2L 套件發(fā)酵罐 生物反應(yīng)器套件 厭氧反應(yīng)器產(chǎn)品介紹

     Nova Skantek推出的用于模擬厭氧發(fā)酵過程連續(xù)實(shí)驗(yàn)的2L厭氧反應(yīng)器套件，可以作為連續(xù)進(jìn)料的厭氧發(fā)酵模擬平臺(tái)，可以與MultiTalent 等標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品聯(lián)合使用。該反應(yīng)瓶設(shè)置了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的接口，其中兩個(gè)接口分別用于進(jìn)料和出料，另外1個(gè)接口則用于實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的pH連續(xù)監(jiān)測(cè)、間歇取樣等實(shí)驗(yàn)需求。

2L kits發(fā)酵罐 生物反應(yīng)器套件 厭氧反應(yīng)器使用說明

     在實(shí)驗(yàn)室中，為了實(shí)現(xiàn)CSTR的連續(xù)模擬運(yùn)行，2L反應(yīng)瓶需要將雙通閥(外徑14mm)與反應(yīng)瓶的進(jìn)料口和出料口用硅膠管連接(內(nèi)徑12mm，外徑17mm)。在開展連續(xù)進(jìn)料的實(shí)驗(yàn)時(shí)，反應(yīng)器的進(jìn)料既可以手動(dòng)進(jìn)行(注射器)，也可以自動(dòng)進(jìn)行(蠕動(dòng)泵等)。如果選用手動(dòng)進(jìn)料模式，進(jìn)料前，需要將雙通閥關(guān)閉，同時(shí)需要將反應(yīng)瓶與氣體測(cè)量單元連接的聚乙烯管用管夾夾住，以避免由于進(jìn)料過程導(dǎo)致的瓶內(nèi)氣壓波動(dòng)，給測(cè)量數(shù)據(jù)帶來影響。當(dāng)注射器與進(jìn)料口連接后，打開進(jìn)料口閥門，一定量的物料被加入反應(yīng)瓶中。進(jìn)料完成后，關(guān)閉進(jìn)料閥門，打開出料閥，反應(yīng)瓶中由于添加新物料的原因壓力會(huì)比常壓高，從而將物料從反應(yīng)瓶中壓出。然后關(guān)閉出料口閥門，打開氣體測(cè)量單元與反應(yīng)瓶之間聚乙烯管的管夾，實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行。這個(gè)進(jìn)出料過程一般根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要會(huì)在一天之內(nèi)進(jìn)行幾次。

連續(xù)運(yùn)行工藝考量

     設(shè)計(jì)和運(yùn)營一個(gè)沼氣工程需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素。盡量*降解物料獲得沼氣產(chǎn)量，通常需要物料在發(fā)酵罐中有較長的停留時(shí)間，相應(yīng)的需要建設(shè)一個(gè)很大的發(fā)酵罐。在實(shí)際工程中，發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)(規(guī)模和類型)或合適的物料停留時(shí)間的選擇通常在追求產(chǎn)氣量和沼氣工廠經(jīng)濟(jì)效益兩者之前做出平衡和折中。實(shí)用2L套件可以幫助優(yōu)化工藝運(yùn)行中的一些基本參數(shù)如：有機(jī)負(fù)荷(OLR)、固體停留時(shí)間(SRT)、水力停留時(shí)間(HRT)。

有機(jī)負(fù)荷

     有機(jī)負(fù)荷OLR用于定量單位體積發(fā)酵罐每天的進(jìn)料量(固體原料用VS表示，液體原料以COD表示)，單位是g VS/L/d。OLR由發(fā)酵罐體積，進(jìn)料濃度和進(jìn)料總量計(jì)算而來，因而是調(diào)節(jié)進(jìn)料和評(píng)估反應(yīng)器運(yùn)行狀況的優(yōu)化參數(shù)。

     建議在中溫條件（35-39^OC）下發(fā)酵罐啟動(dòng)時(shí)設(shè)置有機(jī)負(fù)荷為2-3g VS/L/d。當(dāng)然，更高的有機(jī)負(fù)荷運(yùn)行過程需通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。

     根據(jù)進(jìn)料濃度(C_VS, gVS/L)，進(jìn)料流量(F_in, L/day)以及反應(yīng)器的有效體積(V, L)可以根據(jù)下式的計(jì)算OLR：

OLR= (C_VS × F_in )/V

水力停留時(shí)間(HRT)、固體停留時(shí)間(SRT)、微生物停留時(shí)間(MRT)

     停留時(shí)間用于反應(yīng)物料在反應(yīng)器中停留時(shí)間的長短，以天為單位。水力停留(HRT)時(shí)間是指中液體在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，是由反應(yīng)器有效體積除以物料每日進(jìn)料體積計(jì)算的。固體停留時(shí)間(SRT)指固體物料在反應(yīng)器中停留時(shí)間長短，而微生物停留時(shí)間(MRT)表示微生物在反應(yīng)器中的停留時(shí)間。

     通過延長SRT和MRT，可以實(shí)現(xiàn)甲烷的高產(chǎn)，但是，為了獲得較高的甲烷產(chǎn)量通常也要求有高的有機(jī)負(fù)荷和短水力停留時(shí)間。保持長SRT可以通過降低有機(jī)負(fù)荷或者通過固液分離實(shí)現(xiàn)，而固液分離則可以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間固體停留并且縮短水力停留時(shí)間。

     在實(shí)際的CSTR反應(yīng)器中，SRT、MRT和HRT是一樣的。短的HRT可能將菌群沖刷出反應(yīng)器導(dǎo)致發(fā)酵失敗。

     在CSTR中，HRT的推薦時(shí)間為20天，這樣可以降低微生物被洗出發(fā)酵罐的風(fēng)險(xiǎn)。長的HRT可以增加微生物降解物料的時(shí)間，這可以提高沼氣產(chǎn)量，但是也同樣降低了沼氣的生產(chǎn)效率。因此平衡產(chǎn)氣量與HRT很重要。

      HRT根據(jù)反應(yīng)器的體積(V, L)和進(jìn)料流量（L/d）得出：

HRT=V/ F_in

CSTR推薦參數(shù)如下表：

                      注：BRS系統(tǒng)具有良好的連續(xù)運(yùn)行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力。

    MultiTalent 的客戶需要注意：雖然軟件既可以應(yīng)用于批次實(shí)驗(yàn)，也可以應(yīng)用在連續(xù)實(shí)驗(yàn)。但當(dāng)MultiTalent的cell打開次數(shù)到達(dá)20000次的量(即相當(dāng)于200L氣體時(shí))，用戶生成報(bào)告時(shí)系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，提示數(shù)據(jù)已滿。此時(shí)，用戶需要清除MultiTalent內(nèi)的所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，重置后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。