Bioreactor là gì? Các loại lò phản ứng sinh học trong xử lý nước thải

Bioreactor là gì? 1 danh từ tiếng anh, dịch nghĩa là Lò phản ứng sinh học. Đây là 1 thuật ngữ chỉ thiết bị được xây dựng cho sinh vật phát triển. Như nấm men, vi khuẩn hoặc tế bào trong điều kiện được kiểm soát. Bioreactor cũng được sử dụng để chuyển đổi nguyên liệu thô thành các sản phẩm phụ hữu ích như quá trình chuyển đổi sinh học của ngô thành Ethanol.

Bioreactor là 1 hệ thóng khép kín. Được sử dụng để xử lý sinh học, hỗ tợ sự phát triển của các tế bào và mô. Quá trình xảy ra có thể là hiếu khí hoặc kỵ khí. Phản ứng vi khuẩn thường diễn ra trong các chất lên men. Trong khi sự phát triển của các tế bào xảy ra trong Lò phản ứng sinh học.

Bioreactor là gì
Bioreactor là gì

Bioreactor được sử dụng để sản xuất các sản phẩm dược phẩm như kháng sinh và insulin. Cũng vô cùng hữu ích trong các mô hình vĩ mô như nhà máy xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Lò phản ứng Bioreactor đóng vai trò quan trọng có khả năng điều khiển nhiệt độ, các phương tiện khí cần thiết để bắt đầu phản ứng sinh hóa. Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm, pH và oxy. Kết hợp tốc độ khuấy phù hợp sẽ tạo điều kiện tăng trưởng cần thiết và năng suất tối đa cho tế bào.

Những yếu tố cơ bản của Lò phản ứng sinh học Bioreactor bao gồm:

  • Là hệ thống hoặc thiết bị hỗ trợ môi trường cho hoạt động sinh học.
  • Là các bể, trong đó 1 quá trình hóa học được thực hiện có liên quan đến các sinh vật hoặc hoạt chất sinh hóa có nguồn gốc từ các sinh vật đó.
  • Có thể là vi sinh hiếu khí hoặc kỵ khí.
  • Hình dạng: hình trụ, kích thước theo lít hoặc mét khối và chất liệu bằng thép không gỉ.
  • Cung cấp 1 môi trường đồng nhất, giống nhau ở mọi điểm bằng cách khuấy liên tục.
  • Cung cấp cho các sinh vật hoặc tế bào 1 môi trường được kiểm soát bởi nhiệt độ, pH và oxy.

Chất nền cho lò phản ứng sinh học Bioreactor

  • Chất nền giới hạn: Chất nền cho lò phản ứng như nguồn năng lượng, carbon hoặc các nguồn dinh dưỡng bị cạn kiệt trong quá trình tăng trưởng hàng loạt. Các chất nền này có ảnh hưởng trực tiếp đến động học của sự phát triển tế bào.
  • Chất nền quá mức: Là loại chất nền tương tự như chất nền giới hạn nhưng không bị cạn kệt vào cuối giai đoạn tăng trưởng. Chất nền này không có tác dụng động học đối với sự phát triển của tế bào.

Các giai đoạn trong Lò phản ứng sinh học Bioreactor:

Các giai đoạn trong lò phản ứng sinh học

Có 3 giai đoạn chính trong quá trình Bioreactor bao gồm: xử lý ngược dòng, xử lý sinh học và xử lý hạ nguồn để thay đổi nguyên liệu thô thành sản phẩm hoàn chỉnh.

Xử lý ngược dòng:

Nguyên liệu thô cố nguồn gốc sinh học hoặc phi sinh học. Đầu tiên cần được thay đổi thành 1 dạng phù hợp hơn để xử lý. Việc này sẽ hoàn thành trong quá trình xử lý ngược dòng. Giai đoạn này bao gồm:

  • Thủy phân hóa học
  • Chuẩn bị môi trường lỏng
  • Phân loại các hạt.
  • Lọc khí
  • Và các hoạt động chuẩn bị khác.

Xử lý sinh học:

Sau khi xử lý ngược dòng, vật liệu thu được chuyển sang 1 hoặc nhiều giai đoạn xử lý sinh học. Các phản ứng sinh học tạo thành cơ sở của giai đoạn sinh học. Các giai đoạn này bao gồm 3 hoạt động:

  • Sản xuất sinh khối.
  • Trao đổi chất tổng hợp
  • Biến đổi sinh học.

Xử lý hạ nguồn:

Đối với giai đoạn tiếp theo trong quy trình, vật liệu được tạo ra trong lò phản ứng sinh học Bioreactor được xử lý thêm để thay đổi thành dạng hữu ích hơn. Quá trình này bao gồm các hoạt động phân loại vật lý:

  • Tách chất lỏng rắn
  • Hấp phụ
  • Chiết chất lỏng với chất lỏng
  • Chưng cất
  • Sấy

Các loại Lò phản ứng sinh học Bioreactor:

Các loại lò phản ứng sinh học Bioreactor
Các loại lò phản ứng sinh học Bioreactor

Có 3 loại Lò phản ứng sinh học Bioreactor được sử dụng chính bao gồm: Xử lý sinh học hàng loạt, phản ứng sinh học liên tục và lò phản ứng sinh học hàng loạt của Fed

Lò phản ứng Batch Bioreactor:

Các quy trình xử lý sinh học hàng loạt liên quan đến việc làm đầy lò phản ứng với dung môi và tiêm chất phản ứng mà không cần thêm các chất dinh dưỡng hoặc dung môi cho đến khi kết thúc quá trình tăng trưởng.

Lò phản ứng sinh học liên tục:

Các quá trình phản ứng sinh học liên tục được ung cấp liên tục các chất dinh dưỡng và dung môi vào bể. Vì lò phản ứng là các vật liệu được thu hoạch liên tục, các quy trình liên tục có thể dẫn đến khối lượng vật liệu thu hoạch lớn hơn và chiến dịch phản ứng sinh học có thời gian dài hơn.

Nhược điểm của các chiến dịch phản ứng sinh học dài hơn là làm tăng đáng kể khả năng nhiễm bẩn.

Lò phản ứng hàng hoạt Fed

Là các quy trình phản ứng phổ biến nhất và sử dụng nhiều nhất hiện nay. Quá trình bắt đầu với khối lượng thấp. Sau đó, cung cấp dung môi và chất dinh dưỡng theo lịch trình đã lên kế hoạc mà không loại bỏ nguyên liệu thu hoạch. Sauk hi quá trình hoàn thành, vật liệu thu được dùng để xử lý hạ lưu.

Cân nhắc trong thiết kế Lò phản ứng Bioreactor:

Lò phản ứng sinh học trong công nghiệp
Lò phản ứng sinh học trong công nghiệp

Các yếu tố cần cân nhắc khi thiết kế:

  • Oxy cho vi sinh vật hiếu khí
  • Quản lý nhiệt độ
  • Phương pháp giám sát vi sinh nuôi cấy
  • Tính vô trùng.

Các lò phản ứng sinh học trong hệ thống xử lý nước thải y tế được Nihophawa cung cấp đảm bảo các yêu cầu tùy chỉnh. Dựa trên các yếu tố về yêu cầu xử lý, vị trí và các tiêu chí quan trọng khác. Quy trình sản xuất của Hanokyo được giám sát chặt chẽ để đảm bảo Lò phản ứng sinh học đạt hiệu suất cao nhất có thể.

0/5 (0 Reviews)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *