Kas yra bioplėvelės reaktorius?

Bioplėvelės reaktorius naudoja bakterijų kolonijas laboratoriniuose ir pramoniniuose procesuose, kad gamintų tokias medžiagas kaip actas ir acto rūgštis. Iš jo taip pat gaminamas etanolis, pieno rūgštis, butanolis, fumaro rūgštis ir gintaro rūgštis. Bioplėvelė taip pat reguliariai naudojama nuotekoms valyti, o bakterijos gali absorbuoti arba suskaidyti vandenyje esančias toksiškas medžiagas. Įvairių rūšių bioplėvelės reaktoriai yra membraniniai, verdančiojo sluoksnio, supakuoto sluoksnio, oro transportavimo ir aukštyn tekančio anaerobinio dumblo sluoksnio reaktoriai.

Bioplėvelės reaktoriaus viduje bakterinės ląstelės auga struktūrinėje matricoje ir prilimpa prie paviršiaus. Atskiros ląstelės pirmiausia turi prisitvirtinti prie paviršiaus dėl elektros krūvio ar cheminės traukos, arba dėl maistinių medžiagų koncentracijos šalia šio paviršiaus. Ląstelės turi būti negrįžtamai pritvirtintos prie paviršiaus, kad susidarytų bioplėvelė, kuri atsitinka gaminant ekstraląstelines polimerines medžiagas (EPS). Bioplėvelės vystosi reaktoriuje, nes jose susidaro vandens kanalai, todėl maistinės medžiagos gali pasiekti požeminius plotus. Maistinėms medžiagoms išsekus, ląstelės, kurios daugiausia dėmesio skiria EPS gamybai, suardo matricą maistui ir pabėgimui.

Maistinės medžiagos, temperatūra ir ląstelių pobūdis turi įtakos bioplėvelės reaktoriaus kokybei. Membraniniai bioplėvelės reaktoriai, kuriuose plėvelė auga ant dujų perdavimo membranos, yra vienos rūšies. Bakterijos naudoja dujinės fazės substratą, kuris gali būti vandenilis, deguonis arba metanas, amoniakas arba anglies dioksidas. Šio proceso metu teršalai, tokie kaip nitratai, nitritai, chloratai, bromatas, arsenantas, selenatas ir chloroformas, gali virsti nekenksmingais produktais.

Terpė mechaniškai maišoma nuolat maišomame rezervuaro reaktoriuje, tačiau mišinys negali būti maišomas, kai yra plėvelę laikanti konstrukcija. Supakuotas sluoksnio reaktorius pirmiausia užpildomas pagalbinėmis medžiagomis, prieš įvedant bakterijas ir maitinamas iš apačios į viršų maistinėmis medžiagomis. Šio tipo bioplėvelės reaktoriuje bakterijų ląstelės linkusios greitai augti. Viršutinio sluoksnio reaktoriai maitinami iš viršaus, tačiau ne kiekviena plėvelės ląstelė gauna maistinių medžiagų. Kiti reaktoriai apima verdantįjį sluoksnį, tinkantį toksiškoms fenolio cheminėms medžiagoms skaidyti, ir oro transportavimo reaktorius, kuriuose dviejuose vamzdeliuose sumaišomas oras iš dugno su skysčiu.

Vandens valymui aukštyn tekančio anaerobinio dumblo reaktoriuose apdorojamos nuotekos ir pramoninės nuotekos. Bioplėvelės reaktorius taip pat gali būti naudojamas dujoms ir kvapams skaidyti. Apskritai, jis gali apdoroti didelius vandens ar skysčių kiekius dideliu greičiu, sukurdamas efektyvų pramoninį procesą.