішувача, написанні та оформленні заявки на патент.

19. Деклараційний пат. UA 57236 А, МПК⁷ В 01 D 35/06, B 03 C 1/30. Магнітний фільтр / Горобець С.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002043603 ; заявл. 29.04.2002 ; опубл. 16.06.2003, Бюл. №6.

Особистий внесок: брала участь у проведенні експериментальних досліджень, узагальненні їх результатів, написанні та оформленні заявки на патент.

20. Деклараційний пат. UA 55792 A, МПК⁷ В 01 F 13/08. Змішувач /Горобець C.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Решетняк С.О.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002065177 ; заявл. 21.06.2002 ; опубл. 15.04.2003, Бюл. № 4.

Особистий внесок: брала участь у проведенні патентного пошуку, розробці конструкції змішувача, написанні та оформленні заявки на патент.

21. Деклараційний пат. UA 58825 А, МПК⁷ В 01 D 35/06, B 03 C 1/30. Високоградієнтна феромагнітна насадка / Горобець C.В., Горобець О.Ю, Українець А.І., Гойко І.Ю.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002118773 ; заявл. 05.11.2002 ; опубл.15.08.03, Бюл.№8

Особистий внесок: брала участь у проведенні експериментальних досліджень, узагальненні та обробленні їх результатів, написанні та оформленні заявки на патент.

22. Деклараційний пат. UA 54295 А, МПК⁷ В 01 F 13/08. Спосіб перемішування водних розчинів / Горобець C.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Касаткіна Т.П.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002075832; заявл. 15.07.2002 ; опубл. 17.02.2003, Бюл. №2.

23. Деклараційний пат. UA 58979 А, МПК⁷ C 02 F 1/28. Спосіб очищення стічних вод від іонів міді / Гулий І.С., Горобець C.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Касаткіна Т.П. ; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2002129606 ; заявл. 02.12.2002 ; опубл.15.08.03, Бюл. № 8.

Особистий внесок: у патентах 22–23 брала участь у проведенні патентного пошуку, експериментальних досліджень, узагальненні та обробленні отриманих результатів, написанні та оформленні заявки на патент.

24. Деклараційний пат. UA 65151 A, МПК⁷ В 01 F 13/08. Багаторівневий змішувач / Горобець С.В., Горобець О.Ю., Українець А.І., Гойко І.Ю.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2003065315 ; заявл. 09.06.2003 ; опубл. 15.03.2004, Бюл. №3.

Особистий внесок: брала участь у проведенні патентного пошуку, розробці конструкції змішувача, написанні та оформленні заявки на патент.

25. Деклараційний пат. UA 70640 А, МПК⁷ C 02 F 1/46. Пристрій для очищення стічних вод від шестивалентного хрому / Горобець С.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Касаткіна Т.П.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 20031211871 ; заявл. 18.12.2003 ; опубл. 15.10.04, Бюл. № 10.

Особистий внесок: брала участь у проведенні патентного пошуку, експериментальних досліджень, розробленні конструкції пристрою, написанні та оформленні заявки на патент.

26. Деклараційний пат. UA 63816 А, МПК⁷ C 02 F 1/62. Спосіб очищення стічних вод від іонів хрому / Горобець С.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Касаткіна Т.П.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 2003076644 ; заявл. 15.07.2003 ; опубл. 15.01.04, Бюл. № 1.

27. Деклараційний пат. UA 70644 А. МПК⁷ C 02 F 1/62. Спосіб очищення стічних вод від іонів хрому / Горобець С.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Касаткіна Т.П.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 20031211875 ; заявл. 18.12.03 ; опуб. 15.10.04, Бюл. № 10.

28.Деклараційний патент на корисну модель UA 4974 МПК⁷ C 02 F 1/62. Спосіб очищення стічних вод від іонів шестивалентного хрому / Горобець С.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Касаткіна Т.П.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 20040604390 ; заявл. 07.06.2004 ; опубл. 15.02.05, Бюл. № 2.

Особистий внесок: у патентах 26 – 28 брала участь у проведенні патентного пошуку, експериментальних досліджень, узагальненні та обробленні результатів, написанні та оформленні заявки на патент.

29. Деклараційний патент на корисну модель 4972 МПК⁷ C 23 F 11/04. Спосіб проведення швидких корозійних випробувань заліза / Горобець С.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Дейна О.А.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 20040604388 ; заявл. 07.06.2004 ; опубл. 15.02.2005, Бюл. № 2.

Особистий внесок: брала участь у проведенні патентного пошуку, вимірюванні швидкості корозії заліза, узагальненні та обробленні результатів, написанні та оформленні заявки на патент.

30. Деклараційний патент на корисну модель UA 10651 МПК⁷ C 02 F 1/28. Спосіб очищення стічних вод від іонів міді / Горобець C.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Мазур С.П.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 200505206 ; заявл. 31.05.2005 ; опубл. 15.05.05, Бюл.№11.

Особистий внесок: брала участь у патентному пошуку, розробці проведення методу феритизації, написанні та оформленні заявки на патент.

31. Деклараційний патент на корисну модель UA 25650 МПК⁷ С 02 F 1/46. Спосіб очищення води від мікроорганізмів / Українець А.І, Горобець С.В., Горобець О.Ю., Гойко І.Ю., Зінюк О.І.; замовник та патентовласник Націон. унів.-т харч. техн. – № 200704740 ; заявл. 27.04.2007 ; опуб. 10.08.07, Бюл.№12

Особистий внесок: брала участь у проведенні патентного пошуку, розробці способу прикріплення магнітних міток до мікроорганізмів, написанні та оформленні заявки на патент.

32. Intensification of the process of sorption of copper ions by yeast of Saccharomyces cerevisiae 1968 by means of a permanent magnetic field / S. Gorobets, O. Gorobets, А. Ukrainetz, Т. Kasatkina, I. Goyko //International conference on magnetism ICM 2003 – Roma (Italy), 2003. – P.746.

Особистий внесок: брала участь у проведенні досліджень, обробці експериментальних даних та написанні тез.

33. Сopper ion extraction from solution in a magnetic fields / S.V. Gorobets, O.Yu. Gorobets, A.I. Ukrainetz, I.Yu. Goyko, T.P. Kasatkina, O.G. Losovaya // International conference “Functional Materials” ICFM-2003, Ukraine, Crimea, Partenit, 2003. – Р. 232.

Особистий внесок: брала участь у плануванні та проведенні експериментальних досліджень, аналізу їх результатів, оформленні тез.

34. Intensification of waste water filtration in galvanic manufacture from Cr⁶⁺ ions in a magnetic field / S.V. Gorobets, O.Yu. Gorobets, T.P. Kasatkina, I.Yu.Goyko // International conference “Functional Materials” ICFM-2003, Ukraine, Crimea, Partenit, 2003. – Р.233.

Особистий внесок: брала участь у проведенні експериментальних досліджень, аналізу їх результатів, оформленні тез.

35. Gorobets S.V. Method of mixing of aqueous solution by means of a magnetic field / S.V. Gorobets, O.Yu. Gorobets, I.Yu. Goyko // International conference “Functional Materials” ICFM-2003, Ukraine, Crimea, Partenit, 2003. – Р.231.

Особистий внесок: брала участь у плануванні та проведенні експериментальних досліджень, аналізу їх результатів, оформленні тез.

36. Очищення стічних вод від іонів важких металів / С.В. Горобець, О.Ю. Горобець, І.Ю. Гойко, С.П. Мазур // Матеріали ІХ міжнар. Наук.-техн. конф. ”Нові технології та технічні рішення в харчовій та переробній промисловості: сьогодні і перспективи”. – К.: НУХТ, 2005. – ч.І. – С.56.

Особистий внесок: брала участь у плануванні та проведенні феритизації, оформленні тези доповіді та зробила доповідь на конференції.

37. Electrolyte stirring in the vicinity of metallic matrix inducted by a permanent magnetic field / S.V. Gorobets, O.Yu. Gorobets, I.Yu. Goyko, S.P. Mazur // 8th International Conference on Intermolecular and Magnetic Interactions in Matter, Naікczуw, Poland, 2005. – Р.6.

Особистий внесок: брала участь у дослідженні швидкостей перемішування від різних параметрів, аналізу їх результатів, оформленні тез.

38. Combined method of waste water purification of heavy metal ions / S.V. Gorobets, O.Yu. Gorobets, I.Yu. Goyko, S.P. Mazur // International conference “Functional Materials” ICFM-2005, Ukraine, Crimea, Partenit, 2005. – Р.349.

Особистий внесок: брала участь у плануванні та проведенні експериментальних досліджень, аналізу їх результатів та оформленні тези доповіді.

39. Intensification of the process of sorption of copper ions by Saccharomyces cerevisiae 1968 depending on a permanent magnetic field / S.V. Gorobets, Т.Р. Kasatkina, I.Yu. Goyko, O.I. Zinuk // International conference “Functional Materials” ICFM-2007, Ukraine, Crimea, Partenit, 2007. – Р.499.

Особистий внесок: брала участь у плануванні та проведенні експериментальних досліджень, аналізу їх результатів, оформленні тез.