Fermentationsreaktor: System und Anwendungen

Modularer Aufbau

Die Hardware ist in mehrere Module unterteilt, daruntereine Wasserbad-Temperatureinheit, eine Säure-Base-Dosiereinheit, eine Reaktoreinheit, eine Sensoreinheit, eine Hebeeinheit, ein mobiler Ständer und eine Steuerbox.DerHMI befindet sich im Steuerkastenüberwacht und verwaltet diese Vorgänge, mit Ausnahme des manuellen Hebens und Bewegens. Die erforderliche Stromversorgung ist 220 V Wechselstrom mit einer Toleranz von ±10 % und einer zulässigen Schwankung von 2,5 % bei Verwendung einer Dreileiterverbindung.

Wasser-Badtemperatureinheit

Das Gerät ist mit einem ausgestattetFeldfeldEnthält eine Umwälzpumpe, eine Heizung, einen Wärmetauscher, ein Kühlwassermagnetventil und einen Wasserbadtemperaturfühler.Isolierte Rohrleitungenverbindet sich mit aMantelreaktorund aoberer Temperatursensor.Die Software liest Signale von den Sensoren und steuertdie HeizungUnd Kühlwasser-Magnetventilfür präziseautomatische Temperaturregelung.Das Kühlwasser richtig anschließen und konstant halten20-30 Gradsorgt für eine effektive Kühlung in der Mantelschlaufe.

Rührsystem

A Servoantriebist verantwortlich für die Stromversorgung einesexplosionsgeschützter-Motor, das wiederum ein 1:30-Getriebe verwendet, um das Laufrad anzutreiben. Der Motor hat einen Drehzahlbereich von 0–3000 U/min, nach erfolgter Untersetzung läuft das Laufrad jedoch mit einer Drehzahl von 0–100 U/min.

Peristaltische Dosierung

DerPräzisionsreglerbetreibt einen peristaltischen Kopf für die Abgabe kleiner-Mengen und präzise pH-Änderungen.

Sensorsuite

Das System nutztTemperatur-, pH- und DO-Sensoren für Gefäßmessungen. Vor dem ersten Gebrauch muss diepH-ElektrodenhülleDie Elektrode muss entfernt werden und die Elektrode sollte zur Kalibrierung und Überprüfung der Funktionalität in einen Puffer gelegt werden.Die Bewegung sollte niemals bei der Scheide beginnenimmer noch eingeschaltet, da dies zu einer Beschädigung der Elektrode durch Bruch mit dem Laufrad führen könnte.

Hebeeinheit und mobiler Ständer

Der Einrichtungsprozess wird unterstützt durchmanuelles Heben. Vor dem Einschalten sollte die Hülle der pH-Elektrode mit dem Lift entfernt werden. Es ist außerdem wichtig, die inneren Schrauben während des Transports auf Bewegungen zu überprüfen und Kopf und Körper sicher zu verschließen. Stellen Sie immer sicher, dass die beiden Deckelschrauben überprüft werden, bevor Sie versuchen, den Deckel anzuheben. Um das System zu versetzen, trennen Sie bei Verwendung des mobilen Ständers alle Strom-, Wasser- und Zuleitungen. Wenn der Boden nicht eben ist, verwenden Sie Werkzeuge, anstatt das System zu schieben.

Kontrollfeldgrenze-

Die Steuerbox regelt Temperatur, Rühren, Dosierung und Abtastung, hat jedoch keinen Einfluss auf das Heben oder Bewegen.

Ressourcenrückgewinnung aus organischen Abfällen

Dies ist derzeit die wirtschaftlich sinnvollste Anwendungsrichtung. Biologische Fermentationsreaktoren können verschiedene organische Abfälle verarbeiten,sie in wertvolle Ressourcen umwandeln:

• Landwirtschaftliche Rückstände: Wie Erntestroh und Viehmist.
• Abwasser aus der Lebensmittelindustrie: Einschließlich hochkonzentrierter organischer Abwässer aus der Brauerei, der Zuckerraffinierung, der Milchverarbeitung und der Stärkeherstellung.
• Kommunaler organischer Abfall: Dazu gehören Speisereste, Schlamm und ähnliche Materialien.
• Während dieses Prozesses produziert der Reaktor nicht nur eine Fermentation, sondern baut gleichzeitig auch Schadstoffe ab, wodurch die Abwasser-/Abfallbehandlungskosten gesenkt werden.

Chemie- und Raffinerieindustrie

Der erzeugte Biowasserstoff kann lokal oder nach Reinigung in chemischen Prozessen verwendet werden, beispielsweise als Wasserstoffquelle für Hydrierungsreaktionen oder zur Synthese von Ammoniak, Methanol usw. Dies trägt dazu bei, die Abhängigkeit dieser Industrien mit hohem -Wasserstoff-Verbrauch von aus fossilen Brennstoffen- gewonnenem Wasserstoff (grauer Wasserstoff) zu verringern.

Luft- und Raumfahrt und Spezialanwendungen

Aufgrund seiner hohen Energiedichte und sauberen Verbrennungsprodukte hat Wasserstoff eine lange Geschichte als Treibstoff in der Luft- und Raumfahrt. Die Entwicklung von Biohydrierungstechnologien bietet eine vielversprechende Lösung für zukünftige Raumstationen oder außerirdische Stützpunkte. Dieser Ansatz ermöglicht die In-situ-Produktion von Energie und Sauerstoff (über die Rückreaktion in Wasserstoff--Sauerstoff-Brennstoffzellen) unter Verwendung lokaler Ressourcen wie Stoffwechselabfälle und Pflanzenreste von Astronauten.

Wissenschaftliche Forschung und Bildung

Reaktoren zur biologischen Wasserstoffproduktion dienen als wichtige Forschungsinstrumente in der Mikrobiologie, Biotechnik, Energiewissenschaft und Umweltwissenschaft. Sie ermöglichen Untersuchungen der Stoffwechselmechanismen wasserstoffproduzierender Mikroorganismen, die Optimierung von Prozessparametern und die Entwicklung neuartiger Reaktorkonfigurationen. Gleichzeitig fungieren sie als Demonstrationsgeräte für die Lehre verwandter Disziplinen an Hochschulen.

• Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Verbindung und halten Sie eine Temperatur von 20–30 Grad eindas Kühlwasser. Dies ist wichtig, damit der Mantelkreislauf durch das System effektiv gekühlt wird.
• Vor dem ersten Gebrauch unbedingt die Hülle entfernen und kalibrierender pH-Elektrodein Pufferlösung. Denken Sie daran, nach dem Entfernen der Hülle mit dem Rühren zu beginnen, um mögliche Schäden an der Elektrode zu vermeiden.
• Um die Hülle zu entfernen,Heben Sie die internen Befestigungselemente manuell an und überprüfen Sie sie. Wenn Sie fertig sind, schließen Sie sowohl den Deckel als auch das Gehäuse. Stellen Sie vor dem Anheben sicher, dass die beiden Deckelschrauben fest sitzen.
• Zu pflegenreibungslose AbläufeStellen Sie sicher, dass alle Strom-, Wasser- und Zufuhrleitungen getrennt sind, bevor Sie das Gerät umstellen. Beim Bewegen über unebene Flächen sollten Sie geeignete Werkzeuge verwenden und nicht schieben.

• Volumen:5 L.
• Agitation:Motor 0–3000 U/min; mit 1:30 Untersetzung, Laufrad 0–100 U/min.
• Fütterung:Peristaltisches System zur Zugabe kleiner-Dosen und Mikro-pH-Kontrolle.
• Leistung:AC 220 V, ±10 %, 2,5 % Schwankung, drei-Draht.
• Struktur:Mantel + Isolierung, Heizung/Kühlung, mechanisches Rühren oben, SPS/HMI.

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