ट्रिकल फ्लो बायोरिएक्टर

A ट्रिकल फ्लो बायोरिएक्टरएक तीन-चरण रिएक्टर है जहां तरल एक पैक किए गए बिस्तर पर एक पतली फिल्म के रूप में नीचे की ओर बहता है, जो छितरी हुई चरण के रूप में सेवा करता है। दूसरी ओर, गैस, पैकिंग के माध्यम से एक समवर्ती या जवाबी तरीके से बहती है। सबसे आम ऑपरेशन मोड तरल और गैस दोनों का समवर्ती नीचे प्रवाह है। इस रिएक्टर में, कोशिकाएं वाहक पर एक बायोफिल्म बनाती हैं, जिससे उन्हें कुशलता से सिस्टम में बने रहने की अनुमति मिलती है।

इस प्रकार का बायोरिएक्टर उन प्रक्रियाओं के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है जिनके लिए कुशल गैस-तरल संपर्क और द्रव्यमान हस्तांतरण की आवश्यकता होती है, जैसे कि जैव-मैथेनेशन और एसिटिक एसिड उत्पादन। उदाहरण के लिए, एसिटिक एसिड को एसीटोजेनिक बैक्टीरिया द्वारा आणविक हाइड्रोजन (एच 2) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) से उत्पादित किया जा सकता हैट्रिकल फ्लो बायोरिएक्टर। अध्ययनों से पता चला है कि, इष्टतम परिचालन स्थितियों के साथ, एसिटिक एसिड की उच्च उत्पादन दर प्राप्त की जा सकती है।

कुल मिलाकर, वे अपनी बढ़ी हुई द्रव्यमान हस्तांतरण विशेषताओं और सिस्टम के भीतर कोशिकाओं को बनाए रखने की क्षमता के कारण जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक व्यवहार्य समाधान प्रदान करते हैं।

ट्रिकल फ्लो बायोरिएक्टरएक ऐसी प्रक्रिया का उपयोग करें जहां एक पोषक तत्व-समृद्ध तरल स्थिर सूक्ष्मजीवों के एक बिस्तर पर नीचे गिरता है। ये सूक्ष्मजीव, अक्सर बैक्टीरिया या कवक, विशेष रूप से विशिष्ट वीओसी को बायोडिग्रेड करने की उनकी क्षमता के लिए चुने जाते हैं। जैसा कि दूषित हवा बायोरिएक्टर से होकर गुजरती है, वीओसी को पैकिंग सामग्री की सतह पर तरल फिल्म में अवशोषित किया जाता है, और फिर सूक्ष्मजीवों द्वारा बायोडिग्रेड किया जाता है।

अनुसंधान ने दिखाया है कि टीबीबी प्रभावी रूप से हवा से विभिन्न प्रकार के वीओसी को हटा सकते हैं, जिसमें एथिल अल्कोहल, डाइमिथाइल सल्फाइड और स्टाइलिन शामिल हैं। ये प्रदूषक आमतौर पर औद्योगिक सेटिंग्स में पाए जाते हैं, जैसे कि रासायनिक संयंत्र, मुद्रण की दुकानें और पेंट निर्माण सुविधाएं।

एक अर्ध-औद्योगिक पैमाने बायोरिएक्टर (45 dm,) का उपयोग करके एक अध्ययन में, प्रदूषकों की हटाने की दक्षता 92-99%के बीच थी। इस दक्षता को तब भी बनाए रखा गया था जब VOC एकाग्रता को 220-255 ppm तक बढ़ाया गया था, बायोरिएक्टर की मजबूती और अनुकूलनशीलता का प्रदर्शन किया गया था।

आमतौर पर नगरपालिका और औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे कार्बनिक प्रदूषकों और पोषक तत्वों को हटाने के लिए। उन्हें अन्य उपचार इकाइयों पर लोड को कम करने या विशिष्ट नियामक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पूर्व-उपचार प्रक्रियाओं में भी उपयोग किया जा सकता है।

एनारोबिक पाचन प्रक्रियाओं में, उनका उपयोग कार्बनिक अपशिष्ट पदार्थों से बायोगैस का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है। बायोरिएक्टर एनारोबिक बैक्टीरिया को कचरे को बायोगैस में परिवर्तित करने और परिवर्तित करने के लिए एक नियंत्रित वातावरण प्रदान करता है, जिसमें मुख्य रूप से मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड होते हैं।

यह एप्लिकेशन कचरे को कम करने और अक्षय ऊर्जा स्रोतों को उत्पन्न करने में विशेष रूप से फायदेमंद है।

TBBs में दूषित मिट्टी और भूजल के उपचार में संभावित अनुप्रयोग हैं। बायोरिएक्टर में उचित सूक्ष्मजीवों और पोषक तत्वों को पेश करके, मिट्टी या भूजल में मौजूद दूषित पदार्थों के बायोडिग्रेडेशन को उत्तेजित करना संभव है।

यह प्रक्रिया प्रभावित क्षेत्रों की पर्यावरणीय गुणवत्ता को बहाल करने में मदद कर सकती है।

TFB के मुख्य डिजाइन में एक पैक्ड बेड सिस्टम है जहां माइक्रोबियल कोशिकाएं संलग्न करती हैं और पैकिंग सामग्री की सतह पर एक बायोफिल्म बनाती हैं। यह व्यवस्था हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड से जैव-द्विदिश और एसिटिक एसिड उत्पादन जैसी प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक गैस-से-तरल द्रव्यमान हस्तांतरण के लिए आवश्यक है।

में एकट्रिकल फ्लो बायोरिएक्टर(TFB), पोषक तत्वों और गैसों की आपूर्ति को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है, मुख्य रूप से एक ट्रिकल या ड्रिप सिस्टम के माध्यम से। यह प्रणाली पूरे रिएक्टर में आवश्यक संसाधनों का एक निरंतर और यहां तक ​​कि वितरण सुनिश्चित करती है। वितरण की यह विधि महत्वपूर्ण है क्योंकि यह रिएक्टर के भीतर रखे गए सूक्ष्मजीवों के लिए इष्टतम विकास की स्थिति को बनाए रखने में मदद करता है। पोषक तत्वों और गैसों की एक स्थिर और संतुलित प्रवाह सुनिश्चित करके, सूक्ष्मजीव अपने चयापचय कार्यों को कुशलता से पनपने और करने में सक्षम हैं।

इसके अलावा, TFB का डिज़ाइन आंशिक मध्यम आदान -प्रदान के लिए प्रावधानों को शामिल करता है। यह सुविधा रिएक्टर के भीतर आंतरिक मेटाबोलाइट सांद्रता के नियमन के लिए अनुमति देती है। समय -समय पर संस्कृति माध्यम के एक हिस्से को बदलकर, रिएक्टर माइक्रोबियल विकास और उत्पादन के लिए इष्टतम स्थिति बनाए रख सकता है। यह विनियमन उत्पादन दरों के अनुकूलन और वांछित अंत-उत्पादों में कच्चे माल के कुशल रूपांतरण को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।

संक्षेप में, पोषक तत्वों और गैसों की नियंत्रित आपूर्ति, आंशिक मध्यम आदान -प्रदान के माध्यम से मेटाबोलाइट सांद्रता को विनियमित करने की क्षमता के साथ संयुक्त, प्रमुख डिजाइन विशेषताएं हैं जो माइक्रोबियल संस्कृति और बायोप्रोसेसिंग अनुप्रयोगों में इसकी प्रभावशीलता में योगदान करते हैं।

इसके अतिरिक्त, TFBs स्केलेबल हैं, जो प्रयोगशाला-पैमाने के संचालन से औद्योगिक-पैमाने पर उत्पादन तक संक्रमण की अनुमति देते हैं। अध्ययनों से पता चला है कि TFBs उच्च ऊतक सांद्रता प्राप्त कर सकते हैं और बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त विकास दर का समर्थन कर सकते हैं। रिएक्टर का डिज़ाइन ऑपरेशन में लचीलेपन के लिए अनुमति देता है, जिससे यह विभिन्न बायोप्रोसेसिंग जरूरतों के अनुकूल हो जाता है, जिसमें बायोलॉजिक एंड-प्रोडक्ट्स, सेल विस्तार और टिशू इंजीनियरिंग का उत्पादन शामिल है।

सारांश में, डिजाइन उन्नत गैस-तरल द्रव्यमान हस्तांतरण तंत्र, स्केलेबल कॉन्फ़िगरेशन और अनुकूलनीय परिचालन मापदंडों को एकीकृत करता है, जिससे यह बायोप्रोसेसिंग और माइक्रोबियल संस्कृति अनुप्रयोगों में एक बहुमुखी उपकरण बन जाता है।

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