RU2764030C1 - Installation for cultivation of a culture of microorganisms of thiobacillus ferrooxidans - Google Patents
Installation for cultivation of a culture of microorganisms of thiobacillus ferrooxidans Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764030C1 RU2764030C1 RU2021102206A RU2021102206A RU2764030C1 RU 2764030 C1 RU2764030 C1 RU 2764030C1 RU 2021102206 A RU2021102206 A RU 2021102206A RU 2021102206 A RU2021102206 A RU 2021102206A RU 2764030 C1 RU2764030 C1 RU 2764030C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- installation
- culture
- microorganisms
- thiobacillus ferrooxidans
- cultivation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/02—Apparatus for enzymology or microbiology with agitation means; with heat exchange means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/04—Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/36—Apparatus for enzymology or microbiology including condition or time responsive control, e.g. automatically controlled fermentors
- C12M1/38—Temperature-responsive control
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и экологии, а именно к разработке эффективной установки для культивирования культуры тионовых бактерий Thiobacillus ferrooxidans, которые обладают высокой способностью к биовыщелачиванию металлов из сплавов и отходов. Она может быть использована на металлургических предприятиях, на предприятиях по добыче и переработке руд и в других областях народного хозяйства.The invention relates to the field of biotechnology and ecology, and in particular to the development of an efficient plant for cultivating a culture of thiobacteria Thiobacillus ferrooxidans, which have a high ability to bioleach metals from alloys and waste. It can be used at metallurgical enterprises, at enterprises for the extraction and processing of ores, and in other areas of the national economy.
Известен способ выращивания культуры Thiobacillus ferrooxidans, применяемой для обработки труднообогатимых руд с целью извлечения металлов, который представляет собой культивирование Thiobacillus ferrooxidans на среде, содержащий минеральные соли и формиат с концентрацией менее 100 ммоль (патент RU 2099412 С1, 20.12.1997).A known method of growing a culture of Thiobacillus ferrooxidans used for processing refractory ores in order to extract metals, which is the cultivation of Thiobacillus ferrooxidans on a medium containing mineral salts and formate with a concentration of less than 100 mmol (patent RU 2099412 C1, 20.12.1997).
Известен так же способ промышленного культивирования штаммов тионовых бактерий Thiobacillus ferrooxidans, применяемых для бактериально-химического выщелачивания ценных и благородных металлов из сульфидных руд, включающий введение суспензии штамма Thiobacillus ferrooxidans в питательную среду определенного состава и культивирование при температуре 25-32°С и аэрации с удельным расходом воздуха 8-10 м3/ч*м2 (KZ 14812, 15.09.2004).There is also known a method of industrial cultivation of strains of thionic bacteria Thiobacillus ferrooxidans used for bacterial-chemical leaching of valuable and noble metals from sulfide ores, including the introduction of a suspension of a strain of Thiobacillus ferrooxidans into a nutrient medium of a certain composition and cultivation at a temperature of 25-32 ° C and aeration with a specific air consumption 8-10 m 3 / h * m 2 (KZ 14812, 09/15/2004).
Известен также биореактор для культивирования микроорганизмов, содержащий культивационную ванну с цилиндрическими стенками, снабженную крышкой и технологическими патрубками для подключения источника суспензии, источника посевного материала, и слива готовой продукции, лопастную мешалку, снабженную приводом, барботер и теплообменник для регулирования температуры в полости культивационной ванны (SU 1570678 А1, 15/06/1990).Also known is a bioreactor for cultivating microorganisms, containing a cultivation bath with cylindrical walls, equipped with a lid and process pipes for connecting a suspension source, a source of inoculum, and draining finished products, a paddle mixer equipped with a drive, a bubbler and a heat exchanger for controlling the temperature in the cavity of the cultivation bath ( SU 1570678 A1, 06/15/1990).
Задачей настоящего изобретения является разработка установки для культивирования культуры Thiobacillus ferrooxidans.The object of the present invention is to develop a plant for cultivating a culture of Thiobacillus ferrooxidans.
Технический результат предложенного изобретения заключается в увеличении скорости размножения ассоциации бактерий за счет интенсификации процесса культивирования, что позволяет ускорить получение биомассы бактерий.The technical result of the proposed invention is to increase the rate of reproduction of the association of bacteria due to the intensification of the cultivation process, which makes it possible to accelerate the production of bacterial biomass.
Технический результат обеспечивается установкой для культивирования культуры микроорганизмов Thiobacillus ferrooxidans, содержащим корпус (1) с крышкой (7), воздушный компрессор (8), выход которого присоединен к трубопроводу эрлифта (2), размещенного в корпусе (1), посредством разобщительного вентиля (9) и обратного клапана (10), причем в корпусе установлена основа (3), на которой закреплены перфорированные пластины (4) с размещенными на них гранулами активированного угля (5), а установка дополнительно содержит электронагреватель (12) и блок автоматической регулировки температуры (13).The technical result is provided by a plant for cultivating a culture of microorganisms Thiobacillus ferrooxidans, containing a body (1) with a cover (7), an air compressor (8), the outlet of which is connected to the airlift pipeline (2) located in the body (1), by means of a disconnect valve (9 ) and a check valve (10), moreover, a base (3) is installed in the body, on which perforated plates (4) are fixed with activated carbon granules (5) placed on them, and the installation additionally contains an electric heater (12) and an automatic temperature control unit ( thirteen).
Конструкция заявленной установки представлена на рисунке 1, где изображено устройство, которое включает в себя: 1 - корпус биоустановки из полиэтиленовой трубы; 2 - трубопровод эрлифта; 3 - основа для крепления перфорированных пластин; 4 - перфорированные пластины; 5 - гранулы активированного угля; 6 - воздухоотводчик; 7 - крышка корпуса биоустановки; 8 - воздушный компрессор; 9 - разобщительный вентиль; 10 - обратный клапан; 11 - вентиль для слива биораствора; 12 - электронагреватель, в частности спиральный электронагреватель; 13 - блок автоматической регулировки температуры.The design of the claimed installation is shown in Figure 1, which shows a device that includes: 1 - a body of a bioinstallation made of a polyethylene pipe; 2 - airlift pipeline; 3 - basis for fastening perforated plates; 4 - perforated plates; 5 - activated carbon granules; 6 - air vent; 7 - cover of the body of the bioinstallation; 8 - air compressor; 9 - uncoupling valve; 10 - check valve; 11 - valve for draining the biosolution; 12 - an electric heater, in particular a spiral electric heater; 13 - automatic temperature control unit.
Принцип действия установки состоит в следующем: в биохимическую установку загружают активированный уголь (5), выполняющий функцию части устройства - иммобилизатора бактерий, туда же заливают питательную среду, содержащую сернокислое железо, и суспензию микроорганизмов Thiobacillus ferrooxidans, затем закрывают крышку (7) биохимической установки на болты и включают воздушный компрессор (8) и блок автоматической регулировки температуры (13). Внутри биохимической установки установлен эрлифт (2), который через внутреннюю трубу и активированный березовый уголь прокачивает биораствор в постоянном режиме. При этом происходит непрерывная подача воздуха и в установке проходят одновременно такие процессы, как бактериальное окисление березового угля ассоциацией тионовых бактерий и химическое окисление компонентов угля ионами трехвалентного железа. Для ускорения биотехнологических процессов, за счет увеличения скорости размножения ассоциации бактерий, использовали пористый иммобилизатор - активированный березовый уголь марки БАУ-А (ГОСТ 6217-74), который предварительно замачивали в растворе, содержащем ассоциацию бактерий в течение одних суток, с целью накопления культуры микроорганизмов на иммобилизаторе. Далее активированный уголь загружали в установку, представляющую собой, заявленный колоночный биореактор (рис. 1).The principle of operation of the installation is as follows: activated carbon (5) is loaded into the biochemical installation, which acts as a part of the device - an immobilizer of bacteria, a nutrient medium containing iron sulfate and a suspension of Thiobacillus ferrooxidans microorganisms are poured into the biochemical installation, then the lid (7) of the biochemical installation is closed on bolts and include an air compressor (8) and an automatic temperature control unit (13). An airlift (2) is installed inside the biochemical plant, which constantly pumps the biosolution through the inner pipe and activated birch charcoal. In this case, a continuous supply of air takes place and processes such as bacterial oxidation of birch coal by an association of thionic bacteria and chemical oxidation of coal components by ferric ions take place simultaneously in the installation. To accelerate biotechnological processes, by increasing the rate of reproduction of the association of bacteria, a porous immobilizer was used - activated birch carbon of the BAU-A brand (GOST 6217-74), which was pre-soaked in a solution containing an association of bacteria for one day, in order to accumulate a culture of microorganisms on the immobilizer. Next, activated carbon was loaded into the installation, which is the declared column bioreactor (Fig. 1).
Технический результат достигается за счет замены мешалки на эрлифт, который насыщает биологический раствор кислородом, а также за счет использования пористого иммобилизатора - активированного угля. При этом интенсифицировать перемешивание раствора можно увеличением расхода воздуха через эрлифт.The technical result is achieved by replacing the agitator with an airlift, which saturates the biological solution with oxygen, and also by using a porous immobilizer - activated carbon. At the same time, it is possible to intensify the mixing of the solution by increasing the air flow through the airlift.
Пример. Исходное сырье: березовый активированный уголь - 300 г; объем раствора сернокислого железа 4840 мл (рН=1,91 содержание Fe3+ = 17,75 г/л, содержание Fe2+ = 8,23 г/л). В биохимическую установку загружали навеску гранул активированного березового угля от 0,5 до 1,0 мм, заливали раствор сернокислого железа V=4840 мл, закрывали крышку биохимической установки на болты. Затем включали биохимическую установку, воздушный компрессор и блок автоматической регулировки температуры, внутри биохимической установки начинал работать эрлифт, который через внутреннюю трубу и гранулы активированного угля прокачивал биораствор в постоянном круглосуточном режиме.Example. Feedstock: birch activated carbon - 300 g; volume of iron sulfate solution 4840 ml (рН=1.91 Fe3+ content = 17.75 g/l, Fe2+ content = 8.23 g/l). A weighed portion of activated birch charcoal granules from 0.5 to 1.0 mm was loaded into the biochemical plant, a solution of ferrous sulfate V=4840 ml was poured in, and the lid of the biochemical plant was bolted. Then the biochemical plant, an air compressor and an automatic temperature control unit were turned on, an airlift began to work inside the biochemical plant, which pumped the biosolution through the inner pipe and activated carbon granules in a constant round-the-clock mode.
Введение в процесс активированного березового угля в качестве пористого иммобилизатора, показывает (рис. 2), резкое увеличение скорости окисления железа более чем в 10 раз в течение первых 5 суток, и сокращение времени наработки рабочих концентраций CFe 3+/CFe 2+ в 5 раз.The introduction of activated birch charcoal into the process as a porous immobilizer shows (Fig. 2) a sharp increase in the rate of iron oxidation by more than 10 times during the first 5 days, and a 5-fold reduction in the time to reach working concentrations of
Таким образом, заявленная установка для культивирования культуры микроорганизмов Thiobacillus ferrooxidans позволяет увеличить скорость размножения ассоциации бактерий за счет интенсификации процесса культивирования.Thus, the claimed plant for cultivating a culture of microorganisms Thiobacillus ferrooxidans allows you to increase the rate of reproduction of the association of bacteria due to the intensification of the cultivation process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021102206A RU2764030C1 (en) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | Installation for cultivation of a culture of microorganisms of thiobacillus ferrooxidans |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021102206A RU2764030C1 (en) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | Installation for cultivation of a culture of microorganisms of thiobacillus ferrooxidans |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2764030C1 true RU2764030C1 (en) | 2022-01-12 |
Family
ID=80040202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021102206A RU2764030C1 (en) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | Installation for cultivation of a culture of microorganisms of thiobacillus ferrooxidans |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2764030C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1763479A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-09-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт гидролиза растительных материалов | Apparatus for microorganisms growing |
| RU100769U1 (en) * | 2009-10-20 | 2010-12-27 | Закрытое Акционерное Общество "Биоген Технолоджиз" | BIOREACTOR FOR INDUSTRIAL CULTIVATION OF PLANT CELLS IN DEPTH SUSPENSION |
| RU2612272C2 (en) * | 2012-12-07 | 2017-03-03 | Дженерал Электрик Компани | Use of activated carbon in membrane bioreactor |
| CN209468432U (en) * | 2018-11-29 | 2019-10-08 | 中国科学院广州能源研究所 | A kind of gas lift circulation fermentation pot |
| CN209957792U (en) * | 2018-12-26 | 2020-01-17 | 安徽职业技术学院 | Air-lift type microorganism culture device |
-
2021
- 2021-01-29 RU RU2021102206A patent/RU2764030C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1763479A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-09-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт гидролиза растительных материалов | Apparatus for microorganisms growing |
| RU100769U1 (en) * | 2009-10-20 | 2010-12-27 | Закрытое Акционерное Общество "Биоген Технолоджиз" | BIOREACTOR FOR INDUSTRIAL CULTIVATION OF PLANT CELLS IN DEPTH SUSPENSION |
| RU2612272C2 (en) * | 2012-12-07 | 2017-03-03 | Дженерал Электрик Компани | Use of activated carbon in membrane bioreactor |
| CN209468432U (en) * | 2018-11-29 | 2019-10-08 | 中国科学院广州能源研究所 | A kind of gas lift circulation fermentation pot |
| CN209957792U (en) * | 2018-12-26 | 2020-01-17 | 安徽职业技术学院 | Air-lift type microorganism culture device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5076927A (en) | Biocatalyzed partial demineralization of acidic metal sulfate solutions | |
| US5914441A (en) | Biocatalyzed anaerobic oxidation of metal sulfides for recovery of metal values | |
| US20080102514A1 (en) | Reactor for the culture, biooxidation of solutions and/or large-scale propagation of isolated microorganisms and/or native microorganisms that are useful in ore leaching | |
| JPH10113694A (en) | Device and method to produce and use iron (iii) ion | |
| CN100580108C (en) | Biologic oxidation reactor for refractory auric sulfide ore | |
| Fiechter | Physical and chemical parameters of microbial growth | |
| CN102127638B (en) | Biological reaction device and method for stably outputting Fe<3+> | |
| RU2764030C1 (en) | Installation for cultivation of a culture of microorganisms of thiobacillus ferrooxidans | |
| CN107557279B (en) | Reactor for efficiently culturing mineral leaching microorganisms | |
| GB2612672A (en) | Method of recovering nitrogen and sulfur resources through anaerobic fermentation | |
| CN102277490B (en) | Biological column leaching device | |
| CN101899570B (en) | Preoxidation treating method for leaching arsenic golden ores by using drum type reactor organisms | |
| Pani et al. | Bio-dissolution of zinc sulfide concentrate in 160 l 4-stage continuous bioreactor | |
| CN210825638U (en) | On-vehicle microbial treatment tombarthite ammonia nitrogen waste water device | |
| CN107557106A (en) | A kind of coal bio-desulfurization device and its application method | |
| Jin et al. | Comparison of Fe 2+ oxidation by Acidithiobacillus ferrooxidans in rotating-drum and stirred-tank reactors | |
| CN100417607C (en) | Biological leaching method for supplying bottom material by suspending sulfur stuffing mode | |
| CN218058988U (en) | Culture device for facultative anaerobic antimony-oxidizing bacteria and strict anaerobic antimony-oxidizing bacteria | |
| CN112676334A (en) | Device and method for restoring organic contaminated soil by chemical pre-oxidation coupled biological reactor | |
| CN201596667U (en) | Spiral flow slurry bioreactor | |
| CN110642386A (en) | On-vehicle microbial treatment tombarthite ammonia nitrogen waste water device | |
| CN106754458B (en) | Fluoride-resistant mineral leaching bacteria combination and engineering continuous expansion culture method and application thereof | |
| Tyagi et al. | FROM DIGESTED SLUDGE (BIOREACTOR COMPARISON) | |
| Tyagi et al. | Bacterial leaching of metals from digested sludge (Bioreactor comparison) | |
| Jian et al. | Comparison of Fe2+ oxidation by Acidithiobacillus ferrooxidans in rotating-drum and stirred-tank reactors |