Ջրի լուծվող պարարտանյութերի արտադրության գիծ

Ֆերմենտացման գործընթացի ներդրում.
Կենսագազային խմորումը, որը նաև հայտնի է որպես անաէրոբ մարսողություն և անաէրոբ խմորում, վերաբերում է օրգանական նյութերին (օրինակ՝ մարդու, անասունների և թռչնի գոմաղբ, ծղոտ, մոլախոտ և այլն) որոշակի խոնավության, ջերմաստիճանի և անաէրոբ պայմաններում՝ տարբեր միկրոօրգանիզմների կատաբոլիզմի միջոցով և վերջապես գազերի դյուրավառ խառնուրդի ձևավորման գործընթացը, ինչպիսիք են մեթանը և ածխաթթու գազը:Կենսագազի ֆերմենտացման համակարգը հիմնված է կենսագազի խմորման սկզբունքի վրա՝ նպատակ ունենալով էներգիա արտադրել, և վերջապես իրականացնում է կենսագազի, կենսագազի փոշիացման և կենսագազի մնացորդի համապարփակ օգտագործումը:

Կենսագազային խմորումը բարդ կենսաքիմիական գործընթաց է հետևյալ բնութագրերով.
(1) Կան բազմաթիվ տեսակի միկրոօրգանիզմներ, որոնք ներգրավված են ֆերմենտացման ռեակցիայի մեջ, և չկա նախադեպ մեկ շտամ օգտագործելու համար կենսագազ արտադրելու համար, և արտադրության և փորձարկման ընթացքում խմորման համար անհրաժեշտ է պատվաստանյութ:
(2) Խմորման համար օգտագործվող հումքը բարդ է և գալիս է աղբյուրների լայն տեսականիից:Տարբեր առանձին օրգանական նյութեր կամ խառնուրդներ կարող են օգտագործվել որպես խմորման հումք, իսկ վերջնական արտադրանքը կենսագազն է:Բացի այդ, կենսագազի խմորումը կարող է մաքրել օրգանական կեղտաջրերը COD-ի զանգվածային կոնցենտրացիայով, որը գերազանցում է 50,000 մգ/լ-ը և օրգանական թափոնները բարձր պինդ պարունակությամբ:
Կենսագազային միկրոօրգանիզմների էներգիայի սպառումը ցածր է:Նույն պայմաններում անաէրոբ մարսողության համար պահանջվող էներգիան կազմում է միայն 1/30~1/20 աերոբիկ տարրալուծման համար:
Կան բազմաթիվ տեսակի կենսագազի խմորման սարքեր, որոնք տարբերվում են կառուցվածքով և նյութով, բայց բոլոր տեսակի սարքերը կարող են կենսագազ արտադրել այնքան ժամանակ, քանի դեռ դիզայնը ողջամիտ է:
Կենսագազային խմորումը վերաբերում է գործընթացին, որի ընթացքում տարբեր պինդ օրգանական թափոնները խմորվում են կենսագազի միկրոօրգանիզմների կողմից՝ կենսագազ արտադրելու համար:Այն ընդհանուր առմամբ կարելի է բաժանել երեք փուլի.
Հեղուկացման փուլ
Քանի որ տարբեր պինդ օրգանական նյութեր սովորաբար չեն կարող մտնել միկրոօրգանիզմներ և օգտագործվել միկրոօրգանիզմների կողմից, պինդ օրգանական նյութերը պետք է հիդրոլիզացվեն լուծելի մոնոսաքարիդների, ամինաթթուների, գլիցերինի և համեմատաբար փոքր մոլեկուլային քաշ ունեցող ճարպաթթուների:Համեմատաբար փոքր մոլեկուլային քաշ ունեցող այս լուծվող նյութերը կարող են մտնել մանրէաբանական բջիջներ և հետագայում քայքայվել և օգտագործվել:
Թթվային փուլ
Տարբեր լուծվող նյութեր (մոնոսաքարիդներ, ամինաթթուներ, ճարպաթթուներ) շարունակում են քայքայվել և վերածվել ցածր մոլեկուլային նյութերի ցելյուլոզային բակտերիաների, սպիտակուցային բակտերիաների, լիպոբակտերիաների և պեկտին բակտերիաների ներբջջային ֆերմենտների ազդեցության տակ, ինչպիսիք են բուտիրաթթուն, պրոպիոնաթթուն, քացախաթթուն, և սպիրտներ, կետոններ, ալդեհիդներ և այլ պարզ օրգանական նյութեր.միևնույն ժամանակ արտազատվում են որոշ անօրգանական նյութեր, ինչպիսիք են ջրածինը, ածխաթթու գազը և ամոնիակը:Բայց այս փուլում հիմնական արտադրանքը քացախաթթուն է, որը կազմում է ավելի քան 70%, ուստի այն կոչվում է թթվային առաջացման փուլ:Այս փուլին մասնակցող բակտերիաները կոչվում են acidogens:
Մեթանոգեն փուլ
Մեթանոգեն բակտերիաները քայքայվում են պարզ օրգանական նյութեր, ինչպիսիք են քացախաթթուն, որը քայքայվել է երկրորդ փուլում մեթանի և ածխածնի երկօքսիդի, իսկ ածխածնի երկօքսիդը ջրածնի ազդեցության տակ վերածվում է մեթանի:Այս փուլը կոչվում է գազի արտադրության փուլ կամ մեթանոգեն փուլ։
Մեթանոգեն բակտերիաները պահանջում են ապրել այնպիսի միջավայրում, որտեղ օքսիդացման-նվազեցման պոտենցիալով -330 մՎ-ից ցածր է, իսկ կենսագազի խմորումը պահանջում է խիստ անաէրոբ միջավայր:
Ընդհանրապես ենթադրվում է, որ տարբեր բարդ օրգանական նյութերի տարրալուծումից մինչև կենսագազի վերջնական սերունդը ներգրավված են բակտերիաների հինգ հիմնական ֆիզիոլոգիական խմբեր, որոնք են՝ ֆերմենտացնող բակտերիաները, ջրածին արտադրող ացետոգեն բակտերիաները, ջրածին սպառող ացետոգեն բակտերիաները, ջրածին ուտողները։ մեթանոգեններ և քացախաթթու արտադրող բակտերիաներ։Մեթանոգեններ.Բակտերիաների հինգ խումբ կազմում են սննդային շղթա։Ըստ իրենց մետաբոլիտների տարբերության՝ բակտերիաների առաջին երեք խմբերը միասին ավարտում են հիդրոլիզի և թթվայնացման գործընթացը, իսկ բակտերիաների վերջին երկու խմբերը՝ մեթանի արտադրության գործընթացը։
ֆերմենտացնող բակտերիաներ
Կան օրգանական նյութերի բազմաթիվ տեսակներ, որոնք կարող են օգտագործվել կենսագազի խմորման համար, ինչպիսիք են անասունների գոմաղբը, բերքի ծղոտը, սննդի և ալկոհոլի վերամշակման թափոնները և այլն, և դրա հիմնական քիմիական բաղադրիչները ներառում են պոլիսախարիդներ (օրինակ՝ ցելյուլոզա, կիսելլյուլոզա, օսլա, պեկտին, և այլն), լիպիդների դասը և սպիտակուցը:Այս բարդ օրգանական նյութերի մեծ մասը ջրում անլուծելի է և նախ պետք է քայքայվի լուծվող շաքարների, ամինաթթուների և ճարպաթթուների արտաբջջային ֆերմենտների միջոցով, որոնք արտազատվում են ֆերմենտացնող բակտերիաների կողմից, նախքան դրանք կլանվեն և օգտագործվեն միկրոօրգանիզմների կողմից:Այն բանից հետո, երբ ֆերմենտացնող բակտերիաները ներծծում են վերոհիշյալ լուծվող նյութերը բջիջներում, դրանք խմորման միջոցով վերածվում են քացախաթթվի, պրոպիոնաթթվի, բութաթթվի և սպիրտների, և միաժամանակ արտադրվում է որոշակի քանակությամբ ջրածին և ածխաթթու։Քացախաթթվի, պրոպիոնաթթվի և բուտիրաթթվի ընդհանուր քանակությունը ֆերմենտացման արգանակում կենսագազի խմորման ժամանակ կոչվում է ընդհանուր ցնդող թթու (TVA):Նորմալ խմորման պայմաններում քացախաթթուն հիմնական թթունն է գործադրվող ընդհանուր թթվի մեջ։Երբ սպիտակուցային նյութերը քայքայվում են, բացի արտադրանքներից, կլինի նաև ամոնիակ ջրածնի սուլֆիդ:Կան բազմաթիվ տեսակի խմորիչ բակտերիաներ, որոնք ներգրավված են հիդրոլիտիկ խմորման գործընթացում, և կան հարյուրավոր հայտնի տեսակներ, այդ թվում՝ Clostridium, Bacteroides, Butyric թթու բակտերիաները, կաթնաթթվային բակտերիաները, Bifidobacteria և Spiral բակտերիաները:Այս բակտերիաների մեծ մասը անաէրոբ է, բայց նաև ֆակուլտատիվ անաէրոբ:[1]
Մեթանոգեններ
Կենսագազի խմորման ժամանակ մեթանի առաջացումը պայմանավորված է մի խումբ բարձր մասնագիտացված բակտերիաներով, որոնք կոչվում են մեթանոգեններ:Մեթանոգենները ներառում են հիդրոմեթանոտրոֆներ և ացետոմեթանոտրոֆներ, որոնք անաէրոբ մարսողության ընթացքում սննդի շղթայի վերջին խմբի անդամներն են:Չնայած նրանք ունեն տարբեր ձևեր, սննդի շղթայում նրանց կարգավիճակը ստիպում է նրանց ունենալ ընդհանուր ֆիզիոլոգիական բնութագրեր:Անաէրոբ պայմաններում նրանք փոխակերպում են բակտերիալ նյութափոխանակության առաջին երեք խմբերի վերջնական արտադրանքը գազամթերքի մեթանի և ածխածնի երկօքսիդի արտաքին ջրածնի ընդունիչների բացակայության դեպքում, որպեսզի օրգանական նյութերի տարրալուծումը հաջողությամբ ավարտվի անաէրոբ պայմաններում:

Բույսերի սննդանյութերի լուծման գործընթացի ընտրություն.
Բույսերի սննդարար լուծույթների արտադրությունը նախատեսում է օգտագործել կենսագազի լուծույթի օգտակար բաղադրիչները և ավելացնել բավականաչափ հանքային տարրեր, որպեսզի պատրաստի արտադրանքն ունենա ավելի լավ բնութագրեր:
Որպես բնական մակրոմոլեկուլային օրգանական նյութ՝ հումինաթթուն ունի լավ ֆիզիոլոգիական ակտիվություն և կլանման, կոմպլեքսավորման և փոխանակման գործառույթներ:
Հումինաթթվի և կենսագազի ցեխի օգտագործումը քելացիոն մշակման համար կարող է մեծացնել կենսագազի ցեխի կայունությունը՝ ավելացնելով հետագծային տարրերի քելացիան, ինչը կարող է ստիպել մշակաբույսերին ավելի լավ կլանել հետքի տարրերը:

Հումինաթթվի քելացիայի գործընթացի ներածություն.
Քելացիան վերաբերում է քիմիական ռեակցիայի, որի ժամանակ մետաղի իոնները կապված են նույն մոլեկուլում երկու կամ ավելի կոորդինացիոն ատոմների հետ (ոչ մետաղ) կոորդինացիոն կապերով՝ ձևավորելով մետաղական իոններ պարունակող հետերոցիկլիկ կառուցվածք (քելատային օղակ):մի տեսակ ազդեցություն.Այն նման է ծովախեցգետնի ճանկերի քելացիոն էֆեկտին, այստեղից էլ անվանումը։Քելատային օղակի ձևավորումը քելատը դարձնում է ավելի կայուն, քան նմանատիպ կազմով և կառուցվածքով ոչ քելատային համալիրը:Չելացիայի հետևանքով առաջացած կայունության բարձրացման այս ազդեցությունը կոչվում է քելացիոն էֆեկտ:
Քիմիական ռեակցիան, որի դեպքում մեկ մոլեկուլից կամ երկու մոլեկուլից բաղկացած ֆունկցիոնալ խումբը և մետաղական իոնը կոորդինացիայի միջոցով օղակի կառուցվածք են կազմում, կոչվում է քելացիա, որը նաև հայտնի է որպես քելացիա կամ ցիկլացում։Մարդու մարմնի կողմից ընդունված անօրգանական երկաթի մեջ իրականում ներծծվում է միայն 2-10%-ը:Երբ հանքանյութերը վերածվում են մարսվող ձևերի, սովորաբար ավելացնում են ամինաթթուներ՝ այն դարձնելով «քելատ» միացություն:Առաջին հերթին, Chelation նշանակում է վերամշակել հանքային նյութերը մարսվող ձևերի:Սովորական հանքային արտադրանքները, ինչպիսիք են ոսկրային ալյուրը, դոլոմիտը և այլն, գրեթե երբեք չեն «քելատացվել»:Հետևաբար, մարսողության գործընթացում այն ​​նախ պետք է անցնի «քելացիոն» բուժում։Այնուամենայնիվ, հանքանյութերը «քելատային» միացությունների (քելատային) միացությունների ձևավորման բնական պրոցեսը մարդկանց օրգանիզմում սահուն չի գործում:Արդյունքում հանքային հավելումները գրեթե անօգուտ են:Սրանից մենք գիտենք, որ մարդու օրգանիզմի կողմից ընդունված նյութերը չեն կարող լիովին գործադրել իրենց ազդեցությունը։Մարդու մարմնի մեծ մասը չի կարող արդյունավետորեն մարսել և կլանել սնունդը:Ներառված անօրգանական երկաթի մեջ միայն 2%-10%-ն է իրականում մարսվում, իսկ 50%-ը կարտազատվի, հետևաբար մարդու օրգանիզմն արդեն ունի «քելատացված» երկաթ:«Վերամշակված հանքանյութերի մարսողությունը և կլանումը 3-10 անգամ ավելի բարձր է, քան չմշակված հանքանյութերը:Եթե ​​նույնիսկ մի քիչ ավելի շատ գումար ծախսես, արժե այն:
Ներկայումս սովորաբար օգտագործվող միջին և հետքի տարրերի պարարտանյութերը սովորաբար չեն կարող կլանվել և օգտագործվել մշակաբույսերի կողմից, քանի որ անօրգանական հետքի տարրերը հեշտությամբ ամրացվում են հողի կողմից հողում:Ընդհանուր առմամբ, հողում քելատային հետքի տարրերի օգտագործման արդյունավետությունն ավելի բարձր է, քան անօրգանական հետքի տարրերի արդյունավետությունը:Քելատային հետքի տարրերի գինը նույնպես ավելի բարձր է, քան անօրգանական հետքի տարրերի պարարտանյութերը: