YẾU TỐ CẤU THÀNH QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CHƢƠNG 2: YẾU TỐ CẤU THÀNH Q TRÌNH CƠNG NGHỆ SINH HỌC Chuẩn bị môi trường Khử trùng môi trường Nhân giống Lên men Sản phẩm Tinh Hình Sơ đồ q trình CNSH Dinh dưỡng mơi trường nuôi cấy Đại diện sinh học Thiết bị Sản phẩm Quá trình CNSH Hình Thành phần cấu thành trình CNSH 2.4 Thiết bị lên men cơng nghiệp 2.4 Thiết bị lên men công nghiệp 2.4.1 Cấu tạo thiết bị lên men a) Bình lên men loại áo nước áo gia nhiệt với cửa sổ quan sát mẫu bên 2.4 Thiết bị lên men công nghiệp 2.4.1 Cấu tạo thiết bị lên men b) Hệ thống điều khiển trình: Cho phép điều khiển bình lên men lúc gồm bình bình lắp thêm Các thơng số q tình lên men hiển thị qua hình cảm ứng màu Cổng USB kết nối để nâng cấp phần mềm kết nối Internet 2.4 Thiết bị lên men công nghiệp 2.4.1 Cấu tạo thiết bị lên men c) Điều khiển nhiệt độ: Hiển thị nhiệt độ trình lên men với độ phân giải 0.1 oC Dải nhiệt độ: Từ 10 oC nhiệt độ làm lạnh đến 65 oC Điều khiển gia nhiệt hay làm lạnh kỹ thuật số Gia nhiệt áo gia nhiệt áo nước Làm lạnh ruột gà làm lạnh ống dẫn nước lạnh tuần hoàn Đầu cảm biến nhiệt 2.4 Thiết bị lên men công nghiệp 2.4.1 Cấu tạo thiết bị lên men d) Điều khiển khuấy: Khuấy trực tiếp cảm ứng từ Hiển thị tốc độ khuấy với độ phân giải vòng/phút Tốc độ khuấy: Từ 50 - 1200 vòng/phút khuấy trực tiếp Các loại cánh khuấy dùng được: Cánh khuấy lên men, cánh khuấy cho nuôi cấy tế bào, cánh khuấy Spin Bộ chia dòng khuấy 2.4 Thiết bị lên men công nghiệp 2.4.1 Cấu tạo thiết bị lên men f) Chế độ sục khí: Sục khí: Qua vịng sục khí tiêu chuẩn * Điều khiển khí với chế độ: - 150 ml/phút, 250 - 2500 ml/phút, 1L - 5L/phút, 1L - 20L/phút * Bộ điều khiển dòng khí * Bộ phận điều khiển khí ni cấy: Điều khiển tự động loại khí qua van từ điều khiển tay qua nhánh dẫn khí Bộ phận lọc khí vào vơ trùng qua màng lọc 0.2 um Đường khí N2 để hiệu chỉnh đầu dị Oxi hịa tan 2.4 Thiết bị lên men cơng nghiệp 2.4.1 Cấu tạo thiết bị lên men g) Điều khiển PH Dải hiển thị: - 14pH Điều khiển pH: Bằng kỹ thuật số kết nối với bơm khí, điều chỉnh giải tới hạn Đầu dò pH tiêu chuẩn 10 4.1 Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học 4.1.5 Cơng nghệ sản xuất bio-butanol c) Quy trình cơng nghệ sản xuất Quy trình sản xuất 66 4.1 Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học 4.1.6 Công nghệ sản xuất biogas c) Quy trình cơng nghệ sản xuất Giống VSV: Clostridium acetobutylicum • Hình que 0,5-1,5 m x 1,5-6 m, di động, G+ • Lên men đường: glucose, fructose, mannose, sucrose, lactose • Nhiệt độ: 29-37 oC, t (opt) = 35-37 oC • pH 5,0- 6,5 • Hiệu suất chuyển hóa đường: 34 % 67 CHƢƠNG 5: CÔNG NGHỆ THỦY LUYỆN KIM SINH HỌC 5.1 Quá trình ngâm chiết kim loại VSV 5.1.1 Ngâm chiết sinh học gì? Ngâm chiết sinh học (Bioleaching): q trình chuyển hóa kim loại từ dạng rắn (dạng quặng) sang dạng tan nước nhờ vi sinh vật 69 5.1 Quá trình ngâm chiết kim loại VSV 5.1.1 Vi khuẩn ngâm chiết Thiobacillus ferrooxidans • VK hóa dưỡng vơ cơ, thu nhận lượng cần thiết đồng hóa CO2 nhờ oxi hóa Fe2+ hợp chất lưu huỳnh vơ có tính khử • pH(opt) 2,3 70 5.1 Quá trình ngâm chiết kim loại VSV 5.1.1 Vi khuẩn ngâm chiết Leptospirillum ferrooxidans • Hóa tự dưỡng vơ cơ, oxi hóa Fe2+ 71 5.1 Q trình ngâm chiết kim loại VSV 5.1.1 Vi khuẩn ngâm chiết Thiobacillus acidophilus • VK hóa tự/dị dưỡng vơ cơ, oxi hóa lưu huỳnh nguyên tố pH 3,0 – 3,5, khơng oxi hóa Fe2+ hợp chất sulfur kim loại khơng tan 72 5.1 Q trình ngâm chiết kim loại VSV 5.1.1 Vi khuẩn ngâm chiết Sulfolobus acidocaldarius • Hóa tự dưỡng chất lưu huỳnh, hợp chất khử lưu huỳnh Fe2+ • Các cổ vi khuẩn ưa nhiệt (sinh trưởng 105oC) oxi hóa H2S 73 5.1 Q trình ngâm chiết kim loại VSV 5.1.2 Cơ chế biến đổi kim loại Sulfolobus acidocaldarius • Hình thành acid vơ hữu • Các phản ứng oxi hóa khử • Tiết phức chất 74 5.1 Quá trình ngâm chiết kim loại VSV 5.1.2 Cơ chế biến đổi kim loại Mơ hình chế ngâm chiết Mơ hình Trực tiếp Gián tiếp 75 5.1 Quá trình ngâm chiết kim loại VSV 5.1.1 Cơ chế biến đổi kim loại Mơ hình chế ngâm chiết Mơ hình chế trực tiếp: thu nhận điện tử trực tiếp từ phản ứng khử quặng khoáng VD: ngâm chiết quặng pyrite 2FeS2 + 7O2 + 2H2O + 2H2SO4  2FeSO4 76 5.1 Quá trình ngâm chiết kim loại VSV 5.1.1 Cơ chế biến đổi kim loại Mơ hình chế ngâm chiết Mơ hình chế gián tiếp: VK cung cấp liên tục chất oxi hóa Fe3+ để oxi hóa sulfide kim loại bị khử thành Fe2+ VD: ngâm chiết quặng pyrite FeS2 + Fe2(SO4)3 + 2S  3FeSO4 4FeSO4 +O2+2H2SO4  2Fe2(SO4)3 + 2H2O 2S + 3O2 + H2O  2H2SO4 77 5.2 Quá trình thủy luyện kim sinh học Thủy luyện kim sinh học gì? Thủy luyện kim sinh học: xử lý tách chiết, thu hồi kim loại từ dạng quặng thơng qua q trình dạng dung dịch đóng vai trị chủ yếu với tham gia VSV 78 5.2 Quá trình thủy luyện kim sinh học Thủy luyện kim sinh học vàng (Au) Phương pháp thơng dụng: khó thu vàng phân tán nhỏ từ quặng mẹ • Chlor hóa • Cyanide hóa • Ngâm chiết thiosulfate • Tạo hỗn hợp • Tuyển • Nấu chảy 79 5.2 Quá trình thủy luyện kim sinh học Thủy luyện kim sinh học vàng (Au) Phương pháp nhờ VSV: gây ô nhiễm, hiệu suất thu hồi cao Giai đoạn • Oxi hóa sulfide KL nhờ VK ngâm chiết Giai đoạn • Loại bỏ thành phần chứa carbon nhờ Streptomyces setonii • Cyanua hóa thu hồi lại vàng Giai đoạn cuối 80 ... citric 48 CHƢƠNG 4: CÔNG NGHỆ NĂNG LƢỢNG SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC KIM LOẠI 4.1 Công nghệ sản xuất lƣợng sinh học 4.1.1 Nhiên liệu sinh học gì? NLSH loại nhiên liệu hình thành từ hợp chất... Sơ đồ trình CNSH Dinh dưỡng mơi trường ni cấy Đại diện sinh học Thiết bị Sản phẩm Quá trình CNSH Hình Thành phần cấu thành trình CNSH 2.4 Thiết bị lên men công nghiệp 2.4 Thiết bị lên men công. .. nhiên liệu hình thành từ hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học) 50 4.1 Công nghệ sản xuất lƣợng sinh học 4.1.1 Nhiên liệu sinh học gì? Nguồn nguyên liệu sản xuất NLSH • Chất béo động thực