Druppelstroom Bioreactor
Beschrijving
Technische Parameters
A Druppelstroom Bioreactoris een driefasige reactor waar vloeistof naar beneden stroomt in de vorm van een dunne film over een verpakt bed, die dient als de verspreide fase. Gas daarentegen stroomt op een gelijktijdige of tegenstroom door de verpakking. De meest voorkomende bedieningsmodus is de gelijktijdige neerwaartse stroom van zowel vloeistof als gas. In deze reactor vormen cellen een biofilm op de dragers, waardoor ze efficiënt in het systeem kunnen blijven.
Dit type bioreactor is met name voordelig voor processen die efficiënt gas-vloeistofcontact en massaoverdracht vereisen, zoals bio-methanatie en de productie van azijnzuur. Azijnzuur kan bijvoorbeeld worden geproduceerd uit moleculaire waterstof (H2) en koolstofdioxide (CO2) door acetogene bacteriën in eenDruppelstroom Bioreactor. Studies hebben aangetoond dat, met optimale bedrijfsomstandigheden, hoge productiesnelheden van azijnzuur kunnen worden bereikt.
Over het algemeen bieden ze een haalbare oplossing voor een breed scala aan biotechnologische toepassingen vanwege hun verbeterde massaoverdrachtskenmerken en het vermogen om cellen in het systeem te behouden.
Toepassingen
Luchtzuivering
Druppeltstroom BioreactorenGebruik een proces waarbij een voedingsrijke vloeistof druppelt over een bed van geïmmobiliseerde micro-organismen. Deze micro -organismen, vaak bacteriën of schimmels, worden specifiek gekozen vanwege hun vermogen om specifieke VOS -afbegraven te biologisch afbreekeren. Terwijl de vervuilde lucht door de bioreactor passeert, worden de VOS geabsorbeerd in de vloeibare film op het oppervlak van het verpakkingsmateriaal en vervolgens biologisch afgebroken door de micro -organismen.
Onderzoek heeft aangetoond dat TBB's effectief een verscheidenheid aan VOS uit lucht kunnen verwijderen, waaronder ethylalcohol, dimethylsulfide en styreen. Deze verontreinigende stoffen worden vaak aangetroffen in industriële omgevingen, zoals chemische fabrieken, printwinkels en verfproductiefaciliteiten.
Ethylalcohol
Ethylalcohol is een veel voorkomende VOC gevonden in veel industriële processen en consumentenproducten. Van TBB's is aangetoond dat het ethylalcohol effectief uit lucht verwijderen, met verwijderingsefficiënties die vaak meer dan 90%meer dan 90%.
Dimethylsulfide
Dimethylsulfide is een andere veel voorkomende VOC die kan worden verwijderd met behulp van TBBS. Deze verbinding heeft een sterke geur en wordt vaak aangetroffen in aardgas- en afvalwaterzuiveringsprocessen.
Styreen
Styreen is een giftige VOC die vaak wordt gebruikt bij de productie van kunststoffen, harsen en synthetisch rubber. TBB's zijn met succes gebruikt om styreen uit lucht te verwijderen, met verwijderingsefficiënties variërend afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden en de specifieke gebruikte micro -organismen.
In een studie met behulp van een semi-industriële schaal bioreactor (45 dm³), varieerde de verwijderingsefficiëntie van verontreinigende stoffen tussen 92-99%. Deze efficiëntie werd gehandhaafd, zelfs wanneer de VOC -concentratie werd verhoogd tot 220-255 ppm, wat de robuustheid en aanpassingsvermogen van de bioreactor aantoonde.
|
|
|
Afvalwaterbehandeling
Vaak gebruikt in gemeentelijke en industriële afvalwaterzuiveringsinstallaties, met name voor het verwijderen van organische verontreinigende stoffen en voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor. Ze kunnen ook worden gebruikt in voorbehandelingsprocessen om de belasting van andere behandelingseenheden te verminderen of om te voldoen aan specifieke wettelijke vereisten.
Geïmmobiliseerde micro -organismen
Micro -organismen worden geïmmobiliseerd op het oppervlak van een verpakkingsmateriaal, dat kan worden gemaakt van verschillende stoffen zoals plastic, keramiek of hout. Deze micro -organismen spelen een cruciale rol bij het afbreken en verwijderen van verontreinigingen uit het afvalwater.
Druppeld proces
Afvalwater wordt toegepast op de bovenkant van het verpakkingsmateriaal, waar het door het bed druppelt. Terwijl het water naar beneden druppelt, komt het in contact met de geïmmobiliseerde micro -organismen, waardoor verontreinigingen en verwijdering van verontreinigingen mogelijk zijn.
Beluchting
In sommige gevallen wordt lucht in de bioreactor geïntroduceerd om zuurstof te leveren aan de micro -organismen, wat nodig is voor hun metabole processen. Dit kan worden gedaan door natuurlijke beluchting (bijvoorbeeld met behulp van de opwaartse waterstroom door het verpakkingsmateriaal om lucht in te trekken) of door mechanische middelen.
Biogasproductie
In anaërobe spijsverteringsprocessen kunnen ze worden gebruikt om biogas uit organische afvalstoffen te produceren. De bioreactor biedt een gecontroleerde omgeving voor de anaërobe bacteriën om te gedijen en het afval om te zetten in biogas, die voornamelijk bestaat uit methaan en koolstofdioxide.
Deze toepassing is met name gunstig bij het verminderen van afval en het genereren van hernieuwbare energiebronnen.
Procesoverzicht
Organische afvalinput
Organische afvalstoffen, zoals voedselverspilling, landbouwresiduen en mest, worden in de bioreactor ingevoerd.
Microbiële bevestiging
Anaërobe bacteriën hechten zich aan het oppervlak van het verpakkingsmateriaal in de bioreactor. Dit verpakkingsmateriaal biedt een groot oppervlak voor microbiële groei en kolonisatie.
Anaërobe spijsvertering
Bij afwezigheid van zuurstof breken de anaërobe bacteriën het organische afval af door een reeks biochemische reacties. Deze reacties produceren biogas, die voornamelijk bestaat uit methaan (CH4) en koolstofdioxide (CO2), evenals andere bijproducten zoals water en restbiomassa.
Biogascollectie
De geproduceerde biogas worden verzameld en kunnen worden gebruikt als een hernieuwbare energiebron voor verwarming, elektriciteitsopwekking of als brandstof voor transport.
Sanering van het milieu
TBB's hebben potentiële toepassingen bij de sanering van vervuilde grond en grondwater. Door geschikte micro -organismen en voedingsstoffen in de bioreactor te introduceren, is het mogelijk om de biologische afbraak van verontreinigingen in de bodem of het grondwater te stimuleren.
Dit proces kan helpen de milieukwaliteit van getroffen gebieden te herstellen.
Introductie van micro -organismen:
Specifieke micro -organismen die in staat zijn om de verontreinigingen van bezorgdheid te biologinregering worden geïntroduceerd in de bioreactor. Deze micro -organismen kunnen worden afkomstig uit natuurlijke omgevingen, ontworpen om biologische afbraakmogelijkheden of commerciële culturen te verbeteren die specifiek zijn ontworpen voor bioremediatie.
Voedingsstoffen:
Voedingsstoffen die essentieel zijn voor microbiële groei en activiteit, zoals stikstof, fosfor en sporenelementen, worden aan de bioreactor geleverd. Deze voedingsstoffen helpen de groei en vermenigvuldiging van de biologische afbraakmicro -organismen te ondersteunen.
Gecontroleerde omgeving:
De bioreactor biedt een gecontroleerde omgeving die de omstandigheden voor biologische afbraak optimaliseert. Dit omvat het reguleren van temperatuur, pH, vochtgehalte en zuurstofniveaus (afhankelijk van of aerobe of anaërobe biologische afbraak optreedt).
Verontreinigende blootstelling:
Verontreinigde grond of grondwater wordt op een gecontroleerde manier in de bioreactor geïntroduceerd. Het bioreactorontwerp zorgt voor maximaal contact tussen de verontreinigingen en de biologisch afbeeldende micro -organismen.
Biologische afbraak:
Onder optimale omstandigheden worden de micro -organismen de verontreinigingen in de bodem of het grondwater afgebroken. Dit proces kan oxidatie, reductie, hydrolyse of andere biochemische reacties met zich meebrengen die de verontreinigingen omzetten in minder schadelijke of inerte verbindingen.
Monitoring en controle:
De werking van de bioreactor wordt continu gecontroleerd om ervoor te zorgen dat biologische afbraak plaatsvindt zoals verwacht. Dit kan het analyseren van monsters voor concentraties van verontreinigingen, microbiële activiteit en voedingsniveaus inhouden. Aanpassingen van de bioreactoromstandigheden kunnen indien nodig worden gemaakt om de biologische afbraakprestaties te optimaliseren.
Ontwerpfuncties
Het kernontwerp van de TFB heeft een verpakt bedsysteem waar microbiële cellen hechten en een biofilm vormen op het oppervlak van het verpakkingsmateriaal. Deze opstelling zorgt voor een verbeterde gas-naar-vloeistof massaoverdracht, essentieel voor processen zoals bio-methanatie en productie van azijnzuur uit waterstof en koolstofdioxide.
In eenDruppelstroom Bioreactor(TFB), de toevoer van voedingsstoffen en gassen wordt zorgvuldig geregeld, voornamelijk via een straaltje of druppelsysteem. Dit systeem zorgt voor een continue en gelijkmatige verdeling van essentiële middelen in de reactor. Deze leveringsmethode is cruciaal omdat het helpt bij het handhaven van optimale groeiomstandigheden voor de micro -organismen die in de reactor zijn ondergebracht. Door te zorgen voor een gestage en evenwichtige instroom van voedingsstoffen en gassen, kunnen de micro -organismen gedijen en hun metabole functies efficiënt uitvoeren.
Bovendien bevat het ontwerp van de TFB bepalingen voor gedeeltelijke middelgrote uitwisselingen. Deze functie maakt de regulering van interne metabolietconcentraties binnen de reactor mogelijk. Door een deel van het kweekmedium periodiek te vervangen, kan de reactor optimale omstandigheden voor microbiële groei en productie handhaven. Deze verordening is essentieel voor het optimaliseren van de productiesnelheden en het waarborgen van de efficiënte conversie van grondstoffen in de gewenste eindproducten.
In wezen zijn de gecontroleerde toevoer van voedingsstoffen en gassen, gecombineerd met het vermogen om metabolietconcentraties te reguleren via gedeeltelijke mediumuitwisselingen, belangrijke ontwerpkenmerken die bijdragen aan de effectiviteit ervan in microbiële cultuur en bioprocessing -toepassingen.
Bovendien zijn TFB's schaalbaar, waardoor de overgang van activiteiten op laboratoriumschaal naar productie op industriële schaal mogelijk is. Studies hebben aangetoond dat TFB's hoge weefselconcentraties kunnen bereiken en de groeisnelheden kunnen ondersteunen die geschikt zijn voor grootschalige toepassingen. Het ontwerp van de reactor zorgt voor flexibiliteit in werking, waardoor het zich kan aanpassen aan verschillende bioprocessingbehoeften, inclusief de productie van biologische eindproducten, celuitbreiding en weefseltechniek.
Samenvattend integreert het ontwerp geavanceerde mechanismen voor massa-vloeistofmassa-overdracht, schaalbare configuraties en aanpasbare operationele parameters, waardoor het een veelzijdig hulpmiddel is in bioprocessing en microbiële cultuurtoepassingen.
Populaire tags: Druppelsstroom Bioreactor, China Druppelstroom Bioreactor Fabrikanten, leveranciers, fabriek
Een paar
Kolomchromatografie labVolgende
Fixed bedreactorAanvraag sturen
Misschien vind je dit ook leuk














