Name: Bilgisayar simülasyonları ile fotobiyoreaktörler içinde Mikroalgler Büyüme teşvik için Baca Gazı ayarlarını optimize (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-01T09:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 33 s
Description: Keşfedin baca gazı kullanarak Chlorella sp. büyümesini optimize etmek için kinetik model ve kütle transferi simülasyonları. Bu hesaplamalı yöntem, karbon yakalama ve sürdürülebilir biyokütle üretimi için ölçeklenebilir fotobiyoreaktör sistemleri geliştirmeye yardımcı olur.

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

Bu çalışma, St Louis Washington Üniversitesi&#39;nde bir NSF programı (Lisans Öğrencileri için Deneyimleri Araştırma) tarafından desteklenmektedir.

1.. Alg Yetiştiriciliği ve Ölçek-up <ol><li> 7H 2 O, 0.015 g / L -1 FeSO 4 · · 7H 0.55 g / L -1 üre, 0,1185 g / L -1 KH 2 PO 4, 0.102 g / L MgSO -1 4 ihtiva eden iyonu giderilmiş su kullanılarak kültür ortamı hazırlayın 2 O ve 22.5 ul mikro elementler (18.5 g / L -1 H 3 BO 3, 21.0 g / L -1 CuSO 4 · 5H 2 O, 73.2 g / L -1 MnCI2 · 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 .) 7-8 orta pH ayarlayın. 0.22 um şırınga filtresi ile kültür ortamı sterilize edin. </li><li> Chlorella sp aşılamak. Bir sarsıntı fla içine taze agar plaka üzerinde bir tek kolonidensk steril bir aşılama döngü ile 50 mL medyum ihtiva eden. Altı gün boyunca 150 rpm ve 30 ° C&#39;nin altında Kültür algler (sürekli ışık durumu, foton akı = 40-50 ľmol m -2 sn -1). Bir spektrofotometre (OD 730) hücre yoğunluğunu izlemek. </li><li> Aktarım 50 mL alg (~ 1 L steril kültür ortamı ile) 2-L bir cam şişe içine kültür (&gt; 1, orta log büyüme fazı, OD 730). Pompa (5 gün) inkübasyon sırasında hava (ya da CO 2) kültür içine süzüldü. </li><li> Adım 1.3 &#39;de belirtildiği gibi aynı koşullar altında zaman (bu aşamada, mikrobiyal kirlenme riski küçük) sterilize kültür ortamı, kültür yosun 15 L ihtiva eden bir 20-L cam damacana içine aktarın 1 L algal kültürü. </li><li> Işık yayan diyotlar, bilgisayar kontrollü, gaz karışımı, hücre optik yoğunluğu için analizörleri ile donatılmış düz bir plaka fotobiyoreaktör (içine 15 L taze alg kültürü (OD 730 = 2) ve 85 L non-steril ortam yerleştirin, pH, çözünmüş oksigen, sıcaklık ve çözünmüş CO 2). Biyoreaktör içine baca gazı / hava karışımı pompa. </li><li> (OD 730&gt; 20) biyokütle hasattan sonra% 70 etanol kullanılarak iyice kuru-temiz foto-biyo. </li></ol> 2. Küçük fotobiyoreaktörler kullanma Baca Gazı Arıtma Laboratuar Gösteri <ol><li> Cam şişelerde alg kültürleri (200 ml / dakika orta / şişe, ilk OD 730 ~ 0.3) inoküle. </li><li> Doğal gazı yakmak ve bir huni, bir kondansatör tüpünün ve (su / kireçtaşı çamuru ihtiva eden) bir 0.5 L yıkama şişesi yoluyla baca gazı (~ 250 cm3 dk-1) pompa. </li><li> Kütle akış kontrol alg kültürüne baca gazı akımı (Şekil 1) kontrol eder. Baca gaz ve baca gazı-off (yerine hava pompası): Baca gazı bakliyat iki modları içerir. </li></ol> 3. Kinetik Model Geliştirme Kinetik model varsaymaktadır: (1) homojen kültürler sistemidirs. (2) kültürde CO2 konsantrasyonu ve ışık yoğunluğu yosun büyümesi için sınırlayıcı faktörler bulunmaktadır. , Ve CO 3 - 2 -) Henry Kanunu ile basitleştirilmiş H 2 CO 3, HCO 3 ile (3) CO 2 parsiyel basıncı ve sıvı faz dengesi. Model denklemleri: <img alt="Denklem 1 ve 2" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50718/50718eq1and2.jpg" width="500px" /> X biyokütle (kg · m -3) &#39;dir. S çözünmüş CO2 (mol · m -3) &#39;dir. P, gaz fazında (Pa) &#39;de CO2 kısmi basıncıdır. p i i (örneğin, NO ve SO x x gibi) gaz toksik bir bileşim inci kısmi basıncıdır. P max.i biyokütle büyümesi tam inhibisyonu için zehirli gaz kısmi basıncıdır. η i ampirik katsayısıdır. K s, Michaelis-Menten sabitidirCO 2 (mol · m -3). K I CO 2 inhibisyon sabiti (mol · m -3) &#39;dir. K ışık yoğunluğu Michaelis-Menten sabiti (ľmol · m -2 · sn -1). H (m 3 · mol -1 · Pa) CO 2 için Henry&#39;nin sabittir. K La CO 2 (saat -1) kütle aktarım hızıdır. I · aşağıdaki gibi 9 ((3) Denklem) hesaplanabilir m-2 sec · -1, ortalama ışık şiddeti, umol olduğunu. <img alt="Denklem 3" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50718/50718eq3.jpg" width="500px" /> Model parametrelerinin tanımı Tablo 1&#39;de görülmektedir. Başlangıç ​​koşulları biyokütle ve çözünmüş CO2 konsantrasyonları, sırasıyla, 100 mg / L ve 13 umol / L, olduğunu varsayalım. Hacimsel kütle transfer katsayısı ampirik ölçekler içsel tahmin edilebilirbiyoreaktöre tion 10 parametreleri: <img alt="Denklem 4" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50718/50718eq4.jpg" width="500px" /> P g / V biyoreaktörde havalandırılmış sistemin güç tüketimi (W / m 3) &#39;dir. u biyoreaktör (m / saniye) boyunca gaz akışının yüzeysel hızıdır gs. α, β ve γ karıştırma koşulları ile ilişkili sabitlerdir. <ol><li> Modeli simülasyon (Ekran görüntüleri Destekleyici Malzeme I verilmiştir) için bir Simulink dosyası oluşturun. <ol><li> Simulink modeli oluşturmak için MATLAB arabirimde Dosya / Yeni / Model seçin ve açık &quot;Kütüphane Tarayıcısı&quot; (screen shot 1). </li><li> Denklem 1 ve 2 için Subsystems oluşturmak için kütüphane tarayıcı &#39;alt sistemi&#39; bloğu seçin. , Simulink model dosyası için bir alt bloğu sürüklemek &#39;Denklem 1&#39; adını değiştirin ve sonra Denklem 2 için aynı adımları tekrarlayın. </li><li&gt; her bir alt uygun blokları ve parametreleri oluşturma (screen shot 3). Çift çift parametrelerini ayarlamak için blokları tıklayın ve diğer alt sistem için bu adımları yineleyin kütüphane tarayıcıdan uygun blokları seçim ve hesaplama sırasını göstermek oklar, onlara bağlanmak, &#39;Denklem 1&#39; blok tıklatın. Not: 1) dizisi giriş blokları ile başlar ve çıkış blokları ile bitmelidir; 2) toplama, çıkarma, çarpma, bölme ve entegrasyon için operatör blokları tüm kütüphane tarayıcı bulunabilir, ve biz kullanıcıların yardım dosyaları keşfedilecek önermek Simulink bunları kullanmak nasıl anlamak için, 3) optimizasyonu çözücü araç çubuğunda yolu Simülasyonu / Konfigürasyon parametreleri ile ayarlanabilir. </li><li> Model denklemleri (1 ve 2) temsil etmek için iki alt sistemlere bağlantı. Gerekirse, ok ile diğer alt sisteminin girişine bir alt sisteminin çıkışını. Örneğin, çözünmüş CO2 konsantrasyonu, o olduğunuıkış Denklem 2 alt sistemi, ve aynı zamanda Denklem 1 alt sistemi giriş olarak. </li><li> On-off CO 2 darbeleri simüle etmek &#39;Denklem 2&#39; için girdi olarak blok &#39;Jeneratör&#39; Darbe kullanın; yüzey ışık giriş değeri olarak &#39;Constant&#39; bloğunu kullanın. Çift böyle süre süre ve genlik gibi parametreleri değiştirmek için blokları tıklayın. </li><li> Kütüphane tarayıcı &#39;MUX&#39; bloğu seçin. &#39;Mux&#39; tüm çıkışlarını bağlayın ve sonra simüle sonuçları saklar blok &#39;Workspace&#39;in için,&#39; bağlayın. </li><li> Üst araç çubuğunda &#39;Simülasyon durma zamanı&#39; Define, &quot;düğmesini tıklayın <img src="/files/ftp_upload/50718/playarrow.jpg" alt="Ok" width="10px" fo:content-width="0.1in" fo:src="/files/ftp_upload/50718/playarrow.jpg" /> &quot;Simülasyonu başlatmak için, ve sonuçları (ekran görüntüsü 4) MATLAB çalışma alanında gösterilir. </li></ol></li><li> Optimum CO 2 koşulları profile dinamik optimizasyon yaklaşımı uygulayın. </li&gt; </ol> Biyokütle üretimi 11, MATLAB &#39;fmincon&#39; işlevi ve CVP (vektör kontrolü parametrelendirmesini) 12 kullanılır maksimize giriş girişi CO 2 profil (P opt) değişiklikleri bulmak için. 2. optimizasyon algoritması göstermektedir Şekil (Desteklenmesi MATLAB programlama kodlarını görmek Malzeme 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>

Bu yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Bu çalışmada, biz fotobiyoreaktörler alg toprağı ekme ölçekleme için deneysel protokol göstermektedir. Biz de alg büyümesini teşvik etmek için baca gazı girişler için çeşitli yöntemleri inceliyoruz. Bir kütle transferi ve biyo-tepki modeli kullanarak, CO 2 kütle transfer katsayısı (biyoreaktör karıştırma durumuna ve CO 2 yüzeysel hız tarafından belirlenir) K La güçlü alg büyümesini etkilediğini göstermektedir. Modeli simülasyon kısa pulse genişliği ve yüksek on-off frekansları sürekli on-...

<table><tbody><tr><td>Spektrofotometre</td><td>Termal Bilimsel, Texas ABD</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CO2 gaz analizörü</td><td>LI-COR, Biosciences, Nebraska ABD</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kütle akış kontrolörleri</td><td>OMEGA Mühendislik A.Ş., Connecticut ABD</td><td>FMA5416</td><td></td></tr><tr><td>Veri toplama kartı</td><td>Measurement Computing Corporation, Massachusetts ABD</td><td>USB-1208FS</td><td></td></tr><tr><td>Filtreler</td><td>Aerocolloid LLC, Minnesota ABD</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MATLAB / Simulink</td><td>Mathworks, Massachusetts ABD</td><td>R2010a</td><td></td></tr><tr><td>Cam şişeler</td><td>Fisher ABD</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

bilgisayar simülasyonları ile fotobiyoreaktörler içinde mikroalgler büyüme teşvik için baca gazı ayarlarını optimize

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

Santrallerden kaynaklanan baca gazı alg ekimi teşvik etmek ve sera gazı emisyonlarını 1. azaltabilir. Mikroalg daha verimli bitki 3 daha güneş enerjisini yakalamak, ama aynı zamanda gelişmiş biyoyakıt 2-4 sentez değil sadece. Genellikle, atmosferik CO 2 maksimal alg büyümesini 5 desteklemek için yeterli bir kaynak değildir. Diğer taraftan, endüstriyel egzoz gazlarındaki CO 2&#39;nin yüksek konsantrasyonlarda alg fizyolojisi üzerinde olumsuz etkileri vardır. Sonuç olarak, (örneğin, besin maddeleri ve ışık gibi) hem de yetiştirme koşulları ve foto-biyo-reaktörlere baca gazı akışının kontrol sistemi &quot;Yosunlar için baca gazı&quot; etkili bir geliştirilmesi için önemlidir. Araştırmacılar farklı foto-biyo yapılandırmaları 4,6 ve yetiştirme stratejilerini baca gazı ile 7,8 önerdi. Burada, biz gaz ayarları baca yanıt mikroalgal büyüme tahmin modelleri nasıl kullanılacağını gösteren bir protokol mevcut. Biz perform hem deneysel illüstrasyon ve model simülasyonları baca gazı ile alg büyüme için uygun koşulları belirlemek. Biz homojen bir fotoğraf biyoreaktöründe mikroalgal büyüme simüle etmek için kütle transferi ve ışık yoğunluğu denklemleri ile birleştiğinde bir Monod-temelli bir model geliştirmek. Modeli simülasyon farklı baca gazı ayarları altında alg büyüme ve baca gazı tüketimlerini karşılaştırır. Model göstermektedir: 1) nasıl alg büyüme CO 2 farklı hacimsel kütle transfer katsayıları etkilenir; 2) nasıl dinamik optimizasyon yaklaşımı (DOA) üzerinden alg büyüme için optimal CO 2 konsantrasyonu bulabilirsiniz; 3) nasıl bir tasarlayabilirsiniz alg biyokütle büyümeyi teşvik etmek ve baca gazı kullanımını azaltmak için on-off baca gazı darbe dikdörtgen. Deneysel tarafta, biz (doğal gaz yanma tarafından üretilen) baca gazı altında Chorella yetiştirmek için bir protokol mevcut. Deneysel sonuçlar niteliksel model tahminleri doğrulamak olduğu yüksek frekans baca gazı puLSKÖ önemli ölçüde alg ekimi artırabilir.

Bizim daha önceki deneysel analizi bu önlenmesini 13 hafifletmek mümkün CO 2 pozlama süresini edilir düşürürken, sürekli baca gazı zehirlenmeleri olumsuz, Chlorella büyümeyi etkiler gösterir. Daha iyi baca gazı giriş ve yosun büyümesi ilişkileri anlamak için, baca gazı varlığında biyokütle büyümesi simüle etmek için ampirik bir model geliştirmek. Biz baca gazı% 15 CO 2 (: oksi-yanma santralin baca gazı CO 2&gt;% 15 olurken kömür yakılmasından kaynaklanan tipik CO <sub...

Santrallerden kaynaklanan baca gazı alg büyüme için ucuz bir CO 2 kaynağıdır. Biz sistemleri &quot;ekimi alg için baca gazı&quot; prototip inşa ve alg ekimi işlemini büyütmek için nasıl tarif var. Biz, Chlorella sp büyümesi için baca gazının optimum operasyon ve tasarım simülasyonu için kütle transferi bio-tepki modelinin kullanımı göstermiştir. alg fotoğraf biyoreaktörlerde.

Bilgisayar simülasyonları ile fotobiyoreaktörler içinde Mikroalgler Büyüme teşvik için Baca Gazı ayarlarını optimize

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

Aşağıdaki protokolün genel amacı, hesaplamalı simülasyonlar aracılığıyla çıkış gazı kontrolünün baca gazı üzerindeki mikroalg büyümesini iyileştirebileceğini göstermek ve alg kültivasyonu ile ölçek büyütme prosedürlerini kanıtlamaktır. Bu, öncelikle farklı kütle aktarım hızları ve çıkış gazı kontrol modları altında mikroalg büyüme koşullarını simüle etmek için kinetik bir model kullanılarak gerçekleştirilir; model denklemleri burada gösterilmektedir. Ardından, alg yetiştirme ve alg kültivasyonunu ölçek büyütme prosedürleri gösterilmektedir.Ardından, algler küçük bir fotobiyoreaktörde baca gazı altında yetiştirilir. Baca gazı, doğal yanma yoluyla üretilir ve alg sistemine verilmeden önce akış hızları bir kütlesel akış kontrol sistemi ile kontrol edilir. Model simülasyonlarından elde edilen sonuçlar, çıkış gazı kontrolünün substrat inhibisyonunu azaltabileceğini ve baca gazı ile mikroalg büyümesini teşvik edebileceğini göstermektedir.Gaz açma-kapama gaz kontrolünün ayrıca baca gazı kullanımını azalttığı ve enerji verimliliğini artırdığı gösterilmiştir. Biyoproses için, model güdümlü alg kültürünün baca gazı içeren alg prosesleriyle birlikte biy 에너지 ve biyoremediyasyon alanlarında, en

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

Research

JoVE Journal

Environment

Çevre

Mikroalg yetiştiriciliğinin endüstriyel baca gazı ile entegrasyonu, sonuçta ağır metalleri ve diğer inorganik bileşikleri büyüme ortamına sokacaktır. Bu çalışma, ağır metallerin ve inorganik kirleticilerin fotobiyoreaktörlerde yetiştirilen Nannochloropsis salina'nın büyümesi üzerindeki nihai kaderini ve etkisini belirlemek için kullanılan bir prosedür sunmaktadır.

Ağır Metal ve Mikroalglerden Verimlilik Diğer İnorganik Bulaşanlar Kantitasyonu

Bu makale, ilgili kinetik büyüme parametrelerini tahmin etmek için diğer yöntemlerle birlikte kullanılabilen bir tez ölçekli fotosentetik biyoreaktörün montaj işlemi ve çalışmasını açıklamaktadır. Bu sistem, sensörleri, veri toplama ve kontrol birimi ve açık kaynaklı veri toplama yazılımı kullanarak pH, ışık ve sıcaklığı sürekli olarak izler.

Kinetik Büyüme Testleri için Sıcaklık, Işık ve pH İzleme ile Bir Bench Ölçekli Algal Fotosentetik Biyoreaktörün Kurulması ve Kurulması

Burada, laboratuvar ölçekli kabarcık sütun photobioreactors oluşturmak ve onları kültür mikroalg için kullanmak için bir iletişim kuralı mevcut. Ayrıca kültür büyüme oranı ve tarafsız lipid içeriğin belirlenmesi için bir yöntem sağlar.

Kabarcık sütun Photobioreactors ve bir tahlil yeşil mikroalg ekimi için nötr lipitler

Bench-scale, axenic ekimi sonraki proses ölçeklendirme önce mikroalgal karakterizasyonu ve verimlilik optimizasyonu kolaylaştırır. Fotobiyoreaktörler güvenilir ve tekrarlanabilir mikroalgal deneyler için gerekli kontrolü sağlamak ve güvenli bir şekilde aşındırıcı gazlar ile mikroalg yetiştirmek için adapte edilebilir (CO2, SO2, NO2) belediye veya endüstriyel yanma emisyonları.

Korozif Baca Gazlı Tezgah Ölçekli Fotobiyoreaktörde Mikroalg Ekimi ve Biyokütle Kantifikasyonu

Açık yuvarlanma yolu havuzlarında mikroalg yetiştirmek için doğal gaz santrali baca gazındaki karbondioksiti kullanmak için bir protokol tanımlanmıştır. Baca gazı enjeksiyonu bir pH sensörü ile kontrol edilir ve mikroalg büyümesi gerçek zamanlı optik yoğunluk ölçümleri ile izlenir.

Mikroalg Yetiştiriciliği için Yarı Otomatik Açık Yuvarlanma Yolu Göletleri ile Bir Enerji Santralinden Karbon Yakalama Birleştirme

Bu yayın, özelleştirilebilir ışık rejimlerine sahip laboratuvar fotobiyoreaktörlerinin (PBR'ler) tasarımını açıklamaktadır. Karbon kaynağı olarak bikarbonat kullanan siyanobakterilerin veya mikroalglerin büyümesi, hacimsel oksijen üretimi ölçülerek sürekli olarak izlenir. Bu PBR'ler, deneyler sırasında çok az kullanıcı müdahalesi ile hızlı, çoğaltılmış laboratuvar büyüme karşılaştırmalarını kolaylaştırır.

Laboratuvar Fotobiyoreaktörlerinin Online Büyüme Ölçümleri ve Özelleştirilebilir Işık Rejimleri ile Çalıştırılması

Hava kirliliği tüm organizmaların yaşam kalitesini etkiler. Burada, biyogazın arıtılması (karbondioksit ve hidrojen sülfürün aynı anda uzaklaştırılması) ve yarı endüstriyel açık yüksek oranlı alg havuzları yoluyla biyometan üretimi ve ardından arıtma verimliliği, pH, çözünmüş oksijen ve mikroalg büyümesinin analizi için mikroalg biyoteknolojisinin kullanımını açıklıyoruz.

Yarı Endüstriyel Yüksek Hızlı Alg Havuzlarında Mikroalg-Bakteri Sistemi Kullanılarak Biyogaz Saflaştırılması

Mekanik hücre bozulması, solvent esaslı lipid ekstraksiyonu, transesterifikasyon ve miktar tayini ve gaz kromatografisi kullanılarak yağ asitlerinin tanımlanması göre mikroalg yağlı asit içeriği ve bileşimin belirlenmesi için bir yöntem tarif edilmektedir. Bir tripentadecanoin iç standart ekstraksiyon ve eksik transesterifikasyon esnasında muhtemel kayıpları telafi etmek için kullanılır.

Mikroalglerden yağlı asit içeriği ve bileşimi analizi

Bu makale, toprak sistemlerinden sera gazı akışının ölçümü için statik oda tabanlı yöntemi göstermektedir. Nispeten mütevazı altyapı yatırımlarıyla, birden fazla tedaviden/lokasyondan ve saatler ile yıllar arasında değişen zaman dilimlerinde ölçümler elde edilebilir.

Statik Chambers kullanma Tarım Topraklarının Sera Gazı Flux Ölçümü

Geleneksel termogradyan tablaları, yüzey boyunca bir dizi sıcaklık oluşturur. Bir termogradyan tablasının yüzeyine dik olan kaynak köşebentleri, sıcaklığı derinlemesine kontrol ederek olası araştırma uygulamalarını artıracaktır.

Bir Körüklü Thermogradient Tablo Toprak Süreçleri Bitki Büyüme değerlendirilmesi ve İzleme Toprak Sıcaklıklar Denetim

Keşfedin baca gazı kullanarak Chlorella sp. büyümesini optimize etmek için kinetik model ve kütle transferi simülasyonları. Bu hesaplamalı yöntem, karbon yakalama ve sürdürülebilir biyokütle üretimi için ölçeklenebilir fotobiyoreaktör sistemleri geliştirmeye yardımcı olur.

Bilgisayar simülasyonları ile fotobiyoreaktörler içinde Mikroalgler Büyüme teşvik için Baca Gazı ayarlarını optimize

Daha fazla video keşfet