Біореактор струмка
Опис
Технічні параметри
A біореактор струмка-трифазний реактор, де рідина тече вниз у вигляді тонкої плівки над упакованим ліжком, слугуючи дисперсною фазою. З іншого боку, газ протікає одночасним або протитором через упаковку. Найпоширенішим режимом експлуатації є одночасний потік вниз як рідини, так і газу. У цьому реакторі клітини утворюють біоплівку на носіїв, що дозволяє їм ефективно залишатися в системі.
Цей тип біореактора особливо вигідний для процесів, які потребують ефективного контакту з газо-рідини та масової передачі, таких як біометанація та вироблення оцтової кислоти. Наприклад, оцтова кислота може вироблятися з молекулярного водню (Н2) та вуглекислого газу (СО2) ацетогенними бактеріями в Абіореактор струмка. Дослідження показали, що при оптимальних умовах експлуатації можна досягти високих показників виробництва оцтової кислоти.
В цілому вони пропонують життєздатне рішення для широкого спектру біотехнологічних застосувань через їх посилені характеристики масового перенесення та здатність підтримувати клітини в системі.
Заявки
Очищення повітря
Біореактори струмкаВикористовуйте процес, коли рідка, багата поживними речовинами, збивається над грядкою іммобілізованих мікроорганізмів. Ці мікроорганізми, часто бактерії або гриби, спеціально вибираються для їх здатності до біодістів специфічних ЛОС. Коли забруднене повітря проходить через біореактор, ЛОС поглинаються в рідку плівку на поверхні пакувального матеріалу, а потім біологічно розкладені мікроорганізмами.
Дослідження продемонстрували, що TBBS може ефективно видалити різноманітні ЛОС з повітря, включаючи етиловий спирт, диметилсульфід та стирол. Ці забруднювачі зазвичай зустрічаються у промислових умовах, таких як хімічні установи, друкарські магазини та виробничі споруди.
Етиловий спирт
Етиловий спирт - це звичайний ЛОС, який міститься у багатьох промислових процесах та споживчих продуктах. Показано, що ТББ ефективно видаляє етиловий спирт з повітря, при цьому ефективність видалення часто перевищує 90%.
Диметилсульфід
Диметилсульфід - ще один поширений ЛОС, який можна видалити за допомогою TBBS. Ця сполука має сильний запах і часто зустрічається в процесах очищення природного газу та стічних вод.
Стирол
Стирол - це токсичний ЛОС, який зазвичай використовується у виробництві пластмас, смол та синтетичної гуми. TBBS успішно використовується для видалення стиролу з повітря, при цьому ефективність видалення змінюється залежно від умов експлуатації та конкретних мікроорганізмів.
У дослідженні, що використовує напівпромисловий біореактор (45 дм³), ефективність видалення забруднювачів становила між 92-99%. Ця ефективність підтримувалася навіть тоді, коли концентрація ЛОС була збільшена до 220-255 ppm, демонструючи надійність та пристосованість біореактора.
|
|
|
Очищення стічних вод
Зазвичай використовуються в муніципальних та промислових очисних спорудах, особливо для видалення органічних забруднюючих речовин та поживних речовин, таких як азот та фосфор. Вони також можуть бути використані в процесах попередньої обробки для зменшення навантаження на інші підрозділи лікування або для задоволення конкретних регуляторних вимог.
Іммобілізовані мікроорганізми
Мікроорганізми іммобілізуються на поверхні пакувального матеріалу, який може бути виготовлений з різних речовин, таких як пластик, кераміка або дерево. Ці мікроорганізми відіграють вирішальну роль у руйнуванні та усуненні забруднень із стічних вод.
Процес хитрості
Ставоки застосовуються до вершини пакувального матеріалу, де він пробивається через ліжко. Коли вода знижується, вона контактує з іммобілізованими мікроорганізмами, що дозволяє розбити та видалити забруднення.
Аерація
У деяких випадках повітря вводиться в біореактор, щоб забезпечити кисень мікроорганізмам, необхідним для їх метаболічних процесів. Це можна зробити за допомогою природної аерації (наприклад, використовуючи потік води вгору через пакувальний матеріал для витягування повітря) або механічними засобами.
Виробництво біогазу
У процесах анаеробного перетравлення їх можна використовувати для виробництва біогазу з органічних відходів. Біореактор забезпечує контрольоване середовище для анаеробних бактерій для процвітання та перетворення відходів у біогаз, який насамперед складається з метану та вуглекислого газу.
Це застосування особливо корисно для зменшення відходів та генерування відновлюваних джерел енергії.
Огляд процесу
Введення органічних відходів
Органічні відходи, такі як харчові відходи, сільськогосподарські залишки та гній, подаються в біореактор.
Мікробна кріплення
Анаеробні бактерії кріпляться до поверхні пакувального матеріалу всередині біореактора. Цей пакувальний матеріал забезпечує велику площу поверхні для зростання мікробів та колонізації.
Анаеробне травлення
За відсутності кисню анаеробні бактерії розбивають органічні відходи через низку біохімічних реакцій. Ці реакції виробляють біогаз, який складається в основному з метану (CH4) та вуглекислого газу (CO2), а також інших побічних продуктів, таких як вода та залишкова біомаса.
Колекція біогазу
Вироблений біогаз збирається і може використовуватися як джерело відновлюваної енергії для опалення, виробництва електроенергії або як паливо для транспортування.
Екологічне відновлення
TBBS має потенційне застосування у відновленні забрудненого ґрунту та ґрунтових вод. Вводячи відповідні мікроорганізми та поживні речовини в біореактор, можна стимулювати біодеградацію забруднень, присутніх у ґрунті або підземних водах.
Цей процес може допомогти відновити якість навколишнього середовища постраждалих районів.
Введення мікроорганізмів:
Конкретні мікроорганізми, здатні біодеградувати забруднення, що викликають занепокоєння, вводяться в біореактор. Ці мікроорганізми можуть бути отримані з природних середовищ, розроблені для розширення можливостей біодеградації або комерційних культур, спеціально розроблених для біоремедіації.
Живильне забезпечення:
Поживні речовини, необхідні для росту мікробів та активності, таких як азот, фосфор та мікроелементи, подаються до біореактора. Ці поживні речовини допомагають підтримувати ріст та множення біологічних мікроорганізмів.
Контрольоване середовище:
Біореактор забезпечує контрольоване середовище, яке оптимізує умови для біодеградації. Це включає регулювання температури, рН, вмісту вологи та рівня кисню (залежно від того, що відбувається аеробна чи анаеробна біодеградація).
Опромінення забруднення:
Забруднений ґрунт або ґрунтові води вводяться в біореактор контрольовано. Дизайн біореактора забезпечує максимальний контакт між забрудненнями та біологічними мікроорганізмами.
Біодеградація:
В оптимальних умовах мікроорганізми біодерирують забруднення, присутні в ґрунті або підземних водах. Цей процес може включати окислення, відновлення, гідроліз або інші біохімічні реакції, які перетворюють забруднення в менш шкідливі або інертні сполуки.
Моніторинг та контроль:
Операція біореактора постійно контролюється, щоб забезпечити, що біодеградація відбувається, як очікувалося. Це може включати аналіз зразків на концентрацію забруднення, мікробну активність та рівень поживних речовин. Коригування умов біореактора можна здійснити в міру необхідності для оптимізації продуктивності біодеградації.
Особливості дизайну
Основна конструкція TFB оснащена упакованою системою штанги, де мікробні клітини прикріплюють і утворюють біоплівку на поверхні пакувального матеріалу. Таке розташування дозволяє покращити масову передачу газу до рідини, необхідну для таких процесів, як біометанація та вироблення оцтової кислоти з водню та вуглекислого газу.
Вбіореактор струмка(TFB) Подача поживних речовин і газів ретельно контролюється, насамперед через систему струменя або крапельниці. Ця система забезпечує постійне і навіть розподіл основних ресурсів у всьому реакторі. Цей метод доставки має вирішальне значення, оскільки він допомагає підтримувати оптимальні умови росту для мікроорганізмів, розміщених у реакторі. Забезпечуючи постійний і збалансований приплив поживних речовин і газів, мікроорганізми здатні процвітати та виконувати свої метаболічні функції ефективно.
Крім того, проектування TFB включає положення для часткових середовищ. Ця функція дозволяє регулювати внутрішні концентрації метаболіту всередині реактора. Періодично замінюючи частину культурального середовища, реактор може підтримувати оптимальні умови для зростання та виробництва мікробів. Це регулювання має важливе значення для оптимізації швидкостей виробництва та забезпечення ефективного перетворення сировини в потрібні кінцеві продукти.
По суті, контрольоване постачання поживних речовин та газів у поєднанні з здатністю регулювати концентрацію метаболіту через часткове обміну середовищами є ключові особливості дизайну, що сприяють його ефективності в мікробній культурі та застосуванні біопроцеси.
Крім того, TFB є масштабованими, що забезпечує перехід від лабораторних операцій до виробництва промислового масштабу. Дослідження показали, що TFB можуть досягти високих концентрацій тканин та підтримувати темпи зростання, придатні для масштабних застосувань. Конструкція реактора дозволяє гнучкість в експлуатації, що робить його пристосованим до різних потреб біопроцеси, включаючи виробництво біологічних кінцевих продуктів, розширення клітин та інженерії тканин.
Підсумовуючи, конструкція інтегрує вдосконалені механізми масової передачі газо-рідини, масштабовані конфігурації та пристосовані операційні параметри, що робить його універсальним інструментом у програмах біопроцеси та мікробної культури.
Популярні Мітки: Біореактор потік струм, виробники біореакторів, постачальників, постачальників, фабрики, фабрики, фабрики
Наступний
фіксований ліжко реакторПослати повідомлення














