2L 套件發酵罐 生物反應器套件 厭氧反應器產品介紹

     Nova Skantek推出的用于模擬厭氧發酵過程連續實驗的2L厭氧反應器套件，可以作為連續進料的厭氧發酵模擬平臺，可以與MultiTalent 等標準產品聯合使用。該反應瓶設置了三個標準化的接口，其中兩個接口分別用于進料和出料，另外1個接口則用于實現發酵過程的pH連續監測、間歇取樣等實驗需求。

2L kits發酵罐 生物反應器套件 厭氧反應器使用說明

     在實驗室中，為了實現CSTR的連續模擬運行，2L反應瓶需要將雙通閥(外徑14mm)與反應瓶的進料口和出料口用硅膠管連接(內徑12mm，外徑17mm)。在開展連續進料的實驗時，反應器的進料既可以手動進行(注射器)，也可以自動進行(蠕動泵等)。如果選用手動進料模式，進料前，需要將雙通閥關閉，同時需要將反應瓶與氣體測量單元連接的聚乙烯管用管夾夾住，以避免由于進料過程導致的瓶內氣壓波動，給測量數據帶來影響。當注射器與進料口連接后，打開進料口閥門，一定量的物料被加入反應瓶中。進料完成后，關閉進料閥門，打開出料閥，反應瓶中由于添加新物料的原因壓力會比常壓高，從而將物料從反應瓶中壓出。然后關閉出料口閥門，打開氣體測量單元與反應瓶之間聚乙烯管的管夾，實驗繼續進行。這個進出料過程一般根據實驗需要會在一天之內進行幾次。

連續運行工藝考量

     設計和運營一個沼氣工程需要綜合考慮經濟和技術因素。盡量*降解物料獲得沼氣產量，通常需要物料在發酵罐中有較長的停留時間，相應的需要建設一個很大的發酵罐。在實際工程中，發酵罐的設計(規模和類型)或合適的物料停留時間的選擇通常在追求產氣量和沼氣工廠經濟效益兩者之前做出平衡和折中。實用2L套件可以幫助優化工藝運行中的一些基本參數如：有機負荷(OLR)、固體停留時間(SRT)、水力停留時間(HRT)。

有機負荷

     有機負荷OLR用于定量單位體積發酵罐每天的進料量(固體原料用VS表示，液體原料以COD表示)，單位是g VS/L/d。OLR由發酵罐體積，進料濃度和進料總量計算而來，因而是調節進料和評估反應器運行狀況的優化參數。

     建議在中溫條件（35-39^OC）下發酵罐啟動時設置有機負荷為2-3g VS/L/d。當然，更高的有機負荷運行過程需通過實驗檢驗。

     根據進料濃度(C_VS, gVS/L)，進料流量(F_in, L/day)以及反應器的有效體積(V, L)可以根據下式的計算OLR：

OLR= (C_VS × F_in )/V

水力停留時間(HRT)、固體停留時間(SRT)、微生物停留時間(MRT)

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

     通過延長SRT和MRT，可以實現甲烷的高產，但是，為了獲得較高的甲烷產量通常也要求有高的有機負荷和短水力停留時間。保持長SRT可以通過降低有機負荷或者通過固液分離實現，而固液分離則可以實現長時間固體停留并且縮短水力停留時間。

     在實際的CSTR反應器中，SRT、MRT和HRT是一樣的。短的HRT可能將菌群沖刷出反應器導致發酵失敗。

     在CSTR中，HRT的推薦時間為20天，這樣可以降低微生物被洗出發酵罐的風險。長的HRT可以增加微生物降解物料的時間，這可以提高沼氣產量，但是也同樣降低了沼氣的生產效率。因此平衡產氣量與HRT很重要。

      HRT根據反應器的體積(V, L)和進料流量（L/d）得出：

HRT=V/ F_in

CSTR推薦參數如下表：

                      注：BRS系統具有良好的連續運行數據數據儲存能力。

    MultiTalent 的客戶需要注意：雖然軟件既可以應用于批次實驗，也可以應用在連續實驗。但當MultiTalent的cell打開次數到達20000次的量(即相當于200L氣體時)，用戶生成報告時系統會報警，提示數據已滿。此時，用戶需要清除MultiTalent內的所有的實驗數據，重置后繼續實驗。