Name: 시스템 설치 및 기본 작업 : Biogas로 유기 폐기물을 변환하는 혐기성 소화조를 지속 - 흔들 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-07-13T12:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 31 s
Description: 학습하세요 실험실 규모의 혐기성 소화조를 구축하고 접종하여 유기 폐기물을 바이오가스로 전환하는 방법을. 메탄 생성 박테리아를 활용한 이 기술은 폐기물 관리 및 재생 에너지 연구에 필수적입니다.

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보조금에 의한 아무;.이 연구는 식량 농업의 국립 연구소 (NIFA), 부여 번호 2007-35504-05381 통해 USDA에 의해 지원되지 않습니다 지원됩니다 USDA NIFA에서 코넬 대학교 농업 실험 역의 연방 공식 기금을 통해 NYSERDA 및 뉴욕 - 123,444에서 58,872.

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관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.

이 기사에서는 혐기성 소화 시스템은 실험적인 맥락에서 일반적인 소개 및 대부분의 기판 치료를 위해 몇 가지 기본적인 지침을 제공합니다. 기판 유형, 소화조 구성, 운영 매개 변수, 또한 이러한 시스템의 기본 혼합 미생물 커뮤니티의 독특한 생태의 다양한 보편적으로 적용할 수있는 하드 양적 통계를 요약 한거야 걸로. 이 모든 변화에도 불구하고, 모든 혐기성 소화 시스템은 누구의 원칙을 잘 이해하고 있으며 모든 시스템에 적용할 수있는 물리적, 화학적 과정에 의해 매개되는 생물 학적 열화 경로의 잘 특성화 시리즈를 따릅니다. 그것은 이러한 기본 원칙에서, 함께 우리는 시스템 매개 변수와 적절한 시스템 운영 방법론에 대해이 최적 범위를보고 문헌에 보고된 잘 문서화된 운영 발언이다. 인용 매개 변수는 상호이며 중요한 역할을무산소 소화의 규칙이 있습니다. 이러한 상호 작 용할 수 있도록하는 철저한 이해는 크게 시스템 문제를 인식하고 해결하는 운영자의 능력을 향상시킵니다. 텍스트, &quot;혐기성 바이오 : 산업 Wastewaters위한&...

무산소 소화 (AD)는 에너지 캐리어로서 메탄과 유용한 biogas로 복잡한 유기 폐기물 기판 생물학 중재 변환을 포함하는 성숙한 기술입니다. 에어로빅 치료 10에 비해 최소한의 에너지와 영양소 입력 및 감소 biosolids 생산을 포함하여 무산소 처리의 많은 혜택이 있습니다. 또한, 이러한 시스템에 내재된 혼합 미생물 커뮤니티의 다양성은 feedstocks 11,12 등 적절한 유기 기판의 다양한 렌더링. 실제로, 그것은 광고를위한 애플 리케이션의 증가는 특히 산업, (예, 음식 폐기물)시, 그리고 농업 분야 4,7,13에서 기존의 시립 폐수 처리, 외부에서 채택되고있는 이러한 혜택 때문입니다. 광고는 이전 10 년간의 국가 에너지 위기에 대한 응답으로 1980 년에 최초의 주요 확산 시작가 발생했습니다. 세계는 점점 글로벌 에너지 위기를 맞게 된대로환경 파괴와 함께 결합, 큰 초점은 지금 생물 연료 기술과 특히 폐기물 - 투 - 에너지 개념에 위치하고 있습니다. 예를 들어, 미국에서 혐기성 소화는 총 전력은 8 필요의 5.5 %를 생성할 수 있습니다. 이것은 새로운 유기 폐기물 및 혐기성 소화 14 폐기물 혼합의 적합성을 평가하기 위해 시험과 실험실 규모에서 잘 통제된 실험 연구에 대한 수요가 증가하고있다. 우리는 건설, 접종, 운영, 그리​​고 강력한 평가 적합 것이다 실험실 규모의 혐기성 소화조의 모니터링을위한 일반적인 모델을 제공하는 것입니다. 무산소 digesters는 여러 구성에 존재합니다. 지속적으로 정기적인 유입 수유와 혐기성 소화조 (CSAD)을 흔들; 플러그 흐름 (PF), upflow 혐기성 슬러지 블랭킷 (U 지속적인 유입 먹이로 탱크 반응기 (CSTR)를 지속 - 흔들 : 몇 가지 일반적인 구성을 포함ASB), 무산소 마이 블랭킷 반응기 (AMBR); 무산소 당황하고 반응 (ABR) 및 혐기성 시퀀싱 배치 반응기 (ASBR) 구성 9,15. CSTR과 CSAD 구성이 광범위하게 설치 및 운영 유리한 조건의 용이성으로 인해 실험실 규모의 실험을 위해 채택되었습니다. 때문에 지속적인 혼합 때문에, 유압 체류 시간 (HRT)은 슬러지 체류 시간 (SRT)와 같습니다. SRT는 광고에 대한 중요한 설계 매개 변수입니다. 구성도 있기 때문에 이러한 화학 종의 농도, 온도 및 확산 속도와 같은 매개 변수의 큰 공간적 균일의 통제된 실험에 도움이됩니다. 그것은 혐기성 소화조를위한 최적의 본격적인 구성이 같은 목표 방류수 질과 같은 다른 nontechnical 측면 간의 유기 기판의 특정 물리적, 화학적 특성에 의존하는 그러나, 주목하여야한다. 예를 들어, 상대적으로 높은 가용성 유기 콘텐츠 및 littl로 폐기물 스트림을 희석같은 양조장 폐수와 같은 전자 입자, 일반적으로 높은 속도 upflow의 생물 반응기 구성 (예 : UASB)보다는 CSAD 구성에서 큰 에너지 전환을 경험한다. 에 상관없이 성공적인 소화하고이 구성을 사용하는 일반 explication를 정당화 모든 구성에 관련된 필수적인 기본적인 작동 매개 변수가 없습니다. 실제로, 무산소 미생물의 다양한 개방형 커뮤니티를 포함한 모든 광고 시스템은 메탄 (전자 당 가장 낮은 가능한 자유 에너지와 최종 제품 최종)으로 기판을 순차적을 잘 대사 것입니다. ; acidogenesis, acetogenesis 및 methanogenesis 가수 분해 :이 과정에 참여 대사 경로가 복잡한 음식 느슨하게 네 영양 단계로 분류 웹을 구성합니다. 가수 분해에서는 복잡한 유기 고분자는 (예 : 탄수화물, lipids, 그리고 단백질) hyd에 의해 각각의 단량체 (예 : 설탕, 긴 사슬 지방산의 지방산 및 아미노산)로 세분화된다, fermentative 박테리아를 rolyzing. acidogenesis에서 이러한 단량체는 acetogenesis에 더 정중 5 homoacetogenic 및 의무 수소 생산 세균에 의해 아세테이트와 수소로 산화되어 휘발성 지방산 (VFAs) 및 알콜에 acidogenic 세균에 의해 발효됩니다. methanogenesis의 최종 단계에서 아세테이트 및 수소는 acetoclastic 및 hydrogenotrophic methanogens에 의해 메탄 가스로 대사된다. 그것은 전체 시스템이 최적으로 수행하기 전에 전반적인 AD 과정, 미생물의 여러 단체에 의한 신진 대사의 상호 시리즈에 의존하여, 각 회원의 성공적인 기능에 따라 달라집니다 것을 인식하는 것이 중요합니다. 광고 생물 반응기 시스템의 설계 및 시공은 항상 완전히 생물 반응기를 봉인하기 위해 고려에 요구를해야합니다. 생물 반응기의 상단 (헤드 스페이스를 분리) 또는 가스 처리 시스템에있는 작은 누출을 감지하기 어려울 수 있으며, 따라서 시스템을 대표해야반드시 사용하기 전에 테스트했습니다. 누설없는 설정을 확인한 후, 혐기성 소화조 연구과 실패는 종종 접종 culturing 및 일상적인 작업 동안 오류로부터 줄기. 그 결과, digesters는 본질적으로 불안정하고 예상치 못한 실패하는 경향로서 평판이 있습니다. 왜 본격적인 digesters은 수십 년 13 안정적인 조건에서 운영하는 것으로 다음인가? 실패, 특히 미생물 커뮤니티 천천히 유기 폐기물 조성과 강도에 적응해야하는 동안 시동 기간 동안 운영자가 부적절하게 취급로부터 줄기 가능성이 높습니다. 따라서 우리의 목표는 광고 시스템을 구축하기위한 방법론을 제공만이 아니라, 또한 접종, 운영, 이러한 시스템의 모니터링 프로세스를 명료하게하다합니다. 두 번째 섹션이 활성화 methanog 함께 소화조 접종에 대한 절차를 제공하면서 문서의 첫 번째 섹션은 CSTR이나 CSAD 시스템을 구축하는 방법을 설명합니다enic 바이오 매스. 그것은에서 활성 methanogenic 바이오 매스로 digesters을 예방하는 데 시간이 많이 소요 더 실용적이고 적은 혼합 주류 또는 초기 문화에서 충분한 바이오 매스를 개발하기 위하여보다 유사한 기판을 치료되는 운영 소화조의 방류수. 문서의 세 번째 섹션은 유출물 decanting, 다양한 원자로 문제를 해결하는 등 먹이 기판 같은 운영 고려 사항을 다룰 것입니다. 기판 먹이와이 시스템에 대한 방류수 decanting은 (즉, 주기적으로 먹이와 바이오 매스와 혼합 주류의 대부분은 생물 반응기에서 숙박하면서 decanting) 세미 지속적으로 실시됩니다. 소화조는 먹이 / decanted되는 주파수는 운영자의 특권이다. 일반적으로 먹이 / 더 자주 그리고 정기적으로 decanting 것은 먹이주기 사이의 성능에 큰 소화조의 안정성과 일관성을 증진합니다. 네 번째 섹션은 expe하는 동안 사용되는 기본적인 모니터링 프로토콜을 소개합니다rimental 기간. 물과 폐수 16 (표 1, 2)의 시험 표준 방법에서 설명한 여러 가지 표준 분석은, 기판 및 적절한 시스템 모니터링의 특성화를 위해 필요합니다. 측정된 변수 이외에 감시의 중요한 부분은 소화조 시스템 구성 요소가 제대로 작동하는지 확인하는 것입니다. 소화조 시스템에 대한 정기적인 유지 보수는 별도 소화조의 장기 성능과 안정성을 위태롭게 할 수있는 주요 시스템 문제를 치는 것입니다. 예를 들어, 온도의 하락으로 이어지는 가열 요소의 실패, methanogens의 신진 대사 속도를 줄임으로써 휘발성 지방산의 축적을 일으킬 수 있습니다. 시스템 methanogens에 대한 억제 수준 위의 산도를 유지하기 위해 충분한 알칼리도가 부족하면 이러한 문제가 혼합됩니다. 그것은 biogas 생산 쥐에서 예상치 드랍스 후 가능한 누수를 탐지하고 닫습 것도 중요네;. 따라서 의한 실험 계획법 내에서 복제, 예를 들어, 정확한 운영 조건 하에서이 bioreactors 나란히을 실행하면 같은 작은 누수와 같은 시스템 오작동에 의해 발생하는 예기치 않은 성능 손실을 감지하는 것이 중요합니다.

<table border="1"><tbody><tr><td> 원자로 설비 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td><td> 댓글 </td></tr><tr><td> 온수 Recirculator </td><td> VWR 과학 </td><td> 13271-063 VWR </td><td> 가열 자켓 반응기 시스템에서 사용하기에 </td></tr><tr><td> 변속 전기 연구소 활동가 </td><td> 클리블랜드 믹서 (주) </td><td> (모델 5VB) </td><td> 이 믹서 모델 링 스탠드에 장착 용이 </td></tr><tr><td> 습식 타입 정밀 가스 측정기 </td><td> 리터 Gasmeters </td><td> (모델 TG-01) </td><td> 이 모델은 최소 흐름 (0.1 L / H)가 필요 30 L / H의 최대 유량을 처리할 수 </td></tr><tr><td> 가스 버블러 </td><td> Chemglass </td><td> (모델 AF-0513-20) </td><td></td></tr><tr><td> 가스 샘플링 튜브 </td><td> Chemglass </td><td> (모델 CG-1808) </td><td></td></tr><tr> &lt;TD&gt; 축방향 임펠러 </td><td> 번개 </td><td> R04560-25 콜 - Parmer </td><td> 7.9375 mm로 임펠러 블레이드 직경 보어 </td></tr><tr><td> 임펠러 샤프트 </td><td> Grainger </td><td> 2EXC9 Grainger </td><td> 7.9375 mm OD (적합한 크기로 절단해야)와 1.83 m 스테인리스 스틸로드 </td></tr><tr><td> 주철 지원 서 </td><td> 미국 교육 제품 </td><td> (모델 7-G16) </td><td> 믹서가 장착 </td></tr><tr><td> 세 갈래로 확장 클램프 </td><td> 발톱 </td><td> 21572-803 VWR </td><td> 믹서가 장착 </td></tr><tr><td> 일반 클램프 홀더 </td><td> 발톱 </td><td> 21572-501 VWR </td><td> 믹서가 장착 </td></tr><tr><td> 연동 펌프 </td><td> Masterflex </td><td> WU-07523-80 콜 - Parmer </td><td> decanting 유출에 대한 </td></tr><tr><td> L / S 표준 펌프 헤드 </td><td> Masterflex </td><td> EW-07018-21 콜 - Parmer </td><td> 유출물 가만히 따르다 위해연동 펌프에 대한 ING - 액세서리 </td></tr><tr><td> L / S 정밀 펌프 튜브 </td><td> Masterflex </td><td> EW-06508-18 콜 - Parmer </td><td> 연동 펌프로 액세서리 - 방류수 decanting위한 </td></tr><tr><td> 분석 장비 / 시약 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td><td> 댓글 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 산도 분석 </td></tr><tr><td> 산도 측정기 </td><td> 써모 피셔 과학 - 오리온 </td><td> 1,212,000 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 합계 및 휘발성 고체 분석 (표준 방법 : 2,540-B, E) </td></tr><tr><td> 유리 진공 Dessicator </td><td> Kimax </td><td> WU-06536-30 콜 - Parmer </td><td></td></tr><tr><td> 자기는 요리를 증발 </td><td> VWR </td><td> 89038-082 VWR </td><td></td></tr><tr><td> 실험실 오븐 </td><td> 써모 피셔 과학 </td><td> (모델 13-246 - 516GAQ) </td><td></td></tr><tr><td> 중소 상공 회의소에 휩싸이다 노 </td><td> Barnstead / Thermolyne </td><td> F6010 써모 과학 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 총 휘발성 지방산 분석 (표준 방법 : 5560-C) </td></tr><tr><td> 큰 용량 가변 속도 원심 분리기 </td><td> 시그마 </td><td> WU-17451-00 콜 - Parmer </td><td></td></tr><tr><td> 실험실 핫 플레이트 </td><td> 써모 과학 </td><td> (모델 HP53013A) </td><td></td></tr><tr><td> 대형 콘덴서 </td><td> Kemtech 미국 </td><td> (모델 C150190) </td><td></td></tr><tr><td> 아세트산 시약은 [CAS : ​​64-19-7] </td><td> 알파 Aesar </td><td> AA33252-AK </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> &lt;TD&gt; 화학적 산소 요구량 (표준 방법 : 5520-C) </td></tr><tr><td> COD 블록 히터 </td><td> HACH </td><td> (모델 DRB-200) </td><td></td></tr><tr><td> Borosilicate 문화 튜브 </td><td> Pyrex </td><td> (모델 9825-13) </td><td></td></tr><tr><td> 칼륨 Dichromate 시약은 [CAS : ​​7778-50-9] </td><td> Avantor 실적 재료 </td><td> 3090-01 </td><td></td></tr><tr><td> 머큐리 II 황산 시약은 [CAS : ​​7783-35-9] </td><td> Avantor 실적 재료 </td><td> 2640-04 </td><td></td></tr><tr><td> Ferroin 지표 솔루션 [CAS : ​​14634-91-4] </td><td> Ricca 화학 </td><td> R3140000-120C </td><td></td></tr><tr><td> 암모늄 철 (II) 황산의 hexahydrate [CAS : ​​7783-85-9] </td><td> 알파 Aesar </td><td> 13448-36 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 가스 크로마 토그래피 분석에 의한 가스 조성 </td></tr><tr><td> 기체 크로마토 그래프 </td><td> SRI 인 스트 루먼트 </td><td> 모델 8610C </td><td> 105 ° C의 등온 온도에서 운영하는 아래에 언급된 열 및 캐리어 가스를 사용하여 열 conductibility 검출기 (TCD)를 장착해야합니다 </td></tr><tr><td> 헬륨 가스 </td><td> Airgas </td><td> 그는 HP300 </td><td> 캐리어 가스로 사용하려면 </td></tr><tr><td> 포장 - 열 </td><td> Restek </td><td> 80484-800 </td><td> N 2, CH 4를 사용, 2 분리를 공동으로 수 </td></tr></tbody></table>

시스템 설치 및 기본 작업 : biogas로 유기 폐기물을 변환하는 혐기성 소화조를 지속 - 흔들

Continuously-stirred Anaerobic Digester to Convert Organic Wastes into Biogas: System Setup and Basic Operation

무산소 소화 (AD)는 일반적으로 에너지 캐리어 1-3와 같은 메탄과 유용한 biogas로 복잡한 유기 폐기물을 변환하는 데 사용되는 bioprocess입니다. 점점 광고는 4,5 산업, 농업, 그리고 시립 하수 처리 애플 리케이션에게에서 사용하고 있습니다. AD 기술의 사용은 공장 운영자는 폐기물 처리 비용을 절감하고 에너지 유틸리티 비용을 상쇄 수 있습니다. 유기 폐기물을 치료 이외에 에너지 작물은 에너지 캐리어 메탄 6,7로 변환되고있다. AD 기술의 응용 프로그램이 새로운 기판과 공동 기판 혼합 8 치료를 넓혀만큼 조종사와 실험실 규모에서 안정적인 테스트 방법론에 대한 수요를 않습니다. 무산소 소화 시스템은 지속적으로 흔들 탱크 반응기 (CSTR), 플러그 흐름 (PF) 및 혐기성 시퀀싱 배치 반응기 (ASBR) 구성 9를 포함하여 다양한 구성을 가지고 </suP&gt;. CSTR은 자주 설계 및 운영의 단순으로 인해 연구에 사용뿐만 아니라 실험에서의 장점입니다. 다른 구성에 비해 CSTR은 온도, 혼합, 화학 농도와 기판 농도와 같은 시스템 매개 변수,보다 균일를 제공합니다. 궁극적으로, 본격적인 원자로를 설계할 때, 최적의 원자로 구성은 다른 많은 nontechnical 고려 사항 가운데 주어진 기판의 성격에 따라 달라집니다. 그러나 모든 구성은 기본적인 디자인 기능과 대부분의 예비 평가에 적합한 CSTR를 렌더링 작동 매개 변수를 공유할 수 있습니다. 연구자 및 엔지니어 고체의 상대적으로 높은 농도로 유입 스트림을 사용하는 경우, 실험실 규모의 생물 반응기 구성은 인해 고체로 실험실 규모의 펌프의 문제를 연결해 혹은 튜브에서 고체의 정착에 지속적으로 먹이 수 없습니다. 연속 혼합 요구 사항이있는 시나리오 들어, 실험실 규모의 bioreactors이 정기적으로 먹이 있습니다우리는 지속적으로 흔들 무산소 digesters (CSADs)와 같은 구성을 참조하십시오. 이 문서는 건설 inoculating, 운영, 그리​​고 장기적인 혐기성 소화 주어진 유기 기판의 적합성을 테스트하기위한 목적 CSAD 시스템을 모니터링하기위한 일반적인 방법론을 제시합니다. 이 문서의 건설 부분에서는 실험실 규모의 반응기 시스템을 구축 다룰 것입니다. 접종 섹션은 활성 methanogenic inoculum으로 퍼뜨리고 적합 무산소 환경을 만드는 방법을 설명합니다. 운영 섹션 운영, 유지 보수 및 문제 해결에 충당되게됩니다. 모니터링 섹션은 표준 분석을 사용하여 프로토콜을 테스트 소개합니다. 이러한 조치의 사용에 대한 광고 기판 적​​합성의 신뢰할 수있는 실험적인 평가를 위해 필요합니다. 이 프로토콜은 원자로 고장이 기판에 의한되었다고 결론 지하는 것입니다 AD 연구에서 만든 일반적인 실수에 대해 더 큰 보호를 제공하는데정말 그것이 부적 절한 사용자의 작업 10 살 n은 사용.

실험실 규모의 혐기성 digesters 과학자 혐기성 생물 공학의 기존 애플 리케이션을 최적화하는 새로운 방법을 연구하고 다양한 유기 폐기물의 메탄 생산 잠재력을 평가할 수 있습니다. 이 문서는 지속적으로 혐기성 소화조를 흔들 실험실 규모의 건설, 접종, 운영 및 모니터링을위한 일반 모델을 소개합니다.

시스템 설치 및 기본 작업 : Biogas로 유기 폐기물을 변환하는 혐기성 소화조를 지속 - 흔들

혐기성 소화(Anaerobic digestion, AD)는 복잡한 유기성 폐기물을 에너지 운반체인 메탄이 포함된 유용한 바이오가스로 전환하는 데 흔히 사용되는 생물공정입니다...

이 절차의 전반적인 목표는 실험실 규모의 연속 교반 혐기성 소화조의 구축, 접종, 일일 운전 및 적절한 모니터링 방법을 시연하여, 특정 유기 기질이 장기적인 혐기성 소화 처리에 적합한지를 평가하는 것입니다. 이를 위해 먼저 혐기성 소화조 시스템을 구축합니다.두 번째 단계는 바이오리액터 시스템 내에 적절한 혐기성 환경을 조성하여 소화조에 활성 메탄 생성 바이오매스를 접종하는 것입니다. 이어서 유출물 처리, 데칸팅, 피딩 및 문제 해결을 포함한 소화조 시스템의 적절한 운용 방법을 설명합니다. 마지막 단계는 혐기성 생명공학 분야에서 관습적으로 사용되는 표준 분석법을 이용하여 소화조의 성능과 안정성을 평가하기 위한 모니터링 전략을 도입하는 것입니다.결과적으로, 본 연구는 잘 제어되고 정기적으로 모니터링되는 실험실 규모의 혐기성 소화 시스템을 통해 에너지 생산 및 유기물 강도 감소를 위한 유기 기질 처리에서 혐기성 소화의 효율성을 보여줍니다. AOB 소화 과정에 익숙하지 않은 많은 이들은 엄격한 혐기성 바이오매스를 위해 무산소 환경을 유지해야 한다는 점 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다. 또한, 특정 유기물 부하율을 처리할 수 있을 만큼 충분한 메탄 생성균이 성장하여 바이오매스 농도를 형성하는 데 오랜 시간이 걸리기 때문에, 사용자는 초기 가동 기간이 다소 느리고 지루하다고 느낄 수 있습니다.하지만 본 논문에 설명된 프로토콜을 성실히 따른다면 이러한 문제들을 방지할 수 있음을 인지해야 합니다. 마지막으로, 안정적인 소화가 이루어진 후에는 이러한 시스템을 이용한 실험을 시작할 수 있습니다. 그러나 이는 외부 또는 환경적 섭동에 매우 민감한 복잡한 생물학적 시스템을 다루는 것이므로 실험자에게 문제가 될 수도 있습니다.소화 기술은 일관성 있고 규칙적인 방법으로 운영될 때 매우 뛰어난 안정성과 예측 가능성을 보일 수 있습니다. 저희는 이 영상을 통해 이러한 점을 전달하고자 합니다. 소화조 제작을 시작하려면, 원하는 작동 부피와 함께 여기에 표시된 특징들을 갖춘 용기를 선택하십시오.용기에 가열 워터 재킷이 장착되어 있지 않은 경우, 가열 워터 배스나 인큐베이션 챔버와 같이 온도가 제어되는 환경에 배치하십시오. 나머지 구성 요소를 배치할 수 있는 충분한 수평 벤치 공간이 있는 곳에 용기를 수직으로 고정하십시오. 여기에 표시된 대로 용기 뚜껑을 조립하십시오.유출구 및 유출 튜브의 포트는 튜브 내부의 막힘을 방지할 수 있을 만큼 충분

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

폐수에서 침전된 고형물을 모방한 합성 슬러지가 파종된 밀봉된 무산소 반응기인 혐기성 소화조로 시작하십시오.슬러지에는 혼합 미생물 군집인 중온성 혐기성 미생물이 포함되어 있습니다.이 미생물은 적당한 온도에서 번성하며 슬러지 유기물의 소화를 촉진합니다.슬러지를 지속적으로 혼합하여 박테리아 활동을 유지하고 소화를 촉진합니다.나중에 생분해성 폴리머인 바이오플라스틱을 슬러지에 첨가합니다.배양하는 동안 가수분해 박테리아가 바이오플라스틱에 부착되어 수용성 화합물로 전환됩니다.그런 다음 발효 박테리아는 이러한 화합물을 단쇄 유기산인 휘발성 지방산으로 변환합니다.메탄을 생성하는 미생물인 메탄 생성 물질은 이러한 산을 활용하여 메탄 가스와 이산화탄소를 생성하여 바이오가스를 형성합니다.바이오가스는 출구를 통해 반응기를 빠져나가 가스 샘플링 백에 수집됩니다.이 공동 소화 방법을 사용하면 바이오 플라스틱과 슬러지를 재생 가능한 바이오가스로 효율적으로 소화할 수 있습니다.

바이오가스 생산을 위한 바이오플라스틱의 혐기성 소화

소설 상향 류 혐기성 솔리드 스테이트 (UASS) 반응기는 섬유 원료로부터 바이오 가스 생산을 위해 사용되었다. UASS 반응기에서 Digestate 열수 가압 회분식 반응기에서 HTC의 바이오 숯으로 탄화되었다. 이 바이오 에너지 개념의 통합은 전반적 바이오 에너지의 생산을 증가시키기 위해 본 연구에 적용 하였다.

바이오 에너지 생산을위한 통합 혐기성 소화 및 열수 탄화의 평가

대기 오염은 모든 유기체의 삶의 질에 영향을 미칩니다. 여기에서는 바이오가스 처리(이산화탄소와 황화수소의 동시 제거)를 위한 미세조류 생명공학의 사용과 준공업용 개방형 고속 조류 연못을 통한 바이오메탄 생산 및 처리 효율, pH, 용존 산소 및 미세조류 성장에 대한 후속 분석에 대해 설명합니다.

Semi-Industrial High Rate Algal Ponds에서 Microalgae-Bacterial System을 사용하여 바이오 가스 정화

이 프로토콜은 혐기성 미생물총, 음식물 쓰레기 폐기물 및 폐기물 활성 슬러지를 공동 소화하기 위한 호흡 측정법을 사용하여 메탄 생성 및 미생물 역학 매개변수를 결정하기 위한 모범 사례를 설명합니다.

호흡 측정법을 사용하여 폐기물 활성 슬러지와 혐기성 동시 소화된 음식물 쓰레기 폐기물의 바이오메탄 전위 측정

이 프로토콜은 음식물 쓰레기를 생분해성 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 바이오 플라스틱으로 전환하는 확장 가능한 방법을 제시합니다. 음식물 쓰레기 전처리를 위한 정지된 혐기성 소화, PHA 생합성을 위한 할로필릭 미생물 발효, PHA 회수를 위한 무화학 다운스트림 공정을 활용합니다.

음식물 쓰레기에서 지속 가능한 바이오 플라스틱 생산을 위한 확장 가능한 단계별 접근 방식

이 프로토콜에서는 원핵 생물의 단일 세포 분석을 위한 미세유체 피콜리터 생물반응기(PLBR)의 제작, 설정 및 기본 작동이 소개됩니다. 산업적으로 관련된 미생물을 원리 증명으로 분석하여 기존 방법으로는 거의 불가능했던 특정 기간 동안의 성장 속도, 형태 및 표현형 이질성에 대한 통찰력을 얻을 수 있었습니다.

미생물 단일 세포 분석을 위한 미세유체 피콜리터 바이오리액터: 제작, 시스템 설정 및 작동

발효조는 했나 보지 세포의 배양 수율과 생산성을 향상하는 데 사용됩니다. 쉐이크 플라스크에서 여러 미생물이나 동물 세포 배양 후보를 심사 한 후, 다음 논리적 단계는 발효기로 선택한 문화의 바이오 매스를 증가시키는 것이다. 이 동영상은 일반적인 벤치 탑 생물 반응기 시스템의 설치 및 운영을 보여줍니다.

벤치 탑 생물 반응기의 운전

유기 전기 트랜지스터는 생균과 통합 위장관 상피 장벽을 가로 질러 이온 플럭스를 모니터링하는 데 사용된다. 본 연구에서, 칼슘 킬레이트 EGTA (에틸렌 글리콜 - 비스 (베타 - 아미노 에틸 에테르)-N, N, N ', N'-테트라 아세트산의 존재에 의해 유도 타이트 접합 중단, 관련된 이온 플럭스의 증가, 산)가 측정된다.

유기 전기 트랜지스터와 장벽 조직 혼란의 감지

세포 접착성은 생체 재료 연구 및 조직 공학의 많은 접근 방식에서 핵심입니다. 펩타이드를 함유한 중요한 고분자 PTFE의 표면 개질을 위해 습식 화학을 사용하여 단계별 기술을 제시합니다.

향상된 세포 접착 폴리 테트라 플루오로 에틸렌에 젖은 화학 및 펩티드 고정화

본 논문에서는 선택적으로 웨어러블 유기 전자 장치의 직접 통합 할 수 섬유에 유기 물질을 증착하는 프로토콜을 제시한다. 제작 된 소자는 완전히 기계적 모양을 존중하고 감지 기능을 가능하게 직물에 통합 될 수있다.

섬유에 유기 전자 장치를위한 간편하고 확장 가능한 제조 방법

학습하세요 실험실 규모의 혐기성 소화조를 구축하고 접종하여 유기 폐기물을 바이오가스로 전환하는 방법을. 메탄 생성 박테리아를 활용한 이 기술은 폐기물 관리 및 재생 에너지 연구에 필수적입니다.

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