Использование гибких золото-титановых реакционных клеток для имитации давления-зависимой микробной активности в контексте подповерхностного биомину

Биоминирование описывает применяемый биолеашинг для извлечения медных и других металлов давления из горных пород путем растворения сульфидов металла с помощью ацидофильных бактерий. Например, медь coopashefa руды могут быть извлечены с этой бактерией путем растворения сульфидов. И медь сульфат богатый раствор затем генерируется, из которого медь может быть легко извлечены.

На месте биоминирования является добыча металлов с помощью бактерий без необходимости раскопок и горнодобывающей деятельности под землей или в открытом яме. Вместо этого, богатый железом кислый раствор закачивается в скальное образование, металлические сульфиды растворяются, а богатый металлом раствор откачивается обратно на поверхность, из которой затем можно извлечь металлы. В данном эксперименте есть реакторная ячейка высокого давления, которая имитирует условия при глубоком образовании.

Бактерии изучаются и их деятельность, связанная с сокращением железа в сочетании с окисление соединений серы, и, в частности, мы заинтересованы в том, чтобы увидеть, насколько активны клетки находятся под высоким давлением, и как их темпы меняются под давлением. Для экспериментов можно использовать реактор высокого давления, как по изображено здесь, и может имитировать условия давления до 350 бар. Дно реактора высокого давления состоит из реакторного сосуда, который может содержать образец жидкости с микробной культурой.

Головная часть реактора предлагает широкий спектр соединений для мер безопасности и датчиков мониторинга. Например, температура или давление внутри реактора. Большинство реакторов высокого давления изготовлены из нержавеющей стали.

Этот материал предлагает высокую устойчивость и хорошие свойства обработки. Однако для некоторых применений, таких как эксперименты с кислыми или высоко уменьшающимися аквозными растворами, коррозионная устойчивость поверхности из нержавеющей стали может оказаться недостаточной. Один из способов избежать этого заключается в том, чтобы вставить лайнер в реактор судна.

Здесь лайнер сделан из тефлона. Теффлон имеет высокую коррозионную устойчивость, но он поставляется с более высоким риском загрязнения, так как он не может быть стерилизован автоклавом и железные лица могут осаждаться на его поверхности. Другим материалом вкладыша, который может быть использован, является кварцевое стекло.

Это легко чистить, может быть стерилизована путем автоклавирования, и в меньшей степени зависит от кислых или сокращения aqueous решения Даже если лайнер материал может помочь предотвратить нежелательные реакции образца с стеной реактора из нержавеющей стали, некоторые проблемы остаются. Если образуется коррозионный газ, например сероводород, этот газ может вреагировать с обнаруженной поверхностью головки реактора, сидящей над лайнером. Другим недостатком является то, что невозможно вывести образец из реактора без изменения давления.

Чтобы преодолеть эти ограничения, мы использовали специальную реакционной ячейку, гибкий золотой мешок с титановой головой. Золотая поверхность устойчива к коррозии к кислым или уменьшая растворам и газам. Титановая поверхность также очень инертна.

Когда формировать непрерывный слой диоксида титана, здесь видно темно-синим цветом. Во время отбора проб, золотой мешок сокращается в объеме. Объем золотого мешка не должен быть уменьшен более чем на 50%, чтобы предотвратить образование резких изломов и краев.

Части показаны здесь отдельные части внутренней установки эксперимента золотой мешок. Можно увидеть, снизу вверх, гибкий золотой мешок реакционной ячейки, титановой системы уплотнения, состоящий из титановой головки, шайба, и сжатие смелое кольцо, и выборки трубки и клапана для доступа к реакции ячейки во время работы режима. Теперь мы перемасым образец в клеток реакции золотого титана.

Во-первых, откройте и откройте пустую камеру, и загрузите весь входящий материал на подвижный лоток. Закройте и закройте переднюю крышку. После эвакуации анти-камеры, носить перчатки пары и получить ближе всего к внутренней крышке.

Разблокировьте и откройте внутреннюю крышку, чтобы удалить входящий материал из подвижного лотка. Разверните чистый золотой мешок и закрепив его стенд. Откройте бутылку сыворотки, которая содержит 100 мл бактериальной культуры и элементарной серы.

Аккуратно встряхните бутылку сыворотки и перенесите бактериальную культуру в золотой мешок. Вставьте титановую головку со сборкой трубки в титановую крышку на золотой мешок. Затем сдвиньте шайбу и сжатое смелое кольцо над титановой трубкой отбора проб.

Закрепите шесть винтов вяза в той же степени, чтобы обеспечить равномерное распределение давления титановой шляпы на верхнем краю золотого мешка в титановой крышке. Это уплотнительная поверхность клетки реакции золотого титана. Переутомляйте клапан отбора проб в верхней части титановой трубки.

Затяните руку соединения плотно. Затем, убедитесь, что закрыть клапан. Теперь основной элемент реактора высокого давления полностью собран и может быть установлен в реакторной шляпе.

Теперь может состояться установка реактора высокого давления. Это происходит с очень коротким воздействием открытого конца трубки отбора проб в окружающую атмосферу, так как клапан отбора проб должен быть удален, чтобы получить трубку через винт уплотнения в головке реактора. Прекратите удаление клапана отбора проб и винтов из трубки для отбора проб.

Руководство трубки через голову реактора, слайд большой винт над трубкой, и закрепить небольшой крышкой. Теперь сборка реакционной ячейки не может скользить назад через головку реактора, и обе руки могут свободно повторно установить клапан отбора проб. Удалите головную голову реактора со скамейки порока, чтобы установить его на реакторный сосуд.

Головка реактора, включая тепловую пару, должна быть тщательно помещена на реакторное судно, чтобы не повредить золотой мешок или тепловую пару. Наконец, надежная крышка, оснащенная разделенным кольцом и компрессионными болтами, фиксируется вокруг головки реактора и сосуда, чтобы надлежащим образом запечатать систему. Реактор высокого давления тщательно установлен в устройстве-качалке, чтобы избежать потенциальных повреждений, особенно синяков пальцев.

Реактор высокого давления фиксируется двумя зажимами, сдвинуть на пару винтов. Шайбы и винт орехи держать зажимы на месте. Подключите блоки управления для тепловой пары и датчик давления.

Важно обеспечить достаточную длину проводов для движения качания, предотвращая при этом его содержание для нагрева его поверхностей. Наконец, сдвиньте нагревательный элемент над реактором судна, и затяните его винт-замок. Вода для давления системы выносяется из резервуара насосом высокого давления.

Он передается через капилляры из нержавеющей стали в реактор высокого давления. Раскачивание реактора высокого давления гарантирует тщательное смешивание реакционной ячейки. Например, газа, жидкости и/или твердых фаз в нем.

Более медленная скорость качания важна для предотвращения повреждения золотого мешка быстро движущихся твердых веществ, или образованием из-за гравитационного воздействия на гибкое золото при повышенных температурах. Наша система способна вращаться по зелено-желтому углом по индикатору, который близок к 180 градусам. Экспериментальные параметры одновременно регистрируются программным обеспечением.

Чтобы взять образец, 5 миллилитров шприц крепится к интерфейсу маленького замка клапана отбора проб в верхней части реактора высокого давления. Откройте клапан осторожно. Образец жидкости автоматически заталкивается в шприц из-за чрезмерного давления внутри реакционной ячейки.

Закройте клапан после того, как объем образца достигнет одного миллилитра. Отсоедини шприц. Образец в шприце немедленно передается в двухми миллилитровую трубку для дальнейшей обработки.

Определение микробного сокращения железа феррика до железа в реакционной клетке достигается с помощью фотометрического анализа. Серия железа стандартных решений, содержащих фиолетовый цвет концентрации зависимого железа комплекса и индикатора, железо ферроцен, служит в качестве калибровочного агента. Результаты эксперимента реактора высокого давления со специальной золотой титановой реакционной клеткой показывают, что бактерии окисляют серу и железо феррика железом и оказывают значительное влияние на давление.

На рисунке показано увеличение концентраций железа в течение 22 дней для эксперимента, выполненного при давлении одного бара и 100 бар. Приблизительно, 31 и 13 миллимоле железа были обнаружены в анализах в одном баре и 100 бар, соответственно. Это ясно показывает, что микробные клетки были активны даже на 100 бар, но что их феррик железа снижение активности было значительно ниже при высоком давлении.

Сканирование изображения электронного микроскопа показывает, что клетки в форме стержня растут в эксперименте при низком и высоком давлении. Гибкая клетка реакции золотого титана, разработанная Сейфридом и его коллегами в 1979 году, может быть использована для различных научных исследований, и все они, включая реакции с коррозионными газами и жидкостями. Одним из применений может быть определение теплолюбия утюгов и газов при высоком давлении и температурах.

Другой может быть определение реакций происходит в период формирования нефти и газов. И третий, как и в исследовании здесь, может быть изучение микробных реакций при повышенном давлении и температурах.