对 struvite 沉的研究:在化学定义的介质上发酵过程中常见的问题

科学领域:

• 生物工艺工程 生物工艺工程
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 化学定义的矿物介质对于生物工艺至关重要,原因是批量之间的变异性很低.
• 在pH值升高的矿物介质中,沉物的形成限制了营养的可用性,阻碍了细胞的生长和生产力.
• 沉还可以通过堵塞发酵系统中的重要部件而导致设备损坏.

研究的目的:

• 为了确定在生物处理过程中在矿物介质中形成的沉物的化学成分.
• 在典型的发酵条件下研究这些沉物的再溶解行为.
• 为了确定沉颗粒大小对溶解动力学和营养物质可用性的影响.

主要方法:

• 使用X射线光光谱分析了沉物的化学成分.
• 在常见的发酵条件下进行了实验,以研究沉物的再溶解.
• 分析了斯特鲁维特颗粒大小分布,以评估其对溶解速率的影响.

主要成果:

• 沉物被确定为氨酸,通常称为斯特鲁维特 (MgNH4PO4·6H2O).
• 在标准发酵条件下,斯特鲁维特沉物成功地重新溶解.
• 斯特鲁维特颗粒大小显著影响溶解动力学,直接影响细胞的宏观营养素可用性.
• 发现最佳颗粒大小可促进快速溶解,确保无限制的生长条件.

结论:

• 斯特鲁维特的形成是一个关键因素,应考虑在生物工艺的矿物介质配方.
• 控制 struvite 颗粒大小对于优化营养的可用性和最大限度地提高细胞生长和生产率至关重要.
• 生物工艺的开发应该考虑与细胞生长动力学相对的结构溶解动力学,以防止限制.