Summary
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.
Abstract
גז פליטה מתחנות כוח יכול לקדם את טיפוח אצות והפחתת פליטות גזי חממת 1. Microalgae ללכוד לא רק את אנרגית שמש בצורה יעילה יותר מאשר צמחים 3, אלא גם לסנתז דלק ביולוגי מתקדם 2-4. באופן כללי, CO 2 באטמוספרה הוא לא מקור מספיק לתמיכה בצמיחת אצות מקסימלי 5. מצד השני, יש להם את הריכוז הגבוה של CO2 בגזי פליטה תעשייתיים השפעות שליליות על פיזיולוגיה של אצות. כתוצאה מכך, שני תנאי הגידול (כגון חומרים מזינים וקל) והשליטה על זרימת גז הפליטה לצילום bioreactors חשובים לפתח "גז פליטה אצות" יעיל במערכת. חוקרים הציעו תצורות שונות photobioreactor 4,6 ואסטרטגיות טיפוח 7,8 עם גז פליטה. כאן, אנו מציגים פרוטוקול שמדגים כיצד להשתמש במודלים לחיזוי צמיחת microalgal בתגובה לארובות הגדרות גז. אנו ביצועיםשני סימולציות ORM ניסיוניות איור ומודל על מנת לקבוע את התנאים נוחים לצמיחת אצות עם גז פליטה. אנו מפתחים מודל מבוסס מונה יחד עם העברה המונית ומשוואות עוצמת אור כדי לדמות את צמיחת microalgal בצילום bioreactor הומוגנית. הסימולציה המודל משווה consumptions גז צמיחה ופליטת אצות תחת הגדרות פליטה גז שונות. המודל ממחיש: 1) כיצד צמיחת אצות מושפעת ממקדמי העברת מסת נפחית שונים של CO 2, 2) איך אנחנו יכולים למצוא את ה-CO 2 ריכוז אופטימלי לצמיחת אצות באמצעות הגישה הדינמית אופטימיזציה (DOA): 3) איך אנחנו יכולים לעצב מלבני ב-off דופק גז פליטה כדי לקדם את הצמיחה ביומסה של אצות ולצמצם את השימוש בגז פליטה. בצד הניסיוני, אנו מציגים פרוטוקול לגידול כלורלה תחת גז הפליטה (שנוצר על ידי שריפת גז טבעי). תוצאות הניסוי איכותיים לאמת את תחזיות מודל שגז pu הפליטה בתדירות הגבוההlses יכול לשפר משמעותי את הגידול אץ.
Protocol
1. טיפוח אצות וScale-up
- הכן את מדיום התרבות באמצעות מים deionized מכיל 0.55 גר '/ L -1 אוריאה, .1185 גר' / L -1 KH 2 PO 4, 0.102 גר '/ L -1 MgSO 4 · 7H 2 O, -1 7H 4 FeSO · 0.015 g / L 2 O ו22.5 מייקרו אלמנטי μl (18.5 גר '/ L -1 H 3 BO 3, 21.0 גר' / L -1 CuSO 4 · 5H 2 O, 73.2 גר '/ L -1 MnCl 2 · 4H 2 O, 13.7 גר' / L -1 4 COSO · 7H 2 O, 59.5 גר '/ L -1 4 ZnSO · 5H 2 O, 3.8 גר' / L -1 (NH 4) 6 מו 7 O 24 · 4H 2 O, 0.31 גר '/ L -1 NH 4 VO 3 ). להתאים את pH הבינוני עד 7-8. לעקר מדיום תרבות באמצעות 0.22 מסנן מזרק מיקרומטר.
- לחסן sp כלורלה. ממושבה אחת על צלחת אגר טרי לתוך FLA ייקsk מכיל 50 בינוני מ"ל עם inoculating לולאת סטרילי. אצות תרבות תחת 150 סל"ד ו30 מעלות צלזיוס במשך שישה ימים (תנאי אור רציפים, שטף פוטון = מ '40-50 μmol -2 שניות -1). לפקח על צפיפות תאים על ידי ספקטרופוטומטר (OD 730).
- העברת 50 תרבות מ"ל אצות (שלב צמיחה בינוני יומן, OD 730> 1) לתוך בקבוק 2-L זכוכית (עם ~ מדיום תרבות 1 L מעוקר). משאבת אוויר מסוננת (או CO 2) בתרבות במהלך הדגירה (במשך 5 ימים).
- העברת התרבות של אצות 1 ליטר לבקבוק זכוכית 20-L מכיל 15 L בינוני שאינו מעוקרת תרבות (בשלב זה, הסיכון של זיהום חיידקים הוא קטן), ואז אצות תרבות תחת אותו מצב כאמור בשלב 1.3.
- הנח 15 תרבות L טרי אצות (OD 730 = 2) ו85 L בינוני שאינו מעוקר לphotobioreactor צלחת שטוחה (מצוידים בדיודות פולטות אור, בקר מחשב, תערובת גז, מנתחי עבור צפיפות אופטית תא, pH, מומס Oxygen, טמפרטורה ומומס CO 2). לשאוב את הגז / אוויר תערובת הפליטה לתוך bioreactor.
- יסודיות יבשה נקי photobioreactor באמצעות אתנול 70% לאחר הקציר ביומסה (OD 730> 20).
2. הפגנת מעבדה של ארובות גז טיפול באמצעות photobioreactors הקטן
- לחסן תרבויות אצות בבקבוקי זכוכית (200 בינוניים / בקבוק מיליליטר / דקה, OD הראשוני 730 ~ 0.3).
- לשרוף גז טבעי ולשאוב את גז הפליטה (~ 250 סנטימטר 3 דקות -1) דרך משפך, צינור הקבל, ובקבוק 0.5 L כביסה (המכיל תרחיף מים / גיר).
- הזרימה ההמונית הבקרים לשלוט על זרימת גז הפליטה לתוך התרבות של אצות (איור 1). פולסים גז פליטה כוללים שני מצבים: גז בארובה וגז פעמי ארובה (משאבת אוויר במקום).
3. פיתוח דגם קינטי
המודל מניח הקינטית: (1) התרבויות הן מערכת הומוגניתs. (2) CO 2 וריכוז עוצמת אור בתרבויות הם הגורמים המגבילים לצמיחת אצות. (3) CO 2 לחץ חלקי ושיווי משקל השלב הנוזלי שלה עם H 2 CO 3, 3 HCO -, ו-CO 3 2 - הוא פשוטים עם החוק של הנרי). משוואות המודל הן:
X הוא ביומסה (קילוגרם · -3 מ '). S הוא CO 2 (mol · -3 מ ') המומס. P הוא הלחץ החלקי של CO 2 בשלב הגז (אבא). i p היא הלחץ החלקי של i ה תרכובת רעילה בגז (כגון NO x ולכן x). max.i P הוא הלחץ החלקי של גז רעיל שיש עיכוב מלא על גידול ביומסה. η i היא המקדם האמפירי. K ים הוא קבוע מיכאליס-מנטןשל CO 2 (mol · מ '-3). K אני הוא קבוע העיכוב של CO 2 (mol · -3 מ '). K הוא קבוע מיכאליס-מנטן של עוצמת אור (μmol · שניות מ -2 · -1). H הוא קבוע של הנרי לCO 2 (Pa · מ '3 · mol -1). K לה הוא קצב העברת מסה של CO 2 (-1 hr). אני הוא עוצמת אור, μmol הממוצע · שניות מ -2 · -1, אשר יכולה להיות מחושבים באופן הבא (Eq. (3)) 9.
ההגדרה של פרמטרים במודל היא בטבלה 1. התנאים הראשוניים להניח כי 2 ריכוזים ביומסה וCO המומסים הם 100 מ"ג / ליטר ו13 μmol / L, בהתאמה. מקדם העברת מסת הנפחית יכול להיות מוערך על ידי את מתאם אמפיריtion לbioreactor פרמטרי 10:
g P / V הוא את צריכת החשמל של מערכת סודה בbioreactor (W / m 3). u GS הוא המהירות השטחית של זרימת הגז דרך bioreactor (מ '/ השני). α, β, γ והם קבועים הקשורים לערבוב תנאים.
- לבנות קובץ Simulink עבור מודל הסימולציה (ניתנים צילומי מסך בחומר שאני תומך).
- בחר קובץ / חדש / דגם בממשק MATLAB ליצור מודל Simulink, ו" ספריית דפדפן "פתוח (צילום מסך 1).
- בחר בלוק 'המשנה' בדפדפן של הספרייה כדי ליצור את המערכות למשוואה 1 ו -2. גרור בלוק משנה אחד לקובץ מודל Simulink, לשנות את שמה ל 'משוואת 1', ולאחר מכן לחזור על אותן הפעולות למשוואה 2.
- לקשר את שתי מערכות לייצג משוואות מודל (1 ו -2). לחבר את הפלט של משנה אחד לקלט של המשנה האחר על ידי חץ במידת צורך. לדוגמא, הריכוז CO 2 המומס הוא output במשוואה 2 משנה, וגם את הקלט של משנה משוואת 1.
- השתמש ב 'Pulse Generator "חסימה כתשומות עבור' משוואה 2 'כדי לדמות את ה-CO 2 פעימות ב-off, להשתמש בבלוק" קבוע "כערך קלט משטח אור. לחץ לחיצה כפולה על בלוקים כדי לשנות את הפרמטרים כמו זמן התקופה ומשרעת.
- בחר בלוק 'Mux' בדפדפן של הספרייה. לחבר את כל היציאות 'Mux' וללאחר מכן לחבר אותו ל'לסביבת העבודה של 'הבלוק המאחסן את תוצאות הסימולציה.
- הגדר את 'הזמן להפסיק סימולציה "בסרגל הכלים העליונים, לחץ על הכפתור"
"כדי להתחיל את הסימולציה, ואת התוצאות תוכלו לראות בסביבת העבודה של MATLAB (צילום מסך 4).
"כדי להתחיל את הסימולציה, ואת התוצאות תוכלו לראות בסביבת העבודה של MATLAB (צילום מסך 4). כדי למצוא את השינויים של פרופיל זרימת כניסת CO 2 (opt P) כי למקסם ייצור ביומסה 11, פונקצית MATLAB 'fmincon' וCVP (parameterization וקטור שליטה) 12 משמשים. איור 2 ממחיש את אלגוריתם אופטימיזציה (ראה קודי תכנות MATLAB בתמיכה חומר השני).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
ניתוח ניסיוני הקודם שלנו מצביע על כך שחשיפת גז פליטה מתמשכת משפיעה לרעה על צמיחת כלורלה, תוך הפחתת זמן חשיפה 2 CO הוא מסוגל להקל על עיכוב זה 13. כדי להבין את זרימת גז הפליטה ומערכת יחסים של צמיחת אצות טובה יותר, אנו מפתחים מודל אמפירי כדי לדמות את הצמיחה ביומסה בנוכחות גז פליטה. אנו מניחים כי גז הפליטה מכיל 15% CO 2 (הערה: CO 2 ריכוז הטיפוסי משריפת פחם הוא 10-15% ואילו גז פליטה מתחנת כוח Oxy-בעירה יש CO 2> 15%). העברת המסה ופרמטרי צמיחת אצות מבוססות על לוח 1. הסימולציה המודל בוחנת שלוש שיטות כדי להימנע מעיכוב גדילה על ידי גזי פליטה: 1. שמור על קצב זרימה נמוך בתרבות כדי להפחית את מצב ההעברה ההמונית. 2. קטניות ב-off של גז פליטה לתוך התרבות. 3. לשלוט על 2 יצירות זרימת CO ברמה האופטימלית.
"Jove_content"> ראשית, אנו בוחנים את ההשפעה של קצב העברה המוני על צמיחת האצות (איור 3 א), שמצביעה על כך שקצב העברת מסה אופטימלי (La = 0.17-.18 -1 HR K) הוא מסוגל להפחית את עיכוב גז פליטה ל צמיחת אצות. אם K La היא נמוכה או גבוהה יותר מהערך האופטימלי, צמיחת האצות תהיה קטנה יותר. משוואת 4 מצביעה על הירידה של זרימת אוורור וגז דרך התרבות יכול להקטין את מקדם ההעברה ההמונית. טבלה 2 מראה כיצד קצב הזרימה (כלומר, מהירות שטחית) משפיע על צמיחת האצות. באופן כללי, קצב זרימה נמוך מפחית K La ומונע CO 2 עיכוב לצמיחת אצות כאותה מגמה שמוצגת באיור 3. בהמשך הפחתת קצב זרימה דרך bioreactor תגרום מקדם העברת מסה קטנה מדי כדי לספק מספיק CO 2 לצמיחת אצות (3 ב איור).
שנית, אנחנו מציגים את הפליטה-ga ב-offמצב הדופק של להתגבר על עיכוב גדילה אם העברת מסת גז הפליטה K La היא גבוהה בphotobioreactor (כלומר K La = 17 -1 hr). בסימולציה, שאנו מניחים תרבויות אצות הם פעמו עם שני 2 ריכוזים שונים CO (15% לפליטת גז, וב0.04% עם CO 2 באטמוספרה לפליטת גז-off). כדי לייעל את מצב הפליטה גז דופק, תדרים ב-off שונים שנבדקו (איור 4). הסימולציה מראה כי פולסים גז פליטה בתדירות גבוהה (שליטה ב-off של גזי פליטה) יכולים לקדם את צמיחת אצות. טבלה 2 גם מציינת כי מצב שליטה ב-off משתמש בגז פליטה פחות בהשוואה להאכלה רציפה של גז פליטה לתוך bioreactor.
שלישית, אנו מחשבים פרופילי 2 ריכוז CO לצמיחת אצות מקסימלי. שימוש בפרמטרים במודל בטבלה 1, גישת אופטימיזציה הדינמית מציגה את 2 הריכוזים CO האופטימלי בשלב הגז יש להגדיל באופן רציף במהלך צמיחת אצות. סימולציה מודל גם מראה שהן CO 2 הפעימות ב-off (שיטת 2) ובקרת קלט CO האופטימלי 2 (שיטה 3) הן טובים באותה מידה כדי לקדם את הצמיחה של אצות עם גז פליטה (איור 5).
איור 1. תרשים של מערכת בקרת הגז ב-off בקנה מידה מעבדתי. שיעורי הזרימה של גז פליטה שנוצרו על ידי בעירה טבעית נשלטים על ידי מערכת זרימה ההמונית השליטה הציגה לפני למערכת האצות. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
d/50718/50718fig2.jpg "alt =" איור 2 "width =" 500px "עבור: תוכן width =" 5in "עבור: src =" / files/ftp_upload/50718/50718fig2highres.jpg "/>
איור 2. תרשים זרימה של תהליכי אופטימיזציה דינמיים. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 3. ריכוז ביומסה גמר ביום 12 כפונקציה של K La תחת טיפול בגז פליטה רציף (CO 2, 15% V / V) (א), וההשוואה של צמיחה ביומסה עם שונה K La: שעה -1 (קו כחול) 0.017 , 0.17 שעה -1 (קו צהוב), ושעה -1 (קו שחור) 17 תחת טיפול רציף פליטה גז (CO 2, 15% V / V) (
איור 4. השפעה של תדירות gas-on/gas-off על הייצור ביומסה ב12 ימים. המודל מניחה microalgae נחשף CO 2 (15% V / V) פולסים בתדרים שונים שנבדקו. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 5. השוואה של u הצמיחה ביומסהnder CO פרופיל אופטימלי 2 (קו צהוב), בתדירות של 10 שניות גז ב/ 5 דקות גז פעמי (קו אדום) ב-off, שליטה ב-off בתדר של 10 שניות גז גז ב/ 7 דקות את (קו ירוק), שליטה ב-off בתדר של 1 דקות דקות gas-on/29 גז פעמי (קו שחור), וטיפול הרציף עם גז פליטה המכיל 15% (V / V) 2 תנאים CO (כחולה קו). לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 6. תוצאות ניסוי מהנייר הקודם שלנו 13 להראות השפעה של פולסים גז פליטה על צמיחת כלורלה. . (טיפול בגז פליטה) גז ב; גז פעמי (לטיפול באוויר): 10 שניות גז ב/ 7 דקות גז פעמית; B: דקות gas-on/30 30 דקותגז פעמי; C: 5 שעות / 7 גז בשעה גז פעמי; D: טיפוח ברועד צלוחיות. הכנת התרבות הייתה מפורטת בחלק הפרוטוקול, והניסויים שנערכו תחת טמפרטורת החדר. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
| פרמטרים | תיאורים | ערכים | יחידות | אזכור / הערות |
| מקסימום μ | קצב גידול ספציפי מקסימאלי | 0.070 | שעה -1 | 14 |
| k ד | שיעור תמותה | 0.028 | שעה -1 | 15 |
| K של | קבוע מיכאליס מנטן-CO 2 | .00021 | mol · מ -3 | 14 |
| K אני | קבוע עיכוב של CO 2 | 10 | mol · מ -3 | 16 |
| K | קבוע מיכאליס-מנטן של עוצמת אור | 14 ב | mol μ · מ -2 · שניות -1 | 9 |
| K La | קצב העברת מסה של CO 2 | 17 | שעה -1 | 17 |
| H | המתמיד של הנרי של CO 2 | 3202 ג | אבא · מ '3 · mol -1 | 18 |
| Y S / X | מקדם תשואה | 100 ד | (Mol CO 2) / (ביומסה קילוגרם) | 19 |
| קבוע | 14.7 | מ '3 · קילוגרם-1 | 9 | |
| אני 0 | עוצמת משטח אור | 45 דואר | μ פוטונים mol · מ -2 · שניות -1 | נמדד |
| האטמוספירה CO 2 | ריכוז CO 2 באטמוספרה | 0.04% | בר נפח | |
| CO 2 בגז פליטה | CO 2 בריכוז גז הפליטה | 15% | בר נפח | הנחה |
| X (0) | ריכוז ביומסה ראשוני | 0.1 | · קילוגרם מ - 3 | הנחה |
| S (0) | ריכוז CO המומס ראשוני 2 | 0.013 | mol · מ - 3 | הנחה |
טבלת 1. פרמטרים המשמשיםהמודל.
K i = 10 מ"מ, וטווח הבדיקה במחקר זה הוא .5-10 mol · מ -3;
ב K = 1011 סוויטה דה לוקס, שהוא ~ 14 μmol · מ -2 · שניות -1 20;
H c = 31.6 כספומט · M -1;
ד 4.4 קילוגרם CO 2 שדרוש לייצור של 1 קילוגרם (משקל יבש) של ביומסה;
דואר עוצמת האור הנמדד היא 40-50 μ mol · שניות מ -2 · -1;
| מהירות שטחית / מ '/ ש | ביומסה ראשונית / מ"ג / ליטר | γ = 0.2 | γ = 0.5 | γ = 0.8 | גז הכולל ארובה בשימוש ב12 ימים (מ '3 / מ 2) | |||
| K לה / מ '/ s | ביומסה הסופית / מ"ג / ליטר | K לה / מ '/ s | ביומסה הסופית / מ"ג / ליטר | K לה / מ /של | ביומסה הסופית / מ"ג / ליטר | |||
| 0.001 * | 100 | 4.3 | 128 | 0.54 | 149 | 0.068 | 115 | 1.0 x 10 3 |
| 0.01 * | 100 | 6.8 | 127 | 1.7 | 132 | 0.43 | 160 | 1.0 x 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 |
| תדירות 10s/5min | 100 | 17 | 313 | 17 | 313 | 17 | 313 | 3.3 x 10 4 |
טבלה 2. צמיחה ביומסה עם 15% (v / v) גז פליטה ביום 12 תחת זרימת גז מהירויות שטחיות שונות. במודל זה, אנו מניחים כי K La = 17 (u gs) γ
*: בהנחה שCO 2 נשאבים ברציפות לתוך bioreactor בקצב הזרימה הקבוע.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
במחקר זה, אנו מדגימים את פרוטוקול הניסוי לדרוג את cultivations אצות בphotobioreactors. אנחנו גם בוחנים כמה שיטות לתשומות גז פליטה כדי לקדם את צמיחת אצות. באמצעות העברה המונית ומודל ביו תגובה, אנו מדגימים כי מקדם CO 2 ההעברה ההמונית K La (נקבעה על ידי מצב bioreactor ערבוב ו-CO 2 מהירות שטחית) משפיע במידה רבה צמיחת אצות. הסימולציה המודל מצביעה על פולסים רציפים ב-off פליטה גז עם רוחב פולס קצר ותדרים ב-off גבוהים יכול לשפר את צמיחת כלורלה (גבוהה כלומר תדירות פעימות פליטה גז יכולות לתמוך ב-off צמיחה ביומסה כמעט כמו CO האופטימלי 2 תנאים, איור 5.). בינתיים, מצב ב-off יכול להפחית באופן משמעותי את הכמות הכוללת של פליטה גז שיש לו להישאב דרך bioreactor (הטבלה 2), אשר חוסך באנרגיה להובלה את כמות גז פליטה לcultiv אצותation. מצב דופק גז ב-off ניתן להשתמש בתמונה-bioreactors או בריכות אצות, בהתחשב בכך שהמצב של קטניות גז פליטה קבועה הוא הרבה יותר קל לתפעול מאשר שליטה דינמית של הזרימה CO ריכוז 2. מצד השני, יש לנו לבצע ניסויי התרבות של אצות באמצעות גזי פליטה. גז פליטה הם פעמו לphotobioreactors בספציפי / כיבוי תדר, אשר בבירור ממזער את ההשפעה המעכבת של גז הפליטה ומשפר את הייצור ביומסה בהשוואה לתרבויות באמצעות CO 2 באטמוספרה (איור 6) 13. תוצאות הניסוי היו איכותיים אימתו את המודל שלנו ואישרו כי השליטה ב-off של גז הפליטה היא יעילה להגדלת צמיחת כלורלה.
לבסוף, מחקר מודל זה כפוף למספר מגבלות. ראשית, המודל לא ישירות בחשבון את ההשפעות מתרכובות רעילות כמו x SO וNO x בגז הפליטה. שנית, התגובות דואר כימיות ואיזונים במדיום התרבות (כוללים CO 2, H +, OH -, 3 NH, וכו ') הופך לפשוטים יותר. שלישית, המודל אינו לוקח בחשבון את ה-CO 2 דינמיקה של נוזלים, שבו העברת מסת גז בפועל אינה מיידית או הומוגנית במדיום התרבות. עם זאת, עדיין יש גישות מודל פשוטות יישומים מעשיים למתן הנחיות לייעול צמיחת אצות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
מחברים אלה אין לחשוף.
Acknowledgments
מחקר זה נתמך על ידי תכנית ה-NSF (מחקר חוויות לתואר ראשון) באוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס.
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).
