Đăng ký Nhận Báo Giá 2024
GỬI NGAYBioreactor là gì? Đây là một danh từ tiếng anh dùng để chỉ lò phản ứng sinh học, thường được nhắc đến trong các quy trình xử lý nước thải, sản xuất thuốc kháng sinh. Vậy cụ thể Bioreactor là gì, phân loại Bioreactor, yếu tố cơ bản để tạo ra phản ứng, các giai đoạn trong lò phản ứng như thế nào?
Cùng Điện máy Sakura khám phá cụ thể về những thông tin xoay quanh thuật ngữ Bioreactor trong nội dung dưới đây!
Bioreactor là một hệ thống khép kín - lò phản ứng sinh học dùng để hỗ trợ sự phát triển của các mô và tế bào ở trong môi trường hiếu khí hoặc kỵ khí.
Tìm hiểu về Bioreactor là gì?
Bioreactor thường được sử dụng trong nghiên cứu y tế để sản xuất ra các loại thuốc kháng sinh và thành phần insulin, dùng trong các nhà máy xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học.
Các lò phản ứng sinh học sẽ giúp điều khiển nhiệt độ, khí, độ ẩm, độ pH giúp cho quá trình sinh hóa diễn ra nhanh và ổn định hơn. Đặc biệt, người ta còn kết hợp tốc độ khuấy phù hợp giúp đạt được môi trường phù hợp để gia tăng năng suất tối đa cho các tế bào.
Có nhiều cách để phân loại Bioreactor, trong đó có phân loại theo mục đích sử dụng hoặc theo cách thức hoạt động:
Dựa theo mục đích sử dụng, người ta phân loại Bioreactor thành 3 loại, cụ thể:
Phản ứng sinh học xảy ra khi kết hợp 1 số loại nguồn sáng, đó có thể là ánh sáng mặt trời tự nhiên hoặc các loại ánh sáng nhân tạo. Các bình phản ứng thường được thiết kế có độ trong mờ giúp cho ánh sáng có thể đi xuyên qua, từ đó, kích thích sự phát triển của các sinh vật phát quang nhỏ như tảo, rêu, vi khuẩn lam.
Nhờ có ánh sáng, các sinh vật sẽ quang hợp, tổng hợp lên nguồn năng lượng mà không cần đường và lipit. So với các sinh vật dị dưỡng, khả năng ô nhiễm của vi khuẩn và nấm sẽ thấp hơn trong Photobioreactor.
Lò phản ứng sinh học còn được áp dụng trong xử lý nước thải y tế: Ở môi trường trơ về hóa học, diện tích bề mặt cao sẽ làm chất nền cho màng sinh học phát triển. Lúc này chúng ta sẽ thực hiện tách màng sinh học dư thừa diễn ra trong bể lắng.
Bioreactor trong xử lý nước thải
Không chỉ như vậy, để tạo bùn hoạt tính còn có các thiết bị sục khí giúp cung cấp cho nước thải và biota. Lúc này, nhu cầu sinh hóa BOD của chất lỏng sẽ được giảm đủ làm cho nước có thể tái sử dụng. Kết thúc quá trình này, các vật chất sinh học có thể được sấy khô, tái chế làm phân bón nông nghiệp.
Một phiên bản Bioreactor dễ nhận thấy nhất trong cuộc sống hàng ngày đó chính là các bể tự hoại gia đình: nước thải được đặt tại chỗ. Trong trường hợp này, bùn sinh học là vật chủ làm cho vi khuẩn tạo nên các phản ứng sinh hóa.
Bioreactor là một hệ thống vô cùng cần thiết trong quá trình xử lý nước thải y tế. Bởi đây là một loại nước thải đặc thù, có chứa nhiều chất nguy hại và mầm bệnh có thể gây ra những ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người.
Bioreactor còn được sử dụng trong các phòng thí nghiệm nhằm nuôi cấy các tế bào với số lượng lớn nhằm mục đích sản xuất trị liệu. Trong đó, có rất nhiều các loại mô và tế bào (đặc biệt là ở động vật có vú) có bề mặt hoặc cấu trúc hỗ trợ sự phát triển; một môi trường kích động sẽ làm ảnh hưởng các mô và tế bào này.
Các sinh vật bậc cao khi nuôi cấy cũng đòi hỏi môi trường phù hợp và người có chuyên môn cao trong việc nuôi cấy. So với các lò phản ứng sinh học công nghiệp, lò phản ứng chuyên biệt sẽ có thiết kế khác biệt hoàn toàn.
Hiện nay, việc sản xuất quy mô các Bioreactor vẫn còn được nghiên cứu và gặp khá nhiều khó khăn để tìm ra các giải pháp tốt hơn.
Ngoài phương pháp phân loại Bioreactor theo mục đích sử dụng thì người ta còn phân loại theo cách thức hoạt động, cũng bao gồm 3 loại: lò phản ứng Batch Bioreactor, lò phản ứng sinh học liên tục, lò phản ứng hàng loạt Fed. Cụ thể:
Quy trình xử lý hàng loạt làm đầy lò phản ứng bằng các tiêm chất phản ứng hoặc dung môi. Cho đến khi kết thúc quá trình tăng trưởng thì không cần thêm các dung môi hoặc chất dinh dưỡng.
Quy trình xử lý liên tục được cung cấp các chất dinh dưỡng và dung môi liên tục, các vật liệu cũng được thu hoạch trong suốt quá trình diễn ra. Chính vì thế, khối lượng vật liệu thu được sẽ lớn hơn, thời gian cũng theo đó mà kéo dài hơn. Tuy nhiên, việc kéo dài thời gian trong lò phản ứng cũng sẽ làm tăng khả năng nhiễm bẩn của vật liệu.
Đây là quy trình được ứng dụng phổ biến và rộng rãi nhất hiện nay. Ban đầu, quy trình sẽ được bắt đầu với một khối lượng thấp. Sau đó, dung môi và các chất dinh dưỡng sẽ được cung cấp vào trong bể mà không làm loại bỏ các nguyên liệu cần thu hoạch. Quá trình này kết thúc, các vật liệu sẽ được sử dụng để xử lý hạ lưu.
Sau đây là một số yếu tố cơ bản trong lò phản ứng sinh học Bioreactor:
Các yếu tố cơ bản của Lò phản ứng sinh học Bioreactor
Trong lò phản ứng sinh học Bioreactor được chia thành 3 giai đoạn: xử lý ngược dòng, xử lý sinh học và cuối cùng là xử lý hạ nguồn. Cụ thể:
Các nguyên liệu thô (có thể là có nguồn gốc sinh học hoặc phi sinh học) được thay đổi để trở thành một trạng thái phù hợp hơn giúp cho quá trình xử lý trở nên dễ dàng. Quá trình này gọi là xử lý nước dòng, bao gồm: thủy phân hóa học, chuẩn bị môi trường lỏng, phân loại các hạt, lọc khí và một số các công tác chuẩn bị khác.
Sau khi các vật liệu thô được chuyển đổi thành trạng thái dễ xử lý sẽ được đưa vào quá trình xử lý sinh học: sản xuất sinh khối, trao đổi chất tổng hợp, biến đổi sinh học. Đây cũng là cơ sở của các giai đoạn sinh học diễn ra tiếp theo.
Để thay đổi thành dạng hữu ích hơn, các vật liệu sẽ được xử lý thêm trong lò phản ứng sinh học Bioreactor. Quá trình xử lý hạ nguồn sẽ bao gồm các hoạt động nhằm mục đích phân loại vật lý như: tách chất lỏng rắn, hấp phụ, chiết chất lỏng với chất lỏng, chưng cất, sấy.
Trên đây là những thông tin giải đáp từ Điện máy Sakura về Bioreactor là gì, phân loại, các yếu tố cơ bản của lò phản ứng sinh học, giai đoạn thực hiện trong lò phản ứng sinh học. Cảm ơn bạn đọc đã dành thời gian theo dõi nội dung chia sẻ của chúng tôi!
✿
