Summary
Rauchgas von Kraftwerken ist eine billige CO 2-Quelle für das Algenwachstum. Wir haben Prototyp "Rauchgas auf Algenanbau" gebaut Systeme und beschrieben, wie Scale-up der Algenkultivierungsprozess. Wir haben die Verwendung einer Massentransfer Bio-Reaktionsmodell, um das Wachstum von Chlorella sp simulieren und Design der optimalen Betrieb des Rauchgases gezeigt. in Algenphotobioreaktoren.
Abstract
Rauchgas von Kraftwerken können Algen-Anbau zu fördern und Verringerung der Treibhausgasemissionen ein. Mikroalgen nicht nur Sonnenenergie einzufangen effizienter als Anlagen 3, aber auch zu synthetisieren fortschrittliche Biokraftstoffe 2-4. Im Allgemeinen ist atmosphärische CO 2 keine ausreichende Quelle für die Unterstützung maximal 5 Algenwachstum. Auf der anderen Seite, die hohe Konzentrationen von CO 2 in industriellen Abgasen nachteilige Auswirkungen auf das Algenphysiologie. Folglich sind beide Anbaubedingungen (wie Nährstoffe und Licht) und die Kontrolle der Rauchgasstrom in die Photobioreaktoren wichtig, ein effizientes "Rauchgas-Algen" System entwickeln. Forscher haben verschiedene Photobioreaktor Konfigurationen 4,6 und 7,8 Bearbeitungsstrategien mit Rauchgas vorgeschlagen. Hier präsentieren wir ein Protokoll, wie man Modelle verwenden, um die Mikroalgenwachstum in Reaktion vorherzusagen, um Gas Einstellungen Rauch demonstriert. Wir perform sowohl experimentelle Darstellung und Modellsimulationen, die günstigen Bedingungen für das Algenwachstum mit Rauchgas bestimmen. Wir entwickeln eine Monod-basiertes Modell verbunden mit Stoff-und Lichtintensität Gleichungen, um die Mikroalgenwachstum in einem homogenen Photobioreaktor zu simulieren. Die Modellsimulation vergleicht das Algenwachstum und Rauchgasverbrauch unter verschiedenen Rauchgas-Einstellungen. Das Modell veranschaulicht: 1), wie das Algenwachstum wird durch verschiedene volumetrische Stoffübergangskoeffizienten von CO 2 beeinflusst, 2) wie können wir optimale CO 2-Konzentration für das Algenwachstum durch die dynamische Optimierungsansatz (DOA) zu finden, 3), wie können wir ein Design rechteckige Ein-Aus-Abgasimpuls an Algenbiomasse Wachstum zu fördern und um die Verwendung von Rauchgas zu reduzieren. Auf der experimentellen Seite präsentieren wir ein Protokoll für den Anbau von Chlorella unter dem Rauchgas (durch Verbrennung von Erdgas erzeugt wird). Die experimentellen Ergebnisse bestätigen qualitativ die Modellvorhersagen, dass die Hochfrequenz-Rauchgas puGU deutlich verbessern kann Algenanbau.
Protocol
1. Algenzucht und Scale-up
- Vorbereitung des Kulturmediums unter Verwendung von entionisiertem Wasser, enthaltend 0,55 g / L -1 Harnstoff, 0,1185 g / L -1 KH 2 PO 4, 0,102 g / L -1 MgSO 4 · 7H 2 O, 0,015 g / L -1 FeSO 4 · 7H 2 O und 22,5 ul Mikro (18,5 g / L -1 H 3 BO 3, 21,0 g / L -1 CuSO 4 · 5H 2 O, 73,2 g / L -1 MnCl 2 · 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 ). Stellen Medium pH-Wert auf 7-8. Sterilisieren Kulturmedium über 0,22 um Spritzenfilter.
- Impfen Chlorella sp. aus einer Kolonie auf einem frischen Agar-Platte in ein Shake flask, der 50 ml Medium mit einer sterilen Impföse. Kultur Algen unter 150 rpm und 30 ° C für sechs Tage (Dauerlichtanlage, Photonenfluss = 40-50 mmol m -2 s -1). Überwachung der Zelldichte mit einem Spektrophotometer (OD 730).
- Über 50 ml Algenkultur (Mitte-log-Wachstumsphase, OD 730> 1) in einem 2-l-Glasflasche (mit ~ 1 L sterilisiert Kulturmedium). Pumpe gefilterte Luft (oder CO 2) in die Kultur während der Inkubation (5 Tage).
- Über 1 L Algenkultur in einen 20-l-Glasballonflasche mit 15 L nicht sterilisierten Kulturmedium (in diesem Stadium Risiko einer mikrobiellen Kontamination gering ist), dann ist Kultur Algen unter gleichen Bedingungen, wie in Schritt 1.3 angegeben.
- Platz 15 L frische Algenkultur (OD 730 = 2) und 85 L nicht-sterilisierten Mediums zu einer flachen Platte Photobioreaktor (mit Leuchtdioden, Computersteuerung, Gasgemisch, Analysegeräte für die Zell optische Dichte ausgestattet, pH, gelöster Sauerstoffgen, Temperatur und gelöste CO 2). Pumpen Sie den Abgas / Luft-Gemisch in den Bioreaktor.
- Gründlich trocken-sauber die Photobioreaktor mit 70% Ethanol Biomasse nach der Ernte (OD 730> 20).
2. Labor-Demonstration der Rauchgasreinigung mit kleinen Photobioreaktoren
- Impfen Algenkulturen in Glasflaschen (200 ml / min Medium / Flasche, Anfangs-OD 730 ~ 0,3).
- Brennen Erdgas und pumpen das Rauchgas (~ 250 cm 3 min -1) durch einen Trichter, einem Kühler Rohr und einem 0,5 L Waschflasche (mit Wasser / Kalksteinsuspension).
- Die Massendurchflussregler steuern den Rauchgasstrom in die Algenkultur (Abbildung 1). Rauchgasimpulse sind zwei Modi: Rauchgas-on-und Rauchgas-off (Pumpe Luft statt).
3. Kinetische Modellentwicklung
Die kinetische Modell geht davon: (1) die Kulturen homogenes Systems. (2) CO 2-Konzentration und der Lichtintensität in den Kulturen sind die begrenzenden Faktoren für das Algenwachstum. (3) CO 2-Partialdruck und seiner flüssigen Phase Gleichgewicht mit H 2 CO 3, HCO 3 - und CO 3 2 - ist mit dem Gesetz von Henry vereinfacht). Die Modellgleichungen sind:
X ist die Biomasse (kg · m -3). S ist der gelöste CO 2 (mol · m -3). P ist der CO 2-Partialdruck in der Gasphase (Pa). p i ist der Partialdruck des i-ten toxischen Verbindung in dem Gas (wie NO x und SO x). P max.i ist der Partialdruck des Giftgases, Voll Hemmung von Biomasse Wachstum haben. η i die Erfahrungszahl. K s ist die Michaelis-Menten-KonstanteCO 2 (mol · m -3). K I ist die Hemmung Konstante von CO 2 (mol · m -3). K ist die Michaelis-Menten-Konstante der Lichtintensität (mmol · m -2 · s -1). H ist die Henry-Konstante für CO 2 (Pa · m 3 · mol -1). K La ist der Massentransferrate von CO 2 (h -1). I ist die durchschnittliche Lichtstärke, &mgr; mol · m -2 · s -1, 9, die wie folgt berechnet werden kann ((3) Gleichung).
Die Definition der Modellparameter ist in Tabelle 1. Die Anfangsbedingungen annehmen, daß Biomasse-und gelöstem CO 2-Konzentration 100 mg / l und 13 mmol / L sind. Der volumetrische Stoffübergangskoeffizienten können durch empirische Korrelationen geschätzt werdention, um Bioreaktor-Parameter 10:
P G / V ist der Stromverbrauch des belüfteten System im Bioreaktor (W / m 3). UGS ist die Oberflächengeschwindigkeit des Gasstromes durch den Bioreaktor (m / sec). α, β und γ Konstanten sind Mischbedingungen.
- Konstruieren Sie ein Simulink-Datei für die Modellsimulation (Screen Aufnahmen werden in das Trägermaterial I angegeben).
- Wählen Sie Datei / Neu / Modell auf der MATLAB-Schnittstelle, ein Simulink-Modell zu erstellen, und öffnen Sie "Library Browser" (Screenshot 1).
- Wählen Sie 'Subsystem' Baustein in der Bibliothek Browser, um die Subsysteme zur Gleichung 1 und 2 zu erstellen. Ziehen Sie ein Subsystem Block an den Simulink-Modell-Datei, ändern ihren Namen in 'Gleichung 1', und dann die gleichen Schritte wiederholen Sie für Gleichung 2.
- Verknüpfen Sie die beiden Teilsysteme zu Modellgleichungen (1 und 2) zu vertreten. Verbinden des Ausgangs von einem Untersystem zu dem Eingang des anderen Subsystem durch den Pfeil falls erforderlich. Beispielsweise ist die gelöste CO 2-Konzentration der output in der Gleichung 2 Subsystem und auch der Eingang der Gleichung 1 Subsystem.
- Mit 'Impulsgeber' block als Eingänge für 'Gleichung 2', um die Ein-Aus-CO 2 Impulse zu simulieren, verwenden Sie 'Konstant' Block als Flächenlichteingangswert. Doppelklicken Sie auf die Blöcke, um die Parameter wie die Periodendauer und Amplitude ändern.
- Wählen Sie "Mux"-Block in der Bibliothek Browser. Schließen Sie die Ausgänge zu "Mux" und verbinden Sie es mit "To Workspace" Block, der die simulierten Ergebnisse speichert dann.
- Definieren Sie die 'Simulation Stoppzeit "in der oberen Symbolleiste, klicken Sie auf die Schaltfläche"
", Um die Simulation zu starten, und die Ergebnisse werden in der MATLAB-Workspace (Screenshot 4) gezeigt werden.
", Um die Simulation zu starten, und die Ergebnisse werden in der MATLAB-Workspace (Screenshot 4) gezeigt werden. Um die Änderungen der Einlaufzuströmflächen CO 2-Profil (P opt), die Biomasseproduktion 11, 'fmincon "-Funktion MATLAB und CVP (Steuervektor Parametrierung) 12 verwendet werden, zu maximieren. Abbildung 2 zeigt die Optimierungsalgorithmus (siehe MATLAB-Programmiercodes in den Hintergrund Material II).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Unsere bisherigen experimentellen Analyse zeigt, dass die kontinuierliche Rauchgasexposition nachteilig auf die Chlorella-Wachstum, während abnehmende CO 2 Belichtungszeit wird der Lage, diese Hemmung 13 zu lindern. Um die Rauchgaszufluss und Algenwachstum Beziehung besser zu verstehen, entwickeln wir ein empirisches Modell, um die Biomasse Wachstum in Gegenwart von Rauchgas zu simulieren. Wir gehen davon aus, dass das Rauchgas enthält 15% CO 2 (Hinweis: Die typische CO 2-Konzentration aus der Kohleverbrennung ist von 10 bis 15%, während die Rauchgas-Sauerstoff-Verbrennung Kraftwerk hat CO 2> 15%). Die Stoff-und Algenwachstumsparameter sind in Tabelle 1 basiert. Die Modellsimulation testet drei Methoden zur Wachstumshemmung durch Rauchgas zu vermeiden: 1. Halten geringer Strömungsgeschwindigkeit in die Kultur um den Massen-Zustand zu reduzieren. 2. Ein-Aus-Impulsen des Rauchgases in der Kultur. 3. Steuern Sie die CO 2-Zufluss Zusammensetzungen bei der optimalen Niveau.
(Abbildung 3a), die angibt, dass eine optimale Massentransferrate (K La = 0,17 bis 0,18 h -1) ist in der Lage, um die Rauchgas Hemmung zu reduzieren testen wir Algenwachstum. Wenn K La niedriger oder höher als der optimale Wert, wird das Algenwachstum reduziert werden. Gleichung 4 deutet die Abnahme der Be-und Gasströmung durch die Kultur können die Stoffübergangskoeffizienten verringern. Tabelle 2 zeigt, wie die Strömungsrate (dh Oberflächengeschwindigkeit) beeinflusst das Wachstum von Algen. Im Allgemeinen niedriger Strömungsrate reduziert K La und verhindert CO 2 Hemmung des Algenwachstums, wie in 3 gezeigt, die gleiche Tendenz. Weitere Reduzierung Strömungsrate durch Bioreaktor bewirkt, dass der Stoffübergangskoeffizient zu klein, um ausreichend CO 2 für das Algenwachstum (Fig. 3b) zu liefern.
Zweitens, einen Ein-Aus-ga Rauch stellen wirPuls-Modus, um die Wachstumshemmung zu überwinden, wenn Abgasmassentransfer K La ist hoch in den Photobioreaktor (dh K La = 17 h -1). In der Simulation wird angenommen, die Algenkulturen mit zwei unterschiedlichen CO 2-Konzentrationen (15% der Rauchgas-on und 0,04% mit atmosphärischem CO 2 für die Rauchgas-off) gepulst. Zur Optimierung der Rauchgas-Pulsmodus, verschiedene Ein-Aus-Frequenzen getestet (Abbildung 4). Die Simulation zeigt, dass die Hochfrequenz-Abgasimpulse (Ein-Aus-Steuerung der Rauchgase) können Algenwachstum zu fördern. Tabelle 2 zeigt auch, dass die Ein-Aus-Steuermodus wird weniger Abgas im Vergleich zu kontinuierlichen Zuführung von Rauchgas in den Bioreaktor.
Drittens, berechnen wir CO 2-Konzentrationsprofile für maximale Algenwachstum. Mit Modellparameter in Tabelle 1, die dynamische Optimierungsansatz zeigt die optimale CO 2-Konzentrationen in der Gasphase sollte während Algenwachstum kontinuierlich erhöht werden. Modellsimulation zeigt auch, dass sowohl die Ein-Aus-CO 2-Impulse (Methode 2) und die Kontrolle der optimalen CO 2-Eingang (Methode 3) sind gleich gut, um das Algenwachstum mit Rauchgas fördern (Abbildung 5).
Fig. 1 ist. Schema der Gas-Aus-Steuersystem im Labormaßstab. Die Flussraten von Rauchgas durch natürliche Verbrennung erzeugt werden, durch die Massenflusssteuerungssystem vor, in dem Algen-System eingeführt gesteuert. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .
d/50718/50718fig2.jpg "alt =" 2 "width =" 500px "fo: content-width =" 5in "fo: src =" / files/ftp_upload/50718/50718fig2highres.jpg "/>
2. Flussdiagramm der dynamischen Optimierungsverfahren. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .
3. Schlussbiomassekonzentration am Tag 12 als Funktion der K La unter Dauerrauchgasreinigung (CO 2, 15% v / v) (a), und der Vergleich der Biomasse-Wachstum mit verschiedenen K La: 0.017 h -1 (blaue Linie) , 0,17 h -1 (gelbe Linie) und 17 h -1 (schwarze Linie) im Dauerrauchgasreinigung (CO 2, 15% v / v) (
4. Wirkung von gas-on/gas-off Frequenz auf die Biomasseproduktion in 12 Tagen. Das Modell nimmt die Mikroalgen, die CO 2 (15% v / v) Impulse bei verschiedenen Frequenzen getestet ausgesetzt. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .
5. Vergleich von Biomasse-Wachstum under optimale CO 2-Profil (gelbe Linie), die Ein-Aus-Frequenz von 10 sec Gas-on / 5 min Gas-off (rote Linie), Ein-Aus-Steuerung mit einer Frequenz von 10 Sek. auf Gas-/ 7 min Gas- aus (grüne Linie), Ein-Aus-Steuerung mit einer Frequenz von 1 min gas-on/29 min Gas-off (schwarze Linie) und die kontinuierliche Behandlung mit Rauchgas mit 15% (v / v) CO 2-Bedingungen (blau Linie). Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .
6. Experimentelle Ergebnisse unserer früheren Arbeit 13 bis Wirkung von Rauchgasimpulse auf Chlorella-Wachstum. . Gas-on (Rauchgasreinigung), Gas-off (Luftaufbereitung) A: 10 sec Gas-on / 7 min Gas-off, B: 30 min gas-on/30 minGas-off, C: 5 h Gas-on / 7 h Gas-off, D: Kultivierung in Schüttelkolben. Die Kultur-Präparat wurde in der Protokollteil beschrieben, und die Experimente wurden unter der Raumtemperatur durchgeführt. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .
| Parameter | Beschreibungen | Werte | Einheiten | Referenzen / Notes |
| μ max | maximale spezifische Wachstumsrate | 0.070 | h -1 | 14 |
| k d | Sterblichkeit | 0,028 | h -1 | 15 |
| K s | Michaelis-Menten-Konstante des CO 2 | 0.00021 | mol · m -3 | 14 |
| K I | Hemmungskonstante von CO 2 | 10 a | mol · m -3 | 16 |
| K | Michaelis-Menten-Konstante der Lichtintensität | 14 b | μ mol · m -2 · s -1 | 9 |
| K La | Massentransferrate von CO 2 | 17 | h -1 | 17 |
| H | Henry-Konstante von CO 2 | 3202 c | Pa · m 3 · mol -1 | 18 |
| Y S / X | Ausbeutekoeffizienten | 100 d | (Mol CO &sub2;) / (kg Biomasse) | 19 |
| A | Konstant | 14,7 | m 3 · kg-1 | 9 |
| I 0 | Flächenlichtintensität | 45 e | μ mol Photonen · m -2 · s -1 | gemessen |
| Atmosphärischen CO 2 | atmosphärischen CO 2-Konzentration | 0,04% | Volumenanteil | |
| CO 2 im Rauchgas | CO 2-Konzentration im Rauchgas | 15% | Volumenanteil | angenommen |
| X (0) | Anfangsbiomassekonzentration | 0,1 | kg · m - 3 | angenommen |
| S (0) | Anfangs gelöstem CO 2-Konzentration | 0,013 | mol · m - 3 | angenommen |
Tabelle 1. Parameter verwendetdas Modell.
K I = 10 mm, und die Teststrecke in dieser Studie ist 0,5-10 mol · m -3;
b K = 1011 Lux, die ~ 14 mmol · m -2 · s -1 20;
c H = 31,6 atm · M -1;
d 4,4 kg CO 2 ist für die Produktion von 1 kg (Trockengewicht) von Biomasse benötigt werden;
e Die gemessene Lichtintensität 40-50 μ mol · m -2 · s -1;
| Oberflächliche Geschwindigkeit / m / s | Initial Biomasse / mg / L | γ = 0,2 | γ = 0,5 | γ = 0,8 | Gesamtrauchgas in 12 Tagen verwendet (m 3 / m 2) | |||
| La K / m / s | Schluss Biomasse / mg / L | La K / m / s | Schluss Biomasse / mg / L | La K / m /s | Schluss Biomasse / mg / L | |||
| 0,001 * | 100 | 4.3 | 128 | 0,54 | 149 | 0.068 | 115 | 1,0 × 10 3 |
| 0,01 * | 100 | 6.8 | 127 | 1,7 | 132 | 0,43 | 160 | 1,0 × 10 4 |
| 0.1 * | 100 | 11 | 126 | 5.4 | 127 | 2.7 | 129 | 1,0 x 10 5 |
| 1 * | 100 | 17 | 126 | 17 | 126 | 17 | 126 | 1,0 x 10 6 |
| 10 * | 100 | 27 | 126 | 54 | 126 | 107 | 125 | 1,0 x 10 7 |
| 10s/5min Frequenz | 100 | 17 | 313 | 17 | 313 | 17 | 313 | 3,3 × 10 4 |
Tabelle 2. Biomassewachstum mit 15% (v / v) Rauchgas am Tag 12 unter verschiedenen Oberflächengasströmungsgeschwindigkeiten. In diesem Modell gehen wir davon aus, dass K La = 17 (u gs) γ
*: Unter der Annahme, dass CO 2 kontinuierlich in Bioreaktor bei der konstanten Durchflussrate gepumpt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
In dieser Studie zeigen wir die Versuchsprotokoll für die Aufstockung Algenkulturen in Photobioreaktoren. Wir mehrere Methoden zur Rauchgaseingänge prüfen, auch das Algenwachstum fördern. Mit einem Massen-und Bio-Reaktionsmodell zeigen wir, dass die CO 2-Stoffübergangskoeffizienten K La (von Bioreaktor Mischzustand und CO 2-Oberflächengeschwindigkeit bestimmt) beeinflusst stark das Algenwachstum. Die Modellsimulation zeigt kontinuierlichen Ein-Aus-Rauchgaspulse mit kurzen Impulsbreite und hoch auf Frequenzen kann Chlorella-Wachstum (dh Hochfrequenz-Aus-Rauchgasimpulse Biomasse Wachstum zu unterstützen fast so gut wie eine optimale CO 2-Bedingungen, Bild verbessern 5.). In der Zwischenzeit können Ein-Aus-Modus die Gesamtmenge des Rauchgases, das durch den Bioreaktor (Tabelle 2), die die Energie für den Transport der Rauchgasmenge für Algen cultiv speichert gepumpt werden muss, deutlich reduziertation. Die On-Off-Gas-Puls-Modus kann in Photobioreaktoren oder Algenteichen verwendet werden, wenn man bedenkt, dass der Modus der konstanten Rauchgaspulse ist viel einfacher zu bedienen als dynamische Steuerung der Zulauf CO 2-Konzentration. Auf der anderen Seite haben wir die Algenkultur Experimente mit Rauchgasen durchgeführt. Rauchgas werden in die Photobioreaktoren zu einem bestimmten EIN / AUS-Frequenz, die deutlich minimiert die hemmende Wirkung des Rauchgases und verbessert die Biomasseproduktion im Vergleich zu Kulturen mit atmosphärischem CO &sub2; (Fig. 6) 13 gepulst. Die experimentellen Ergebnisse wurden qualitativ bestätigt unser Modell und bestätigt, dass die Ein-Aus-Steuerung des Abgas wirksam zur Erhöhung der Chlorella-Wachstums ist.
Schließlich unterliegt einigen Einschränkungen dieses Modell Studie. Zuerst wird das Modell nicht direkt berücksichtigen die Auswirkungen von toxischen Verbindungen, wie SO x und NO x im Abgas. Zweitens the chemischen Reaktionen und Gleichgewichte in dem Kulturmedium (einschließlich CO 2, H +, OH -, NH 3, etc.) vereinfacht. Drittens gilt das Modell nicht berücksichtigt, CO 2-Fluiddynamik, wo die eigentliche gasförmigen Stoffübertragung nicht sofort oder homogene in Kulturmedium. Jedoch haben die vereinfachte Modellansätze noch praktische Anwendungen für Leitlinien zur Optimierung der Algenwachstum.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Diese Autoren haben nichts zu offenbaren.
Acknowledgments
Diese Studie wird von einer NSF-Programm (Forschung Erfahrungen für Absolventen) an der Washington University in St. Louis unterstützt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Spectrophotometer | Thermal Scientific, Texas USA | ||
| CO2 gas analyzer | LI-COR, Biosciences, Nebraska USA | ||
| Mass flow controllers | OMEGA Engineering INC, Connecticut USA | FMA5416 | |
| Data acquisition card | Measurement Computing Corporation, Massachusetts USA | USB-1208FS | |
| Filters | Aerocolloid LLC, Minnesota USA | ||
| MATLAB/Simulink | Mathworks, Massachusetts USA | R2010a | |
| Glass bottles | Fisher USA |
References
- Granite, E. J., O'Brien, T. Review of novel methods for carbon dioxide separation from flue and fuel gases. Fuel Process. Technol. 86, 1423-1434 (2005).
- Chisti, Y. Biodiesel from microalgae. Biotechnol. Adv. 25, 294-306 (2007).
- Li, Y., Horsman, M., Wu, N., Lan, C. Q., Dubois-Calero, N. Biofuels from microalgae. Biotechnol. Prog. 24, 815-820 (2008).
- Schenk, P., et al. Second generation biofuels: high-efficiency microalgae for biodiesel production. BioEnergy Research. 1, 20-43 (2008).
- Kumar, A., et al. Enhanced CO2 fixation and biofuel production via microalgae: recent developments and future directions. Trends Biotechnol. 28, 371-380 (2010).
- Kumar, K., Dasgupta, C. N., Nayak, B., Lindblad, P., Das, D. Development of suitable photobioreactors for CO2 sequestration addressing global warming using green algae and cyanobacteria. Bioresour. Technol. 102, 4945-4953 (2011).
- Lee, J. -N., Lee, J. -S., Shin, C. -S., Park, S. -C., Kim, S. -W. Methods to enhance tolerances of Chlorella KR-1 to toxic compounds in flue gas. Appl. Biochem. Biotechnol. 84-86, 329-342 (2000).
- Zeiler, K. G., Heacox, D. A., Toon, S. T., Kadam, K. L., Brown, L. M. The use of microalgae for assimilation and utilization of carbon dioxide from fossil fuel-fired power plant flue gas. Energy Conversion and Management. 36 (95), 707-712 (1995).
- Martínez, M. E., Camacho, F., Jiménez, J. M., Espínola, J. B. Influence of light intensity on the kinetic and yield parameters of Chlorella pyrenoidosa mixotrophic growth. Process Biochem. 32 (96), 93-98 (1997).
- Van't Riet, K. Review of measuring methods and results in nonviscous gas-liquid mass transfer in stirred vessels. Ind. Eng. Chem. Process. 18, 357-364 (1979).
- Methekar, R., Ramadesigan, V., Braatz, R. D., Subramanian, V. R. Optimum charging profile for lithium-ion batteries to maximize energy storage and utilization. ECS Trans. 25, 139-146 (2010).
- Kameswaran, S., Biegler, L. T. Simultaneous dynamic optimization strategies: Recent advances and challenges. Comput. Chem. Eng. 30, 1560-1575 Forthcoming.
- He, L., Subramanian, V. R., Tang, Y. J. Experimental analysis and model-based optimization of microalgae growth in photo-bioreactors using flue gas. Biomass Bioenergy. 41, 131-138 (2012).
- Novak, J. T., Brune, D. E. Inorganic carbon limited growth kinetics of some freshwater algae. Water Res. 19 (85), 215-225 (1985).
- Landry, M. R., Haas, L. W., Fagerness, V. L. Dynamics of microbial plankton communities experiments in Kaneohe Bay, Hawaii. Mar. Ecol. 16, 127-133 (1984).
- Silva, H. J., Pirt, S. J. Carbon dioxide inhibition of photosynthetic growth of Chlorella. J. Gen. Microbiol. 130, 2833-2838 (1984).
- Powell, E. E., Mapiour, M. L., Evitts, R. W., Hill, G. A. Growth kinetics of Chlorella vulgaris and its use as a cathodic half cell. Bioresour. Technol. 100, 269-274 (2009).
- Sawyer, C. N., McCarty, P. L., Parkin, G. F. Chemistry for environmental engineering and science. , 5th, McGraw-Hil. 144 (2003).
- Doucha, J., Straka, F., Lívanský, K. Utilization of flue gas for cultivation of microalgae Chlorella sp. in an outdoor open thin-layer photobioreactor. J. Appl. Phycol. 17, 403-412 (2005).
- Thimijan, R. W., Heins, R. D. Photometric, radiometric, and quantum light units of measure: a review of procedures for interconversion. Hortscience. 18, 818-822 (1983).
