شبكة بحوث وتقارير ومعلومات
تجربة هيدر2
اليوم: الخميس 28 مارس 2024 , الساعة: 6:01 م


اخر المشاهدات
الأكثر قراءة
اعلانات

مرحبا بكم في شبكة بحوث وتقارير ومعلومات


عزيزي زائر شبكة بحوث وتقارير ومعلومات.. تم إعداد وإختيار هذا الموضوع مفاعل حيوي تصميم المفاعل الحيوي # اخر تحديث اليوم 2024-03-28 فإن كان لديك ملاحظة او توجيه يمكنك مراسلتنا من خلال الخيارات الموجودة بالموضوع.. وكذلك يمكنك زيارة القسم , وهنا نبذه عنها وتصفح المواضيع المتنوعه... آخر تحديث للمعلومات بتاريخ اليوم 24/09/2023

اعلانات

مفاعل حيوي تصميم المفاعل الحيوي # اخر تحديث اليوم 2024-03-28

آخر تحديث منذ 6 شهر و 6 يوم
1 مشاهدة

تصميم المفاعل الحيوي


Pg166 bioreactor 250 مفاعل حيوي مغلق يُسْتَخْدَمُ في أبحاث الإيثانول السليلوزي



يمثل تصميم المفاعل الحيوي مسألةً هندسيةً معقدةً مركبةً، والتي تم دراستها في نظام الهندسة كيميائية حيوية الكيمياحيوية . وتحت الظروف المثلى، تُعَدُ الكائنات الدقيقة أو الخلايا قادرة على أداء وظيفتها المرغوبة بنسبة نجاح تُقَدَرُ بـمائة في المائة. هذا ويجب ضبط الظروف البيئية ومراقبتها بشكلٍ دقيقٍ والتي منها الغازية (كالهواء، أكسجين الأكسجين ، نيتروجين النيتروجين ، ثاني أكسيد الكربون )، وكذلك معدلات التدفق، درجة الحرارة، أس هيدروجيني الأس الهيدروجيني (pH) ، بالإضافة إلى مستويات الأكسجين المذاب، وأيضاً معدل سرعة/ دائرية تهيج التهيج إنج agitation .



ويستخدم معظم مصنعي المفاعلات الحيوية الصناعية الأوعية، مستشعر المستشعرات و نظام تحكم نظاماً للتحكم مشتبكين معاً في شبكةٍ واحدةٍ.



إلا أنه يجب ملاحظة أن قاذورات القاذورات إنج Fouling قد تضر بالكفاءة العامة للمفاعل الحيوي، وبخاصةً مبادل حراري المبادلات الحرارية إنج heat exchanger . ولتجنب وقوع مثل ذلك الإفساد، يجب تنظيف المفاعل الحيوي بسهولةٍ ويسرٍ كلما كان ذلك متاحاً (ومن ثم تتشكل الجولة).



حيث أن مبادل حراري المبدل الحراري يكون مطلوباً للحفاظ على العملية الحيوية في درجة حرارةٍ مستقرة وثابتة. حيث يكون التخمر الحيوي مصدراً أساسياً للحرارة، ومن ثم تحتاج المفاعلات الحيوية في معظم الأحيان إلى عملية تبريد ٍ أو تجميد ٍ. حيث قد يتم تبريدهم أو تجميدهم بغطاءٍ خارجيٍ أو، في بعض الأوعية أو الحاويات الكبيرة، بأنابيبٍ وملفاتٍ داخليةٍ.



وفي عملية التنفس الهوائي، ربما تمثل عملية نقل الأكسجين أصعب مهمةٍ لتُنْجَزُ. فال أكسجين هو أحد الغازات التي تذوب أو تنحل في الماء بصعوبةٍ وبدرجةٍ منخفضةٍ – بل بدرجةٍ أقل في حساء التخمر – كما أنه نادر أو شحيح في هواء جوي الهواء الجوي (حيث تصل نسبة تواجده في الهواء إلى 20.95 ). وغالباً ما تساعد عملية التهيج في نقل الأكسجين، والتي تكون مطلوبة لخلط المغذيات والحفاظ على نتاغم وتجانس عملية التخمر. إلا أنه على الرغم من ذلك، توجد حدود لسرعة التهيج، وذلك بسبب كلاً من الاستهلاك العالي للطاقة (والتي تتناسب مع مكعب سرعة حركة الإلكترون) والضرر الذي تتعرض له الكائنات الحية بسبب سرعة الميل المتزايدة. وفي مجال الم ة، تتعرض المفاعلات الحيوية للضغغ مما يزيد من محلولية الأكسجين في الماء.



المفاعل الحيوي الضوئي



مفاعل حيوي ضوئي المفاعل الحيوي الضوئي إنج photobioreactor هو مفاعلٌ حيويٌ يقوم بدمج بعضاً من نماذج مصادر الضوء. وبصورةٍ فرضيةٍ، يمكن اعتبار أي وعاء أو حاوية شفيف (مضيء داخلياً) إنج translucent مفاعلاً حيوياً ضوئياً، على الرغم من أن المصطلح يشيع استخدامه لتحديد أو تعريف نظام مغلق، على عكس حوض الحوض المفتوح أو بركة البركة المفتوحة. وتستخدم المفاعلات الحيوية الضوئية لإنماء وتربية بعض الأحياء المضيئة ومنها على سبيل المثال زراقم الزراقم (البكتريا الزرقاء) ، أشنيات الأشنيات ، أو النباتات طحالب الطحلبية إنج moss .Eva L. Decker und Ralf Reski ( ) Current achiev ents in the production of complex biopharmaceuticals with moss




bioreactor. Bioprocess and Biosyst s Engineering 31, 3-9 وتستخدم مثل تلك الكائنات الحية الضوء من خلال عملية تمثيل ضوئي التمثيل الضوئي ، الممثلة لمصدر طاقة طاقتهم والتي لا تتطلب إلى سكريات أو دهون كمصدرٍ للطاقة. نتيجةً لذلك، تنخفض مخاطر التلوث بالكائنات الأخرى كال بكتريا أو فطر الفطريات في تلك المفاعلات الحيوية الضوئية عند مقارنتها بالمفاعلات الحيوية الخاصة بالعضويات غيرية التغذية].





معالجة مياه الصرف الصحي


كما صُممت المفاعلات الحيوية كذلك لمعالجة مياه صرف صحي الصرف الصحي و مخلفات سائلة المخلفات السائلة . وفي أكثر تلك الأنظمة كفاءةً، يوجد مورداً للتدفق الحر، وهو عبارة عن وسيطٍ خاملٍ كيميائياً والذي يلعب دور الوعاء للبكتريا والتي تُكَسِّرُ مياه الصرف الصحي الخام. وغالباً ما تشتمل الأمثلة على مثل تلك المفاعلات الحيوية حاويات أو أحواض منفصلة متوالية بالإضافة إلى عازل كيميائي أو أغعصار حلزوني لتسريع انقسام المياه والمواد الصلبة الحيوية. وهنا توفر جهاز للإشباع بالهواء المهويات (أجهزة للإشباع بالهواء) إنج Aerators الأكسجين لمياه الصرف والوسيط كذلك لتسريع عملية التكسير. كما يقل معدل طلب الأكسجين البيوكيميائي بصورةٍ كافيةٍ بهدف جعل المياه الملوثة صالحة لإعادة الاستخدام مرةً أخرى. في حين يمكن تجميع المواد الصلبة الحيوية من أجل إجراء مزيدٍ من المعالجة لها أو يتم تجفيفها واستخدامها كمخصباتٍ. ومن الأمثلة البسيطة بوشوحٍ على المفاعلات الحيوة ي لمعالجة مياه الصرف الصحي ذلك المكون من حوض أو خزان للتفسخ أو التعفن، حيث تترك مياه الصرف الصحي في الموقع، سواءً مع أو بدون وسيطٍ إضافيٍ لتنشئة البكتريا. وفي تلك اللحظة، يمثل الرسوب الطيني أو الوحلي اللزج المضيف أو العائل الأولي (الطين المنشط) للبكتريا. وهنا تُعَدُ أنظمة التعفن تلك الأكثر تناسباً عندما تتوفر مساحةً كافيةً من اليابسة، بالإضافة إلى نظامٍ ليس عرضةً للطوفان أو الأرض زائدة التشبع، وحيث لا يمثل أيٍ من الوقت أو الكفاءة عاملٍ جوهريٍ هناك. بحاجة لمصدر



وفي المفاعلات الحيوية، حيث يكون الهدف نموالخلايا أو الأنسجة سواءً للأغراض التجريبية أو العلاجية، فإن التصميم يكون مختلفٌ بصورةٍ واضحةٍ عن تلك (المفاعلات الحيوية) المستخدمة للأغراض الصناعية. هذا ويجب أن يكون للعديد من الخلايا والأنسجة، خاصةً الثديية منها، دعماً سطحياً أو بنائياً لتنمو، بالإضافة إلى أن البيئات المتهيجة غالباً ما تكون مدمرةً لمثل تلك الخلايا والأنسجة. هذا وتحتاج الحيوانات الأرقى إلى وسيطٍ أكثر تعقداً للنمو. بحاجة لمصدر



ونتيجة أنها تُعَدُ المحركات التي تقوم بعمليات المعالجة الحيوية لمياه الصرف الصحي، فمن الضروري أن يتم ضبط ومراقبة كم وجودة الكائنات الحية الدقيقة في تلك المفاعلات الحيوية بصورةٍ قريبةٍ. وأحد الأمثلة على تلك الطرق هو من خلال الجيل الثاني من اختبارات adenosine triphosphate أو ATP tests.http //www.luminultra.com/dmdocuments/LTL-CS-Using_ATP_to_Measure_Living_Biomass_in_Wastewater_Bioreactors.pdf

مفاعل ناسا الحيوي لاستنساخ الأنسجة


طورت ناسا من نموذجاً جديداً من المفاعلات الحيوية التي تقوم صناعياً بإنماء الأنسجة في مزارع الخلايا. ولمفاعل ناسا الحيوي للأنسجة القدرة على إنماء نسيج القلب، الأنسجة الهيكلية، الأربطة، بالإضافة إلى الأنسجة السرطانية بغرض الدراسة، وكذلك أنواعٍ أخرى من الأنسجة. http //science.nasa.gov/NEWHOME/headlines/msad05oct99_1.htm





لمزيد من المعلومات عن مزرعة النسيج الصناعي، اطلع على هندسة النسج .



Final half coil vessel 210 مفاعل من النوع المتقطع


Bioreactor principle.svg 210 التركيب العام للمفاعل الحيوي المتقطع


Autoclavable bench-top laboratory bioreactor & fermenter, Lambda MINIFOR تصغير تخمير مختبر ونظام مفاعل حيوي


تشير كلمة مفاعل حيوي إنج Bioreactor إلى أي جهازٍ أو نظامٍ يدعم البيئة النشطة بصورةٍ حيويةٍ. GoldBookRef bioreactor url http //goldbook.iupac.org/B00662.html وفي إحدى حالات الأمثلة على المفاعلات الحيوية، نجد أن المفاعل الحيوي هو وعاء يتم إجراء تفاعل كميائي العملية (التفاعلات) الكيميائية التي تشتمل كلئن حي الكائنات الحية أو مادة المواد النشطة كيمياء حيوية الكيميائية الحيوية المشتقة من الكائنات الحية المختلفة. وهنا قد تكون مثل تلك العمليات تنفس خلوي هوائية أو لاهوائية إنج anaerobic . وغالباً ما يكون شكل هذه المفاعلات الحيوية إسطوانية الشكل، تتراوح في أحجامها من سعة الليترات إلى الأمتار المكعبة، كما أنها غالباً ما تكون مصنوعة من صلب (سبيكة) سبائك الفولاز المقاوم للصدأ (ستانلس ستيل) .





هذا وقد يشير المفاعل الحيوي إلى تلك الآلة أو النظام المعني بنمو خلية الخلايا أو نسيج الأنسجة الحية في إطار زرع الخلايا . وتم تطوير تلك الأجهزة لتُسْتَخْدَمُ في مجال هندسة النسج .



وبناءً على قاعدة طريقة عملها، يمكن تصنيف المفاعلات الحيوية إلى مفاعل متقطع إنج batch reactor ، مفاعل كلي إنج fed batch reactor ، أو مفاعل مستمر إنج continuous reactor (ومثال ذلك؛ نموذج مفاعل الخزان المثار المستمر إنج continuous stirred-tank reactor model ). ومثال على المفاعل الحيوي المستمر كيموستات الكيموستات (الناظم الكيميائي) إنج Ch ostat .





كما قد تكون الكائنات الحية النامية داخل المفاعلات الحيوية معلقة أو مجمدة. ومن الطرق البسيطة التي يمكن بها تجميد الخلايا، طريقة علبة بتري مع هلام أغار الأغار . ومن المفاعلات الحيوية واسعة النطاق والمستخدمة لتجميد الخلايا




  • الوسيط المتحرك، والمعروفة أيضاً بمفاعل شريط العمود المتحرك الحيوي إنج Moving Bed Biofilm Reactor

  • عمود معبأ العمود المعبأ

  • عمود ليفي العمود الليفي إنج fibrous bed

  • غشاء الغشاء



شاركنا رأيك

 
التعليقات

لم يعلق احد حتى الآن .. كن اول من يعلق بالضغط هنا

أقسام شبكة بحوث وتقارير ومعلومات عملت لخدمة الزائر ليسهل عليه تصفح الموقع بسلاسة وأخذ المعلومات تصفح هذا الموضوع مفاعل حيوي تصميم المفاعل الحيوي # اخر تحديث اليوم 2024-03-28 ويمكنك مراسلتنا في حال الملاحظات او التعديل او الإضافة او طلب حذف الموضوع ...آخر تعديل اليوم 24/09/2023


اعلاناتتجربة فوتر 1