เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพไหล
คำอธิบาย
พารามิเตอร์ทางเทคนิค
A เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพไหลเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบสามเฟสที่ของเหลวไหลลงในรูปแบบของฟิล์มบาง ๆ บนเตียงที่บรรจุซึ่งทำหน้าที่เป็นเฟสกระจายตัว ในทางกลับกันแก๊สจะไหลในลักษณะที่เกิดขึ้นพร้อมกันหรือตรงกันข้ามผ่านการบรรจุ โหมดการทำงานที่พบบ่อยที่สุดคือการไหลลงมาพร้อมกันของทั้งของเหลวและก๊าซ ในเครื่องปฏิกรณ์นี้เซลล์จะสร้างแผ่นชีวะบนพาหะทำให้พวกเขาอยู่ในระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพประเภทนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับกระบวนการที่ต้องใช้การสัมผัสกับก๊าซ-ของเหลวที่มีประสิทธิภาพและการถ่ายโอนมวลเช่นการใช้ชีวภาพและการผลิตกรดอะซิติก ตัวอย่างเช่นกรดอะซิติกสามารถผลิตได้จากโมเลกุลไฮโดรเจน (H2) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) โดยแบคทีเรียอะซิโตจีนิกใน Aเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพไหล- การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าด้วยสภาพการทำงานที่ดีที่สุดอัตราการผลิตกรดอะซิติกที่สูงสามารถทำได้
โดยรวมแล้วพวกเขาเสนอวิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้สำหรับการใช้งานเทคโนโลยีชีวภาพที่หลากหลายเนื่องจากลักษณะการถ่ายโอนมวลที่เพิ่มขึ้นและความสามารถในการรักษาเซลล์ภายในระบบ
แอปพลิเคชัน
การฟอกอากาศ
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพไหลใช้กระบวนการที่ของเหลวที่อุดมด้วยสารอาหารไหลลงมาบนเตียงของจุลินทรีย์ตรึง จุลินทรีย์เหล่านี้มักจะได้รับการคัดเลือกจากเชื้อแบคทีเรียหรือเชื้อราโดยเฉพาะสำหรับความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ VOCs เฉพาะ เมื่ออากาศที่ปนเปื้อนผ่านเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ VOCs จะถูกดูดซึมเข้าไปในฟิล์มเหลวบนพื้นผิวของวัสดุบรรจุและจากนั้นก็ถูกย่อยสลายด้วยจุลินทรีย์
การวิจัยแสดงให้เห็นว่า TBBS สามารถกำจัด VOCs ที่หลากหลายจากอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพรวมถึงเอทิลแอลกอฮอล์, dimethyl sulphide และ Styrene มลพิษเหล่านี้มักพบได้ในอุตสาหกรรมเช่นโรงงานเคมีร้านพิมพ์และโรงงานผลิตสี
เอทิลแอลกอฮอล์
เอทิลแอลกอฮอล์เป็น VOC ทั่วไปที่พบในกระบวนการอุตสาหกรรมและสินค้าอุปโภคบริโภคมากมาย TBBS ได้รับการแสดงเพื่อกำจัดเอทิลแอลกอฮอล์ออกจากอากาศอย่างมีประสิทธิภาพด้วยประสิทธิภาพการกำจัดมักจะเกิน 90%
ไดเมทิลซัลไฟด์
Dimethyl Sulphide เป็นอีกหนึ่ง VOC ทั่วไปที่สามารถลบออกได้โดยใช้ TBBS สารประกอบนี้มีกลิ่นแรงและมักพบในกระบวนการบำบัดก๊าซธรรมชาติและน้ำเสีย
สไตรีน
สไตรีนเป็น VOC ที่เป็นพิษที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตพลาสติกเรซินและยางสังเคราะห์ TBBS ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการกำจัดสไตรีนออกจากอากาศโดยมีประสิทธิภาพในการกำจัดแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานและจุลินทรีย์เฉพาะที่ใช้
ในการศึกษาโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพขนาดกึ่งอุตสาหกรรม (45 dm³) ประสิทธิภาพการกำจัดของมลพิษอยู่ระหว่าง 92-99% ประสิทธิภาพนี้ได้รับการบำรุงรักษาแม้ว่าความเข้มข้นของ VOC จะเพิ่มขึ้นเป็น 220-255 ppm แสดงให้เห็นถึงความทนทานและความสามารถในการปรับตัวของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ
|
|
|
บำบัดน้ำเสีย
ใช้กันทั่วไปในโรงบำบัดน้ำเสียของเทศบาลและอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัดสารพิษและสารอาหารเช่นไนโตรเจนและฟอสฟอรัส พวกเขายังสามารถใช้ในกระบวนการบำบัดล่วงหน้าเพื่อลดภาระในหน่วยการรักษาอื่น ๆ หรือเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบที่เฉพาะเจาะจง
จุลินทรีย์ที่ถูกตรึง
จุลินทรีย์ถูกตรึงบนพื้นผิวของวัสดุบรรจุซึ่งสามารถทำจากสารต่าง ๆ เช่นพลาสติกเซรามิกหรือไม้ จุลินทรีย์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการทำลายและกำจัดสารปนเปื้อนออกจากน้ำเสีย
กระบวนการหยด
น้ำเสียจะถูกนำไปใช้กับด้านบนของวัสดุบรรจุภัณฑ์ซึ่งมันไหลลงมาผ่านเตียง เมื่อน้ำไหลลงมามันจะสัมผัสกับจุลินทรีย์ที่ถูกตรึงซึ่งช่วยให้สามารถสลายและกำจัดสิ่งปนเปื้อนได้
การเติมอากาศ
ในบางกรณีอากาศจะถูกนำเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเพื่อให้ออกซิเจนกับจุลินทรีย์ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการเผาผลาญของพวกเขา สิ่งนี้สามารถทำได้ผ่านการเติมอากาศตามธรรมชาติ (เช่นโดยใช้การไหลของน้ำขึ้นไปข้างบนผ่านวัสดุบรรจุเพื่อดึงอากาศเข้ามา) หรือผ่านทางกลไก
การผลิตก๊าซชีวภาพ
ในกระบวนการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนพวกเขาสามารถใช้ในการผลิตก๊าซชีวภาพจากวัสดุเหลือใช้อินทรีย์ เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพให้สภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้สำหรับแบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนในการเจริญเติบโตและแปลงของเสียให้เป็นก๊าซชีวภาพซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์
แอปพลิเคชันนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการลดของเสียและสร้างแหล่งพลังงานหมุนเวียน
ประมวลผลภาพรวม
อินพุตของเสียอินทรีย์
วัสดุขยะอินทรีย์เช่นเศษอาหารตกค้างการเกษตรและปุ๋ยคอกจะถูกป้อนเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ
สิ่งที่แนบมาด้วยจุลินทรีย์
แบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนติดกับพื้นผิวของวัสดุบรรจุภายในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ วัสดุบรรจุภัณฑ์นี้ให้พื้นที่ผิวขนาดใหญ่สำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และการล่าอาณานิคม
การย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน
ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนจะทำลายของเสียอินทรีย์ผ่านปฏิกิริยาทางชีวเคมี ปฏิกิริยาเหล่านี้ผลิตก๊าซชีวภาพซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยมีเธน (CH4) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) รวมถึงผลพลอยได้อื่น ๆ เช่นน้ำและชีวมวลที่เหลือ
คอลเล็กชันก๊าซชีวภาพ
ก๊าซชีวภาพที่ผลิตจะถูกรวบรวมและสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนสำหรับการให้ความร้อนการผลิตไฟฟ้าหรือเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่ง
การฟื้นฟูสิ่งแวดล้อม
TBBS มีการใช้งานที่มีศักยภาพในการฟื้นฟูดินและน้ำใต้ดินที่ปนเปื้อน ด้วยการแนะนำจุลินทรีย์และสารอาหารที่เหมาะสมในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเป็นไปได้ที่จะกระตุ้นการย่อยสลายทางชีวภาพของสารปนเปื้อนที่มีอยู่ในดินหรือน้ำใต้ดิน
กระบวนการนี้สามารถช่วยฟื้นฟูคุณภาพสิ่งแวดล้อมของพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ
การแนะนำของจุลินทรีย์:
จุลินทรีย์เฉพาะที่มีความสามารถในการย่อยสลายสารปนเปื้อนของความกังวลถูกนำเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ จุลินทรีย์เหล่านี้สามารถมาจากสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติวิศวกรรมเพื่อเพิ่มความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพหรือวัฒนธรรมเชิงพาณิชย์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการบำบัดทางชีวภาพ
อุปทานสารอาหาร:
สารอาหารที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและกิจกรรมของจุลินทรีย์เช่นไนโตรเจน, ฟอสฟอรัสและองค์ประกอบการติดตามนั้นถูกส่งไปยังเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ สารอาหารเหล่านี้ช่วยรองรับการเจริญเติบโตและการคูณของจุลินทรีย์ย่อยสลายทางชีวภาพ
สภาพแวดล้อมที่ควบคุม:
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพให้สภาพแวดล้อมที่ควบคุมซึ่งปรับเงื่อนไขให้เหมาะสมสำหรับการย่อยสลายทางชีวภาพ ซึ่งรวมถึงการควบคุมอุณหภูมิค่า pH ปริมาณความชื้นและระดับออกซิเจน (ขึ้นอยู่กับว่าการย่อยสลายทางชีวภาพแบบแอโรบิคหรือแบบไม่ใช้ออกซิเจนกำลังเกิดขึ้น)
การได้รับสารปนเปื้อน:
ดินหรือน้ำใต้ดินที่ปนเปื้อนถูกนำเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพในลักษณะควบคุม การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพช่วยให้มั่นใจได้ถึงการสัมผัสสูงสุดระหว่างสารปนเปื้อนและจุลินทรีย์ที่ย่อยสลายทางชีวภาพ
การย่อยสลายทางชีวภาพ:
ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมจุลินทรีย์จะย่อยสลายสารปนเปื้อนที่มีอยู่ในดินหรือน้ำใต้ดิน กระบวนการนี้สามารถเกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันการลดการไฮโดรไลซิสหรือปฏิกิริยาทางชีวเคมีอื่น ๆ ที่แปลงสารปนเปื้อนให้เป็นสารประกอบที่เป็นอันตรายน้อยลงหรือเฉื่อย
การตรวจสอบและควบคุม:
การทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องเพื่อให้แน่ใจว่าการย่อยสลายทางชีวภาพเกิดขึ้นตามที่คาดไว้ สิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ตัวอย่างสำหรับความเข้มข้นของสารปนเปื้อนกิจกรรมจุลินทรีย์และระดับสารอาหาร การปรับเงื่อนไขเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพสามารถทำได้ตามความจำเป็นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายทางชีวภาพ
คุณสมบัติการออกแบบ
การออกแบบหลักของ TFB มีระบบเตียงที่บรรจุซึ่งเซลล์จุลินทรีย์ติดและสร้างแผ่นชีวะบนพื้นผิวของวัสดุบรรจุภัณฑ์ การจัดเรียงนี้ช่วยให้การถ่ายโอนมวลก๊าซเป็นของเหลวที่ดีขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการต่าง ๆ เช่นการใช้ชีวภาพและการผลิตกรดอะซิติกจากไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์
ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพไหล(TFB) อุปทานของสารอาหารและก๊าซจะถูกควบคุมอย่างพิถีพิถันโดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านระบบหยดหรือหยด ระบบนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการกระจายทรัพยากรที่จำเป็นอย่างต่อเนื่องและแม้กระทั่งการกระจายทรัพยากรที่จำเป็นตลอดทั้งเครื่องปฏิกรณ์ วิธีการส่งมอบนี้มีความสำคัญเนื่องจากช่วยรักษาเงื่อนไขการเจริญเติบโตที่ดีที่สุดสำหรับจุลินทรีย์ที่อยู่ภายในเครื่องปฏิกรณ์ ด้วยการสร้างความมั่นใจว่าการไหลเข้าของสารอาหารและก๊าซที่มั่นคงและสมดุลจุลินทรีย์สามารถเจริญเติบโตและทำงานการเผาผลาญได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้การออกแบบ TFB ยังรวมถึงบทบัญญัติสำหรับการแลกเปลี่ยนสื่อบางส่วน คุณลักษณะนี้ช่วยให้สามารถควบคุมความเข้มข้นของเมตาโบไลต์ภายในภายในเครื่องปฏิกรณ์ โดยการแทนที่ส่วนหนึ่งของสื่อการเพาะเลี้ยงเป็นระยะเครื่องปฏิกรณ์สามารถรักษาเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และการผลิต กฎระเบียบนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพอัตราการผลิตและสร้างความมั่นใจว่าการแปลงวัตถุดิบอย่างมีประสิทธิภาพเป็นผลิตภัณฑ์ปลายทางที่ต้องการ
ในสาระสำคัญการควบคุมสารอาหารและก๊าซรวมกับความสามารถในการควบคุมความเข้มข้นของเมตาโบไลต์ผ่านการแลกเปลี่ยนสื่อบางส่วนเป็นคุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญที่นำไปสู่ประสิทธิภาพในการเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์และการประมวลผลทางชีวภาพ
นอกจากนี้ TFBs สามารถปรับขนาดได้ซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนจากการดำเนินงานในระดับห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตระดับอุตสาหกรรม การศึกษาแสดงให้เห็นว่า TFB สามารถบรรลุความเข้มข้นของเนื้อเยื่อสูงและรองรับอัตราการเติบโตที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ การออกแบบของเครื่องปฏิกรณ์ช่วยให้มีความยืดหยุ่นในการทำงานทำให้สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการกระบวนการทางชีวภาพที่หลากหลายรวมถึงการผลิตผลิตภัณฑ์ปลายทางชีววิทยาการขยายตัวของเซลล์และวิศวกรรมเนื้อเยื่อ
โดยสรุปการออกแบบรวมกลไกการถ่ายโอนมวลก๊าซของเหลวขั้นสูงการกำหนดค่าที่ปรับขนาดได้และพารามิเตอร์การทำงานที่ปรับได้ทำให้เป็นเครื่องมือที่หลากหลายในการประมวลผลทางชีวภาพและการประยุกต์ใช้วัฒนธรรมจุลินทรีย์
ป้ายกำกับยอดนิยม: เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพไหลแบบไหลของชินา, ผู้ผลิตเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพไหล
ส่งคำถาม
