Concept in definitie ABC

Candela Rocio Barbisan | Zee. 2022
Chemisch ingenieur

Onderdelen waaruit een bioreactor bestaat

Gewoonlijk bestaat een bioreactor uit verschillende modules die ervoor zorgen dat deze voldoende is functioneren. In de eerste plaats, een omhulsel of envelop die de containercontainer vormt, staat vaak bekend als dorna en past de steriliteitsomstandigheden aan vereist, daarom zijn de samenstellende materialen over het algemeen roestvrij staal en glas, afhankelijk van de werkomstandigheden en volumes vereist.

Ten tweede is er de regelmodule, die het mogelijk maakt om de parameters zo in te stellen dat de werksfeer adequaat is; Zoals elke regellus, stelt deze module je in staat om een ​​telling van verschillende variabelen te doen en andere te manipuleren om: vermijd verstoringen en activeer tools waarmee de uitgevoerde reacties kunnen worden gecontroleerd innerlijk. Evenzo vereist dit regelsysteem aanvullende regel- en meetinstrumenten en zelfs apparatuur die aan de bioreactor wordt toegevoegd.

Voor de controle van de temperatuur-, de bioreactor heeft een thermostatisch bad waarmee deze variabele op een gewenste waarde kan worden gehouden, zodat de temperatuur in de hele reactor homogeen is.

Ten slotte kan het, net als elk ander industrieel systeem, aanvullende instrumenten en apparatuur nodig hebben voor ondersteunende diensten zoals compressiesystemen lucht en flowmeters, om de lucht en gassen te doseren die nodig zijn voor de ontwikkeling van de micro-organismen.

Hoe werken ze?

Om het beter te begrijpen kunnen we een voorbeeld gebruiken. Het geval van een bioreactor in de controle van kwaliteit van water. In dit geval wordt de container gevuld met houtsnippers waardoor het water wegloopt. Zo koloniseren de bodemmicro-organismen die door het water worden meegesleept voordat ze de reactor binnenkomen, de chips en voeden zich met hun koolstof. Bovendien inhaleren ze in hun vitale processen nitraten uit het water en ademen ze stikstof uit in de atmosfeer, zodat het water uiteindelijk gretig is naar nitraten.

Afhankelijk van het gewenste type behandeling verandert de bioreactor van samenstelling. Het gebruik ervan is wijdverbreid bij de behandeling van afvalwater en afvalwater, die bekend staan ​​als anaërobe en aerobe reactoren, afhankelijk van het type micro-organismen (gewoonlijk bacteriën). Op basis daarvan worden de opnamecapaciteiten van organische stof en opgeloste nutriënten bepaald, waardoor deze componenten uit het water kunnen worden verwijderd. Organische stof, zoals hierboven vermeld, is de bron van voeden van deze micro-organismen en bovendien moet er een bron van stikstof en fosfor worden voorzien voor het inademingsproces, dat de groei van het micro-organisme mogelijk maakt. De biomassa gegenereerd, wordt gescheiden door dichtheidsverschil en dus is het uiteindelijke water vrij van organisch materiaal en stikstof- en fosforverbindingen. Uiteraard heeft deze toepassing de beperking dat het te behandelen effluent geen biociden bevat.

Operatie modus

Hoewel dit hier is ontwikkeld voor bioreactoren, kan worden gezegd dat dit de typische bedrijfsmodi zijn van elke reactor in de industrie.

Als de bioreactor batchgewijs wordt gebruikt, blijft het volume gedurende de hele periode vast werking en de micro-organismen verbruiken reagentia (voedingsstoffen) en genereren de producten bepaald. Integendeel, als de operatie continu is, wordt de reactor via een inlaatstroom continu gevoed en wordt tegelijkertijd een bepaalde stroom product geëxtraheerd.

Er kan ook een operatie plaatsvinden die beide modi combineert, waarbij het in batches werkt en na bepaalde tijdsintervallen een voedingsstroom wordt geïnjecteerd.

Andere toepassingsvoorbeelden

De verschillende hulpprogramma's die de afgelopen jaren aan bioreactoren zijn gegeven, plaatsen ze op een punt van ontwikkeling. Van het genereren van plantencellen en meststoffen voor de agrarische industrie tot de koolwaterstofindustrie voor saneringstaken omgeving en de behandeling van afvalwater en de industrie voor hernieuwbare energie, zoals het geval is bij de productie van biogas en biodiesel.

Evenzo zijn ze erin geslaagd de voedingsindustrie te betreden, voor de generatie van probiotica die tegenwoordig in de mode zijn en zelfs bij de productie van bier.

Natuurlijk worden ze ook veel gebruikt in de cosmetische en farmaceutische industrie, bij de vervaardiging van crèmes, aceton, antibiotica en zelfs vaccins.