Глава 4. Адгезионное взаимодействие биодеструктора с материалами
… Рассмотрена кинетика формирования адгезии спор микроскопических грибов-деструкторов к материалам, обоснованы аналитические модели, количественные показатели процесса и методика их получения.
Возникновению адгезионного взаимодействия предшествует перенос микроорганизмов из окружающей среды к поверхности материала. Такой перенос осуществляли осаждением спор из неподвижного воздуха на образцы. Характеристику процесса адгезии - число адгезии (γ) вычисляли по соотношению γ = а/аγ где а - определяемое экспериментально количество адгезированных образцом спор грибов, оставшихся на его поверхности после воздействия заданной силы отрыва, аγ - теоретически возможное количество спор, контактирующих с образцом. Силу отрыва создавали, используя метод наклона поверхности, варьируя угол расположения образца (α) к направлению потока спор. Величины этой силы, используемые в эксперименте, составляли 10-12…10-10 н/спору. Величину аγ вычисляли по выражению
аγ=сvt·sinα = р sinα,
где р – определяемый в эксперименте удельный расход спор – их число, прошедшее через единицу площади горизонтального сечения поверхности, перпендикулярной направлению оседания спор; с,v – скорость оседания и концентрация спор соответственно, t – время.
Типичные кинетические зависимости увеличения количества адгезированных полимерами, металлами, лакокрасочными покрытиями спор грибов приведены на рис.1. Проведенные эксперименты и расчеты показался что для всех исследованных пар материал-микроорганизм и углов наклона образцов (воздействующих сил отрыва) соответствующие значения а н аγ отличаются незначительно и все полученные числа адгезии близки по величине к 1. Следовательно, количество адгезированных спор грибов определяется только их удельным расходом и расположением образца относительно направления их оседания. Все подведенные к поверхности споры, независимо от типа материала, вступают с ней в адгезионное взаимодействие и уже в начальный момент контакта формируется сила адгезии, превышающая 10-33 н/сп, обеспечивающая удержание спор на материале в условиях неподвижного воздуха.
…
Глава 5. Рост микроорганизмов-деструкторов на материалах.
Первый участок … адаптивная … (лаг-фаза) … продолжительность зависит от питательного субстрата до достижения максимальной скорости роста биомассы. Второй … - экспотенциальная фаза – увеличение биомассы происходит с постоянной максимальной скоростью. Третий …- стационарная фаза характеризуется снижением скорости и затем прекращением роста биомассы.
Установлено, что кинетика всех фаз роста биодеструкторов на различных материалах успешно описывается выражением m = m∞/1+а٠exp[-b(t – L)], (4)
Где m – биомасса в момент времени t культивации микроорганизмов на материале; m∞ - предельная (максимальная) достигаемая в эксперименте величина m; L – время в течение которого величина биомассы остается неизменной.
Параметры уравнения (4) для процесса роста Aspergillus niger на полимерных материалах.
Материал |
Стандартное водопоглощение, % |
m∞٠103, мг/см2 |
b٠103, ч-1 |
L, ч |
Полиэтилен |
0,03 |
0,27 |
1,5 |
288 |
Лакоткань - модифицированная |
0,1 |
0,32 |
1,8 |
240 |
Поливинилхлорид |
0,2 |
0,96 |
1,8 |
216 |
Полиметилметаклилат |
0,4 |
1,9 |
2,1 |
168 |
Лакоткань |
2,0 |
2500 |
2,2 |
96 |
Лакоткань - термоокисленная |
2,3 |
7100 |
2,3 |
96 |