Name: Optimaliseer Rookgas instellingen ter bevordering van microalgen groei in fotobioreactoren via Computersimulaties (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-01T09:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 33 s
Description: Ontdek hoe computersimulaties rookgasinstellingen optimaliseren voor microalgengroei in fotobioreactoren. Deze methode toont aan dat aan-uit-gascontrole groei bevordert en substratremming vermindert.

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

playerTrialDesktop

Dit onderzoek wordt ondersteund door een NSF-programma (Onderzoek Ervaringen voor studenten) aan de Washington University in St. Louis.

1. Algal Teelt en Scale-up <ol><li> Bereid het kweekmedium met behulp van gedemineraliseerd water met 0,55 g / L -1 ureum, 0,1185 g / L -1 KH 2 PO 4, 0.102 g / L -1 MgSO4 · 7H 2 O, 0,015 g / L -1 FeSO 4 · 7H 2 O en 22,5 pl micro (18.5 g / L -1 H 3 BO 3, 21,0 g / L -1 CUSO4 · 5H 2 O, 73.2 g / L -1 MnCl2 · 4H 2 O, 13,7 g / L -1 CoSO 4 · 7H 2 O, 59,5 g / L -1 ZnSO 4 · 5H 2 O, 3,8 g / L -1 (NH 4) 6 Mo 7 O 24 · 4H 2 O, 0,31 g / L -1 NH 4 VO 3 ). Pas medium pH op 7-8. Steriliseren kweekmedium via 0,22 pm spuitfilter. </li><li> Inoculeren Chlorella sp. van een enkele kolonie op een frisse agar plaat in een shake flask met 50 ml medium met een steriele entnaald. Cultuur algenvorming onder 150 rpm en 30 ° C gedurende zes dagen (continu licht staat, fotonflux = 40-50 umol m -2 s -1). Monitor celdichtheid door een spectrofotometer (OD 730). </li><li> Breng 50 ml algencultuur (midden-log groeifase, OD 730&gt; 1) in een 2-L glazen kolf (met ~ 1 L gesteriliseerd kweekmedium). Pomp gefilterde lucht (of CO2) in de cultuur tijdens de incubatie (5 dagen). </li><li> Breng 1 L algenkweek in een 20-L glas mandfles met 15 L niet-gesteriliseerde voedingsbodem (in dit stadium, het risico van microbiële besmetting is klein), dan is cultuur algen onder dezelfde omstandigheden als vermeld in stap 1.3. </li><li> Plaats 15 liter vers algencultuur (OD 730 = 2) en 85 L niet-gesteriliseerd medium in een vlakke plaat photobioreactor (voorzien van light-emitting diodes, computer besturing, gasmengsel, analysers voor mobiele optische dichtheid, pH, opgeloste zuurstofgen, temperatuur en opgeloste CO 2). Pomp de rookgas / lucht mengsel in de bioreactor. </li><li> Grondig stomen de photobioreactor gebruik 70% ethanol na biomassaoogst (OD 730&gt; 20). </li></ol> 2. Laboratorium Demonstratie van rookgasreiniging met behulp van kleine fotobioreactoren <ol><li> Inoculeren algenculturen in glazen flessen (200 ml / min medium / fles, eerste OD 730 ~ 0.3). </li><li> Verbranden van aardgas en pomp het rookgas (~ 250 cm 3 min -1) door een trechter, een condensor buis, en een 0,5 L wassen fles (water-/ kalksteen suspensie). </li><li> De mass flow controllers controle van de rookgas stroom in algencultuur (figuur 1). Rookgas pulsen omvatten twee modi: rookgas-on en rookgas-off (pomp lucht in plaats). </li></ol> 3. Kinetic Model Development De kinetische model gaat: (1) het kweken homogeen systeems. (2) CO 2-concentratie en de lichtsterkte in de culturen zijn de beperkende factoren voor algengroei. (3) CO 2 partiële druk en de vloeibare fase evenwicht met H 2 CO 3, HCO 3 - en CO 3 2 - is vereenvoudigd met de wet van Henry). Het model vergelijkingen zijn: <img alt="Vergelijkingen 1 en 2" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50718/50718eq1and2.jpg" width="500px" /> X is de biomassa (kg · m -3). S is de opgeloste CO 2 (mol · m -3). P CO 2 partiële druk in de gasfase (Pa). pi de partiële druk van i e toxische verbinding in het gas (bijvoorbeeld NOx en SOx). P max.i is de partiële druk van giftig gas volledige remming van groei biomassa. η i is de coëfficiënt. K s is de constante Michaelis-Mentenvan CO 2 (mol · m -3). K I is de remming constante van CO 2 (mol · m -3). K is de constante Michaelis-Menten van lichtintensiteit (umol · m -2 · sec -1). H is constant de Henry&#39;s voor CO 2 (Pa · m 3 · mol -1). K La is de massa-overdrachtssnelheid van CO 2 (h-1). I de gemiddelde lichtintensiteit, umol · m -2 · s -1, die als volgt kunnen worden berekend (Vgl. (3)) 9. <img alt="Vergelijking 3" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50718/50718eq3.jpg" width="500px" /> De definitie van modelparameters in Tabel 1. De beginvoorwaarden veronderstellen dat biomassa en opgelost CO2 concentratie 100 mg / L en 13 umol / L respectievelijk. De volumetrische massatransfercoëfficiënt kan worden geschat door empirische correlatietie naar bioreactor parameters 10: <img alt="Vergelijking 4" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50718/50718eq4.jpg" width="500px" /> Pg / V het stroomverbruik van het systeem in de beluchte bioreactor (W / m 3). U gs is de oppervlaktesnelheid van de gasstroom door de bioreactor (m / sec). α, β en γ constanten over mengomstandigheden. <ol><li> De bouw van een Simulink-bestand voor het model simulatie (Screen shots worden gegeven in het dragermateriaal I). <ol><li> Kies Bestand / Nieuw / Model op de MATLAB-interface om een ​​Simulink-model te maken, en open &quot;Library Browser&quot; (screenshot 1). </li><li> Kies &#39;subsysteem&#39; blok in de bibliotheek browser om de subsystemen voor vergelijking 1 en 2 maken. Sleep een subsysteem blok naar de Simulink model bestand, de naam te veranderen naar &#39;Vergelijking 1&#39;, en herhaal dezelfde stappen voor vergelijking 2. </li><li&gt; Maak de juiste blokken en parameters in elk subsysteem (screenshot 3). Dubbelklik op het &#39;Vergelijking 1 blok, kies de juiste blokken uit de bibliotheek browser en sluit ze met pijlen die de berekening volgorde aan te duiden, dubbelklik op de blokken om het opzetten van de parameters, en herhaal deze stappen voor de andere subsysteem. Opmerking: 1) De volgorde moet beginnen met ingang blokken en sluiten met uitgangsblokken; 2) De exploitant blokken voor optellen, aftrekken, vermenigvuldigen, delen en integratie zijn allemaal te vinden in de bibliotheek browser, en we raden gebruikers ontdekken de Help-bestanden van de Simulink om te begrijpen hoe ze te gebruiken, 3) De optimalisatie solver kan worden ingesteld via het pad Simulation / configuratie parameters op de werkbalk. </li><li> Verbinden de twee subsystemen modelvergelijkingen (1 en 2) te vertegenwoordigen. Verbind de uitgang van een subsysteem aan de ingang van het andere subsysteem door pijl indien nodig. Bijvoorbeeld, de opgeloste CO2 concentratie de output in de vergelijking 2 subsysteem, en ook de ingang van de vergelijking 1 subsysteem. </li><li> Gebruik &#39;pulsgenerator&#39; blok als de ingangen voor &#39;Equation 2&#39; te simuleren de aan-uit CO 2 pulsen; gebruiken &#39;Constant&#39; blok als het oppervlak licht invoerwaarde. Dubbelklik op de blokken om de parameters, zoals de periode tijd en amplitude te veranderen. </li><li> Kies &#39;Mux&#39; blok in de bibliotheek browser. Sluit alle uitgangen aan &#39;Mux&#39; en vervolgens op &#39;To Workspace&#39; blok dat de gesimuleerde resultaten worden opgeslagen. </li><li> Definieer de &#39;Simulation stoptijd&#39; op de bovenste werkbalk op de knop &quot; <img src="/files/ftp_upload/50718/playarrow.jpg" alt="Pijl" width="10px" fo:content-width="0.1in" fo:src="/files/ftp_upload/50718/playarrow.jpg" /> &quot;Om de simulatie te starten, en de resultaten zullen in de MATLAB werkruimte worden getoond (screenshot 4). </li></ol></li><li> Solliciteer dynamische optimalisatie benadering van optimale CO profiel 2 voorwaarden. </li&gt; </ol> Om de veranderingen van de inlaat instroom CO 2-profiel (P opt) dat de productie van biomassa 11, &#39;fmincon&#39; functie MATLAB en CVP (controle vector parametrering) 12 worden gebruikt maximaliseren. Figuur 2 illustreert de optimalisatie-algoritme (zie MATLAB programmeren codes in de Ondersteunende Materiaal II).

<ol><li>Granite, E. J., O'Brien, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+novel+methods+for+carbon+dioxide+separation+from+flue+and+fuel+gases%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel+Process.+Technol%22%5BJournal%5D)">Review of novel methods for carbon dioxide separation from flue and fuel gases.</a> Fuel Process. Technol. 86, 1423-1434 (2005).</li>
<li>Chisti, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodiesel+from+microalgae%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Adv%22%5BJournal%5D)">Biodiesel from microalgae.</a> Biotechnol. Adv. 25, 294-306 (2007).</li>
<li>Li, Y., Horsman, M., Wu, N., Lan, C. Q., Dubois-Calero, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofuels+from+microalgae%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Prog%22%5BJournal%5D)">Biofuels from microalgae.</a> Biotechnol. Prog. 24, 815-820 (2008).</li>
<li>Schenk, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Second+generation+biofuels%3A+high-efficiency+microalgae+for+biodiesel+production%5BTitle%5D)+AND+%22BioEnergy+Research%22%5BJournal%5D)">Second generation biofuels: high-efficiency microalgae for biodiesel production.</a> BioEnergy Research. 1, 20-43 (2008).</li>
<li>Kumar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+CO2+fixation+and+biofuel+production+via+microalgae%3A+recent+developments+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Enhanced CO2 fixation and biofuel production via microalgae: recent developments and future directions.</a> Trends Biotechnol. 28, 371-380 (2010).</li>
<li>Kumar, K., Dasgupta, C. N., Nayak, B., Lindblad, P., Das, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+suitable+photobioreactors+for+CO2+sequestration+addressing+global+warming+using+green+algae+and+cyanobacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Technol%22%5BJournal%5D)">Development of suitable photobioreactors for CO2 sequestration addressing global warming using green algae and cyanobacteria.</a> Bioresour. Technol. 102, 4945-4953 (2011).</li>
<li>Lee, J. -N., Lee, J. -S., Shin, C. -S., Park, S. -C., Kim, S. -W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+to+enhance+tolerances+of+Chlorella+KR-1+to+toxic+compounds+in+flue+gas%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Biochem.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Methods to enhance tolerances of Chlorella KR-1 to toxic compounds in flue gas.</a> Appl. Biochem. Biotechnol. 84-86, 329-342 (2000).</li>
<li>Zeiler, K. G., Heacox, D. A., Toon, S. T., Kadam, K. L., Brown, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+microalgae+for+assimilation+and+utilization+of+carbon+dioxide+from+fossil+fuel-fired+power+plant+flue+gas%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Conversion+and+Management%22%5BJournal%5D)">The use of microalgae for assimilation and utilization of carbon dioxide from fossil fuel-fired power plant flue gas.</a> Energy Conversion and Management. 36 (95), 707-712 (1995).</li>
<li>Martínez, M. E., Camacho, F., Jiménez, J. M., Espínola, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+light+intensity+on+the+kinetic+and+yield+parameters+of+Chlorella+pyrenoidosa+mixotrophic+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Process+Biochem%22%5BJournal%5D)">Influence of light intensity on the kinetic and yield parameters of Chlorella pyrenoidosa mixotrophic growth.</a> Process Biochem. 32 (96), 93-98 (1997).</li>
<li>Van't Riet, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+measuring+methods+and+results+in+nonviscous+gas-liquid+mass+transfer+in+stirred+vessels%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Eng.+Chem.+Process%22%5BJournal%5D)">Review of measuring methods and results in nonviscous gas-liquid mass transfer in stirred vessels.</a> Ind. Eng. Chem. Process. 18, 357-364 (1979).</li>
<li>Methekar, R., Ramadesigan, V., Braatz, R. D., Subramanian, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimum+charging+profile+for+lithium-ion+batteries+to+maximize+energy+storage+and+utilization%5BTitle%5D)+AND+%22ECS+Trans%22%5BJournal%5D)">Optimum charging profile for lithium-ion batteries to maximize energy storage and utilization.</a> ECS Trans. 25, 139-146 (2010).</li>
<li>Kameswaran, S., Biegler, L. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+dynamic+optimization+strategies%3A+Recent+advances+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Comput.+Chem.+Eng%22%5BJournal%5D)">Simultaneous dynamic optimization strategies: Recent advances and challenges.</a> Comput. Chem. Eng. 30, 1560-1575 Forthcoming.</li>
<li>He, L., Subramanian, V. R., Tang, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+analysis+and+model-based+optimization+of+microalgae+growth+in+photo-bioreactors+using+flue+gas%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Experimental analysis and model-based optimization of microalgae growth in photo-bioreactors using flue gas.</a> Biomass Bioenergy. 41, 131-138 (2012).</li>
<li>Novak, J. T., Brune, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inorganic+carbon+limited+growth+kinetics+of+some+freshwater+algae%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">Inorganic carbon limited growth kinetics of some freshwater algae.</a> Water Res. 19 (85), 215-225 (1985).</li>
<li>Landry, M. R., Haas, L. W., Fagerness, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+microbial+plankton+communities+experiments+in+Kaneohe+Bay%2C+Hawaii%5BTitle%5D)+AND+%22Mar.+Ecol%22%5BJournal%5D)">Dynamics of microbial plankton communities experiments in Kaneohe Bay, Hawaii.</a> Mar. Ecol. 16, 127-133 (1984).</li>
<li>Silva, H. J., Pirt, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+dioxide+inhibition+of+photosynthetic+growth+of+Chlorella%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Gen.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Carbon dioxide inhibition of photosynthetic growth of Chlorella.</a> J. Gen. Microbiol. 130, 2833-2838 (1984).</li>
<li>Powell, E. E., Mapiour, M. L., Evitts, R. W., Hill, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+kinetics+of+Chlorella+vulgaris+and+its+use+as+a+cathodic+half+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Technol%22%5BJournal%5D)">Growth kinetics of Chlorella vulgaris and its use as a cathodic half cell.</a> Bioresour. Technol. 100, 269-274 (2009).</li>
<li>Sawyer, C. N., McCarty, P. L., Parkin, G. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSawyer%2C+CN+%22Chemistry+for+environmental+engineering+and+science%22">Chemistry for environmental engineering and science</a>. , 5th, McGraw-Hil. 144(2003).</li>
<li>Doucha, J., Straka, F., Lívanský, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utilization+of+flue+gas+for+cultivation+of+microalgae+Chlorella+sp.+in+an+outdoor+open+thin-layer+photobioreactor%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phycol%22%5BJournal%5D)">Utilization of flue gas for cultivation of microalgae Chlorella sp. in an outdoor open thin-layer photobioreactor.</a> J. Appl. Phycol. 17, 403-412 (2005).</li>
<li>Thimijan, R. W., Heins, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photometric%2C+radiometric%2C+and+quantum+light+units+of+measure%3A+a+review+of+procedures+for+interconversion%5BTitle%5D)+AND+%22Hortscience%22%5BJournal%5D)">Photometric, radiometric, and quantum light units of measure: a review of procedures for interconversion.</a> Hortscience. 18, 818-822 (1983).</li>
</ol>

Deze auteurs hebben niets te onthullen.

In deze studie tonen we aan de experimentele protocol voor het opschalen van algen teelten in fotobioreactoren. We onderzoeken ook verschillende methoden voor rookgas ingangen om algengroei te bevorderen. Met behulp van een massa-overdracht en bio-reactie model, tonen we aan dat de CO 2 massatransfercoëfficiënt K La (bepaald door bioreactor mengen conditie en CO 2 oppervlakkige snelheid) van grote invloed op de algengroei. Het model simulatie geeft continu aan-uit rookgas pulsen met korte...

<table><tbody><tr><td>Spectrophotometer</td><td>Thermal Scientific, Texas USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CO2 gas analyzer</td><td>LI-COR, Biosciences, Nebraska USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mass flow controllers</td><td>OMEGA Engineering INC, Connecticut USA</td><td>FMA5416</td><td></td></tr><tr><td>Data acquisition card</td><td>Measurement Computing Corporation, Massachusetts USA</td><td>USB-1208FS</td><td></td></tr><tr><td>Filters</td><td>Aerocolloid LLC, Minnesota USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MATLAB/Simulink</td><td>Mathworks, Massachusetts USA</td><td>R2010a</td><td></td></tr><tr><td>Glass bottles</td><td>Fisher USA</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

optimaliseer rookgas instellingen ter bevordering van microalgen groei in fotobioreactoren via computersimulaties

Optimize Flue Gas Settings to Promote Microalgae Growth in Photobioreactors via Computer Simulations

Rookgas van energiecentrales kunnen algen teelt te bevorderen en de uitstoot van broeikasgassen te verminderen 1. Microalgen niet alleen zonne-energie efficiënter dan planten 3 vast te leggen, maar ook synthetiseren geavanceerde biobrandstoffen 2-4. In het algemeen, de atmosferische CO 2 is geen voldoende bron voor de ondersteuning van maximaal algengroei 5. Anderzijds, de hoge concentraties van CO2 in industriële uitlaatgassen negatieve effecten op algen fysiologie. Bijgevolg beide teeltomstandigheden (zoals nutriënten en licht) en de controle van de rookgasstroom in de foto-bioreactoren zijn belangrijk om een ​​doeltreffende &quot;rookgas voor algen ontwikkelen&quot; systeem. Onderzoekers hebben verschillende photobioreactor configuraties 4,6 en teeltstrategieën 7,8 met rookgas voorgesteld. Hier presenteren we een protocol dat laat zien hoe modellen te gebruiken om de groei van microalgen in reactie voorspellen gasinstellingen rookkanaal. We perform zowel experimentele illustratie en modelsimulaties aan de gunstige voorwaarden voor de groei van algen met rookgas. Wij ontwikkelen een Monod-gebaseerd model gekoppeld aan massa-overdracht en lichtintensiteit vergelijkingen te simuleren de microalgen groei in een homogene foto-bioreactor. Het model simulatie vergelijkt algengroei en rookgas consumpties onder verschillende rookgasreiniging instellingen. Het model illustreert: 1) hoe de algengroei wordt beïnvloed door verschillende volumetrische massa-overdracht coëfficiënten van CO 2, 2) hoe kunnen we optimaal CO 2-concentratie voor algengroei vinden via de dynamische optimalisatie aanpak (DOA), 3) hoe kunnen we het ontwerp van een rechthoekig aan-uit rookgas-impuls om algengroei biomassa te bevorderen en om het gebruik van rookgassen. Op de experimentele kant, presenteren we een protocol voor het kweken van Chlorella onder het rookgas (opgewekt door verbranding van aardgas). De experimentele resultaten kwalitatief valideren van het model voorspellingen die de hoge frequentie rookgas puGrote ondernemingen kunnen een aanzienlijke verbetering van de algenteelt.

Onze eerdere experimentele analyse blijkt dat continue blootstelling rookgas bezwarend Chlorella groei met minder CO 2 belichtingstijd kunnen deze remming 13 verlichten. Om een ​​beter inzicht rookgas in-en algengroei relatie ontwikkelen wij een empirisch model om de biomassa groei in aanwezigheid van rookgas simuleren. We nemen aan dat het rookgas bevat 15% CO 2 (let op: De typische CO 2-concentratie van de verbranding van steenkool is 10-15%, terwijl het rookgas van...

Rookgas van energiecentrales is een goedkope CO 2 bron voor algengroei. We hebben prototype &quot;rookgas teelt van algen&quot; gebouwd systemen en beschreef hoe de opschaling van de algen teeltproces. We hebben het gebruik van een massa-overdracht bio-reactie model te simuleren en het ontwerp van de optimale werking van rookgas voor de groei van Chlorella sp aangetoond. in algen foto-bioreactoren.

Optimaliseer Rookgas instellingen ter bevordering van microalgen groei in fotobioreactoren via Computersimulaties

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently ...

Het algemene doel van het volgende protocol is om via computationele simulaties aan te tonen dat controle over het uitlaatgas de groei van microalgen op rookgas kan verbeteren, en om procedures voor algenkweek en opschaling te demonstreren. Dit wordt bereikt door eerst een kinetisch model te gebruiken om de groeiomstandigheden van microalgen te simuleren onder verschillende massaoverdrachtssnelheden bij verschillende modi voor de controle van het uitlaatgas; de hier getoonde koolstofdioxideconcentratieprofielen zijn de modelvergelijkingen. Vervolgens worden de procedures voor het kweken van algen en het opschalen van de algenkweek gedemonstreerd.Vervolgens worden de algen onder rookgas gekweekt in een kleine fotobioreactor. Het rookgas wordt gegenereerd door natuurlijke verbranding en de debieten worden geregeld door een massaflowcontrollersysteem voordat ze in het algensysteem worden geïntroduceerd. Resultaten uit de modelsimulaties laten zien dat controle over het afgas substraatinhibitie kan verminderen en de groei van microalgen met rookgas kan bevorderen.Het aan- en uitschakelen van de gasregeling bleek bovendien het gebruik van rookgas te verminderen en de energie-efficiëntie

optimize-flue-gas-settings-to-promote-microalgae-growth

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Integratie van microalgencultivatiek met industrieel rookgas zal uiteindelijk zware metalen en andere anorganische verbindingen in de groeimedia introduceren. Deze studie presenteert een procedure die wordt gebruikt om het eindlot en de impact van zware metalen en anorganische verontreinigingen op de groei van Nannochloropsis salina gekweekt in fotobioreactoren te bepalen.

Kwantificering van zware metalen en andere anorganische contaminanten op de productiviteit van microalgen

Dit document beschrijft het montageproces en de werking van een fotokinetische biotactor met een schaalvergroting, die in combinatie met andere methoden kan worden gebruikt om de relevante kinetische groeiparameters te schatten. Dit systeem controleert de pH, het licht en de temperatuur voortdurend met behulp van sensoren, een dataverzamelings- en besturingseenheid en open-source data acquisition software.

Constructie en opstelling van een Benchschaal Alg Photosynthetic Bioreactor met Temperatuur, Licht en pH Monitoring voor Kinetische Groeitesten

Hier presenteren we een protocol om te bouwen van lab-schaal zeepbel kolom photobioreactors en ze gebruiken om cultuur microalgen. Het biedt ook een methode voor de bepaling van de groeisnelheid van de cultuur en de neutrale vetgehalte.

Teelt van groene microalgen in Bubble kolom Photobioreactors en een kwantitatieve analyse voor neutrale lipiden

Bench-Scale, Axenische teelt vergemakkelijkt microalgal karakterisering en productiviteit optimalisatie voor verdere proces scale-up. Photobioreactoren zorgen voor de nodige controle voor betrouwbare en reproduceerbaar microalgal experimenten en kunnen worden aangepast om microalgen veilig te cultiveren met de corrosieve gassen (CO2, dus2, No2) van gemeentelijke of industriële verbrandingsemissies.

Microalgen teelt en biomassa kwantificering in een Fotobioreactor met een tafel schaal met corrosieve rookgas

Er wordt een protocol beschreven om de koolstofdioxide in het rookgas van aardgascentrales te gebruiken om microalgen te cultiveren in open raceway-vijvers. Rookgasinjectie wordt geregeld met een pH-sensor en de groei van microalgen wordt gemonitord met realtime metingen van de optische dichtheid.

Koppeling van koolstofafvang uit een energiecentrale met semi-geautomatiseerde open racewayvijvers voor de teelt van microalgen

Deze publicatie beschrijft het ontwerp van laboratoriumfotobioreactoren (PBR's) met aanpasbare lichtregimes. De groei van cyanobacteriën of microalgen, met bicarbonaat als koolstofbron, wordt continu bewaakt door de volumetrische zuurstofproductie te meten. Deze PBR's maken snelle, gerepliceerde laboratoriumgroeivergelijkingen mogelijk met weinig tussenkomst van de gebruiker tijdens experimenten.

Werking van laboratoriumfotobioreactoren met online groeimetingen en aanpasbare lichtregimes

Luchtverontreiniging heeft invloed op de kwaliteit van leven van alle organismen. Hier beschrijven we het gebruik van microalgenbiotechnologie voor de behandeling van biogas (gelijktijdige verwijdering van kooldioxide en waterstofsulfide) en de productie van biomethaan door middel van semi-industriële open algenvijvers met hoge snelheid en de daaropvolgende analyse van behandelingsefficiëntie, pH, opgeloste zuurstof en microalgengroei.

Biogaszuivering door het gebruik van een microalgenbacterieel systeem in semi-industriële algenvijvers met hoge snelheid

Werkwijze voor de bepaling van vetzuren en samenstelling microalgen gebaseerd op mechanische celdisruptie, oplosmiddelhoudende vetextractie, verestering en kwantificatie en identificatie van vetzuren met gaschromatografie wordt beschreven. Een tripentadecanoin interne standaard wordt gebruikt ter compensatie van eventuele verliezen bij de winning en onvolledige omestering.

Analyse van vetzuurgehalte en Compositie in Microalgen

Dit artikel toont de statische kamergebaseerde methode voor het meten van broeikasgasflux uit bodembronnen. Met relatief bescheiden investeringen in infrastructuur kunnen metingen worden verkregen uit meerdere behandelingen/locaties en over tijdsbestekken variërend van uren tot jaren.

Meting van Greenhouse Gas Flux uit landbouwgrond met statisch Chambers

Traditionele thermogradiënttabellen creëren een temperatuurbereik over het oppervlak. Het lassen van verstevigingen loodrecht op het oppervlak van een thermogradiënttafel zal de temperatuur in diepte controleren, waardoor mogelijke onderzoekstoepassingen worden vergroot.

Een Gusseted Thermogradient Tabel naar grondtemperaturen controle voor het evalueren van Plant Groei en Monitoring bodemprocessen

Ontdek hoe computersimulaties rookgasinstellingen optimaliseren voor microalgengroei in fotobioreactoren. Deze methode toont aan dat aan-uit-gascontrole groei bevordert en substratremming vermindert.

Optimaliseer Rookgas instellingen ter bevordering van microalgen groei in fotobioreactoren via Computersimulaties

Meer video's verkennen