المفهوم في التعريف ABC

كانديلا روسيو باربيسان | لحر. 2022
مهندس كيميائي

الأجزاء التي يتكون منها مفاعل حيوي

عادة ، يتكون المفاعل الحيوي من وحدات مختلفة تسمح له بالقدر الكافي تسيير. في المقام الأول ، غالبًا ما يُعرف الغلاف أو الظرف الذي يشكل حاوية الحاوية باسم دورنا ويتكيف مع ظروف التعقيم مطلوب ، لذلك ، بشكل عام ، المواد المكونة عادة ما تكون من الفولاذ المقاوم للصدأ والزجاج ، وفقًا لظروف العمل والأحجام مطلوب.

ثانيًا ، هناك وحدة التحكم ، التي تسمح بتعيين المعلمات بحيث يكون جو العمل مناسبًا ؛ مثل أي حلقة تحكم ، تتيح لك هذه الوحدة إجراء إحصاء للمتغيرات المختلفة والتعامل مع المتغيرات الأخرى من أجل تجنب الاضطرابات وتفعيل الأدوات التي تسمح بالتحكم في التفاعلات التي يتم إجراؤها داخليا. وبالمثل ، يتطلب نظام التحكم هذا أدوات تحكم وقياس إضافية وحتى معدات مضافة إلى المفاعل الحيوي.

للسيطرة على درجة الحرارة، يحتوي المفاعل الحيوي على حمام ترموستاتي يسمح بالحفاظ على هذا المتغير عند القيمة المرغوبة ، بحيث تكون درجة الحرارة متجانسة في جميع أنحاء المفاعل بأكمله.

أخيرًا ، مثل أي نظام صناعي ، قد يتطلب أدوات ومعدات إضافية للخدمات المساعدة مثل أنظمة الضغط هواء وأجهزة قياس التدفق ، من أجل جرعات الهواء والغازات اللازمة لتطوير الكائنات الدقيقة.

كيف يعملون؟

لفهمها بشكل أفضل يمكننا استخدام مثال. حالة وجود مفاعل حيوي في السيطرة على جودة من الماء. في هذه الحالة ، تمتلئ الحاوية برقائق خشبية يتم من خلالها تصريف المياه. وهكذا ، فإن الكائنات الحية الدقيقة في التربة التي تسحبها المياه قبل دخول المفاعل تستعمر الرقائق وتتغذى على الكربون الخاص بها. بالإضافة إلى ذلك ، في عملياتهم الحيوية يستنشقون النترات من الماء ويزفرون النيتروجين في الغلاف الجوي ، بحيث يصبح الماء أخيرًا متعطشًا للنترات.

اعتمادًا على نوع العلاج المطلوب ، يغير المفاعل الحيوي تركيبته. على نطاق واسع ، ينتشر استخدامه على نطاق واسع في معالجة النفايات السائلة ومياه الصرف ، والتي تُعرف باسم المفاعلات اللاهوائية والهوائية ، اعتمادًا على نوع الكائنات الحية الدقيقة (عادةً بكتيريا). بناءً عليها ، يتم تحديد قدرات استيعاب المواد العضوية والمغذيات الذائبة ، مما يسمح بإزالة هذه المكونات من الماء. المادة العضوية ، كما هو مذكور أعلاه ، هي مصدر تغذية من هذه الكائنات الحية الدقيقة ، بالإضافة إلى ذلك ، يجب توفير مصدر للنيتروجين والفوسفور لعملية الاستنشاق ، مما يسمح بنمو الكائنات الحية الدقيقة. ال الكتلة الحيوية يتم فصلها عن طريق اختلاف الكثافة ، وبالتالي ، فإن الماء النهائي يكون نظيفًا من المواد العضوية ومركبات النيتروجين والفوسفور. بالطبع ، هذا التطبيق له قيود على أن النفايات السائلة المراد معالجتها لا تحتوي على مبيدات حيوية.

وضعية التشغيل

على الرغم من أن هذا تم تطويره هنا للمفاعلات الحيوية ، إلا أنه يمكن القول إنها أنماط التشغيل النموذجية لأي مفاعل في الصناعة.

في حالة تشغيل المفاعل الحيوي دفعة واحدة ، يظل الحجم ثابتًا طوال الفترة من العملية وتستهلك الكائنات الحية الدقيقة الكواشف (المغذيات) وتنتج المنتجات منصوص عليه. على العكس من ذلك ، إذا كانت العملية مستمرة ، من خلال تيار المدخل ، يتم تغذية المفاعل بشكل مستمر ، وفي نفس الوقت ، يتم استخراج تدفق معين من المنتج.

يمكن أيضًا أن تحدث عملية تجمع بين كلا الوضعين ، حيث تعمل على دفعات ، وبعد فترات زمنية معينة يتم حقن تيار التغذية.

أمثلة التطبيق الأخرى

المرافق المختلفة التي تم منحها للمفاعلات الحيوية في السنوات الأخيرة تضعها في نقطة التطوير. من توليد الخلايا النباتية والأسمدة للصناعة الزراعية إلى صناعة الهيدروكربونات لمهام المعالجة بيئة ومعالجة النفايات السائلة وصناعة الطاقة المتجددة ، مثل حالة إنتاج الغاز الحيوي والديزل الحيوي.

وبالمثل ، فقد تمكنوا من دخول صناعة المواد الغذائية لتوليد البروبيوتيك الموجودة في الموضة اليوم وحتى في صناعة البيرة.

بالطبع ، في صناعات مستحضرات التجميل والأدوية ، يتم استخدامها أيضًا على نطاق واسع ، في صناعة الكريمات والأسيتون والمضادات الحيوية وحتى اللقاحات.