浸没式生物反应器(篮式生物反应器)

海潮机械 2023-01-16 04:09 编辑:admin 62阅读

1. 篮式生物反应器

生物反应器首先在发酵工业中得到应用。发酵工业中使用的生物反应器,实际上是发酵罐。另一种是以固定化酶或固定化细胞为催化剂的酶反应器。世界上最大的发酵罐高达100米,直径7米,容积为4000立方米。它远远望去,犹如一座壮观的圆形塔。 可以用于制干扰素、胰岛素、生物钢、人生长激素...... 好处我也不太清楚。 生物反应器是利用生物催化剂为细胞培养(或发酵)或酶反应提供良好的反应环境的设备,通常称为发酵罐或酶反应器。用于污水生物处理的曝气池或厌气消化罐也可作为生物反应器的一类。生物反应器是生物反应过程中的关键设备,它的结构、操作方式和操作条件对生物技术产品的质量、转化率和能耗有着密切关系。 生物反应器 名称 名称: 生物反应器 主题词或关键词: DNA 生命科学 细菌 胰岛素 内容 内容 生物反应器听起来有些陌生,基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化,变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能,设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说,生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。

在固定化酶广泛应用的基础上,人们发现天然细胞本身就具有多功能的系列化反应系统采用物理或化学方法将细胞固定化,是利用酶或酶系的一条捷径。

一个固定化细胞反应器犹如一台“生命活动功能推动机”。

固定化细胞技术开始于70年代,其实际应用程度已超过固定化酶。如美国、欧洲、日本均采用固定化菌体柱床工艺大规模生产高果糖浆。

2. 篮式生物反应器图片

动物反应器:比如小鼠乳腺细胞表达系统等,具有真核动物细胞的蛋白加工系统,适合表达微生物反应器和植物反应器不能很好表达的动物内源性基因。

植物反应器:拟南芥,烟草等,适合表达一些真核基因和某些原核基因。其应用主要是摸索该基因在模式化植物中的作用,对农业作物基因改良有积极意义。

动植物反应器:优点在于能表达较为复杂的蛋白,缺点就是操作复杂,周期长,转化效率低。

微生物反应器:大肠杆菌,毕赤酵母等,适合表达原核蛋白和一些真核蛋白。优点就是生长快,周期短,操作简单,转化效率高。缺点就是对于一些真核蛋白缺乏必要的蛋白修饰加工系统,有可能造成该蛋白不表达或者表达无活性(比如包涵体形式存在)

3. 新型生物反应器

两相厌氧法是一种新型的厌氧生物处理工艺,1971年Ghosh和Pohland首次提出两相两相发酵概念,即把产酸和产甲烷两阶段独立反应器在各自最佳环境条件并将两反应器串联形成两相厌氧发酵系统即两相厌氧流化床。特点:1 产酸和产甲烷两阶段独立,提高各自反应速率。 2 酸化反应器有一定缓冲作用,缓解冲击负荷对后续产甲烷反应器的影响。 3 酸化反应器反应进程快,水力停留时间短,COD浓度可去除20%—25%,能够大大减轻产甲烷反应器的负荷。 4 负荷高,反应器容积小,基建费用低。射流循环新型厌氧生物流化床反应器以该反应器(JLAFB)为酸化相(或称硫酸盐还原相)厌氧颗粒污泥流化床(AGSBF)为产甲烷相组成两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水

4. 复合生物反应器

1、CaO基钙系脱硫剂:

  许多企业早期使用的CaO类脱硫剂主要是石灰w(CaO)=90%左右,萤石w(CaF2)=5%~10%的混合脱硫剂。活性石灰加入萤石、Al可显着改善脱硫效果。石灰是非常容易得到的原料,原料充足,价格便宜,但石灰类脱硫剂用量多,炉渣量多,处理周期长,铁水温度高时也显示出高脱硫效率。

  2、Mg及Mg基脱硫剂:

  [Mg]和[S]的反应在1350℃下没有电石、石灰脱硫反应,平衡常数高。但金属镁和硫具有非常高的亲和力,反应区的动力学条件非常好,反应迅速而强烈。沿用镁铁水硫反应生成的MGS熔点高(2000℃),密度低(2.82g/cm3),易成渣。坚持不懈,金属镁热活性高,作为脱硫剂必须保证钝化处理。原

  镁不仅可以单独脱硫,还可以使用镁基复合脱硫剂。镁基脱硫剂用氧化镁粉也需要钝化处理,氧化镁粉是通过直径为0.15-1.2mm、w(mg)>90%的磨粉或喷涂制备而成,另一种是钝化涂层。液体处理的氧化钙粉末与镁粉混合,以确保密相的平稳传输。根据以下几点:石灰的复合脱硫反应器理解:由于石灰的加入、氧化钙粉的包裹和镁粉的均匀分布在铁水中,不仅扩大反应区域,还降低镁的气化速度,提高镁的利用率;CaO可作为复合物的核心,聚合细小的MGS(1~5m),加快突出差异物的硫,减少反映区域内的浓度,提高脱落速度,有利于简单脱硫的要求。

  3、NaCO3基钠系脱硫剂:

  用苏打喷洒高铁沟脱硫的方法,苏打分解的液态氧化钠有很强的腐蚀性,氧化纳污染环境。沿用苏打脱硫产生的渣滓流动性很好,这使得除渣不易。苏打价格也相对较高。所以,苏打作为脱硫剂已经非常少见。

  4、CaC2基钙系脱硫剂:

  发现电石(CaC2)具有较强的脱硫能力,铁水温度为1350℃时,电石粉剂脱硫反应的平衡常数最高。电石、干式煤粉、镁和氧化钙等复合脱硫剂在工业上得到了广泛的应用,像钢铁一样使用过ca2类脱硫剂。但电石易与空气中的水分反应生成乙炔气体,该气体易爆炸,因此电石加工、运输、储存、使用中的安全措施高,加工困难。而且不能满足深脱硫的要求。

5. 生物技术反应器

ASBR(自治系统边界路由器):ASBR位于OSPF自主系统和非OSPF网络之间。ASBRs可以运行OSPF和另一路由选择协议(如RIP),把OSPF上的路由发布到其他路由协议上。ASBR必须处于非存根OSPF区域中。

  由ASBR发出的LSA5,用于向自治系统区域通告网络拓扑。

  厌氧序批式反应器(Anaerobic Squencing BatchReactor简称ASBR)是美国Dague教授于20世纪90年代初开发的一种高速厌氧反应器(美国专利号:5,185,079) 。 ASBR是间歇运行的非稳态厌氧生物反应器,每个运行周期分为进水、反应、沉淀、排水、待机5个阶段。

6. 全自动生物反应器

 生物反应器

  生物反应器,是指利用自然存在的微生物或具有特殊降解能力的微生物接种至液相或固相的反应系统。目前研究得最多的两种反应器是“升降机型反应器”和“土壤泥浆反应器”。升降机型反应器是通过水相的流动来提供适当的营养、碳源和氧气,从而达到降解土壤中污染物质的目的。与固相系统相比,生物反应器能够在更短的时间内将污染物进行有效降解。该生物反应器技术已经应用于有机污染土壤的生物修复中。

  

  生物反应器优点

  1、成本低

  2、设备简单

  3、效率高

  4、产品作用效果显著

  5、减少工业污染

  生物反应器对比反应器的优点

  1、生物反应器是用于生物反应过程的容器总称。包括酶反应器、固定细胞反应器、各种细胞培养器和发酵罐等。总之是利用生物细胞或者酶的活性来催化反应进行的特殊场所;

  2、用生物反应器优于化学合成反应器的优点是:高效,稳定,成本低,可反复使用。

  3、比如:用乳腺生物反应器主要优点有:产品质量稳定;成本低廉;研制开发周期短;无污染;经济效益显著。

  气升式生物反应器优缺点

  优点

  主要是具有比其他生物反应器更强的抗杂菌污染的能力,流动性也更为均匀,且反应器本身结构简单,不具反应液泄漏点和卫生死角操作费用也很低。

  缺点

  相对来说较少,主要是高密度培养时混合不够均匀。

7. 生物反应器概念

生物反应器优缺点 生物反应器 生物反应器,是指利用自然存在的微生物或具有特殊降解能力的微生物接种至液相或固相的反应系统。目前研究得最多的两种反应器是“升降机型反应器”和“土壤泥浆反应器”。

升降机型反应器是通过水相的流动来提供适当的营养、碳源和氧气,从而达到降解土壤中污染物质的目的。

与固相系统相比,生物反应器能够在更短的时间内将污染物进行有效降解。该生物反应器技术已经应用于有机污染土壤的生物修复中。 生物反应器优点 1、成本低 2、设备简单 3、效率高

8. 篮式生物反应器的作用

微藻,净化海洋环境的明星

你知道吗?在辽阔的蔚蓝海洋中生长着一类人们肉眼看不见的微小生物,但在显微镜下,我们却能清晰地看到它们千奇百怪的形态:有的如小球、有的似心形、有的如圆月、有的似银梭、有的如月牙、有的呈三角形。虽然它们自身的运动能力非常弱,但其特殊的体形能够很好地适应漂浮生活,可随波逐流地漂浮或悬浮在有光的表层海水中。

与陆地上的树木、作物、杂草类似,此类生物具有叶绿素,能够进行光合作用,将二氧化碳和海水中的氮、磷等营养成分合成为自身所需的有机物,同时释放氧气到大气中。它们大多是单细胞生物,故人们称其为单细胞藻类(unicellular algae);因藻体微小(一般只有千分之几毫米),人们又称其为微藻(Microalgae)。在分类学上,研究人员常把具有中央体的某些蓝藻类植物(例如螺旋藻等)也归为微藻。

目前,在中国海记录到的海洋微藻约有1800多种。由于不同种类的微藻所含的色素成分(叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等)及比例各不相同,因而呈现出斑斓的色彩:绿藻因叶绿素a、叶绿素b含量丰富而呈草绿色;蓝藻因含较多的叶绿素“藻蓝蛋白呈现蓝绿色;红藻主要含有藻红蛋白而呈现红色或玫瑰红色;硅藻和金藻则因含有较多的叶黄素而呈现出黄色、褐色、金褐色或黄褐色。

小微藻大用途

20世纪50年代以来的研究证明,微藻是海洋中的主要初级生产者,是海洋食物链的基础,驱动着整个海洋生态系统的能量流和物质流,直接和间接地养育着几亿吨的海洋动物,因此在海洋生态系统的物质循环中起着十分重要的作用。海洋微藻一旦受到破坏,将危及其他海洋生物及整个海洋生态系统。

微藻对人类社会的生产、生活也有着十分重要的作用。目前,海洋微藻的开发利用主要集中于以下几个方面,有些用途已达到工业化生产水平,比如:作为人类的营养食品和健康食品;作为可再生生物能源,可通过热解获得生物质燃油,或通过光合作用及其特有的产氢酶系将水分解为氢气和氧气;提取色素、药物及甘油等化学产品;作为水产动物的饵料和禽畜饲料的添加剂。

然而,微藻的用途远不止这些,消除入海污染物、清洁海洋环境便是它们近年来颇受关注的一种新用途。净化海水养殖业废水

在当今集约化海水养殖业中,废水的排放是海水受到污染的一个重要原因。在鱼、虾、贝、蟹等的工厂化养殖和育苗过程中,由于饲料投喂过多,投放的干湿饲料只有约20%被养殖动物食用,过剩的饲料则在养殖水体中扩散累积,引起水体中氮、磷含量升高;同时,养殖动物的代谢作用也会造成水体中氨态氮和有机氮浓度升高。这样的废水一旦排入近岸海域,海水将因无机氮、磷的浓度增加而发生富营养化或产生赤潮,严重威胁到海洋生物的生长。因此,养殖业废水在排放前必须进行有效处理。小小的微藻就能对养殖业废水进行有效净化。

微藻生长期间,各种形式的无机氮和有机氮均可被其所利用,磷则主要以磷酸一氢根和磷酸二氢根的形式被它们吸收。当微藻被引入养殖业废水中时,藻细胞通过光合作用向水中供氧,增加水中的溶解氧,使好氧菌能够不断分解有机质,进而产生二氧化碳,作为藻细胞光合作用的碳源。因此,在净化水质的过程中,人们常将微藻与细菌联合使用,也即我们通常所说的“藻菌共生”。同时,微藻吸收利用氮、磷等营养盐合成复杂的有机质。这就是微藻净化养殖业废水的机理。

微藻光能利用效率高、生长繁殖迅速、产量高等特点,决定了其对营养物质的吸收和累积过程迅速;养殖业废水中的污染物浓度比工业废水和生活污水低得多,所以只要给微藻提供适宜的生长条件(光照、温度、pH值等),即可迅速改善废水的水质。

中国海洋大学的研究人员将一种绿藻——亚心形扁藻

(Platymonas subcordiformis)引入光一膜组合式生物反应器中,用于去除南美白对虾养殖废水中的氮磷营养盐。通过超滤膜组件良好的分离截留性能,使反应器中保持高密度的微藻细胞(藻密度达到2.51×107个细胞/毫升)。连续运行结果表明,废水中无机氮和无机磷的去除率分别达到83%和95.8%;净化后的水中,无机氮和无机磷浓度均达到《海水水质标准》(GB3097-1997)的二类标准要求,可以循环用于海水养殖,大大减轻了近岸海水的氮、磷污染负荷。

中国科学院大连化学物理研究所发明的专利——“海绵一微藻”集成系统则是首先在工厂化养殖废水中接种微藻,吸收转化海水中无机氮和无机磷为微藻生物量;接种一定时间后,将海绵放到微藻生物量增加的废水池中,滤食微藻。通过微藻和海绵生物的联合作用,污染水体得到净化,过量无机氮、磷营养盐排入海水后引发的富营养化问题也大大减轻。

分解海洋中的有机毒物