Sippra flödesbioreaktor
Beskrivning
Tekniska parametrar
A sippra flödesbioreaktorär en trefasreaktor där vätska rinner nedåt i form av en tunn film över en packad säng och fungerar som den spridda fasen. Gas, å andra sidan, flyter på ett samtidigt eller motströms sätt genom förpackningen. Det vanligaste driftsläget är det samtidiga nedåtflödet av både vätska och gas. I denna reaktor bildar celler en biofilm på bärarna, vilket gör att de kan stanna kvar i systemet effektivt.
Denna typ av bioreaktor är särskilt fördelaktig för processer som kräver effektiv gas-vätskekontakt och massöverföring, såsom biometanation och ättiksyraproduktion. Till exempel kan ättiksyra produceras från molekylärt väte (H2) och koldioxid (CO2) med acetogena bakterier i Asippra flödesbioreaktor. Studier har visat att med optimala driftsförhållanden kan höga produktionshastigheter för ättiksyra uppnås.
Sammantaget erbjuder de en livskraftig lösning för ett brett spektrum av bioteknologiska tillämpningar på grund av deras förbättrade massöverföringsegenskaper och förmågan att upprätthålla celler i systemet.
Ansökningar
Luftrening
Sippra flödesbioreaktorerAnvänd en process där en näringsrik flytande sipprar ner över en bädd av immobiliserade mikroorganismer. Dessa mikroorganismer, ofta bakterier eller svampar, väljs specifikt för sin förmåga att biologiskt nedbrytning av specifika VOC. När den förorenade luften passerar genom bioreaktorn absorberas VOC: erna i den flytande filmen på ytan av förpackningsmaterialet och sedan biologisk nedbrytning av mikroorganismerna.
Forskning har visat att TBB: er effektivt kan ta bort olika VOC från luft, inklusive etylalkohol, dimetylsulfid och styren. Dessa föroreningar finns vanligtvis i industriella miljöer, såsom kemiska anläggningar, tryckbutiker och färgtillverkningsanläggningar.
Etanol
Etylalkohol är en vanlig VOC som finns i många industriella processer och konsumentprodukter. TBB: er har visat sig effektivt ta bort etylalkohol från luft, med avlägsnande effektivitet som ofta överstiger 90%.
Dimetylsulfid
Dimetylsulfid är en annan vanlig VOC som kan tas bort med TBB. Denna förening har en stark lukt och finns ofta i naturgas- och avloppsreningsprocesser.
Styren
Styren är en giftig VOC som vanligtvis används vid produktion av plast, hartser och syntetiskt gummi. TBB: er har framgångsrikt använts för att avlägsna styren från luft, med avlägsnande effektivitet som varierar beroende på driftsförhållandena och de specifika mikroorganismerna som används.
I en studie med en semi-industriell bioreaktor (45 dm³) varierade borttagningseffektiviteten för föroreningar mellan 92-99%. Denna effektivitet bibehölls även när VOC -koncentrationen ökades till 220-255 ppm, vilket visade bioreaktorns robusthet och anpassningsförmåga.
|
|
|
Avloppsbehandling
Vanligtvis används i kommunala och industriella avloppsreningsverk, särskilt för avlägsnande av organiska föroreningar och näringsämnen såsom kväve och fosfor. De kan också användas i förbehandlingsprocesser för att minska belastningen på andra behandlingsenheter eller för att uppfylla specifika lagkrav.
Immobiliserade mikroorganismer
Mikroorganismer är immobiliserade på ytan av ett förpackningsmaterial, som kan göras av olika ämnen som plast, keramik eller trä. Dessa mikroorganismer spelar en avgörande roll för att bryta ner och ta bort föroreningar från avloppsvattnet.
Sipprande process
Avloppsvatten appliceras på toppen av förpackningsmaterialet, där det lurar ner genom sängen. När vattnet lurar ner kommer det i kontakt med de immobiliserade mikroorganismerna, vilket möjliggör nedbrytning och borttagning av föroreningar.
Luftning
I vissa fall införs luft i bioreaktorn för att ge syre till mikroorganismerna, vilket är nödvändigt för deras metaboliska processer. Detta kan göras genom naturlig luftning (t.ex. med användning av vattenflödet genom förpackningsmaterialet för att dra luft in) eller på mekaniska medel.
Biogasproduktion
I anaeroba matsmältningsprocesser kan de användas för att producera biogas från organiska avfallsmaterial. Bioreaktorn tillhandahåller en kontrollerad miljö för de anaeroba bakterierna att trivas och omvandla avfallet till biogas, som främst består av metan och koldioxid.
Denna applikation är särskilt fördelaktig för att minska avfall och generera förnybara energikällor.
Processöversikt
Organisk avfallsinmatning
Organiskt avfallsmaterial, såsom matavfall, jordbruksrester och gödsel, matas in i bioreaktorn.
Mikrobiell fästning
Anaeroba bakterier fästs på ytan på förpackningsmaterialet inuti bioreaktorn. Detta förpackningsmaterial ger en stor ytarea för mikrobiell tillväxt och kolonisering.
Anaerob matsmältning
I frånvaro av syre bryter de anaeroba bakterierna det organiska avfallet genom en serie biokemiska reaktioner. Dessa reaktioner producerar biogas, som huvudsakligen består av metan (CH4) och koldioxid (CO2), såväl som andra biprodukter som vatten och återstående biomassa.
Biogassamling
De producerade biogasen samlas in och kan användas som en förnybar energikälla för uppvärmning, elproduktion eller som ett bränsle för transport.
Miljöhjälp
TBB: er har potentiella tillämpningar vid sanering av förorenad mark och grundvatten. Genom att införa lämpliga mikroorganismer och näringsämnen i bioreaktorn är det möjligt att stimulera biologisk nedbrytning av föroreningar som finns i jorden eller grundvattnet.
Denna process kan hjälpa till att återställa miljökvaliteten i de drabbade områdena.
Introduktion av mikroorganismer:
Specifika mikroorganismer som kan biologiskt nedbrytning av föroreningar som av oro införs i bioreaktorn. Dessa mikroorganismer kan hämtas från naturliga miljöer, konstruerade för att förbättra biologisk nedbrytningskapacitet eller kommersiella kulturer som är specifikt utformade för bioremediering.
Näringsämne:
Näringsämnen som är nödvändiga för mikrobiell tillväxt och aktivitet, såsom kväve, fosfor och spårelement, levereras till bioreaktorn. Dessa näringsämnen hjälper till att stödja tillväxten och multiplikationen av de biologiska nedbrytande mikroorganismerna.
Kontrollerad miljö:
Bioreaktorn tillhandahåller en kontrollerad miljö som optimerar villkor för biologisk nedbrytning. Detta inkluderar regleringstemperatur, pH, fuktinnehåll och syrenivåer (beroende på om aerob eller anaerob biologisk nedbrytning sker).
Förorenande exponering:
Förorenad mark eller grundvatten införs i bioreaktorn på ett kontrollerat sätt. Bioreaktordesignen säkerställer maximal kontakt mellan föroreningarna och de biologiska nedbrytande mikroorganismerna.
Biologisk nedbrytning:
Under optimala förhållanden biologiskt nedbryt de föroreningar som finns i jorden eller grundvattnet. Denna process kan involvera oxidation, reduktion, hydrolys eller andra biokemiska reaktioner som omvandlar föroreningarna till mindre skadliga eller inerta föreningar.
Övervakning och kontroll:
Bioreaktoroperationen övervakas kontinuerligt för att säkerställa att biologisk nedbrytning sker som förväntat. Detta kan involvera analys av prover för förorenande koncentrationer, mikrobiell aktivitet och näringsnivåer. Justeringar av bioreaktorförhållandena kan göras vid behov för att optimera biologisk nedbrytningsprestanda.
Designfunktioner
Kärndesignen för TFB har ett packat sängsystem där mikrobiella celler fäster och bildar en biofilm på ytan av förpackningsmaterialet. Detta arrangemang möjliggör en förbättrad gas-till-vätska massöverföring, nödvändig för processer som biometanation och ättiksyraproduktion från väte och koldioxid.
På ensippra flödesbioreaktor(TFB), leveransen av näringsämnen och gaser kontrolleras noggrant, främst genom ett trick- eller droppsystem. Detta system säkerställer en kontinuerlig och till och med fördelning av väsentliga resurser i hela reaktorn. Denna metod för leverans är avgörande eftersom den hjälper till att upprätthålla optimala tillväxtförhållanden för de mikroorganismer som finns i reaktorn. Genom att säkerställa en stadig och balanserad tillströmning av näringsämnen och gaser kan mikroorganismerna trivas och utföra sina metaboliska funktioner effektivt.
Dessutom innehåller utformningen av TFB bestämmelser för partiella medelstora utbyten. Denna funktion möjliggör reglering av interna metabolitkoncentrationer inom reaktorn. Genom att regelbundet ersätta en del av odlingsmediet kan reaktorn upprätthålla optimala förhållanden för mikrobiell tillväxt och produktion. Denna reglering är avgörande för att optimera produktionshastigheter och säkerställa en effektiv omvandling av råvaror till önskade slutprodukter.
I huvudsak är den kontrollerade tillförseln av näringsämnen och gaser, i kombination med förmågan att reglera metabolitkoncentrationer genom partiella medelstora utbyten, viktiga designfunktioner som bidrar till dess effektivitet i mikrobiell kultur och bioprocesseringsapplikationer.
Dessutom är TFBS skalbara, vilket möjliggör övergången från laboratorieskala till industriell produktion. Studier har visat att TFB: er kan uppnå höga vävnadskoncentrationer och stödja tillväxthastigheter som är lämpliga för storskaliga applikationer. Reaktorns design möjliggör flexibilitet i drift, vilket gör den anpassningsbar till olika biobearbetningsbehov, inklusive produktion av biologiska slutprodukter, cellutvidgning och vävnadsteknik.
Sammanfattningsvis integrerar designen avancerade gas-vätska massöverföringsmekanismer, skalbara konfigurationer och anpassningsbara operativa parametrar, vilket gör det till ett mångsidigt verktyg i biobearbetning och mikrobiella odlingsapplikationer.
Populära Taggar: Trickle Flow Bioreactor, China Trickle Flow Bioreactor Manufacturer, Leverantörer, Factory
Ett par
KolumnkromatografilaboratoriumNästa
fasta sängreaktorSkicka förfrågan














