Bioreaktor va kimyoviy reaktor o'rtasidagi farq nima
Nov 03, 2023
Xabar QOLDIRISH
Kimyoviy reaktorlar va bioreaktorlar o'rtasidagi asosiy farq ularning dizayni va ishlatilishidadir.
Kimyoviy reaktor kimyoviy reaktsiyalarni o'tkazish uchun ishlatiladigan qurilma. Odatda reaktivlar, katalizatorlar va ommaviy axborot vositalarini o'z ichiga olgan idishdan iborat. Kimyoviy reaktorning asosiy maqsadi ma'lum sharoitlarda kimyoviy reaktsiyalar orqali kerakli mahsulotlarni olishdir. Bioreaktor - bu biologik reaktsiyalar yoki jarayonlarni o'tkazish uchun ishlatiladigan qurilma. Odatda mikroorganizmlar yoki hujayralarning o'sishi va ko'payishini qo'llab-quvvatlash uchun mos o'sish sharoitlari va muhitni ta'minlash uchun mo'ljallangan. Bioreaktorning asosiy maqsadi biologik jarayonlar orqali oqsillar, hujayra metabolitlari yoki boshqa biologik moddalar kabi kerakli mahsulotlarni ishlab chiqarishdir. Shuning uchun kimyoviy reaktorlar va bioreaktorlar o'rtasidagi asosiy farq ularning dizayni va ishlatilishidadir. Kimyoviy reaktorlar asosan kimyoviy reaksiyalar uchun, bioreaktorlar esa asosan biologik jarayonlarni ta’minlash uchun ishlatiladi.
https% 3a//ww.achievechem.com/chemical-equipment/stainless-steel-reactor.html
Kimyoviy reaktorlarning dizayn xususiyatlari asosan quyidagi fikrlarni o'z ichiga oladi:
1. Bunga ishonch hosil qilingreaktivning molekulalari reaktorda teng yashash vaqtiga ega, shuning uchun reaktorning istalgan nuqtasida reaktivning kontsentratsiyasi va kimyoviy reaksiya tezligi vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi, faqat kolba uzunligi bilan.
2. Reaktorlar xususiyatlariga egakichik hajmli, katta o'ziga xos sirt maydoni, va birlik hajmdagi katta issiqlik uzatish maydoni, bu ularni katta termal effektli reaktsiyalar uchun ayniqsa mos qiladi.
3. Reaktorda reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tez reaksiya tezligi va oqim tezligi tufayli uning ishlab chiqarish quvvati yuqori.
4. Reaktorlar yirik va uzluksiz kimyoviy ishlab chiqarish uchun javob beradi.
Bundan tashqari, kimyoviy reaktorlarni loyihalashda ish bosimi, harorat, material oqimi va reaktsiya tezligi, katalizatorlardan foydalanish kabi omillarni ham hisobga olish kerak. Choynak reaktorlari, quvurli reaktorlar, minora reaktorlari, qattiq qatlamli reaktorlar va suyuq qatlamli reaktorlar kabi turli xil kimyoviy reaktorlarning har biri o'ziga xos xususiyatlarga va qo'llanilishiga ega.
Kimyoviy reaktorlarning ko'p turlari mavjud va quyida bir nechta umumiy kimyoviy reaktorlar mavjud:
1. Choynak reaktori: Choynak reaktori, shuningdek, tank yoki qozon reaktori sifatida ham tanilgan, nisbatan oddiy tuzilishga ega va turli reaktorlar orasida keng qo'llaniladigan reaktor turidir. U gomogen reaktsiyalar uchun yoki asosan suyuq fazadagi geterogen reaktsiyalar uchun ishlatilishi mumkin. Geterogen suyuqlik fazasi, suyuq-qattiq faza, gaz-suyuq faza, gaz-suyuq qattiq faza va boshqalar kabi. Choynak reaktorining tuzilishi asosan to'rt qismdan iborat: qobiq, aralashtirish moslamasi, milya muhri va issiqlik. almashtirish qurilmasi.
2. Quvursimon reaktor: Kimyoviy ishlab chiqarishda uzluksiz ishlaydigan quvur shaklidagi reaktor katta nisbatga ega bo'lgan ideal joy almashuvchi oqim reaktori (PFR) sifatida taxmin qilinishi mumkin. Suyuq fazali reaktsiyalar uchun ham, gaz fazasi reaktsiyalari uchun ham javob beradi. Yuqori bosimlarga bardosh berish qobiliyati tufayli PFR ayniqsa bosimli reaktsiyalar uchun javob beradi. U kichik hajmli, katta o'ziga xos sirt maydoni, kamroq qayta aralashtirish, reaktsiya parametrlarining doimiy o'zgarishi va oson nazoratning afzalliklariga ega. Biroq, sekin reaktsiyalar uchun uzun quvurlarga va katta bosim tushishiga ehtiyoj bor.
3. Pistonli oqim reaktori: Ushbu reaktorning o'ziga xos xususiyati shundaki, reaktorga turli vaqtlarda kiradigan materiallar o'rtasida teskari aralashtirish (qayta aralashtirish) yo'qligini taxmin qilishdir. Reaktiv trubaning uzunligi bo'ylab oqadi va reaksiya vaqti quvur uzunligiga bog'liq. Uning kontsentratsiyasi oqim yo'nalishi bilan bir kesmadan ikkinchisiga o'zgaradi.
Bundan tashqari, ko'p quvurli parallel quvurli reaktorlar va U-tube reaktorlari kabi turli xil kimyoviy reaktorlar mavjud.
Bioreaktorlarning dizayn xususiyatlari asosan quyidagi fikrlarni o'z ichiga oladi:
1. Keng miqyosda etishtirish uchun javob beradi: Bioreaktorlar katta hajm va sirt maydoniga ega, ular hujayra o'sishi uchun etarli joyni ta'minlay oladi va keng ko'lamli etishtirish uchun mos keladi.
2. Bir xil aralashtirish: Bioreaktorda aralashtirish effekti yaxshi bo'lib, hujayra o'sishi va metabolizmi uchun qulay bo'lgan madaniyat muhitida hujayralarning bir xil taqsimlanishini ta'minlaydi.
3. Tegishli ekologik sharoitlarni saqlang: Bioreaktorlar odatda harorat, pH va erigan kislorod kabi nazorat asboblari bilan jihozlangan bo'lib, ular tegishli atrof-muhit sharoitlarini saqlab turishi va hujayra o'sishi va metabolizmini osonlashtirishi mumkin.
4. Oson ishlash: Bioreaktorning ishlashi nisbatan sodda bo'lib, oziqlantirish, tushirish, aralashtirish va haroratni nazorat qilish kabi qulay operatsiyalarni amalga oshirish imkonini beradi.
5. Ko'p hujayra turlariga moslashish: Bioreaktorlar bakteriyalar, xamirturushlar, hayvon hujayralari va boshqalar kabi turli xil hujayralar uchun javob beradi va har xil hujayra turlarining ehtiyojlariga muvofiq ishlab chiqilishi mumkin.
6. Hujayra metabolitlarining sifatini ta'minlash: Bioreaktor uyali metabolitlarning barqaror va mos sifatini ta'minlash uchun mos muhit sharoitlarini ta'minlay oladi.
7. Ifloslanishning oldini olish: Bioreaktor dizayni tashqi ifloslanishning hujayra madaniyatiga ta'siridan samarali ravishda qochishi mumkin bo'lgan muhrlash moslamalari, filtrlar va boshqalar kabi ifloslanishdan saqlanish choralariga ega.
Har xil turdagi bioreaktorlar ham o'ziga xos dizayn xususiyatlariga ega, masalan, yuqori aralashtirish darajasi va keng moslashuvchanlik kabi afzalliklarga ega va keng ko'lamli etishtirish uchun mos bo'lgan aralashtirilgan tank bioreaktorlari; Madaniyat muhitini havo aylanishi orqali qo'zg'atadigan havo ko'taruvchi bioreaktor yuqori kislorod uzatish samaradorligi va oson ishlash kabi afzalliklarga ega, bu o'simlik hujayralarini keng miqyosda etishtirish uchun mos keladi; Immobilizatsiyalangan hujayra bioreaktori immobilizatsiya texnologiyasini qabul qiladi, bu hujayralarning barqarorligini va uzluksiz madaniyat samaradorligini oshirishi mumkin; Nur bioreaktori yorug'lik tizimini o'rnatish orqali o'simlik hujayralarini etishtirish uchun javob beradi.
Umumiy bioreaktorlar:
1. Aralashtirilgan bioreaktor: Ushbu turdagi reaktor yuqori aralashtirish darajasi, keng moslashuvchanlik va reaktor ichidagi harorat, pH, erigan kislorod va ozuqa moddalari kontsentratsiyasini oson nazorat qilish afzalliklariga ega, bu esa uni keng ko'lamli etishtirishda keng qo'llash imkonini beradi.
2. Havo ko'taruvchi bioreaktor: Madaniyat muhitini havo aylanishi orqali aralashtirish orqali u yuqori kislorod uzatish samaradorligiga, nisbatan oddiy reaktor tuzilishi va ishlashiga ega va o'simlik hujayralarini keng miqyosda etishtirish uchun javob beradi.
3. Immobilizatsiyalangan hujayra bioreaktorlari: qadoqlangan yotoqli bioreaktorlar va suyuq qatlamli bioreaktorlarga bo'linadi. Qadoqlangan yotoqli bioreaktor ko'pincha zarrachalar orasidagi siqilish tufayli zarrachalarning sinishi va bloklanishiga moyil bo'ladi. Suyultirilgan qatlamli bioreaktorda suyuqlikning energiyasi qo'llab-quvvatlovchi zarrachalarni to'xtatilgan holatda ushlab turish uchun ishlatiladi, bu esa yaxshi aralashtirish effektiga olib keladi. Biroq, suyuqlikning kesish kuchi va zarrachalarning to'qnashuvi ko'pincha zarrachalarning shikastlanishiga va hujayra oqib chiqishiga olib keladi.
4. Yengil bioreaktor: O'simlik hujayralarini etishtirish uchun mos keladigan, aralashtirilgan yoki havo bilan ko'tarilgan bioreaktor ustiga yorug'lik tizimi o'rnatilgan.
5. Baraban bioreaktori: Bu yagona suspenziya tizimi, past kesish muhiti, yuqori kislorod ta'minoti samaradorligi va hujayra devorining yopishishini oldini olishning afzalliklariga ega, bu uni yuqori zichlikdagi o'simlik to'xtatilgan hujayralarni etishtirish uchun mos qiladi.
Xulosa:
Kimyoviy reaktorlar va bioreaktorlar o'rtasidagi asosiy farq ularning dizayni va ishlatilishidadir. Kimyoviy reaktorlar asosan kimyoviy reaksiyalar uchun, bioreaktorlar esa asosan biologik jarayonlarni ta’minlash uchun ishlatiladi. Kimyoviy reaktorlar odatda yuqori harorat va bosim sharoitida reaksiyaga kirishishi kerak, bioreaktorlar esa odatda xona harorati va bosimida reaksiyaga kirishadi. Bundan tashqari, kimyoviy reaktorlarning reaksiya tezligi tezroq, bioreaktorlarning reaksiya tezligi esa sekinroq. Kimyoviy reaktorlarda mahsulot konsentratsiyasi odatda yuqori, bioreaktorlarda esa mahsulot konsentratsiyasi nisbatan past bo'ladi. Kimyoviy reaktorlarning selektivligi past, bioreaktorlarning selektivligi yuqori.