שימוש גמיש זהב-טיטניום תגובת התאים כדי לדמות פעילות מיקרוביאלית תלויי לחץ בהקשר של ביוניג תת משטח

Biomining מתאר Bioleaching מיושם להפקת נחושת ומתכות לחץ אחרות מסלעים על ידי המסת סולפטידים מתכת בעזרת חיידקים אסידופיליים. לדוגמה, נחושת היא מחפרות coopashefa ניתן לחלץ עם חיידק זה על ידי המסת סולפטידים. ואז נוצר פתרון עשיר בנחושת גופרתית שממנו ניתן לחלץ את הנחושת בקלות.

ביומינינג situ הוא מיצוי של מתכות בעזרת חיידקים ללא צורך בחפירה וכרייה פעילויות מתחת לאדמה או בבור פתוח. במקום זאת, פתרון חומצי עשיר בברזל נשאב למטה במבנה הסלע, סולפטי מתכת מתמוססים והתמיסה העשירה במתכת נשאבת חזרה לפני השטח שממנה ניתן לחלץ מתכות. בניסוי המסוים הזה, יש תא כור בלחץ גבוה שמדמה את התנאים למטה במבנה העמוק.

חיידקים נחקרים ופעילותם קשורה להפחתת ברזל יחד עם החמצון של תרכובות גופרית, ובמיוחד אנו מעוניינים לראות עד כמה התאים פעילים תחת לחץ גבוה, וכיצד התעריפים שלהם משתנים תחת הלחץ. עבור הניסויים, כור בלחץ גבוה, כפי שמתואר כאן, יכול לשמש, והוא יכול לדמות תנאי לחץ עד 350 ברים. החלק התחתון של כור בלחץ גבוה מורכב מכלי כור, אשר יכול להכיל מדגם נוזלים עם תרבות מיקרוביאלית.

ראש הכור מציע מגוון רחב של חיבורים לאמצעי בטיחות וחיישני ניטור. לדוגמה, טמפרטורה או לחץ בתוך הכור. רוב הכורים בלחץ גבוה עשויים מפלדת אל-חלד.

חומר זה מציע עמידות גבוהה ומאפייני עיבוד שבבי טובים. עם זאת, עבור יישומים מסוימים כגון ניסויים עם פתרונות מים חומציים או הפחתת מאוד, עמידות בפני קורוזיה של משטח נירוסטה לא יכול להיות מספיק. אחת הדרך להימנע מכך היא להכניס אניה לתוך כלי הכור.

הנה, אניה עשויה מטפלון. טפלון יש עמידות גבוהה בפני קורוזיה, אבל זה מגיע עם סיכון גבוה יותר של זיהום, כפי שהוא לא יכול להיות מעקר על ידי autoclaving ופנים ברזל עלול לזרז על פני השטח שלה. חומר אניה נוסף שניתן להשתמש בו הוא זכוכית קוורץ.

זה קל לנקות, ניתן לעקר על ידי autoclaving, והוא מושפע פחות על ידי פתרונות חומציים או צמצום מים למרות חומר אניה יכול לעזור למנוע תגובות לא רצויות של מדגם עם קיר כור נירוסטה, מספר בעיות נותרו. אם נוצר גז מאכל, למשל מימן גופרתי, גז זה עשוי להגיב עם המשטח שנחשף של ראש הכור היושב מעל אניה. חיסרון נוסף הוא שלא ניתן למשוך דגימה מהכור מבלי לשנות את הלחץ.

כדי להתגבר על מגבלות אלה, השתמשנו בתא תגובה מיוחד, שקית זהב גמישה עם ראש טיטניום. משטח הזהב עמיד בפני קורוזיה כלפי פתרונות וגזים חומציים או מפחיתים. גם משטח הטיטניום מאוד לא פעיל.

מתי ליצור שכבת טיטניום דו-חמצני רציפה, כאן גלוי בכחול כהה. במהלך הדגימה, שקית הזהב מתכווצת בנפח. אין להפחית את נפח שקית הזהב ביותר מ-50% כדי למנוע היווצרות של סטיות וקצוות חדים.

חלקים המוצגים כאן הם החלקים הבודדים של ההתקנה הפנימית של ניסוי שקית הזהב. ניתן לראות, מלמטה למעלה, את תא התגובה של שקית הזהב הגמישה, את מערכת איטום הטיטניום, המורכבת מראש טיטניום, מכונת כביסה וטבעת מודגשת דחיסה, ואת צינור הדגימה ואת השסתום כדי לגשת לתא התגובה במהלך מצב הפעולה. עכשיו, אנחנו מעבירים את הדגימה לתא תגובת טיטניום זהב.

ראשית, לפתוח ולפתוח את התא הריק, טען את כל החומר הנכנס על המגש מטלטלין. סגור ונעל את המכסה הקדמי. לאחר פינוי האנטי-תא, לבשו את זוג הכפפות והתקרבו לכיסוי הפנימי.

בטל את הנעילה ופתח את המכסה הפנימי כדי להסיר את החומר הנכנס מהמגש הניתן להזזה. תנקה את שקית הזהב הנקייה ותאבטח את מעמדה. פתח את בקבוק הסרום המכיל 100 מ"ל של תרבות חיידקית וגופרית יסודית.

לנער בעדינות את בקבוק הסרום ולהעביר את התרבות החיידקית לתוך שקית הזהב. הכנס את ראש טיטניום עם צינור הרכבה לתוך כיסוי טיטניום על שקית הזהב. לאחר מכן, החלק את מכונת הכביסה ואת הטבעת הנועזת של הדחיסה מעל צינור דגימת הטיטניום.

הדקו את ששת בורגי האדון באותה מידה כדי להבטיח חלוקת לחץ שווה של כובע הטיטניום על השפה העליונה של שקית הזהב בכיסוי הטיטניום. זהו משטח האיטום של תא התגובה טיטניום זהב. התקן מחדש את שסתום הדגימה בחלק העליון של צינור הטיטניום.

הדק את יד החיבור בחוזקה. לאחר מכן, הקפד לסגור את השסתום. עכשיו, חתיכת הליבה של הכור בלחץ גבוה מורכבת במלואה ו ניתן להתקין אותה בכובע הכור.

עכשיו, ההתקנה של הכור בלחץ גבוה יכולה להתקיים. זה מגיע עם חשיפה קצרה מאוד של הקצה הפתוח של צינור הדגימה לאטמוספירה שמסביב, כמו שסתום הדגימה יש להסיר כדי לקבל את הצינור דרך חותם הבורג בראש הכור. תפסיק להסיר את שסתום הדגימה והברגים מצינור הדגימה.

מדריך הצינור דרך ראש הכור, להחליק את הבורג הגדול מעל הצינור, ולהדק את הכיסוי הקטן. עכשיו הרכבה תא התגובה לא יכול להחליק בחזרה דרך ראש הכור ואת שתי הידיים חופשיים להתקין מחדש את שסתום הדגימה. הסר את ראש הכור מהספסל סגן להתקין אותו על כלי הכור.

ראש הכור, כולל הזוג התרמי, צריך להיות ממוקם בזהירות על כלי הכור, לא לפגוע בשקית הזהב או הזוג התרמי. לבסוף, הכיסוי החזק, המצויד בטבעת מפוצלת ובברגי דחיסה, קבוע סביב ראש הכור וכלי השיט כדי לאטום כראוי את המערכת. הכור בלחץ גבוה מותקן בקפידה במכשיר הנדנדה כדי למנוע פציעות פוטנציאליות, במיוחד חבורות של אצבעות.

הכור בלחץ גבוה מקובע על ידי שני מלחציים מחליקים מעל זוג ברגים. שוטפים ואגוזים בורג להחזיק את המהדקים במקום. חבר את יחידות הבקרה לזוג התרמי ואת חיישן הלחץ.

חשוב להבטיח את האורך המספיק של החוטים עבור תנועת הנדנדה, תוך מניעת התוכן שלה כדי לחמם את המשטחים שלה. לבסוף, החלק את גוף החימום מעל כלי הכור, והדק את מנעול הברגים שלו. המים כדי ללחוץ על המערכת נלקחים ממאגר על ידי משאבה בלחץ גבוה.

הוא מועבר דרך נימי נירוסטה לתוך הכור בלחץ גבוה. נדנדה של הכור בלחץ גבוה מבטיח ערבוב יסודי של תא התגובה. לדוגמה, של שלבי הגז, הנוזלים ו/או המוצקים בו.

מהירות הנדנדה האיטית יותר חשובה כדי למנוע נזק של שקית הזהב על ידי מוצקים הנעים במהירות, או על ידי היווצרות בשל השפעות הכבידה על הזהב הגמיש בטמפרטורות גבוהות. המערכת שלנו מסוגלת להסתובב על הזווית המסומנת בירוק וצהוב על המחוון, שהוא קרוב ל 180 מעלות. פרמטרים ניסיוניים נרשמים בו-זמנית על-ידי תוכנה.

כדי לקחת דגימה, מזרק 5 מיליליטר מחובר לממשק המנעול הקטן של שסתום הדגימה בחלק העליון של הכור בלחץ גבוה. פתח את השסתום בזהירות. דגימת הנוזל נדחפת לתוך המזרק באופן אוטומטי על ידי לחץ יתר בתוך תא התגובה.

סגור את השסתום לאחר נפח המדגם מגיע מיליליטר אחד. נתק את המזרק. הדגימה במזרק מועברת מיד לצינור של שני מיליליטר להמשך עיבוד.

קביעת ההפחתה המיקרוביאלית של ברזל ברזל ברזלי בתא התגובה מושגת על ידי ניתוח פוטומטרי. סדרה של פתרונות סטנדרטיים ברזל ברזל ברזל המכיל קומפלקס ברזל ברזל בצבע סגול תלוי מחוון, ברזל פרוקנים, משמש כסוכן כיול. תוצאות ניסוי כור בלחץ גבוה עם תא תגובה מיוחד טיטניום זהב להראות כי החיידקים מחמצן גופרית ברזל כי יש השפעה משמעותית על הלחץ.

בנתון, העלייה של ריכוזי ברזל על פני תקופה של 22 ימים מוצג לניסוי שנערך בלחצים של בר אחד 100 בר. בערך, 31 ו 13 מילימול של ברזל ברזל זוהו בהודעות בבר אחד ו 100 בר, בהתאמה. זה מראה בבירור כי תאים מיקרוביאליים היו פעילים אפילו ב 100 בר, אבל כי פעילות הפחתת ברזל שלהם היה נמוך באופן משמעותי בלחץ גבוה.

תמונת מיקרוסקופ האלקטרונים הסריקה מראה תאים בצורת מוט לגדול בניסוי בלחץ נמוך וגבוה. תא תגובת טיטניום זהב גמיש שפותח על ידי זייפריד עמיתים לעבודה בשנת 1979 יש פוטנציאל לשמש עבור מגוון רחב של חקירות מדעיות, וכולם כולל תגובות עם גזים קורוזיביים ונוזלים. יישום אחד יכול להיות קביעת מיסות של מגהצים וגזים בלחצים גבוהים וטמפרטורות.

עוד אחד יכול להיות נחישות של תגובות קורה במהלך היווצרות של נפט וגזים. והשלישי, כמו במחקר כאן, יכול להיות חוקר תגובות מיקרוביאליות בלחצים גבוהים וטמפרטורות גבוהות.