Mavzu: Tion mikroorganizmlarning faolligi varivojlanishiga tasir etuvchi omillar

 Xemostat etishtirish sxemasi
X – biomassa miqdori, S – substrat miqdori, F – Eritma berilish tezligi
Xemostat O‘z-o‘zini boshqaruvchi va idealqorishtiruvchi sistema bo‘lib, yuqori texnologikahamiyatga ega va uning asosida biotexnologikjarayonlarning apparatlar shakllanishi yaratiladi. 
Xemostatdagi shakllangan rejimda bakteriyalarningo‘sish tezligi suyultirish tezligidan kam bo‘lmasligikerak - D,ch ^-1 quyidagi formula bilan aniqlanadi
D = F/ V, (1)
bunda D-suyultirish tezligi, soat ^-1; F-muhitoqimining yoki pulpaning miqdori, l/soat; V- apparatning foydali xajmi, l.
Masalan, temirning oksidlanishi natijasida xujayralarmiqdori 10³-10⁴ dan 10⁸ xuj/ml ko’payadi va D ningboshlanishda 0 dan 0,04 soat ^-1 ko’payib, keyin bir xil0,08 soat^-1 teng bo’lib qoladi. Keyinchalik suyultirishtezligi ko’paytirilganda (0,08- 0,09 soat^-1 va undanyuqori) xujayralar miqdori ularning reaktordan yuvilibchiqishi orqali kamayadi. Bunday sharoitda temirningoksidlanish tezligi teng bo’ladi. Biomassaningmaksimal usish tezligi _m bunday sharoitda 0, 15 soatga ^-1 etadi. Temir oksidlinishining tezliginiko’paytirish uchun, masalan 0,6 g/l*soatdan ko‘proqbo‘lishi bir pog‘onali xemostat kultivirlash sharoitidaamaliy jihatdan iloji yo’q.
Oltin-mishyakli konsentratlarning bakterialishqorlanishida D_krit 0,05-0,06 (D_krit-eng balandsuyultirish tezligi) etganda, xujayralar yuvilib chiqishiko’payadi, ularning miqdori va OTP kursatkichireaktopHing suyuq fazasida kamayadi, pH ko’rsatkichiko’tarilib ketib va mishyak miqdori qattiq fazadayig‘iladi, natijada oksidlanmagan temirning miqdoriham ko’paya boshlaydi. 
Bakterial oksidlanish va ishqorlanish jarayonlariningkinetikasini o‘rganishda, ko‘plab olib borilgantadqiqotlar shunday xulosaga olib keldiki, fermentlartomonidan katalizlanadigan oksidlanish jarayoni tezligibiomassa miqdoriga ayrim chegaralarda proporsionalravishda teng. Temirning oksidlanishida bu chegara0,05-2,5 g/l biomassani xul vazn buyicha tashkil etadi. Shuning uchun bakterial oksidlanish va ishqorlanishtezligini oshirishning yullaridan biri konsentrlanganbiomassani qullash. Bunda, birinchidan, jarayon tezligiusadi, ionlarning ishqorlanish natijasida Eritmaga utganingibirlash ta’siri pasayadi. Ishqorlanishdamaxuslotlarning tarkibi murakkab bulganda bundaykup biomassaning miqdori qo’llanilishi juda muhim. Kulturaning baland zichlik populyasiyasini yaratishuchun sentrifugada yig‘ish, separatsiya qilish, elektrokimyoviy, xemostat etishtirish, immobilizatsiyaqilish va aylanma Eritmalarni ishlatish usuliqo’llaniladi. 
Ma’lumki, qo’llaniladigan bakterial ishqorlanishningbarcha idishdagi, Yer osti va tudadagi usullaridafaollashgan va adaptatsiya bo‘lgan birmassaqaytmasdan, produksion Eritmalarda yoki pulpa bilanyo’qolib ketadi. 
Biomassa qaytarilib ishlatilganda, pulpadagi faolxujayralar miqdori oshib, bakterial Eritmalarningoksidlash imkoniyati va uskunalar unumdorligiyaxshilanadi. 
Elektrokimyoviy etishtirish usuli barchaqo‘llaniladigan usullardan unumliroq, lekinelektrokimyoviy kultivatorda chidamli kulturani 72-96 soatda ustirish, kulturaning adaptiv hususiyatlariniUzgartirmaydi. SHuning uchun bunday kulturaniidishdagi bakterial ishqorlanish texnologiyasida qullasabuladi va jarayon boshlanishida adaptiv hususiyatlargaega bo’lgan kulturani ishlatib uni optimal rejimgakiritish ancha osonlashadi. Keyinchalik biomassaningmiqdorini ko’paytirish uchun qaytarilgan Eritmalardanfoydalaniladi, yoki biomassa Eritmalardan separatsiyava sentrifugalash usuli bilan ajratilib olinadi.
Oltinmishyakli konsentratlarni ishqorlaganda, undagiarsenopiritning ishqorlanish tezligi tuliq biomassamiqdoriga bog‘liq. Agarda biomassa zichligi quruqvaznda 0,025 g/l bulganda 0,5 g/l mishyak 30 soatichida ishqorlanadi, biomassa zichligi 0,5 g/l daEritmaga mishyakning 9 barobar ko‘p o‘tishikuzatilgan. Oltin mishyakli konsentratlarishqorlanganda biomassa miqdorining, oksidlanmagantemirning va ishlatiladigan pulpaning qattiq zichliginingmutanosibligi 1:4:100 optimal hisoblanadi. Bundaymutanosiblikda 65 soat ichida sulfidli mishyak tarkibi3,5 barobar kup ishqorlanadi, miqdori kam bulganbiomassa ishlatilganda - 120 soatda bu natijagaErishiladi, yoki 2 barobar sekin. 
Ishqorlanishning texnologik jarayonlari davomida biomassa miqdorini aniqlash uchun ekspress usul qo’llaniladi. Uning asosida sintrifugalash bo‘lib, undaxujayralar miqdori quyidagi formulaga asosananiqlanadi: 
x= m*3,8*10⁹ (2)
bunda x – xujayralar soni 1 ml;
m – bakteriyalar massasi, g/l xul vaznbo’yicha.
Xujayralarning miqdorini yig‘ish usullari, ularningEritmalardagi vaznini 3-5 g/l va undan ham ko’proq -10¹⁰- 10¹¹xuj/ml.
Qattiq tashuvchida yig‘ilgan immobillangan(yig‘ilgan) biomassani oksidlanmagan temirningbakterial ishqorlanishida qo’llash, oksidlanishmuddatini 2-3 martagacha qisqartiradi. 
Idishdagi ishqorlanish usuldagi qo‘llaniladigan vabakterial oksidlanish jarayonini yaxshilaydigan spetsifiknazorat ko’rsatkichlaridan ishqorlanadigan pulpaningzichligi, mahsulotning yirikligi va uning tayyorlashuslubi, ishqorlash loyixasi, qaytarilgan Eritmalarniqo’llash usuli, va ishqorlanib bo‘lgan maxsulotlargatalablar va h. Ushbu parametrlar avvalambor texnologikloyixa tuzilishini, jarayon rejimini va uning apparatlarketma-ketligini belgilaydi.
Tarkibi murakkab moddalardan iborat bo‘lgan, konsentrat va mahsulotlarni ishqorlaganda, hisobga ulartarkibidagi minerallarning yirikligi, ular zarrachalari birbiri bilan qushilganligi, granulometrik tarkibi, ishqorlanishning tuliqligini va uning kinetik yunalishiniyuqorida ko‘rsatilgan parametrlar nazorati bilanta’minlaydi.
Idishdagi ishqorlash jarayoniga asosan gravitatsionva flotatsion usulda boyitilgan va xar xil yiriklikdagimahsulotlarni ishlatishadi. Bakterial ishqorlanishdanoldin 1-2 mm yiriklikdagi gravitatsion, tarkibida oltinbor konsentratlarni qushimcha tarzda maydalashadi 80-90% foizi minus 0,074 mm yiriklikda, yoki flotatsionkonsentratlar yirikligigacha. Bunday maydalashdanmaqsad, bakterial ishqorlash Eritmalari uchun maxsulottarkibidagi minerallarni tuliq ravishda ochibbakteriyalar uchun qulaylik yaratish. 
Boshlang‘ich mahsulot qancha mayda bulsa, ishqorlash tezligi shunchalik baland bo’libmikroorganizmlar faolligi ham yuqori bo’ladi. Maxsulotqancha mayda bo’lib, bakteriyalarning faolligiqanchalik baland bulishi, mineral substrat – sulfidminerallarining maydoni kattalashadi vamikroorganizmlar uchun energetik ozuqa manbaiko’payadi. 
Oltinmishyakli, xar xil mineral tarkibga egakonsentratlarning ishqorlanishdan oldingi yirikligi 90-95% foiz sinfi minus 0,074 mm dan kam bulmasligikerak (bunda 80-85% sinfi minus 0,044 mm atrofidabuladi), ayrim xollarda esa, masalan, arsenopiritningjuda yupqa zarrachalari bulganda, yiriklik sinflari 90-98% foizi minus 0,044 mm bulishi shart. 
Oltinning eng yuqori ajratib olish kursatkichlarikonsentratning yirikligi 88% foiz sinfi minus 0,044 mmga teng bulganda olingan edi. Mayskiy koniningkonsentratlari uchun urtacha yirikligining 90-95% foiziminus 75 mkm tashkil etgan (unda 86% foizi minus 44 mkm ga teng). Bunday yiriklikdagi arsenopiritningishqorlanish tezligi ko’payib, ishqoriy Eritmagamishyakning ajralishi ham ko’paygan va sianlashdaoltinning kup miqdorda olinishi kuzatilgan. 
Ishqorlanadigan konsentratlarning tarkibininggranulometrik O’zgarishi yiriklik bilan bog‘liq. Agarboshlang‘ich konsentratda yirikligi minus 0,044 mmtarkibi 57% foizni tashkil qilsa, birinchi ishqorlanishpog‘onasidan keyin bunday yiriklikdagi materialningmiqdori 84% foizga etadi va 0,020 mm maxsulotningmiqdori 2 barobar ko’payadi. 
Ishqorlanish mahsulotlarining granulometriktarkibining vaqt o‘tishi bilan O‘zgarish darajasi, yupqaoltin zarrachalarining optimal ochilishini ta’minlashvaqtini aniqlab va ishqorlanishning texnologikloyixasini mukammallashtirishga imkon bYeradi. Sulfidlarning eng kup miqdori asosan birinchi 24-48 soatda oksidlanadi va oksidlanish darajasi bu vaqtda 60-70% foizni tashkil etadi. Shuning uchunishqorlanadigan pulpadan parchalangan sulfidminerallarining minus 0,044 mm zarrachalarini ajratibolib, ularni sianlashga junatish maqsadga muvofiqdir. Bunday mayda mahsulotning miqdori boshlang‘ichiganisbatdan 40-60% foizni tashkil etadi va undan ajratibolinadigan oltin miqdori 90 va undan ziyod foizga ega. Masalan May konining konsentratlarining bakterialoksidlanishda parchalangan sulfidlarning birlamchimiqdori 67% foizni tashkil etgan, lekin undan ajratibolinadigan oltin miqdori 96% foizgacha etgan. 
Kukpatas konining konsentratlari bakterialishqorlanganda, minus 0,044 mm mayda sulfidlardanbirinchi pog‘onada ajratilgan mahsulot sianlanganda, 90-92% foiz oltin ajralib chiqdi, uning qumlifraksiyasidan sianlangan oltin miqdori esa 81% foizdanoshmadi. Pulpadan ishqorlangan mahsulotni ajratibolish natijasida ishqorlanish vaqtining umumiymiqdorini 2 barobar kamaytirdi, ya’ni 42 soatga. 
Ishqorlanadigan pulpaning zichligi ham idishdagiishqorlash jarayonida alohida ahamiyatga ega, chunkio‘ ishlab chiqarish jarayonining qattiq faza buyichaunumdorligini va jarayonning texnik-iqtisodiykursatkichlarini belgilaydi. 
Metallarni ajratib oladigan yuqori kursatkichlaruchun statik sharoitlarda kuchli suyultirilgan pulpalardaamalga oshiriladi (T:J = 1:50 ). Kukpatas koniningoltinmishyakli konsentratining tarkibidagi 10% foizmishyak bulganda, Q:S (qattiq:suyuq) tarkibiningoptimal mutanosibligi 1:30 dan 1:50 tashkil etdi vabunda 88% foiz mishyak 100 soat ichida suyuq fazagaajralib chiqdi. Q:S (T:J) 1:10 ga ko’paytirilgandamishyakning suyuq fazaga ajralishi atigi 30% foiznitashkil qildi, xujayralar miqdori esa 10⁶ dan 10² xuj/mlgacha kamaydi. Xujayralarning faolligi ham anchapasaydi. Bakteriyalar faolligining bostirilishiningsabablaridan biri arsenopiritning oksidlanishi natijasidaEritma da mishyak maxsuloti miqdoriningko’payganligi buldi. Agarda Q:S= 1:50 da mishyakningmiqdori 1,15 g/l bulsa, Q:S = 1:10 da esa uning miqdori2,5 g/l gacha ko’payadi. 
Quyuq pulpada mikroorganizmlar rivojlanishinioptimal rejimda saqlash uchun Eritmani doimiyravishda almashib oqib turadigan ishqorlashtexnologiyasida ishlatib turish taqozo etiladi. Ishlabchiqarish sharoitida, sanoatda ishlatiladigan idishdagiishqorlash uskunalarining ishlatish jarayonidabakteriyalarning yuqori faolligini va sulfidlaroksidlanishining yuqori tezligini Q:S= 1:4÷1:5 ushlabturish maqsadga muvofiqdir. Bunday mutanosiblikdaboshlang‘ich mahsulotdagi va qaytarib ishlatiladiganEritmalardagi mishyakning miqdoriga qarab, suyuqfazadagi mishyak miqdori 3 dan 8 g/l gacha bo’ladi.Mishyakning miqdori 8 g/l dan ziyod bulsa bakteriyalarfaolligi 2-2,5 dan 0,6 g/l*soat gacha pasayadi biomassazichligi yuqori bulganiga qaramasdan (2*10¹⁰ xuj/ml). Bunday sharoitda suyuq fazada Fe (III) ning miqdori40 g/l gacha ko’payishi kuzatilgan, bu ham bakteriyalarfaolligini pasaytiradi. 
Bundan juda muhim texnologik xulosa kelib chiqadi: tarkibida mishyagi kup (8-10% foizdan ziyod) oltinmishyakli konsentratlar ishqorlanishidabaomassaning yuqori faolligini saqlab turish uchunsuyuq fazadan mishyakning va temirning (III) eriganturlarini ajratib olish taqozo etiladi, chunkiular–xujayralar rivojlanishining ingibitorlari. Tarkibida2-3% foiz mishyagi bor konsentratlarningishqorlanishida Q:S mutanosibligini 1:3 da ushlasabo’ladi.
Zichligi baland pulpalarning ishqorlanishida aeratsiyava qorishtirish rejimlari katta ahamiyatni kasb etadi vabular pulpaning kislorod va karbonat angidridi bilantuyinishini ta’minlab qulay sharoitlar yaratadi. Qorishtirish va aeratsiya sifati O’z navbatidaishqorlanishda qo’llaniladigan apparat turiga bog‘liq. Optimal qorishtirish va aeratsiyadan tashqariishqorlaydigan uskunalar qushimcha ravishda ma’lumvaqt ichida ishqorlanish siklining berilgan muddatidakislorod, karbonat angidrid va issiqlik darajasiniutkazuvchanligini ta’minlashi shart. 
Bakterial ishqorlashning doimiy ravishdautkaziladigan birinchi kattalashtirilgan tadqiqotlaripnevmatik “pachuk” deb nomlanuvchi apparatlardautkazilgan. Bunday apparatlarda zich pulpaningaeratsiya va qorishtirish rejimining etishmovchiliklarikursatilgan va qoldiq kislorodning miqdori 1 mg/loshmagan. Shuning uchun, hozirgi vaqtda asosiyapparatlar turi sifatida mexanik qorishtirish va majburiyhavo xaydaydigan hususiyatlariga ega zanglamaydiganpulatdan yasalgan reaktorlar (idishlar) qo’llaniladi.
Pulpaning reaktorlarda qorishtirilishini 6-qanotliturbinalar bajarishadi, oxirgi vaqtlarda ularni uqlioqimli impellerlar bilan almashtirishdi. Radial oqimliturbinalar pulpani effektiv ravishda havo bilanta’minlaydi, lekin ularning past qorishtirishhususiyatlari bo’lib kup elektr manbai iste’molqilishadi, uqli oqimli impellerlar esa yaxshi qorishtiribkam elektr manbai iste’mol qilib, yuqori qorishtirishtezligi bilan biomassaga salbiy ta’sir ko’rsatishmaydi. O’qli oqimli impellerlar bilan ta’minlanganuskunalarning ishlab chiqarish unumdorligi turbinaliuskunalarga nisbatdan 2 barobar ziyod.
Tarkibida oqimni aylantirishga qarshi quyilgan tusiqliimpellerlarda, Eritmadagi 2,5 mg/l miqdordagikislorodning ishlatilishi urtacha 15% foizni tashkil etadi(masimum 25%). Kislorod almashinuviningunumdorligi 0,55/KVt*soat tashkil etdi.
“Kongress” fabrikasidagi (Kanada) ishlab chiqarishhajmi 113 t/sutkada va reaktorlar miqdori 10 (225 m³xar biri) 1 tonna konsentratni qorishtirish va havobErish uchun elektr quvvatining sarfi 104 kvtsoatnitashkil qildi. Bakterial ishqorlanish usulida energiyaquvvatining sarfini kamaytirishni havo sarfining, aeratsiya darajasining, qorishtirish va ishlatiladiganpulpaning zichligini ko’paytirish yullari bilankamaytirish mumkin. Qiyin ishqorlanadiganoltinmishyakli konsentratlarning qayta ishlatish uchunbioreaktorlarning yangi loyihalari ishlab chiqarilmoqda
Baley tajriba fabrikasida va “Irgiredmet” institutidabakterial ishqorlanish uchun parda (jalyuzi) turidagiuchliklar (nasadkalar) pulsatsiya kolonnalarigao’rnatilib, ularga 20⁰ burchagi egilgan kurakchalar(lopatkalar) quyilib sinalgan. 1 m³/min va 1m³ kolonnaning ishchi xajmiga havoning energiya sarfi1,5-2 barobar kamaygan. 6 pachukning o’rniga bakterialishqorlanishning sikli bir dona kolonnada bajarilishimumkin va uning urtacha ishlab chiqarish unumdorligipachuklarga nisbatdan - 2-3 barobar ziyod. 
Aylanuvchi barabanlarda utkaziladigan bakterialishqorlanishi ham ishqorlanish unumdorligini oshirib, pulpaning zichligi va bakterial oksidlanish tezliginiko’paytirishga imkoniyat yaratadi.