生物反应器

摘要： 随着全球生物医药产业的高速发展,生物反应器在生物医药的全生命周期中起到了越来越重要的作用。本文论述了生物医药中生物反应器的工作体积、材质和原理,为促进生物反应器的研究与开发提供一定的参考。

摘要： 填埋是垃圾处理处置最常见的手段。随着生物反应器型填埋场的广泛应用,渗滤液回灌作为其中一项关键技术发挥着重要作用。渗滤液回灌在加速填埋场稳定化、加速填埋场沉降和提高产甲烷气量等方面具有关键作用。本文主要回顾了渗滤液回灌技术在垃圾填埋场中增大甲烷产量的研究历程,阐述了渗滤液回灌至垃圾填埋场可促进产甲烷的机理及影响因素。渗滤液回灌技术提高了甲烷产量,若是将甲烷气体加以收集利用,可减少化石燃料的燃烧,实现废物的资源再利用,从而得到较好的社会效益。

摘要： 由于酸法地浸生产常年注入硫酸导致采区及其周边地下水形成硫酸盐污染。为解决此问题,采用硫酸盐还原菌培养液模拟矿山废水,利用生物反应器进行循环批次试验和连续运行试验,探讨不同种类填料、循环上升流速、水力停留时间(HRT)、进水SO_(4)^(2-)浓度、COD/SO_(4)^(2-)值等对硫酸盐还原效果的影响。试验结果显示,最佳运行条件为:海绵+K3混合填料、HRT=12 h、进水SO_(4)^(2-)浓度约0.8 g/L、COD/SO_(4)^(2-)=2;长期运行结果表明,30°C时,连续出水SO_(4)^(2-)浓度约0.10 g/L,SO_(4)^(2-)去除率达到87.9%,达到地下水Ⅳ类水及以上标准。

摘要： 固定化菌藻共生系统能有效缓解藻类流失现象,但不同光照条件对固定化菌藻共生系统的污染物去除能力的综合影响仍需进一步研究。以黄绿发光填料固定化菌藻共生系统(IABSS-YLF)作为研究对象,选取照度、发光材料配比、光照时间3个因素,每个因素设定3个水平,设计L_(9)(3^(3))正交实验研究IABSS-YLF在不同光照条件下对污水中COD、TN和TP的去除效率。通过矩阵分析法对各因素对于IABSS-YLF的污染物去除效果影响进行独立极差分析,构建权矩阵探究IABSS-YLF稳定发挥高效污染物去除能力的最佳光照条件。结果表明:在照度4000 lx,发光材料配比0.375,光照时间9 h的最佳光照条件下,IABSS-YLF的COD、TN和TP去除率分别为89.8%,78.7%,82.1%。

摘要： 为探究亚硝酸(FNA)预处理协同烷基糖苷(APG)处理剩余污泥水解液合成聚羟基烷酸酯(PHA)的可行性,本文启动接种两种不同污泥的序批式反应器(SBR)富集PHA产生菌,研究活性污泥复合菌群以模拟APG协同FNA预处理剩余污泥的水解液为底物的PHA合成效果;并采用批次合成实验,考察pH、C/N和C/P对PHA合成量的影响。结果表明:与接种污水厂二沉池污泥的反应器(SBR#1)相比,接种以葡萄糖为底物驯化成熟的产PHA混合菌的反应器(SBR#2)在30天时得到的PHA合成量较高;随着富集时间的推移,到117天时,接种污水厂二沉池污泥得到的PHA产生菌性能更优。PHA合成的最佳条件为:pH=8,C/P=100∶0.03,C/N=125∶1。在此条件下,PHA合成量最大,为57.34%。以实际FNA预处理协同APG处理剩余污泥水解液为底物时,PHA的累积合成量为24.43%。该研究结果可丰富污泥合成PHA技术方法,为污泥的处理和资源化利用提供技术支持。

摘要： 为提高生物反应器法处理含油污泥的降解效率,对生物反应器内铜绿假单胞菌NY3降解含油污泥的工艺过程进行研究.建立了生物反应器内气-液-固三相流场动力学模型和群体平衡模型(PBM),结合FLUENT软件对反应器内气泡直径分布和搅拌转速进行仿真.研究发现,直径在6mm以下的气泡占比为85%,能有效增加反应体系溶解氧浓度,并模拟出反应器最佳离底悬浮转速为150r/min.利用氧守恒原理建立了曝气速率随时间的变化关系模型,并通过设计实验确定最佳接菌量为15.23%,温度为32.56°C,指导最终降解过程的工艺参数选择.通过设定最佳工作参数值,用多功能生物反应器对6kg含油污泥进行降解实验,反应9d后石油烃降解率高达86.20%,含油率为1.46%.研究结果表明,生物反应器法降解含油污泥周期短、效率高,为处理含油污泥提供了一种有效可靠的新途径.

摘要： 黄原胶是一种微生物多糖,是通过黄单胞杆菌发酵获得的新型发酵产品,广泛应用于食品、石油、医药等多个行业。目前传质与混合成为除菌种自身生产能力限制外多糖发酵过程工业化的主要制约因素。利用150 L生物反应器的发酵数据,结合50 L反应器建立的传质与混合模型,进行360 m^(3)工业规模的大型生物反应器的传质与混合计算,建立了大型发酵过程放大的搅拌设计方法。氧传质系数与单位体积功率、表观气速以及有效黏度进行关联,放大过程中氧传递速率还需要考虑静压对饱和溶氧的影响。在特定的黄原胶浓度,混合时间与单位体积功率关联,同时需要考虑高径比对混合的影响。成功进行了国内最大的360 m^(3)工业规模黄原胶发酵过程的放大,达到了实验室的发酵水平。

摘要： 生物反应器控制系统决定了生物反应的速度和代谢产物的质量,当前生物反应器控制系统在温度、酸碱度、溶解氧浓度等参数的控制上,存在可靠性低、实时性不强等问题,使得微生物无法在最佳的环境下生长,对目的产物的合成也有直接的影响。本文分析了目前主流的几种控制系统的优势和不足,嵌入式控制系统设计比较灵活,能够满足个性化的需求,但运算能力低;可编程逻辑控制系统一般用于工业控制,但功能的局限性比较大;工业控制计算机系统运算能力比较强,但成本相对较高。最后展望了生物反应罐控制系统的发展趋势,提出智能化的控制系统。

摘要： 利用生物反应器进行浓香型白酒的发酵,同时采取不同的控温措施进行对比研究。研究结果表明,采用窖泥控制温度的效果最好,出酒率和酒质均最佳。

摘要： 为提高生物反应器对堆肥臭气的去除效果,设计了一种新型超声雾化生物反应器,研究了该反应器在不同工艺条件下对模拟臭气的处理效果,再以猪粪和木屑为原材料进行堆肥试验,探究该反应器对实际堆肥过程中产生的臭气去除效果。结果显示,超声波空化效应能提高反应器对氨气的吸收率,超声雾化比传统喷淋模式去除氨气的效率提高10%左右;为解决体系内高氨氮的问题,将活性污泥进行耐高氨氮驯化后在反应器中挂膜,发现体系内微生物降解氨氮的能力明显提升;通过正交试验确定反应器去除氨气的最佳工艺条件。堆肥试验表明,氨气释放与堆肥温度具有高度一致性,且在堆肥第5天达到峰值(76.3 mg/m^(3)),同时,猪粪堆肥中氨气释放与pH、铵态氮和硝态氮的浓度有关;反应器对堆肥氨气的去除率高达80.6%;对其他时段的氨气去除率平均保持在90%左右,且反应器出气口的氨气质量浓度小于5 mg/m^(3),达到相关排放标准。结果表明,超声雾化生物反应器对于堆肥产生的氨气能起到良好的去除效果。

摘要： 利用S-IBR生物反应器对石化炼油污水进行中试试验研究,试验结果表明,在一定的工艺条件下:pH≈7.5、T=30°C、NH3-N=20mg/L、好氧区DO≈2.8mg/L、缺氧区DO＜0.5mg/L、MLSS=4500mg/L,内回流比R=9,出水TN=5～7mg/L、出水COD≤80mg/L,COD去除负荷达0.28kgCOD/kgMLSS·d,TN去除负荷为0.014kgTN/kgMLSS·d,远高于设计出水要求.与传统AO工艺相比,S-IBR技术具有污泥浓度高、占地小、无内部活动部件、操作维护简单的优点.

摘要： 藏红花素(crocin),又名西红花苷,一般存在于藏红花中,是藏红花的有色成分且是主要成分.研究表明,藏红花素具有降血脂、抗肿瘤等功效.由于藏红花只用柱头入药,且藏红花种质资源少、适宜种植区域有限,使得藏红花资源短缺,年产量极低,导致藏红华素价格十分昂贵,目前已达到每公斤2000美元以上.本研究利用课题组自主开发的间歇浸没植物生物反应器来进行栀子愈伤的大量增殖，并通过筛选合适的藏红花素提取方法和HPLC检测方法测定其中的藏红花素含量，初步探索利用植物生物反应器持续生产栀子愈伤中的藏红花素的方法。本研究建立了植物生物反应器扩繁栀子愈伤组织体系，在培养基为MS+2.0mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA+30 g/L蔗糖，p H为6.5的条件下，栀子愈伤在植物生物反应器实现了高通量扩繁；分析了不同培养周期（20d、30d、40d）和诱导子处理的栀子愈伤组织中的藏红花素含量。研究表明：植物生物反应器培养的栀子愈伤中的藏红花素含量高于固体培养，且培养40d的栀子愈伤的藏红花素含量高于培养20、30d的栀子愈伤组织；在添加Cu SO4和Me JA后，愈伤组织的增殖系数变低，愈伤生长受到抑制，不利于栀子愈伤组织的单罐反应器产量；但添加诱导子促进了栀子愈伤组织中藏红花素合成，单位质量栀子愈伤中的藏红花素含量增加，达到0.3723mg/g。

摘要： 采用浸没式膜-粉末炭生物反应器(MABR)工艺处理模拟沉后水,考察该工艺对浊度、氮类、有机物、颗粒物的去除效果,并对比PVC和PVDF两种中空纤维膜在此工艺中的净水效果和膜污染情况.结果表面,该工艺对浊度、氮类和有机物有较好的去除效果:可以将出水浊度控制在0.2NTU以下;挂膜成功后,PVC膜对NH4+-N的去除率稳定在95％以上;CODM、DOC、UV254的平均去除率分别为38.8％,34.8％,47.0％.对两种膜进行对比分析,发现两种超滤膜的过滤性能表现基本相当,但是PVDF超滤膜的污染情况比PVC更严重.

摘要： 为探讨生物反应器参数控制对规模化培养过程中口蹄疫病毒增殖的影响,通过L9(34)正交试验筛选温度、DO值、pH值和搅拌转速等参数对病毒繁殖的影响,确定最适过程控制参数并进行放大应用效果研究,为规模化生产工艺的定型提供数据支持.结果表明:当温度36.5～37.0°C,pH值7.4～7.6、DO值为50.0％-70.0％、搅拌转这50～70r/min,可有效提高口蹄疫病毒增殖能力,放大应用效果良好.

摘要： 本文在讨论实现生物技术产业化时,认为由于从基因、细胞到生物反应器操作的生物过程高度复杂性,必须改变传统的数据处理思维方式.建议采用大数据分析方法和工业4.0,才能打破生命科学上游研究到生物制造下游研究的多学科技术壁垒,其大数据分析的4V特征和3个观念转变是生物过程研究的基本出发点.报告人总结了近几十年来研究组的研究成果,分析了发酵过程多尺度理论方法与大数据分析理念,由此探索形成新的概念、理论、方法与装备技术.其中最重要的技术进展标志是生物反应器由原来的参数自动控制演变为实现过程优化与放大决策的智能控制,即所谓智能生物反应器,以及"数据超载"的情况下的"信息→相关→因果→知识"的研究过程.

摘要： 生物反应器是维持细胞体外生长繁殖的核心设备,其主要的部件搅拌系统直接影响着生物反应器的性能.针对普通机械搅拌式反应器机械配合有间隙,易使发酵液染菌、维护复杂且维护成本高的问题,以及单以磁力搅拌系统应用在大容量反应器时搅拌不均匀的问题,提出了以顶磁力搅拌为主底磁力搅拌为辅的动物细胞悬浮培养反应器磁力搅拌系统.利用计算流体力学原理,对搅拌桨的形状和参数进行设计,给出了磁力搅拌器的合理转速.通过CFD中的ANSYS FLUENT仿真软件对反应器内流场进行模拟,分析了不同搅拌速度和桨叶形状下产生的流场,对比分析速度矢量场与剪切矢量场的仿真结果,为实际培养过程搅拌速度的设定提供依据.结果表明:以顶磁力搅拌为主底磁力搅拌为辅的反应器新型磁力搅拌系统,卫生等级高,在低于动物细胞临界剪切力的情况下搅拌更均匀且无沉淀.

摘要： 介绍了生物制浆技术的最新进展.重点介绍了新开发的新型生物反应器及其生物机械制浆的特点与优势.预测生物机械法制浆会有光明前景.

摘要： 以高粘度为特征的微生物多糖是近年来利用现代工业生物技术开发的新型产品,在食品、石油、医药等工业中具有广阔应用前景.本综述了微生物多糖发酵过程中气液传质和生物反应器装备方面的国内外技术研究进展.对适用于高黏度发酵的高效生物反应器进行了流场分析.针对结冷胶高黏度发酵模型体系,设计了新型高效生物反应器,研究该反应器在冷模条件下的传质、混合和流变行为特征,放大至50立方并应用于结冷胶发酵生产实践中.

摘要： 水玻璃旧砂再生成本较高,很多工厂直接将旧砂排放在山谷或者河流中,因旧砂表面富含碱性物质,极易污染堆放地环境.本文以修复旧砂堆放地为目的,开发了一种硅藻原位再生水玻璃日砂的方法,介绍了硅藻品种的选用原则及其培养基的改造措施,同时研究了容易发生水华季节条件下(春夏之交)的硅藻群落生长的光照时间、初始加入量、培养时间等对生物原位再生效果的影响,并提出要采用自动生物反 应器进一步加快再生速度.

摘要： 水玻璃旧砂再生成本较高,很多工厂直接将旧砂排放在山谷或者河流中,因旧砂表面富含碱性物质,极易污染堆放地环境.本文以修复旧砂堆放地为目的,开发了一种硅藻原位再生水玻璃日砂的方法,介绍了硅藻品种的选用原则及其培养基的改造措施,同时研究了容易发生水华季节条件下(春夏之交)的硅藻群落生长的光照时间、初始加入量、培养时间等对生物原位再生效果的影响,并提出要采用自动生物反 应器进一步加快再生速度.

摘要： 本发明提供用包括一个或多个膜(40)的错流式膜组件(20)过滤来自生物反应器(1)的生物反应器液体(10)的方法。所述方法包括：将部分生物反应器液体(10)供应于错流式膜组件(20)的液体入口(21)，以错流模式运输生物反应器液体(10)通过错流式膜组件(20)，以及从错流式膜组件(20)的液体出口(22)移除滞留物(12)。错流式膜组件(20)被设置为允许通过错流式膜组件(20)的生物反应器液体(10)的液体向下流动。所述方法还包括提供通过错流式膜组件(20)的液体向下流动和气体(30)的向下气体流动。及时相对较好地防止或减少膜的污垢。此外，相对于常规构造，可以减少液体流动。

摘要： 本发明涉及一种生物反应器，其包括‑具有主要为柔性的袋壁(121)的反应器袋(12)，该袋壁为了支承用于对袋内含物进行搅动的搅拌器(18)而具有坚固地构造的支承区域，‑在袋内部中支承在支承区域上的局部永磁的无轴的搅拌器(18)，和‑定位在反应器袋(12)外部的线圈装置(20)，利用该线圈装置可以产生旋转磁场，该旋转磁场以向搅拌器(18)施加转动力矩的方式与该搅拌器的永磁区域相互作用。本发明的特征在于，由非磁性的材料制成的坚固的型材环(16)布置在反应器袋(12)的作为支承区域的高度区段中，构造为跨越袋横截面的转动件(18)的搅拌器借助轨道引导装置(162/185)能以可转动运动的方式支承在该型材环上，其中，电线圈装置(20)的磁场与至少一个布置在转动件(18)的径向靠外的区域中的永磁体(186)相互作用。

摘要： 本发明涉及生物技术装置的领域，尤其涉及一种包括生物反应器的生物技术装置、排出气体温度控制装置以及处理排出气流的方法。本发明还涉及一种用于一次性生物反应器(V)的无菌的一次性流体导管的连接装置(720)以及一种用于处理流体流的方法。可重复使用的连接装置包括：插座(721)，其中流体导管(701)的一部分能够被可分离地设置；以及联接构件(712)，将连接装置连接到温度控制装置(700)，该插座具有接触表面(723)，该接触表面设置为使得接触表面邻接设置在插座中的流体导管，并且其中流体导管的一部分能够沿与连接装置的纵轴线大体上正交地延伸的方向被引入到插座中。

摘要： 本发明涉及一种用于筛板塔式生物反应器的生物膜载体及生物反应器，其中生物膜载体包括D形板以及多个固定于D形板上的载体，且反应器的内循环流量Q、相邻D形板的间距h、D形板半径r、弓形部分的高a以及D形板之间多个载体的体积百分数η之间满足关系式：与现有技术相比，本发明提出了D形板尺寸设计的理论公式，以及将悬浮球式生物膜载体交错固定安装于D形板上的方法。依据该理论设计公式可以使得流体在反应器内折流流动过程中，水平与垂直流向转换时的湍动最小，从而确保生物膜不会轻易流失。悬浮球式生物膜载体的安装模式有利于提高传质效率，以及附着生长于该载体上疏松的老生物膜脱落和新老生物膜的生长，保证较高的生物反应效率。

摘要： 本发明涉及一种将生物质甲烷化的生物反应器、一种具有多个该生物反应器的沼气处理厂，以及一种操作该生物反应器的方法。该长形反应器容器具有装载门与卸载门，两者分别设置在该长形反应器容器的相对两端。由此可以排放无害的使用过的生物质。由于在发酵过程中的高温工艺控制，从该反应器容器经由该卸载门排放的使用过的生物质，并无流行病学的污染或植物卫生污染，可以直接排放到堆肥形成程序。故而该生物反应器具有“洁净”的卸载门与“不洁”的装载门。

摘要： 本发明提供用包括一个或多个膜(40)的错流式膜组件(20)过滤来自生物反应器(1)的生物反应器液体(10)的方法。所述方法包括：将部分生物反应器液体(10)供应于错流式膜组件(20)的液体入口(21)，以错流模式运输生物反应器液体(10)通过错流式膜组件(20)，以及从错流式膜组件(20)的液体出口(22)移除滞留物(12)。错流式膜组件(20)被设置为允许通过错流式膜组件(20)的生物反应器液体(10)的液体向下流动。所述方法还包括提供通过错流式膜组件(20)的液体向下流动和气体(30)的向下气体流动。及时相对较好地防止或减少膜的污垢。此外，相对于常规构造，可以减少液体流动。

摘要： 本发明涉及一种生物反应器，其包括-具有非常柔性的袋壁(121)的反应器袋(12)，该袋壁为了支承用于对袋内含物进行搅动的搅拌器(18)而具有坚固地构造的支承区域，-在袋内部中支承在支承区域上的局部永磁的无轴的搅拌器(18)，和-定位在反应器袋(12)外部的线圈装置(20)，利用该线圈装置可以产生旋转磁场，该旋转磁场以向搅拌器(18)施加转动力矩的方式与该搅拌器的永磁区域相互作用。本发明的特征在于，由非磁性的材料制成的坚固的型材环(16)布置在反应器袋(12)的作为支承区域的高度区段中，构造为绷紧袋横截面的转动件(18)的搅拌器借助导轨(162/185)能以可转动运动的方式支承在该型材环上，其中，电线圈装置(20)的磁场与至少一个布置在转动件(18)的径向靠外的区域中的永磁体(186)相互作用。

摘要： 本发明涉及生物技术装置的领域，尤其涉及一种包括生物反应器的生物技术装置、排出气体温度控制装置以及处理排出气流的方法。本发明还涉及一种用于一次性生物反应器(V)的无菌的一次性流体导管的连接装置(720)以及一种用于处理流体流的方法。可重复使用的连接装置包括：插座(721)，其中流体导管(701)的一部分能够被可分离地设置；以及联接构件(712)，将连接装置连接到温度控制装置(700)，该插座具有接触表面(723)，该接触表面设置为使得接触表面邻接设置在插座中的流体导管，并且其中流体导管的一部分能够沿与连接装置的纵轴线大体上正交地延伸的方向被引入到插座中。

摘要： 本发明涉及一种用于筛板塔式生物反应器的生物膜载体及生物反应器，其中生物膜载体包括D形板以及多个固定于D形板上的载体，且反应器的内循环流量Q、相邻D形板的间距h、D形板半径r、弓形部分的高a以及D形板之间多个载体的体积百分数η之间满足关系式：与现有技术相比，本发明提出了D形板尺寸设计的理论公式，以及将悬浮球式生物膜载体交错固定安装于D形板上的方法。依据该理论设计公式可以使得流体在反应器内折流流动过程中，水平与垂直流向转换时的湍动最小，从而确保生物膜不会轻易流失。悬浮球式生物膜载体的安装模式有利于提高传质效率，以及附着生长于该载体上疏松的老生物膜脱落和新老生物膜的生长，保证较高的生物反应效率。

摘要： 本发明属于微生物培养技术领域，具体涉及一种光生物反应器及基于光生物反应器养殖微生物的方法，包括养殖采集单元、供气单元、培养基供给单元以及能与外部设备控制器；所述养殖采集单元包括多个依次通过流转管道相连的养殖器，两养殖器之间的流转管道上设有流转电磁阀和水泵；每个养殖器上均设有补光装置；每个养殖器内各种传感器；所述控制器上设有用于输入信息和显示信息的触控屏；所述补光装置、各种传感器、供气单元、培养基供给单元分别与控制器连接。本发明通过采集的微生物生长环境的各种数据信息，控制微生物的生长环境，从而为微生物创造最适宜的生长环境，提高微生物生产的效率。