Name: צימוד לכידת פחמן מתחנת כוח עם בריכות מסלול מרוץ פתוחות אוטומטיות למחצה לגידול מיקרו-אצות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-08-14T16:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 17 s
Description: למד שיטה לכידת פחמן מתחנות כוח בבריכות מסלול פתוחות אוטומטיות למחצה לגידול מיקרו-אצות. המערכת משתמשת בחיישן pH לבקרת הזרמת גזי דלף ומנטרת צמיחה בזמן אמת באמצעות מדידות צפיפות אופטית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה באמצעות פרויקט הבדיקה האזורי של אצות, משרד האנרגיה האמריקאי DE-EE0006269. אנו מודים גם לאסטבן חימנז, ג'סיקה פיבלס, פרנסיסקו אצ'דו, חוזה סיסנרוס, צוות RAFT, מארק מנספילד, צוות תחנת הכוח UA וצוות תחנת הכוח TEP על כל עזרתם.

1. מערכת צמיחה: הגדרות בריכת מרוצים פתוחה חיצונית
<ol><li>הקימו את בריכות המרוצים הפתוחות קרוב למקור הגז (המכילות 8-10% CO2). ודא שמים וחשמל זמינים במיקום הכור בבריכה ושהכור אינו בצל רוב שעות היום (איור 1).</li>
	<li>לכידת גז פלואור במהלך התהליך שלאחר הבעירה באמצעות צינור דלק בקוטר 0.95 ס"מ, כמה מטרים לפני שגז הפלואור נכנס לערימה כדי להשתחרר לאטמוספרה (איור 2).</li>
	<li>מוציאים מים מגז הפלואור באמצעות מלכודת מים של 20 ליטר ומעבה (אורך סליל של כ-12 מ') בין הערימה למדחס (איור 2). הערה: גז Flue מכיל בדרך כלל כ-9\u201213.8% מים28. בנוסף, המעבה והצינור מקררים את גז הפלואור16.</li>
	<li>חבר את החיישנים הבאים למאגר נתונים כדי לעקוב אחר גדילת אצות: (1) חיישן צפיפות אופטית בזמן אמת29, המודד ספיגה בשני אורכי גל – 650 ו-750 ננומטר – ויכול לזהות ריכוז מקסימלי של תאי אצות של 1.05 גרם לליטר; (2) חיישן DO; (3) תרמו-צינורות אוויר ובריכה; (4) חיישן pH; ו-(5) חיישן EC. הערה: בנוסף, חיישני ה- pH וה- EC מחוברים למשדר. תצורת יחידת אוגר הנתונים מוצגת באיור 3.</li>
	<li>יש לוודא כי כל מרכיבי מערכת גידול האצות מכוילים ועובדים כראוי לפני החיסון.</li>
</ol>2. מערכת בקרת pH
<ol><li>נהל את הזרקת הגז באמצעות מדחס, מערכת שסתומי בקרה ותוכנית אוגר הנתונים, כפי שמוצג באיור 2 ובאיור 3 (חומר משלים A).</li>
	<li>השתמשו בצינור כדי לכוון את גז הפלואור משסתום הבקרה לתחתית בריכת המרוצים דרך מפזר אבן.</li>
	<li>הזריקו את גז ה-flue לתוך מערכת הגדילה על בסיס pH. כאשר ערך ה-pH גדול מ-8.05, המערכת תזריק גז פלואור, בעוד שכאשר ה-pH נמוך מ-8.00, המערכת תעצור את הזרקת גז הפלואו בתקופות שבהן אין צמיחה. קצב הזרימה נמדד בליטרים סטנדרטיים לדקה (SLPM). הערה: בשסתום הבקרה, לחץ גז הכניסה מוגבל למקסימום של 50 psi.</li>
</ol>3. בחירת אצות ותחזוקת זן (אור וטמפרטורה)
הערה: האצות הירוקות Chlorella sorokiniana DOE 1412 בודדה על ידי יורגן פול (ברוקלין קולג')30,31 ונבחרה על ידי הברית הלאומית לדלקים ביולוגיים מתקדמים וביו-תוצרים (NAABB); בחירתו התבססה על מחקרי אפיון הזן הקודמים שבוצעו על ידי Huesemann et al.32,33 . המחקר שלהם בנוגע לסינון אצות, פרודוקטיביות ביומסה וחקלאות מדומה אקלים (למשל, טמפרטורה ואור) באזור הדרום-מערבי בעת שימוש בבריכות מרוצים פתוחות חיצוניות, עדכן את השיטה המשמשת בפרויקט זה.
<ol><li>שמרו על תרביות בטמפרטורת החדר (25 מעלות צלזיוס) באמצעות מחזור אור/חושך של 12 שעות/12 שעות.</li>
	<li>יש לשמור על עוצמת האור של 200 מיקרומטר/מ"ר לשנייה לצורך תחזוקת תרביות הגדלות על צלחות ובתרביות נוזליות קטנות (50 מ"ל עד 500 מ"ל).</li>
	<li>שמור על עוצמת האור לצורך הגדלה של תרביות נוזליות 50 מ"ל עד 500 מ"ל ב-400 מיקרומטר/מ"ק2/ש', ותרביות נוזליות 5 ליטר עד 20 ליטר ב-600\u2012800 μM/m2/s.</li>
</ol>4. הרחבה ובקרת איכות
<ol><li>הכן את מדיום תרבית BG11 באמצעות מים שעברו דה-יוניזציה והמלחים הבאים, עבור אבות-נוטריאנטים, ב- g/L: 1.5 NaNO3, 0.04 K2HPO4, 0.075 MgSO4*H2O, 0.036 CaCl2*H2O, 0.006 (NH4)5Fe(C6H4O7)2, 0.006 Na2EDTA*2H 2O, 0.02 Na2CO3; הוסף 1 mL/L של תמיסת אלמנט קורט, המכילה את המיקרונוטריאנטים הבאים ב- g/L: 2.86 H3BO3, 1.81 MnCl2*4H2O, 0.22 ZnSO4*7H2O, 0.39 Na2MoO4*2H2O, 0.079 CuSO4*5H2O, 0.0494 Co(NO3)2*6H2O. הערה: לחיסון צלחות ו/או לאחסון לטווח ארוך, הוסיפו 7.5 גרם לליטר של Bacto agar; לחיסון תרבותי, אין צורך בתוספת של אגר. לעקר את מדיום התרבית באוטוקלב למשך 21 דקות בטמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס.</li>
	<li>יוצקים את המדיום BG11 עם אגר לתוך צלחות פטרי במכסה מנוע זרימה למינרי סטרילי או בארון בטיחות ביולוגית. ברגע שהצלחות מוצקות וקרירות, פיפטה 500 מיקרוגרם מתרבית מלאי אצות קפואה שתלויה מחדש ומוסיפה אמפיצילין (100 מיקרוגרם/מ"ל); דגירה של לוחות האצות בשולחן שייקר (120 סל"ד) למשך שבוע עד שבועיים.</li>
	<li>השתמשו בלולאה סטרילית כדי לבחור מושבת אצות אחת מתוך צלחת תרבית ולחסן אותה בצינור 50 מ"ל המכיל מדיום גדילה סטרילי בארון בטיחות ביולוגית נקי. הגדילו את תרבית הנוזלים הקטנה על שולחן שייקר (120 סל"ד) למשך שבוע אחד.</li>
	<li>העבר 50 מ"ל של תרבית אצות (שלב גדילה ליניארי, OD750nm ≥ 1) לתוך בקבוקון 1 ליטר עם תווך נוזלי של 500 מ"ל. התאם כל בקבוקון עם פקק גומי וצינורות נירוסטה כדי לספק אוורור. סנן את האוויר באמצעות מסנני עיקור אוויר של 0.2 מיקרומטר. תנו לתרבות לגדול במשך שבוע-שבועיים. עקוב אחר צפיפות התא באמצעות ספקטרופוטומטר (OD750nm).</li>
	<li>ממקמים את תרבית הנוזלים של 500 מ"ל לתוך קארבוי של 10 ליטר המכיל 8 ליטר של מדיום תרבית לא סטרילית ומזריקים תערובת של 5% CO2 ו-95% אוויר. לאחר מכן, טפחו אצות באותם תנאים כמו בשלב 4.4.</li>
	<li>עקוב אחר לוחות מלאי ותרביות נוזליות (בשלבים 4.2\u20124.5) פעם בשבוע. קח aliquot ולצפות בו תחת המיקרוסקופ ב 10x ו 40x הגדלה כדי להבטיח את הצמיחה של הזן הרצוי. שמר על תרבויות עד שהן נפגעו או שימשו לניסויים. להשליך תרביות מזוהמות.</li>
</ol>5. הכנה בינונית מרוכזת לגידול בריכה פתוחה
<ol><li>כדי להכין תמיסת יסודות קורט יש למלא באופן חלקי בקבוקון נפחי בנפח 1 ליטר במים מזוקקים (DW). הכנס מוט ערבוב מגנטי והוסף את הכימיקלים המוצגים בטבלה 1 ברצף. יש לוודא שכל מרכיב מתמוסס לפני הוספת המרכיב הבא. הסר את המגנט ומלא את הבקבוקון עד לסימן עוצמת הקול 1 L.</li>
	<li>מלאו חלקית בקבוק זכוכית בנפח 1 ליטר ב-DW והכניסו את מוט ההתעוררות המגנטי. מניחים את המיכל על החלק העליון של צלחת מערבל מגנטי ומוסיפים את הכימיקלים לנפח הסופי של הכור, מוסיפים אותם ברצף, ומבטיחים שכל אחד מהם מתמוסס במלואו. טבלה 2 מפרטת את הכימיקלים להכנת 1 ליטר של בינוני, לכן הכפל את כל הערכים בנפח הסופי של הכור. מלאו את בקבוק הזכוכית ל-1 ליטר.</li>
</ol>6. חיסון בריכת מרוצים פתוחה חיצונית
<ol><li>נקו היטב את הכור באמצעות אקונומיקה של 30% לפני כל חיסון ואחרי הקטיף. מומלץ להשאיר את האקונומיקה למשך הלילה. יש לשטוף היטב את הכור כדי להסיר את כל האקונומיקה.</li>
	<li>כייל את כל החיישנים לפני חיסון האצות על פי הליך הכיול המתאים להם.</li>
	<li>דיללו את המדיה המרוכזת (בשלב 5) באמצעות מקור המים על ידי מילוי בריכת מסלול המרוצים עד 80%.</li>
	<li>לחסן את הכור באמצעות קרון 10 ליטר מלא באצות (שלב גדילה ליניארי OD750nm > 2) ולהביא אותו לנפח הסופי שלו.</li>
	<li>התאקלמו במיקרו-אצות על ידי הצללה חלקית של בריכת מסלול המרוצים עם משטחי עץ למשך כ-3 ימים (איור 4), לאחר שהשלב האקספוננציאלי חלף, כאסטרטגיית הסתגלות למניעת פוטו-אינהיביציה. הערה: תקופה זו תספק גם זמן למיקרו-אצות להסתגל ללחץ הנגרם על ידי הזרקה ישירה של גז פלואור.</li>
</ol>7. ניסוי גדילת אצווה בתחנת הייצור
<ol><li>בדקו ותעדו כל וריאציה יומיומית, כולל אידוי מים, מנוע גלגל ההנעה, פונקציונליות החיישנים וכל דבר יוצא דופן.</li>
	<li>לנקז ולבדוק את מדחס ומלכודת המים מדי יום כדי להסיר כל עודפי מים כדי למזער קורוזיה מכיוון שגז פלואור הוא מאוד קורוזיבי34.</li>
	<li>הגדר את אוגר הנתונים לסרוק כל מדידת חיישן כל 10 שניות ולאחסן את הנתונים הממוצעים כל 10 דקות. אלה כוללים DO, pH, EC, צפיפות אופטית בזמן אמת, כמו גם טמפרטורת אוויר וכור.</li>
</ol>8. דגימה וניטור בדידים
<ol><li>וודאו שמפלס המים נשאר קבוע בנפח הסופי של הכור, אחרת מדידת הצפיפות האופטית תושפע.</li>
	<li>לאחר חידוש המים בכור, קח דגימה של 5 מ"ל למדידות מסת תאים לפי צפיפות אופטית (540, 680 ו- 750 ננומטר) באמצעות ספקטרופוטומטר אולטרה סגול הנראה לעין. חזור על התהליך מדי יום.</li>
	<li>קח דגימה של 500 מ"ל שלוש פעמים בשבוע לתצפיות מיקרוסקופ וריכוז ביומסה בהתבסס על משקל יבש ללא אפר (AFDW).<ol>
<li>בצע תצפיות מיקרוסקופ עם עדשות אובייקטיביות פי 10 ו-40x. בנוסף, הגדלות מיקרוסקופ אלה משמשות כחלק מבקרת האיכות של האצות המתוארת בשלב 4.6.</li>
		<li>השתמש ב- 400 מ"ל של הדגימה בשלב 8.3 עבור AFDW<ol>
<li>הגדר כל מסנן מיקרופייבר זכוכית בגודל נקבובית של 0.7 מיקרומטר במגש רדיד אלומיניום וטפל מראש בכל מגש / מסנן רדיד אלומיניום באמצעות תנור למשך 4 שעות ב- 540 מעלות צלזיוס.</li>
			<li>תייג כל מגש רדיד אלומיניום באמצעות עיפרון מס' 2, תעד את משקלו (A) והנח אותו במנגנון מסנן הוואקום.</li>
			<li>ערבבו את דגימת האצות במרץ לפני שאתם מודדים נפח שיש לסנן. סנן מספיק דגימת אצות כדי לתת הפרש משקל לפני/אחרי אפר של בין 8 ל-16 מ"ג. בחר הפרש משקל לשימוש במהלך הניסוי ושמור על ערך זה קבוע.</li>
			<li>הניחו כל מסנן המכיל את דגימת האצות במגש נייר הכסף שלו בתנור בטמפרטורה של 105 מעלות צלזיוס למשך 12 שעות לפחות.</li>
			<li>מוציאים את מגש נייר הכסף/מסנן מהתנור המתייבש ומניחים אותו במייבש זכוכית כדי למנוע ספיגת מים. תעד כל מגש נייר כסף/משקל מסנן (B).</li>
			<li>הניחו את מגש/מסנן נייר הכסף בכבשן העמום של 540 מעלות צלזיוס למשך 4 שעות.</li>
			<li>כבו את תנור הדלעת, קררו מגשי/מסנני נייר כסף, הכניסו אותם למייבש הייבוש ותעדו כל מגש נייר כסף/משקל מסנן (C).</li>
			<li>חשב את AFDW באמצעות ניתוח גרבימטרי: % AFDW = C – A x 100 / B</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>יש להחזיק 2 ליטר של אצות לפני הקטיף לניתוח מיצוי שומנים בסיוע מיקרוגל (MAE) באמצעות ממסים.<ol>
<li>צנטריפוגה דגימת האצות בעוצמה צנטריפוגלית יחסית (RFC) של 4,400 x g במשך 15 דקות. קחו את גלולת האצות ויבשו אותה בתנור בטמפרטורה של 80 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות לפחות.</li>
		<li>טוחנים את דגימת האצות ושוקלים את אבקת האצות (הביומסה המומלצת נעה בין 0.3 גרם ל-0.5 גרם).</li>
		<li>מוסיפים את אבקת האצות (ביומסה של אצות יבשות) לתוך מערכת התגובה המואצת במיקרוגל (MARS) כלי Xpress, מוסיפים 10 מ"ל של כלורופורם:מתנול (2:1, v/v) תמיסת ממס מתחת למכסה המנוע, סוגרים את כלי הדם ומניחים לעמוד למשך הלילה.</li>
		<li>הכניסו את כלי השיט למכונת MARS באמצעות חיישן הממס למשך 60 דקות בעוצמה של 70 מעלות צלזיוס ו-800 ואט.</li>
		<li>הוציאו כלי שיט מהמאדים ותנו להם להתקרר מתחת למכסה המנוע.</li>
		<li>השתמשו במשפך ובצמר זכוכית כדי להפריד בין החלק הנוזלי המכיל כלורופורם, מתנול וליפידים על ידי העברת כל דגימת נוזל למבחנת זכוכית שקועה מראש ולשמור על המוצקים (ביומסה נקייה מליפידים) לצורך ניתוחים אחרים.</li>
		<li>קחו את המבחנות המכילות את השומנים למאייד החנקן, הסירו אותם לאחר שהנוזל התאדה, ואז השאירו את הצינורות למשך הלילה מתחת למכסה המנוע כדי להבטיח יובש מוחלט.</li>
		<li>חישוב תכולת השומנים (wt. %) באמצעות ניתוח גרבימטרי: תכולת השומנים (wt. %) = ביומסה יבשה של שומנים x 100/ מסת אצות יבשה</li>
	</ol>
</li>
</ol>9. קצירת אצות וסיבוב יבולים
<ol><li>קוצרים 75% מכלל נפח תרביות האצות כאשר התרבות קרובה להגעה לשלב הנייח. קח 2\u20125 L של תרבית כדי לבצע ניתוחי פרודוקטיביות ביומסה במעבדה. לעבד ולהמיר את שאר האצות למוצרי האצות הרצויים.</li>
	<li>לגדל מחדש את בריכת מסלול המרוצים הפתוח על ידי שימוש ב-25% האצות שנותרו כאנוקולום. מוסיפים מים עד 80% מנפח הכור הכולל, מוסיפים את המדיה המרוכזת ואז מסיימים את המילוי עד לנפח הסופי של הכור במידת הצורך.</li>
	<li>טפחו את זן האצות המתאים בהתאם לעונה, בהתבסס על תנאי הטמפרטורה ועוצמת האור.</li>
</ol>10. ניהול נתונים
<ol><li>רשום נתונים באוגר הנתונים ואסוף לניתוח כמו בשלב 7.3.</li>
	<li>שקול לשמור נתונים גולמיים ומנותחים בכונן השיתוף האזורי של מיטת ההזנה של אצות (RAFT). משתפי פעולה בפרויקט RAFT תורמים את הנתונים שלהם כדי לדמות ולמדל פרודוקטיביות של אצות ולאמת טיפוח חיצוני.</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

במחקר זה אנו מדגימים כי צימוד סינרגטי של לכידת פחמן בגז פלואור וטיפוח מיקרו-אצות אפשרי באקלים צחיח למחצה חם. הפרוטוקול הניסיוני של מערכת בריכת מסלולי המרוצים האוטומטית למחצה משלב טכנולוגיה חדישה לניטור פרמטרים רלוונטיים בזמן אמת המתאמים לצמיחת אצות בעת שימוש בגז פלואור כמקור פחמן. הפרוטוקול המוצע נועד להפחית את אי הוודאות בגידול אצות, שהוא אחד החסרונות העיקריים של בריכות מסלול המרוצים 20,21,36. מניסיוננו, השלבים הקריטיים ביותר ש...

ההתחממות הגלובלית היא אחת הסוגיות הסביבתיות החשובות ביותר שהעולם מתמודד איתן כיום1. מחקרים מצביעים על כך שהגורם העיקרי הוא העלייה בפליטת גזי החממה, בעיקר CO2, באטמוספרה עקב פעילות אנושית 2,3,4,5,6,7. בארה"ב, הצפיפות הגדולה ביותר של פליטות CO2 מקורה בעיקר בשריפת דלקי מאובנים במגזר האנרגיה, במיוחד תחנות ייצור חשמל 3,7,8,9. לפיכך, טכנולוגיות לכידה וניצול פחמן (CCU) התגלו כאחת האסטרטגיות העיקריות להפחתת פליטות גזי חממה 2,7,10. אלה כוללים מערכות ביולוגיות המשתמשות באור השמש כדי להמיר CO2 ומים באמצעות פוטוסינתזה, בנוכחות חומרי מזון, לביומסה. השימוש במיקרו-אצות הוצע בשל קצב הצמיחה המהיר, יכולת קיבוע CO2 גבוהה וכושר ייצור גבוה. בנוסף, למיקרו-אצות יש פוטנציאל ביו-אנרגיה רחב מכיוון שניתן להמיר את הביומסה למוצרים בעלי עניין, כגון דלקים ביולוגיים שיכולים להחליף דלקי מאובנים 7,9,10,11,12.
מיקרו-אצות יכולות לגדול ולהשיג המרה ביולוגית במגוון מערכות גידול או כורים, כולל בריכות מסלול מרוצים פתוחות ופוטו-ביוריאקטורים סגורים 13,14,15,16,17,18,19. חוקרים חקרו את היתרונות והמגבלות הקובעים את הצלחתו של המעבד הביולוגי בשתי מערכות הטיפוח, בתנאים פנימיים או חיצוניים 5,6,16,20,21,22,23,24,25 . בריכות מרוצים פתוחות הן מערכות הטיפוח הנפוצות ביותר ללכידת פחמן ולניצולו במצבים שבהם ניתן להפיץ גז פלואור ישירות מהערימה. סוג זה של מערכת טיפוח הוא זול יחסית, קל להגדיל אותו, יש לו עלויות אנרגיה נמוכות, ויש לו דרישות אנרגיה נמוכות לערבוב. בנוסף, ניתן למקם בקלות מערכות אלה בשיתוף פעולה עם תחנת הכוח כדי להפוך את תהליך ה- CCU ליעיל יותר. עם זאת, ישנם כמה חסרונות שיש לקחת בחשבון, כגון המגבלה בהעברת מסת גז /נוזל CO2. למרות שישנן מגבלות, בריכות מסלול מרוצים פתוחות הוצעו כמערכת המתאימה ביותר לייצור דלק ביולוגי מיקרואלגלי חיצוני 5,9,11,16,20.
במאמר זה נפרט שיטה לגידול מיקרו-אצות בבריכות מרוצים פתוחות המשלבת לכידת פחמן מגז הפלואו של תחנת כוח בגז טבעי. השיטה מורכבת ממערכת חצי אוטומטית השולטת בהזרקת גז חליל על בסיס pH התרבית; המערכת מנטרת ומתעדת את מצב תרבית כלורלה סורוקיניאנה בזמן אמת באמצעות צפיפות אופטית, חמצן מומס (DO), מוליכות חשמלית (EC) וחיישני טמפרטורת אוויר ובריכה. ביומסה של אצות ונתוני הזרקת גז פלואור נאספים על ידי אוגר נתונים כל 10 דקות במתקן החשמל של טוסון. תחזוקת זני אצות, הרחבה, מדידות בקרת איכות ואפיון ביומסה (למשל, מתאם בין צפיפות אופטית, g/L ותכולת שומנים) מבוצעים במעבדה באוניברסיטת אריזונה. פרוטוקול קודם התווה שיטה לאופטימיזציה של הגדרות גזי פלואור כדי לקדם צמיחת מיקרו-אצות בפוטו-ביוריאקטורים באמצעות סימולציה ממוחשבת26. הפרוטוקול המוצג כאן הוא ייחודי בכך שהוא משתמש בבריכות מסלול מרוצים פתוחות ומתוכנן להיות מיושם באתר בתחנת כוח בגז טבעי על מנת לעשות שימוש ישיר בגז הפלואור המופק. בנוסף, מדידות צפיפות אופטית בזמן אמת הן חלק מהפרוטוקול. המערכת כמתואר מותאמת לאקלים חם למחצה (Köppen BSh), המציג משקעים נמוכים, שונות משמעותית במשקעים משנה לשנה, לחות יחסית נמוכה, שיעורי אידוי גבוהים, שמיים בהירים וקרינת שמש אינטנסיבית27.

<table><tbody><tr><td>מנוע מהירות מתכוונן (מערכת גלגל הנעה)</td><td>Leeson</td><td>174307</td><td>שיעור 174307.00, סוג: מתח SCR; אמפר: 10</td></tr><tr><td>סירות משקל אלומיניום</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>08-732-102</td><td>פישרברנד אלומיניום כלי שקילה</td></tr> ברזל <tr><td>אמוניום (III) (NH?)? [Fe(C?H? או?)?]</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>1185 - 57 - 5</td><td>הכנה בינונית. אמוניום ברזל (III) ציטראט</td></tr><tr><td>אמוניום פוספט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>7722-76-1</td><td>כימיקל זה משמש למדיום האופטימלי</td></tr><tr><td>מלח נתרן אמפיצילין</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>A9518-5G</td><td>כימיקל זה משמש למניעת זיהום אצות</td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>Amerex Instrument Inc</td><td></td><td>Hirayama HA300MII</td></tr><tr><td>Bacto agar</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1423500</td><td>Fisher BioReagents</td></tr><tr><td>אקונומיקה</td> אגר מגורענת <td>אקונומיקה קוטל חיידקים</td><td>קלורוקס</td><td></td>, חומצה בורית מרוכזת קלורוקס</tr><tr><td>(H3BO3)</td> <td>Fisher Scientific</td><td>10043-35-3</td><td>יסודות קורט: חומצה בורית</td></tr><tr><td>סידן כלוריד דיהידראט (CaCl2*2H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10035-04-8</td><td>תכשיר בינוני. סידן כלוריד דיהידראט</td></tr><tr><td>Carboys (20 ליטר)</td><td>Nalgene - Thermo Fisher Scientific</td><td>2250-0050PK</td><td>פוליפרופילן Carboy עם ידיות</td></tr><tr><td>צנטריפוגה</td><td>Beckman Coulter, Inc</td><td></td><td>J2-21</td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-66-3</td><td>כימיקל זה משמש למיצוי שומנים</td></tr><tr><td>Citraplex 20% Iron</td><td>Loveland Products</td><td>SDS מס' 1000595582 -17-LPI</td><td>https://www.fbn.com/direct/product/Citraplex-20-Iron#product_info</td></tr><tr><td>קובלט (II) חנקת הקסהידרט (Co(NO3)2*6H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10026-22-9</td><td>יסודות קורט: קובלט (II) מדחס הקסהידרט חנקתי</td></tr><tr><td></td><td>Makita</td><td>MAC700</td><td>ציוד זה משמש למערכת הזרקת CO2</td></tr><tr><td>שסתום בקרה</td><td>Sierra Instruments</td><td>SmartTrak 100</td><td>פריט זה צריך להיות מותאם אישית ליישום שלך. במקרה שלנו, נעשה בו שימוש בתערובת של 5% CO2 ו-95% אוויר.</td></tr><tr><td>נחושת (II) סולפט פנטהידראט (CuSO4*5H2O)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>7758-99-8</td><td>יסודות קורט: נחושת (II) סולפט פנטהידראט</td></tr><tr><td>לוגר נתונים: יחידת קמפבל CR3000</td><td>Scientific Campbell</td><td>CR3000</td><td>ציוד זה משמש לשליטה בכל המערכת, המנוע וההקלטה של הנתונים</td></tr><tr><td>תמיסת חמצן מומס</td><td>Campbell Scientific</td><td>14055</td><td>תמיסת אלקטרוליט חמצן מומס DO6002 - פריט מס'. 211085</td></tr><tr><td>בדיקת חמצן מומס</td><td>Sensorex</td><td>?</td><td>חיישן חמצן מומס DO6400/T עם תקשורת דיגיטלית</td></tr><tr><td>פתרון כיול מוליכות אלקטרו-מוליכות</td><td>Ricca Chemical Company</td><td>2245 - 32 (R2245000-1A)</td> <td>תקן מוליכות, 5000 uS/cm ב-25C (2620 עמודים לדקה TDS כ-NaCl)</td></tr> <tr><td>חיישן בדיקה מוליכות אלקטרו-מוליכות</td><td>Hanna Instruments</td><td>HI3003/D</td><td>בדיקת מוליכות זרימה דרך - חיישן NTC, מחבר DIN, כבל 3 מטר</td></tr><tr><td>חומצה אתילנדיאמינטטראצטית מלח דיסודיום דיהידראט (Na2EDTA*2H2O)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>6381-92-6</td><td>הכנה בינונית: חומצה אתילנדיאמינטטראצטית מלח דיסודיום מסנני דיהידראט</td></tr><tr><td></td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>09-874-48</td><td>ווטמן מסנני מיקרופייבר זכוכית ללא קלסר</td></tr><tr><td>צלוחיות פישר</td><td>סיינטיפיק</td><td>09-552-40</td><td>פיירקס פרנבך צלוחיות</td></tr><tr><td>תנור</td><td>Hogentogler</td><td>דגם: F6020C-80</td> תרמו <td>סינטיפיק תרמולין F6020C - מייבש</td></tr> <tr><td></td><td>זכוכית תנור מופל 80VWR International LLC</td><td>75871-430</td><td>סוג 150, 140 מ"מ קוטר</td></tr><tr><td>משפך זכוכית</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>FB6005865</td><td>פישרברנד משפכים ארוכי גזע זכוכית לשימוש חוזר</td></tr><tr><td>מכסה מנוע זרימה למינארי</td><td>פישר המילטון Safeair Safeair</td><td></td><td>Mouse נירוסטה Safeair hume hood</td></tr><tr><td>מגנזיום סולפט heptahydrate (MgSO4*7H2O)</td><td>Fisher Scientific</td><td>10034 - 99 - 8</td><td>בינוני הכנה: מגנזיום סולפט heptahydrate</td></tr><tr><td>מתנול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>67-56-1</td><td>מיצוי שומנים ממס</td></tr><tr><td>מפזר מיקרו בועות</td><td>Pentair Aquatic Eco-Systems</td><td>1PMBD075</td><td>ציוד זה משמש למערכת הזרקת CO2</td></tr><tr><td>מיקרו-אצות: כלורלה סורוקיניאנה</td><td>NAABB</td><td>DOE 1412</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ</td><td></td><td></td><td>קארל זייס</td></tr><tr><td>4291097 עוזר מיקרוגל מיצוי</td><td>MARS, CEM Corportation</td><td></td><td>CEM Mars 5 Xtraction 230/60 מערכת תגובה מואצת במיקרוגל. דגם: 907601</td></tr><tr><td>MnCl2*4H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>13446-34-9</td><td>מרגמות מנגן (II) כלוריד טטרהידראט</td></tr><tr><td></td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>FB961B</td><td>פישרברנד מרגמות חרסינה</td></tr><tr><td>מאייד חנקן</td><td>אורגנומציה</td><td></td><td>N-EVAP 112 אידוי חנקן (מערכת חימום OA-SYS)</td></tr><tr><td>תנור</td><td>VWR International LLC</td><td>89511-410</td><td>תנור אוויר מאולץ</td></tr><tr>גלגל <td></td><td></td><td>ההנעה</td><td>מדחף ציר אופקי בעל 8 להבים. זה מגיע בדרך כלל כחלק מכור גלגל ההנעה.</td></tr><tr><td>מנוע גלגל ההנעה</td><td>Leeson</td><td>M1135042.00</td><td>Leeson, דגם: CM34025Nz10C; 1/4 כ"ס; וולט 90; FR 34; 62 סל"ד.</td></tr><tr><td>Pestles</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB961M</td><td>עלי חרסינה פישרברנד</td></tr><tr><td>משדר pH ו-EC משדר</td><td>Hanna Instruments</td><td>HI98143</td><td>Hanna Instruments HI98143-04 pH ומשדר EC עם משדר גלווני מבודד 0-4V.</td></tr><tr><td>פתרונות כיול pH</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-643-003</td><td>Thermo Scientific Orion pH Buffer Bottles</td></tr><tr><td>חיישן בדיקת pH Hanna</td><td>Instruments</td><td>HI1006-2005</td><td>Hanna Instruments HI1006-2005 אלקטרודת pH טפלון עם סיכה תואמת 5 מ'.</td></tr><tr><td>טיפים לפיפט</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>1111-2821</td><td>1000 ul טיפ אחד בוגר קצה כחול במתלים</td></tr><tr><td>פיפטר</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>13-690-032</td><td>Eppendorf Reserch בתוספת פיפטות נפח מתכווננות משתנה: קובטות פלסטיק חד ערוציות</td></tr><tr><td></td><td>פישר 14377017 מדעי</td><td></td><td>BrandTech מותג קובטות פלסטיק</td></tr><tr><td>צלחות</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>08-757-100D</td><td>קורנינג פלקון בקטריולוגי צלחות פטרי עם מכסה</td></tr><tr><td>אשלג</td><td></td><td></td><td>כימיקל זה משמש להכנה הבינונית האופטימלית. הוא נקנה בחברת דשנים מקומית</td></tr><tr><td>אשלגן פוספט דו-בסיסי (K2HPO4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7758 -11 - 4</td><td>הכנה בינונית: אשלגן פוספט דו-בסיסי</td></tr><tr><td>Pyrex בקבוקי אחסון מדיה לשימוש חוזר</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>06-414-2A</td><td>בקבוקי 1 ליטר ו-2 ליטר - PYREX GL45 מכסי בורג עם אטמי תקע</td></tr><tr><td>בריכת</td><td></td><td></td> מסלול ניתן <td>לקנות ציוד דומה בכתובת </td></tr><tr><td>https://microbioengineering.com/products חיישן צפיפות אופטית בזמן אמת</td><td>אוניברסיטת אריזונה</td><td></td><td>ציוד זה תוכנן ונבנה על ידי חבר בקבוצה</td></tr><tr><td>כבל RS232</td><td>Sabrent</td><td></td><td>Sabrent USB 2.0 לכבל ממיר DB-9 RS-232 טורי (9 פינים), ערכת שבבים פורה, Hexnuts, [Windows 10/8.1/8/7/VISTA/XP, Mac OS X 10.6 ומעלה] 2.5 רגל (CB-DB9P)</td></tr> <tr><td>שולחן</td><td></td><td></td> <td>שייקרתסיסה של אצות 150 סל"ד</td></tr><tr><td>נתרן פחמתי (Na2CO3)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>497-19-8</td><td>נתרן פחמתי</td></tr><tr><td>נתרן מוליבדט דיהידראט (Na2MoO4*2H2O)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>10102-40-6</td><td>הכנה בינונית: נתרן מוליבדט דיהידראט</td></tr><tr><td>נתרן חנקתי (NaNO3)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>7631-99-4</td><td>הכנה בינונית: נתרן חנקתי</td></tr><tr><td>ספקטופוטומטר</td><td>פישר סיינטיפיק חברה</td><td>14-385-400</td><td>Thermo Fisher Scientific - 10S UV-Vis GENESTYS ספקטרופוטומטר מחזיק תא Longpath גלילי; מסיר ייחוס פנימי, מנורת פלאש קסנון; פוטודיודה כפולה מסיליקון; 240V, 50 עד 60Hz נבחר אוטומטית.</td></tr><tr><td>מבחנות</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>14-961-27</td><td>פישרברנד צינורות זכוכית בורוסיליקט חד פעמיים עם קצה רגיל (10 מ"ל)</td></tr> <tr><td>צמדים תרמיים מסוג K</td><td>אומגה</td><td>KMQXL-125G-6</td><td></td></tr><tr><td>אוריאה</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>2067-80-3</td><td></td></tr><tr><td>מערכת סינון ואקום</td> אוריאה <td>פישר סיינטיפיק</td><td>XX1514700</td><td>מחזיק מסנן ואקום מזכוכית MilliporeSigma, 47 מ"מ. המערכת כוללת: חיבור בקבוק זכוכית טחון, תמיכת מסנן זכוכית גסה ובקבוק</td></tr><tr><td>משאבת ואקום</td> מנוע AC חשמלי <td>Grainger</td><td></td><td>Marathon מוגן תרמית G588DX - MOD 5KH36KNA510X. HP 1/4. סל"ד 1725/1425</td></tr><tr><td>אבץ גופרתי הפטהידראט (ZnSO4*7H2O)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>7446-20-0</td><td>אבץ גופרתי הפטהידראט</td></tr></tbody></table>

צימוד לכידת פחמן מתחנת כוח עם בריכות מסלול מרוץ פתוחות אוטומטיות למחצה לגידול מיקרו-אצות

Coupling Carbon Capture from a Power Plant with Semi-automated Open Raceway Ponds for Microalgae Cultivation

בארצות הברית, 35% מכלל פליטות הפחמן הדו-חמצני (CO2) מגיעות מתעשיית החשמל, ש-30% מהן מייצגות ייצור חשמל בגז טבעי. Microalgae יכול biofix CO2 10 עד 15 פעמים מהר יותר מאשר צמחים ולהמיר ביומסה של אצות למוצרים מעניינים, כגון דלקים ביולוגיים. לפיכך, מחקר זה מציג פרוטוקול המדגים את הסינרגיות הפוטנציאליות של גידול מיקרו-אצות עם תחנת כוח בגז טבעי הממוקמת בדרום מערב ארצות הברית באקלים חם וצחיח למחצה. טכנולוגיות חדישות משמשות להגברת לכידת הפחמן וניצולו באמצעות מין האצות הירוק Chlorella sorokiniana, אשר ניתן לעבד אותו עוד יותר לדלק ביולוגי. אנו מתארים פרוטוקול הכולל בריכת מסלול מרוצים פתוחה חצי אוטומטית ודנים בתוצאות הביצועים שלה כאשר היא נוסתה בתחנת הכוח החשמלית טוסון, בטוסון, אריזונה. גז פלואו שימש כמקור הפחמן העיקרי לשליטה ב-pH, וכלורלה סורוקיניאנה טופחה. מדיום אופטימלי שימש לגידול האצות. כמות ה- CO2 שנוספה למערכת כפונקציה של זמן הייתה במעקב צמוד. בנוסף, גורמים פיזיקוכימיים אחרים המשפיעים על קצב גדילת האצות, תפוקת הביומסה וקיבוע הפחמן היו מנוטרים, כולל צפיפות אופטית, חמצן מומס (DO), מוליכות חשמלית (EC) וטמפרטורות אוויר ובריכות. התוצאות מצביעות על כך שניתן להשיג תפוקת מיקרו-אצות של עד 0.385 גרם/ליטר במשקל יבש ללא אפר, עם תכולת שומנים של 24%. מינוף הזדמנויות סינרגטיות בין פולטי CO2 לחקלאים אצות יכול לספק את המשאבים הדרושים להגברת לכידת הפחמן תוך תמיכה בייצור בר-קיימא של דלקים ביולוגיים של אצות ומוצרים ביולוגיים.

תוצאות ניסיוניות קודמות מהמעבדה שלנו מצביעות על כך שגידול מיקרו-אצות באמצעות בריכת מסלול מרוצים פתוחה אוטומטית למחצה יכול להיות משולב עם תהליכי לכידת פחמן. כדי להבין טוב יותר את הסינרגיה בין שני התהליכים האלה (איור 2), פיתחנו פרוטוקול והתאמנו אותו לטיפוח מין האצות הירוקות Chlorella sorokiniana בתנאים חיצוניים באקלים חם למחצה. גז טבעי גז פלואור הושג מתחנת ייצור חשמל תעשייתית. פרוטוקול זה משתמש בטכנולוגיות שונות כדי להעריך את הפרודוקטיביות של ביומסה של אצות: (1) גדילת אצות באמצעות חיי...

פרוטוקול מתואר לשימוש בפחמן דו-חמצני בגז טבעי של גז טבעי כדי לטפח מיקרו-אצות בבריכות פתוחות של מסלולי מרוצים. הזרקת גז Flue נשלטת באמצעות חיישן pH, וצמיחת מיקרו-אצות מנוטרת באמצעות מדידות בזמן אמת של צפיפות אופטית.

In the United States, 35% of the total carbon dioxide (CO2) emissions come from the electrical power industry, of which 30% represent natural gas ...

מערכת גידול מסלול חצי אוטומטית זו הנשלטת על ידי חיישן pH יכולה ללכוד ישירות גז פליטה מתוכניות חשמל לגידול מיקרו-אצות ויכולה לנטר את צמיחת המיקרו-אצות באמצעות מדידות בזמן אמת. מערכת הכור מאפשרת לכידה ושימוש ישיר בפחמן מגז פליטה תעשייתי לגידול מיקרו-אצות במערכות מסלול בריכות פתוחות חצי אוטומטיות באתר. ניתן להשתמש במערכת לגידול מיני אצות חלופיים וללכידת פחמן מכל תחנת כוח.כדי להקים בריכת מסלול פתוחה, חבר צינור דלק של 0.95 סנטימטר כדי ללכוד את גז הפליטה בתהליך שלאחר הבעירה, כמה מטרים לפני שגז הפליטה נכנס לערימה כדי להשתחרר לאטמוספירה. הניחו מלכודת מים של 20 ליטר ומעבה של כ -12 מטר בין הערימה למדחס כדי להוציא מים מגז הפליטה. כדי לנטר את צמיחת האצות, חבר חיישן צפיפות אופטית בזמן אמת המודד את הספיגה ב-650 ו-750 ננומטר, חיישן חמצן מומס, צמדים תרמיים של אוויר ובריכה, חיישן pH וחיישן מוליכות חשמלית ללוגר נתונים.כדי להקים מערכת בקרת pH, חבר מדחס ומערכת שסתומי בקרה לתוכנית לוגר הנתונים כדי לנהל את הזרקת גז הפליטה והשתמש בצינור כדי לכוון את גז הפליטה משסתום הבקרה דרך מפזר אבן לתחתית בריכת המסלול, ולאחר מכן הגדר את המערכת להזריק גז פליטה כאשר ערך ה-pH היה גדול מ-8.05 ולהפסיק את הזרקת גז הפליטה כאשר ה-pH הוא פחות משמונה. כדי להקים מערכת תרבית אצות, הגדר את חדר התרבות ל-25 מעלות צלזיוס במחזור אור של 12 שעות וחושך של 12 שעות, והשתמש במלחי מים נטולי יונים ובמאקרו ומיקרו-נוטריינטים להכנת מדיום תרבית BG-11. השתמש בלולאה סטרילית כדי לבחור מושבת אצות בודדת מצלחת התרבית ולחסן את האצות בצינור של 50 מיליליטר המכיל מדיום גידול סטרילי בארון בטיחות ביולוגית נקי.גדל את התרבות הנוזלית הקטנה על שולחן שייקר במהירות של 120 סיבובים לדקה למשך שבוע. בתום הדגירה מעבירים את כל נפח תרבית האצות ל -500 מיליליטר תרבית נוזלית בבקבוק ליטר אחד וסוגרים את הבקבוק עם פקק גומי המצויד בצינורות נירוסטה כדי לספק אוורור. סנן את האוויר עם מסנני עיקור אוויר של 0.20 מיקרון ואפשר לתרבית לגדול עוד שבוע עד שבועיים באמצעות ספקטרופוטומטר לניטור צפיפות התאים מדי יום.בתום תקופת התרבות, הוסיפו 500 מיליליטר מתרבית האצות הנוזלית לשמונה ליטר של מדיום תרבית לא סטרילי בקרבוי של 10 ליטר והזריקו תערובת של 5% פחמן דו חמצני ו-95% אוויר לתוך הקרבוי. עקוב אחר צלחת המלאי ותרביות הנוזל תחת מיקרוסקופ אור בהגדלות של פי 10 ו-40 פעם בשבוע כדי להבטיח את צמיחת הזן המעניין. כדי לחסן בריכת מסלול פתוחה חיצונית באצות, ראשית, יש לנקות היטב את הכור למשך הלילה עם 30% אקונומיקה.שטפו את הכור למחרת בבוקר עד להסרת כל האקונומיקה וכילו את כל החיישנים בהתאם לנהלי הכיול המתאימים להם. מלאו את בריכת המסלול עד 80% במים כדי לדלל את המדיום המרוכז ולחסן את הבריכה עם קרבוי 10 ליטר של תרבית אצות. הביאו את הבריכה לנפח הסופי שלה, ואז הצלו חלקית את בריכת המסלול עם משטחי עץ למשך כשלושה ימים כאסטרטגיית הסתגלות כדי למנוע עיכוב צילום כדי לאפשר למיקרו-אצות להתאקלם למערכת הגידול.כדי לבצע ניסוי גידול אצווה, בדוק ורשום כל וריאציה יומיומית כולל אידוי מים, מנוע גלגל ההנעה ופונקציונליות החיישן, או כל דבר יוצא דופן אחר. רוקנו ובדקו את המדחס ומלכודת המים מדי יום כדי לאפשר פינוי עודפי מים וכדי למזער קורוזיה של גזי פליטה. הגדר את לוגר הנתונים לסרוק כל מדידת חיישן כל 10 שניות ולאחסן את נתוני החיישן הממוצעים ואת נתוני טמפרטורת האוויר והכור כל 10 דקות.ודא שמפלס המים נשאר קבוע בנפח הסופי של הכור כדי למנוע השפעה על מדידת הצפיפות האופטית. לאחר חידוש המים בכור, אספו דגימת ביומסה של אצות באמצעות בקבוק של 250 מיליליטר. מדוד את הצפיפות האופטית בספקטרופוטומטר.בדוק את איכות תרבית האצות שלוש פעמים בשבוע במיקרוסקופ אור. כאשר תרבית קרובה להגיע לשלב נייח, קצרו 75% מנפח תרבית האצות הכולל והשתמשו בשניים עד חמישה ליטר מתרחיף התרבות כדי לבצע ניתוח פרודוקטיביות ביומסה במעבדה, ואז לעבד ולהמיר את שאר האצות למוצרי האצות הרצויים. כאן ניתן לראות השוואה בין החיישן למדידות המעבדה.שני הגידול מראים מגמות דומות כאשר הנתונים גדלים כפונקציה של זמן. ערכי הצפיפות האופטית עולים במהלך היום, אך יורדים בלילה במהלך הנשימה, מה שמעיד על שינוי בפרודוקטיביות הביומסה, ובכך השילוב של חיישן צפיפות אופטי בזמן אמת מאפשר לקבל החלטות ניהול יעילות לגבי מערכת ייצור האצות הכוללת. בניתוח זה, הוזרק גז פליטה החל מהשעה 8:00 בבוקר.עד 6:00 בערב, אך לא הוזרקה בין 18:00 ל-8:00 בבוקר.מחזור יום/לילה זה משקף את החשיפה לאור השמש באור היום ואת היעדר האור במהלך הלילה, וכתוצאה מכך, את הפעלת הפוטוסינתזה או הנשימה בהתאמה. כפי שמודגם באיור זה, ככל שקצב גידול האצות עולה, נדרש יותר גז פליטה, המאשר שמערכת הזרקת דופק גז הפליטה להפעלה/כיבוי יעילה בהקלת לכידת וניצול פחמן באמצעות גידול מיקרו-אצות. ניתן להשתמש בפרמטרים כימיים פיזיקליים אחרים כדי לבסס מתאם בין הפרמטרים לבין צמיחת אצות ופרודוקטיביות.חשוב לוודא שמערכת ה-pH מוגדרת כהלכה ושכל החיישנים מכוילים לפני חיסון בריכות המסלול במיקרו-אצות. שיטות אחרות שניתן לבצע עם בריכת המסלול תוך ייצור ביומסה של מיקרו-אצות כוללות מיצוי שומנים, פחמימות או פיגמנטים, מדידות משקל יבש ללא אפר וניטור איכות PCR.

coupling-carbon-capture-from-power-plant-with-semi-automated-open

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

גז פליטה מתחנות כוח הוא CO 2 מקור זול לצמיחת אצות. בנינו "גז פליטה לאצות טיפוח" אב טיפוס של מערכות ותיארו כיצד בהיקף של עד תהליך טיפוח האצות. אנחנו הדגמנו את השימוש במודל ביו תגובת העברה המוני כדי לדמות ולעצב את הפעולה האופטימלית של גז פליטה לצמיחה של sp כלורלה. בצילום bioreactors אצות.

לייעל ארובות הגדרות גז לקידום Microalgae צמיחה בphotobioreactors באמצעות הדמיות מחשב

שילוב של גידול מיקרו-אצות עם גז פליטה תעשייתי יכניס בסופו של דבר מתכות כבדות ותרכובות אנאורגניות אחרות למצע הגידול. מחקר זה מציג הליך המשמש לקביעת גורלן הסופי וההשפעה של מתכות כבדות ומזהמים אנאורגניים על צמיחת Nannochloropsis salina הגדל בפוטו-ביו-ריאקטורים.

כימות של מתכות כבדות ומזהמים אורגניים אחרים בפרודוקטיביות של מייקרו

מתודולוגיה ניסיונית מוצגת להשוות את הביצועים של קטן (100 ליטר) וגדול (1,000 ליטר) בהיקף כורה המיועד משיקום אצות בשפכי הטמנה. מאפייני מערכת, כולל שטח פן יחס נפח, זמן שמירה, צפיפות ביומסה, וריכוזים להאכיל שפכים, יכולים להיות מותאמים על פי בקשה.

השוואת סולם ב כור מערכת פוטוסינתזה משיקום אצות של שפכים

מאמר זה מתאר את תהליך ההרכבה והפעלה של bioreactor פוטוסינתטית בקנה מידה הספסל, שניתן להשתמש בהם, בשילוב עם שיטות אחרות, כדי להעריך את הפרמטרים הצמיחה הקינטית הרלוונטי. מערכת זו עוקבת ברציפות אחר ה- pH, האור והטמפרטורה באמצעות חיישנים, רכישת נתונים ויחידת בקרה, וקוד פתוח.

בנייה והתקנה של אלגורית מידה של אלגוריה ביאוריאקטור פוטוסינתטי עם טמפרטורה, אור, וניטור pH עבור בדיקות צמיחה קינטית

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לבנות מעבדה-סולם בועה עמודה photobioreactors ולהשתמש בהן כדי microalgae תרבות. הוא מספק גם שיטה לקביעת שיעור הצמיחה תרבות ותוכן השומנים נייטרלי.

טיפוח של ירוק Microalgae בועה עמודה Photobioreactors ואת וזמינותו עבור ליפידים נייטרלי

מרחב הספסל, הטיפוח-תרגול מסייע לאפיון מיקרוראלגל ולמיטוב הפרודוקטיביות לפני המשך התהליך העוקב. Photobioreactors חקנים לספק את השליטה הנחוצה עבור ניסויים מיקרוראלגל אמין ולאחר והוא יכול להיות מותאם בבטחה לטפח מיקרואצות עם גזים מאכל (CO2, כך2, לא2) מתוך העירונית או התעשייה בעירה.

מיקרואצות וטיפוח ביומסה ביופיקציה בפוטובילקטור הספסל עם גזים בארובה מאכל

פרסום זה מתאר את התכנון של פוטו-ביוריאקטורים מעבדתיים (PBRs) עם משטרי אור הניתנים להתאמה אישית. הצמיחה של ציאנובקטריה או מיקרו-אצות, תוך שימוש בביקרבונט כמקור הפחמן שלהם, מנוטרת באופן רציף על ידי מדידת ייצור חמצן נפחי. PBRs אלה מאפשרים השוואות מהירות ומשוכפלות של צמיחת מעבדה עם התערבות מועטה של משתמשים במהלך ניסויים.

הפעלת פוטו-ביוריאקטורים מעבדתיים עם מדידות צמיחה מקוונות ומשטרי אור הניתנים להתאמה אישית

זיהום אוויר משפיע על איכות החיים של כל האורגניזמים. במאמר זה נתאר את השימוש בביוטכנולוגיה של מיקרו-אצות לטיפול בביו-גז (סילוק סימולטני של פחמן דו-חמצני ומימן גופרתי) ואת ייצור הביו-מתאן באמצעות בריכות אצות פתוחות חצי-תעשייתיות בקצב גבוה, וניתוח עוקב של יעילות הטיפול, pH, חמצן מומס וגידול מיקרו-אצות.

טיהור ביוגז באמצעות שימוש במערכת מיקרו-אצות-חיידקים בבריכות אצות חצי תעשייתיות בקצב גבוה

פיתחנו מתודולוגיה לביצוע צלבים בviridis Setaria (ס 'viridis). השיטה כוללת גיזום המכבד לפני טיפול במים חמים כדי להרוג את האבקה ובת קיימא. צלבים מבוצעים הבא משטר צמיחה מבוקרת היטב ובדרך כלל לגרום להתאוששות של 1 עד 7 האבקה צולבת זרע / s לכל מכבד.

שיטות לביצוע צלבים ב<em&gt; Setaria viridis</em&gt;, מערכת דגם חדש לעשבים

שיטה לקביעת תכולת חומצות שומן והרכב באצות המבוססות על הפרעה מכאנית של תאים, מיצוי שומנים מבוסס ממס, transesterification, וכימות וזיהוי של חומצות שומן באמצעות גז כרומטוגרפיה מתוארת. תקן פנימי tripentadecanoin משמש כדי לפצות על ההפסדים האפשריים בחילוץ וtransesterification שלם.

ניתוח התוכן של חומצות שומן והרכב בMicroalgae

למד שיטה לכידת פחמן מתחנות כוח בבריכות מסלול פתוחות אוטומטיות למחצה לגידול מיקרו-אצות. המערכת משתמשת בחיישן pH לבקרת הזרמת גזי דלף ומנטרת צמיחה בזמן אמת באמצעות מדידות צפיפות אופטית.

צימוד לכידת פחמן מתחנת כוח עם בריכות מסלול מרוץ פתוחות אוטומטיות למחצה לגידול מיקרו-אצות

גלה סרטונים נוספים