ខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្មជីជាតិរលាយក្នុងទឹក។

សេចក្តីផ្តើមនៃដំណើរការ fermentation៖
ការ fermentation ជីវឧស្ម័ន ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាការរំលាយអាហារ anaerobic និងការ fermentation anaerobic សំដៅទៅលើសារធាតុសរីរាង្គ (ដូចជាមនុស្ស បសុសត្វ និងលាមកសត្វ ចំបើង ស្មៅជាដើម) នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌសំណើម សីតុណ្ហភាព និង anaerobic ជាក់លាក់ តាមរយៈការ catabolism នៃ microorganisms ផ្សេងៗ និង ទីបំផុតដំណើរការនៃការបង្កើតល្បាយឧស្ម័នដែលអាចឆេះបានដូចជា មេតាន និងកាបូនឌីអុកស៊ីត។ប្រព័ន្ធ fermentation ជីវឧស្ម័នគឺផ្អែកលើគោលការណ៍នៃការ fermentation ជីវឧស្ម័ន ជាមួយនឹងគោលដៅនៃការផលិតថាមពល ហើយទីបំផុតបានដឹងពីការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៃជីវឧស្ម័ន ជីវឧស្ម័ន slurry និងសំណល់ជីវឧស្ម័ន។

ការ fermentation ជីវឧស្ម័ន គឺជាដំណើរការជីវគីមីដ៏ស្មុគស្មាញមួយដែលមានលក្ខណៈដូចខាងក្រោមៈ
(1) មានអតិសុខុមប្រាណជាច្រើនប្រភេទដែលពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្ម fermentation ហើយមិនមានគំរូសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ប្រភេទតែមួយដើម្បីផលិតជីវឧស្ម័ន ហើយ inoculum ត្រូវការសម្រាប់ការ fermentation កំឡុងពេលផលិត និងធ្វើតេស្ត។
(2) វត្ថុធាតុដើមដែលប្រើសម្រាប់ការ fermentation គឺស្មុគស្មាញ និងបានមកពីប្រភពដ៏ធំទូលាយមួយ។សារធាតុសរីរាង្គតែមួយ ឬល្បាយផ្សេងៗអាចត្រូវបានប្រើជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ជាតិ fermentation ហើយផលិតផលចុងក្រោយគឺជីវឧស្ម័ន។លើសពីនេះ ការ fermentation ជីវឧស្ម័នអាចព្យាបាលទឹកសំណល់សរីរាង្គជាមួយនឹងកំហាប់ COD លើសពី 50,000 mg/L និងកាកសំណល់សរីរាង្គដែលមានមាតិការឹងខ្ពស់។
ការប្រើប្រាស់ថាមពលនៃមីក្រូជីវឧស្ម័នមានកម្រិតទាប។នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នា ថាមពលដែលត្រូវការសម្រាប់ការរំលាយអាហារ anaerobic មានត្រឹមតែ 1/30 ~ 1/20 នៃការរំលាយតាមអាកាសប៉ុណ្ណោះ។
ឧបករណ៍បំប្លែងជីវឧស្ម័នមានច្រើនប្រភេទ ដែលមានលក្ខណៈខុសៗគ្នាក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ និងសម្ភារៈ ប៉ុន្តែឧបករណ៍គ្រប់ប្រភេទអាចផលិតជីវឧស្ម័នបានដរាបណាការរចនាសមហេតុផល។
ការ fermentation ជីវឧស្ម័ន សំដៅលើដំណើរការដែលកាកសំណល់សរីរាង្គរឹងផ្សេងៗត្រូវបាន fermented ដោយមីក្រូជីវឧស្ម័ន ដើម្បីផលិតជីវឧស្ម័ន។ជាទូទៅវាអាចបែងចែកជាបីដំណាក់កាល៖
ដំណាក់កាលរាវ
ដោយសារសារធាតុសរីរាង្គរឹងផ្សេងៗជាធម្មតាមិនអាចចូលទៅក្នុងអតិសុខុមប្រាណ និងត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយអតិសុខុមប្រាណ សារធាតុសរីរាង្គរឹងត្រូវតែត្រូវបាន hydrolyzed ទៅជា monosaccharides រលាយ អាស៊ីតអាមីណូ glycerol និងអាស៊ីតខ្លាញ់ដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលតិចតួច។សារធាតុរលាយទាំងនេះដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលតិចតួចអាចចូលទៅក្នុងកោសិកាអតិសុខុមប្រាណ ហើយត្រូវបានបំបែក និងប្រើប្រាស់បន្ថែមទៀត។
ដំណាក់កាលបង្កើតអាស៊ីត
សារធាតុរលាយជាច្រើន (monosaccharides អាស៊ីតអាមីណូ អាស៊ីតខ្លាញ់) បន្តរលួយ និងបំប្លែងទៅជាសារធាតុម៉ូលេគុលទាប ក្រោមសកម្មភាពនៃបាក់តេរី cellulosic, បាក់តេរីប្រូតេអ៊ីន, lipobacteria និង pectin bacteria intracellular enzymes ដូចជា butyric acid, propionic acid, acetic acid, និងជាតិអាល់កុល, ketones, aldehydes និងសារធាតុសរីរាង្គសាមញ្ញផ្សេងទៀត;ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះ សារធាតុអសរីរាង្គមួយចំនួនដូចជាអ៊ីដ្រូសែន កាបូនឌីអុកស៊ីត និងអាម៉ូញាក់ត្រូវបានបញ្ចេញ។ប៉ុន្តែនៅក្នុងដំណាក់កាលនេះ ផលិតផលសំខាន់គឺអាស៊ីតអាសេទិក ដែលមានចំនួនច្រើនជាង 70% ដូច្នេះវាត្រូវបានគេហៅថាដំណាក់កាលបង្កើតអាស៊ីត។បាក់តេរីដែលចូលរួមក្នុងដំណាក់កាលនេះត្រូវបានគេហៅថា acidogens ។
ដំណាក់កាលមេតាណុល
បាក់តេរី Methanogenic decompose សារធាតុសរីរាង្គសាមញ្ញដូចជាអាស៊ីត acetic decomposed នៅដំណាក់កាលទីពីរទៅជា methane និង carbon dioxide ហើយកាបូនឌីអុកស៊ីតត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជា methane នៅក្រោមសកម្មភាពនៃអ៊ីដ្រូសែន។ដំណាក់កាលនេះត្រូវបានគេហៅថា ដំណាក់កាលផលិតឧស្ម័ន ឬដំណាក់កាលមេតាណិច។
បាក់តេរី Methanogenic តម្រូវឱ្យរស់នៅក្នុងបរិយាកាសដែលមានសក្តានុពលកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្មក្រោម -330mV ហើយការបង្កកំណើតជីវឧស្ម័នទាមទារឱ្យមានបរិយាកាស anaerobic ដ៏តឹងរឹង។
ជាទូទៅគេជឿថា ពីការរលាយនៃសារធាតុសរីរាង្គស្មុគស្មាញផ្សេងៗ រហូតដល់ជំនាន់ចុងក្រោយនៃជីវឧស្ម័ន មានក្រុមបាក់តេរីសំខាន់ៗចំនួន 5 ដែលពាក់ព័ន្ធគឺ បាក់តេរី fermentative បាក់តេរីដែលផលិតអ៊ីដ្រូសែន បាក់តេរីអាសេតូនិចដែលប្រើប្រាស់អ៊ីដ្រូសែន បាក់តេរីស៊ីអ៊ីដ្រូសែន។ មេតាណុក និងបាក់តេរីដែលផលិតអាស៊ីតអាសេទិក។មេតាណុក។បាក់តេរី 5 ក្រុមបង្កើតជាខ្សែសង្វាក់អាហារ។យោងតាមភាពខុសគ្នានៃសារធាតុមេតាបូលីតរបស់ពួកគេ បាក់តេរីបីក្រុមដំបូងបញ្ចប់ដំណើរការនៃអ៊ីដ្រូលីស្ទីក និងជាតិអាស៊ីតជាមួយគ្នា ហើយបាក់តេរីពីរក្រុមចុងក្រោយបញ្ចប់ដំណើរការផលិតមេតាន។
បាក់តេរី fermentative
មានសារធាតុសរីរាង្គជាច្រើនប្រភេទ ដែលអាចប្រើសម្រាប់ធ្វើ fermentation ជីវឧស្ម័ន ដូចជាលាមកសត្វ ចំបើងដំណាំ កាកសំណល់កែច្នៃអាហារ និងជាតិអាល់កុល ជាដើម ហើយសមាសធាតុគីមីសំខាន់ៗរបស់វារួមមាន សារធាតុ polysaccharides (ដូចជា cellulose, hemicellulose, starch, pectin, ល) ថ្នាក់ lipid និងប្រូតេអ៊ីន។សារធាតុសរីរាង្គស្មុគ្រស្មាញទាំងនេះភាគច្រើនមិនរលាយក្នុងទឹក ហើយដំបូងត្រូវតែត្រូវបានបំបែកទៅជាជាតិស្កររលាយ អាស៊ីតអាមីណូ និងអាស៊ីតខ្លាញ់ដោយអង់ស៊ីមក្រៅកោសិកាដែលលាក់ដោយបាក់តេរី fermentative មុនពេលពួកវាអាចស្រូបយក និងប្រើប្រាស់ដោយមីក្រូសរីរាង្គ។បន្ទាប់ពីបាក់តេរី fermentative ស្រូបយកសារធាតុរលាយដែលបានរៀបរាប់ខាងលើចូលទៅក្នុងកោសិកា ពួកវាត្រូវបានបំប្លែងទៅជាអាស៊ីតអាសេទិក អាស៊ីត propionic អាស៊ីត butyric និងអាល់កុលតាមរយៈការ fermentation ហើយបរិមាណជាក់លាក់នៃអ៊ីដ្រូសែន និងកាបូនឌីអុកស៊ីតត្រូវបានផលិតក្នុងពេលតែមួយ។បរិមាណសរុបនៃអាស៊ីតអាសេទិក អាស៊ីត propionic និងអាស៊ីត butyric នៅក្នុងទំពាំងបាយជូរ fermentation កំឡុងពេល fermentation ជីវឧស្ម័នត្រូវបានគេហៅថា អាស៊ីតងាយនឹងបង្កជាហេតុសរុប (TVA) ។នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការ fermentation ធម្មតាអាស៊ីតអាសេទិកគឺជាអាស៊ីតចម្បងនៅក្នុងអាស៊ីតសរុប។នៅពេលដែលសារធាតុប្រូតេអ៊ីនត្រូវបាន decomposed បន្ថែមពីលើផលិតផលវានឹងមានអាម៉ូញាក់អ៊ីដ្រូសែនស៊ុលហ្វីតផងដែរ។មានបាក់តេរី fermentative ជាច្រើនប្រភេទដែលចូលរួមក្នុងដំណើរការ fermentation hydrolytic ហើយមានរាប់រយប្រភេទដែលគេស្គាល់ រួមមាន Clostridium, Bacteroides, Butyric acid bacteria, Lactic acid bacteria, Bifidobacteria និង Spiral bacteria។ភាគច្រើននៃបាក់តេរីទាំងនេះគឺជា anaerobes ប៉ុន្តែក៏ជា facultative anaerobes ផងដែរ។[1]
មេតាណុក
កំឡុងពេល fermentation ជីវឧស្ម័ន ការបង្កើតមេតានគឺបណ្តាលមកពីក្រុមបាក់តេរីដែលមានឯកទេសខ្ពស់ហៅថា មេតាណុក។Methanogens រួមមាន hydromethanotrophs និង acetomethanotrophs ដែលជាសមាជិកក្រុមចុងក្រោយនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់អាហារកំឡុងពេលរំលាយអាហារ anaerobic ។ទោះបីជាពួកគេមានទម្រង់ផ្សេងៗគ្នាក៏ដោយ ស្ថានភាពរបស់ពួកគេនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់អាហារធ្វើឱ្យពួកគេមានលក្ខណៈសរីរវិទ្យាទូទៅ។នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌ anaerobic ពួកវាបំប្លែងផលិតផលចុងក្រោយនៃបីក្រុមដំបូងនៃការរំលាយអាហារបាក់តេរីទៅជាផលិតផលឧស្ម័ន methane និង carbon dioxide ក្នុងករណីដែលគ្មានអ្នកទទួលអ៊ីដ្រូសែនខាងក្រៅ ដូច្នេះការបំបែកសារធាតុសរីរាង្គក្រោមលក្ខខណ្ឌ anaerobic អាចបញ្ចប់ដោយជោគជ័យ។

ការជ្រើសរើសដំណើរការដំណោះស្រាយសារធាតុចិញ្ចឹមរុក្ខជាតិ៖
ការផលិតសូលុយស្យុងសារធាតុចិញ្ចឹមរបស់រុក្ខជាតិមានបំណងប្រើប្រាស់សមាសធាតុមានប្រយោជន៍នៅក្នុងជីវឧស្ម័ន និងបន្ថែមសារធាតុរ៉ែគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីធ្វើឱ្យផលិតផលសម្រេចមានលក្ខណៈល្អប្រសើរ។
ក្នុងនាមជាសារធាតុសរីរាង្គម៉ាក្រូម៉ូលេគុលធម្មជាតិ អាស៊ីត humic មានសកម្មភាពសរីរវិទ្យាល្អ និងមុខងារនៃការស្រូប ភាពស្មុគស្មាញ និងការផ្លាស់ប្តូរ។
ការប្រើប្រាស់អាស៊ីត humic និង slurry ជីវឧស្ម័នសម្រាប់ការព្យាបាល chelation អាចបង្កើនស្ថេរភាពនៃ slurry ជីវឧស្ម័ន ការបន្ថែម chelation ធាតុដានអាចធ្វើឱ្យដំណាំស្រូបយកធាតុដានបានល្អប្រសើរ។

ការណែនាំអំពីដំណើរការ chelation អាស៊ីត humic៖
Chelation សំដៅលើប្រតិកម្មគីមីដែលអ៊ីយ៉ុងដែកត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយអាតូមសំរបសំរួលពីរឬច្រើន (មិនមែនលោហធាតុ) ក្នុងម៉ូលេគុលដូចគ្នាដោយចំណងសំរបសំរួលដើម្បីបង្កើតជារចនាសម្ព័ន្ធ heterocyclic (chelate ring) ដែលមានអ៊ីយ៉ុងដែក។ប្រភេទនៃឥទ្ធិពល។វាស្រដៀងទៅនឹងឥទ្ធិពល chelation នៃក្រញ៉ាំក្តាម ដូច្នេះឈ្មោះ។ការបង្កើត chelate ring ធ្វើឱ្យ chelate មានស្ថេរភាពជាងស្មុគស្មាញ non-chelate ដែលមានសមាសភាពនិងរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងគ្នា។ឥទ្ធិពលនៃការបង្កើនស្ថេរភាពដែលបណ្តាលមកពី chelation ត្រូវបានគេហៅថាឥទ្ធិពល chelation ។
ប្រតិកម្មគីមីដែលក្រុមមុខងារនៃម៉ូលេគុលមួយ ឬម៉ូលេគុលពីរ និងអ៊ីយ៉ុងដែកបង្កើតជារចនាសម្ព័ន្ធចិញ្ចៀនតាមរយៈការសម្របសម្រួលត្រូវបានគេហៅថា chelation ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជា chelation ឬ cyclization ។ក្នុង​ចំណោម​ជាតិ​ដែក​អសរីរាង្គ​ដែល​រាងកាយ​មនុស្ស​លេប​ចូល មាន​តែ ២-១០% ប៉ុណ្ណោះ​ត្រូវ​បាន​ស្រូប​យក។នៅពេលដែលសារធាតុរ៉ែត្រូវបានបំប្លែងទៅជាទម្រង់ដែលអាចរំលាយបាន អាស៊ីតអាមីណូជាធម្មតាត្រូវបានបន្ថែមដើម្បីធ្វើឱ្យវាក្លាយជាសមាសធាតុ "chelate" ។ដំបូងបង្អស់ Chelation មានន័យថាដំណើរការសារធាតុរ៉ែទៅជាទម្រង់រំលាយអាហារ។ផលិតផលរ៉ែធម្មតា ដូចជាអាហារឆ្អឹង ដូឡូមីត ជាដើម ស្ទើរតែមិនដែលត្រូវបាន "បន្លំ"ដូច្នេះក្នុងដំណើរការរំលាយអាហារ ត្រូវតែឆ្លងកាត់ការព្យាបាល "chelation" ជាមុនសិន។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដំណើរការធម្មជាតិនៃការបង្កើតសារធាតុរ៉ែទៅជាសមាសធាតុ "chelate" (chelate) នៅក្នុងរាងកាយរបស់មនុស្សភាគច្រើនមិនដំណើរការដោយរលូននោះទេ។ជាលទ្ធផល អាហារបំប៉នរ៉ែស្ទើរតែគ្មានប្រយោជន៍។ពីនេះយើងដឹងថាសារធាតុដែលទទួលទានដោយរាងកាយមនុស្សមិនអាចបញ្ចេញឥទ្ធិពលរបស់វាទាំងស្រុងបានទេ។រាងកាយមនុស្សភាគច្រើនមិនអាចរំលាយ និងស្រូបអាហារបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។ក្នុងចំណោមជាតិដែកអសរីរាង្គដែលពាក់ព័ន្ធ មានតែ 2%-10% ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានរំលាយ ហើយ 50% នឹងត្រូវបានបញ្ចេញ ដូច្នេះរាងកាយរបស់មនុស្សបាន "chelated" ជាតិដែករួចហើយ។"ការរំលាយអាហារ និងការស្រូបយកសារធាតុរ៉ែដែលបានព្យាបាលគឺខ្ពស់ជាង 3-10 ដងនៃសារធាតុរ៉ែដែលមិនបានព្យាបាល។ទោះបីជាអ្នកចំណាយប្រាក់បន្ថែមបន្តិចក៏ដោយក៏វាមានតម្លៃដែរ។
ជីធាតុមធ្យម និងធាតុដានដែលប្រើជាទូទៅនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ជាធម្មតាមិនអាចស្រូបយក និងប្រើប្រាស់ដោយដំណាំបានទេ ដោយសារធាតុដានអសរីរាង្គត្រូវបានជួសជុលយ៉ាងងាយស្រួលដោយដីនៅក្នុងដី។ជាទូទៅ ប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់នៃធាតុដាន chelate នៅក្នុងដីគឺខ្ពស់ជាងធាតុដានអសរីរាង្គ។តម្លៃនៃធាតុដាន chelated ក៏ខ្ពស់ជាងជីធាតុដានអសរីរាង្គដែរ។