Yüzey Altı Biyomining Bağlamında Basınca Bağımlı Mikrobiyal Aktiviteyi Simüle Etmek Için Esnek Altın-Titanyum Reaksiyon Hücrelerinin Kullanılması

Biyomadencilik asiofilik bakterilerin yardımıyla metal sülfürleri eriterek kayalardan bakır ve diğer basınçlı metallerin çıkarılması için uygulanan Bioleaching açıklar. Örneğin, bakır coopashefa cevheri sülfürler çözülerek bu bakteri ile ayıklanabilir. Ve bakır sülfat zengin çözeltisi daha sonra hangi bakır kolayca ayıklanabilir oluşturulur.

Yerinde biyomining yeraltı veya açık bir çukurda kazı ve madencilik faaliyetleri gerek kalmadan bakterilerin yardımıyla metallerin çıkarılması olduğunu. Bunun yerine, bir demir açısından zengin asidik çözelti kaya oluşumuaşağı pompalanır, metal sülfürler çözünmüş ve metal açısından zengin çözelti daha sonra metaller ayıklanabilir yüzeye geri pompalanır. Bu deneyde, derin oluşumdaki koşulları simüle eden yüksek basınçlı bir reaktör hücresi var.

Bakteriler incelenir ve sülfür bileşiklerinin oksidasyonu ile birleşen demir azaltma ile ilgili faaliyetleri, ve özellikle biz hücrelerin yüksek basınç altında ne kadar aktif olduğunu görmek için ilgileniyoruz, ve nasıl oranları basınç altında değişiyor. Deneyler için, burada tasvir edilen yüksek basınçlı reaktör kullanılabilir ve 350 bara kadar basınç koşullarını simüle edebilir. Yüksek basınçlı reaktörün alt kısmı, mikrobiyal kültüre sahip bir sıvı örneği içerebilen bir reaktör kabından oluşur.

Reaktör kafası, güvenlik önlemleri ve izleme sensörleri için çeşitli bağlantılar sunar. Örneğin, reaktör içinde sıcaklık veya basınç. Yüksek basınçlı reaktörlerin çoğu paslanmaz çelikten yapılmıştır.

Bu malzeme yüksek esneklik ve iyi işleme özellikleri sunar. Ancak, asidik veya yüksek oranda azaltıcı sulu çözeltilerle yapılan deneyler gibi bazı uygulamalariçin paslanmaz çelik yüzeyin korozyon direnci yeterli olmayabilir. Bunu önlemenin bir yolu da reaktör gemisine bir astar yerleştirmektir.

Burada, tefflon'dan yapılmış bir astar. Tefflon yüksek korozyon direncine sahiptir, ancak otoklavlama ile sterilize edilemediği ve demir yüzlerin yüzeyine çökebileceği nden daha yüksek bir kontaminasyon riski vardır. Kullanılabilen bir diğer astar malzemesi kuvars camdır.

Temizlenir, otoklavlama ile sterilize edilebilir ve asidik veya sulu çözeltileri azaltarak daha az etkilenir astar malzemesi paslanmaz çelik reaktör duvarlı bir numunenin istenmeyen reaksiyonlarını önlemeye yardımcı olsa da, çeşitli sorunlar kalır. Aşındırıcı bir gaz oluşursa, örneğin hidrojen sülfür, bu gaz reaktör kafasının açığa çıkarılan yüzeyi ile astar Üzerinde oturan reaksiyona olabilir. Bir diğer dezavantajı da basıncı değiştirmeden reaktörden numune çekmenin mümkün olmamasıdır.

Bu sınırlamaları aşmak için, özel bir tepki hücresi, titanyum başlı esnek bir altın torba kullandık. Altın yüzey, asidik veya çözeltive gazları azaltan korozyona dayanıklıdır. Titanyum yüzeyi de oldukça durağan.

Ne zaman sürekli titanyum dioksit tabakası oluşturmak için, burada koyu mavi görünür. Örnekleme sırasında, altın torba hacmi küçülür. Altın torbanın hacmi keskin kinks ve kenarlarıoluşumunu önlemek için% 50'den fazla azaltılmalıdır.

Burada gösterilen parçalar altın çanta deneyin iç kurulum bireysel parçalarıdır. Bir görebilirsiniz, aşağıdan yukarıya, esnek altın torba reaksiyon hücresi, titanyum sızdırmazlık sistemi, bir titanyum kafa oluşan, yıkave sıkıştırma kalın halka, ve örnekleme tüpü ve vana operasyon modu sırasında reaksiyon hücresierişmek için. Şimdi, örneği altın titanyum reaksiyon hücresine aktarAcağız.

İlk olarak, boş hazneyi açın ve açın ve tüm gelen malzemeyi hareketli tepsiye yükleyin. Ön kapağı kapatın ve kilitleyin. Anti-oda tahliye sonra, eldiven çifti giymek ve iç kapağına yakın olsun.

Gelen malzemeyi hareketli tepsiden çıkarmak için iç kapağın kilidini açın ve açın. Temiz altın torbayı aç ve standını emniyete ala. Bakteri kültürü ve elemental sülfür 100mL içeren serum şişesini açın.

Yavaşça serum şişesi sallamak ve altın torbaya bakteri kültürü aktarın. Altın torba üzerinde titanyum kapak içine montaj tüpü ile titanyum kafa yerleştirin. Daha sonra, titanyum örnekleme tüpü üzerinde yıkayıcı ve sıkıştırma kalın halka kaydırın.

Titanyum kapakaltın çantanın en üst kenarı üzerinde titanyum şapka eşit bir basınç dağılımı sağlamak için aynı ölçüde altı karaağaç vidaları bağlayın. Bu altın titanyum reaksiyon hücresinin sızdırmazlık yüzeyi. Örnekleme valfini titanyum tüpün üst kısmında yeniden kurun.

Bağlantı elini sıkın. Sonra, vana kapatmak için emin olun. Şimdi, yüksek basınçlı reaktörün çekirdek parçası tamamen monte edilmiş ve reaktör şapkasına monte edilebilir.

Şimdi, yüksek basınçlı reaktörün kurulumu gerçekleşebilir. Bu, örnekleme borusunun açık ucunun çevredeki atmosfere çok kısa bir şekilde maruz kalmasına neden olur, çünkü örnekleme valfi, tüpüreaktör başlığındaki vidalı contadan geçirmek için çıkarılması gerekir. Örnekleme valfi ve vidaları örnekleme tüpünden çıkarmayı bırakın.

Tüpü reaktör başlığından geçirin, büyük vidayı tüpün üzerine kaydırın ve küçük kapağı sabitle. Şimdi reaksiyon hücresi tertibatı reaktör başlığından geriye doğru kayamaz ve her iki el de örnekleme valfini yeniden takmak için serbesttir. Reaktör kafasını tezgah ın dışından çıkar ve reaktör kabına tonuyla çıkarın.

Termal çift de dahil olmak üzere reaktör kafası, altın torba ya da termal çift zarar değil, reaktör gemi üzerinde dikkatle yerleştirilmelidir. Son olarak, bölünmüş halka ve sıkıştırma cıvataları ile donatılmış sağlam kapak, sistemi uygun şekilde mühürlemek için reaktör kafası ve kabın etrafına sabitlenir. Yüksek basınçlı reaktör, özellikle parmakların çürümesi gibi olası yaralanmaları önlemek için sallanan cihaza dikkatlice monte edilir.

Yüksek basınçlı reaktör, bir çift vidanın üzerine kaydırılan iki kelepçeyle sabitlenir. Yıkayır ve vidalı somunlar kelepçeleri yerinde tutar. Termal çiftin kontrol ünitelerini ve basınç sensörünü bağlayın.

Kabloların kayan hareket için yeterli uzunlukta olmasını sağlarken, içeriğinin yüzeylerini ısıtmasını önlemek önemlidir. Son olarak, reaktör kabı üzerinde ısıtma elemanı kaydırın ve vida-lock sıkın. Sistemi basınçlandırmak için su yüksek basınçlı pompa ile bir rezervuar alınır.

Paslanmaz çelik kılcal damarlardan yüksek basınçlı reaktöre aktarılır. Yüksek basınçlı reaktörün sallanması reaksiyon hücresinin tam olarak karıştırılmasını garanti eder. Örneğin, gaz, sıvı ve/ veya katı fazlar.

Daha yavaş sallanan hız, hızlı hareket eden katılar veya yüksek sıcaklıklarda esnek altın üzerindeki yerçekimi etkileri nedeniyle oluşumu ile altın torbasının zarar görmesini önlemek için önemlidir. Sistemimiz 180 dereceye yakın olan göstergedeki yeşil ve sarı işaretli açıda dönebiliyor. Deneysel parametreler aynı anda bir yazılım tarafından günlüğe kaydedilir.

Örnek almak için, yüksek basınçlı reaktörün üst kısmındaki numune valfinin küçük kilit arabirimine 5 mililitrelik bir şırınga bağlanır. Vanayı dikkatlice açın. Sıvı numune, reaksiyon hücresiiçindeki aşırı basınç tarafından otomatik olarak şırıngaya itilir.

Numune hacmi bir mililitreye ulaştıktan sonra vanayı kapatın. Şırıngayı çıkar. Şırıngadaki numune hemen daha fazla işleme için iki mililitrelik bir tüpe aktarılır.

Reaksiyon hücresinde ferrik demirin demire mikrobiyal azalması fotometrik analiz ile elde edilir. Mor renkli konsantrasyonbağımlı demir kompleksi ve göstergesi, demir ferrosen içeren demir standart çözümler bir dizi, bir kalibrasyon ajanı olarak hizmet vermektedir. Özel altın titanyum reaksiyon hücresi ile yapılan yüksek basınçlı reaktör deneyinin sonuçları, bakterilerin sülfür ve ferrik demiri demirdemire oksitlediğini ve basınç üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermektedir.

Bu şekilde, demir konsantrasyonlarının 22 günlük bir süre içinde artması, bir bar ve 100 bar basınçlarında yapılan deneyde gösterilmiştir. Tahlillerde bir bar ve 100 barda sırasıyla 31 ve 13 milimol demir tespit edildi. Bu açıkça mikrobiyal hücrelerin 100 bar bile aktif olduğunu göstermektedir, ancak ferrik demir azaltma aktivitesi yüksek basınç ta önemli ölçüde daha düşüktü.

Taramalı elektron mikroskobu, çubuk şeklindeki hücrelerin düşük ve yüksek basınçta deneyde büyüdüğünü gösteriyor. Seyfried ve iş arkadaşları tarafından 1979 yılında geliştirilen esnek altın titanyum reaksiyon hücresi, çeşitli bilimsel araştırmalar için kullanılma potansiyeline sahiptir ve bunların hepsi aşındırıcı gazlar ve sıvılarla reaksiyonlar da dahil olmak üzere. Bir uygulama yüksek basınç ve sıcaklıklarda demir ve gazların çözünürlüğünün belirlenmesi olabilir.

Bir diğeri ise petrol ve gaz oluşumu sırasında devam eden reaksiyonların belirlenmesi olabilir. Ve üçüncüsü, buradaki çalışmada olduğu gibi, yüksek basınç ve sıcaklıklardaki mikrobiyal reaksiyonları araştırıyor olabilir.