कंप्यूटर सिमुलेशन के माध्यम से photobioreactors में सूक्ष्म शैवाल विकास को बढ़ावा देने के लिए ग्रिप गैस सेटिंग्स का अनुकूलन
Summary
बिजली संयंत्रों से ग्रिप गैस algal विकास के लिए एक सस्ते सीओ 2 स्रोत है. हम सिस्टम "खेती algal को ग्रिप गैस" प्रोटोटाइप बनाया और शैवाल की खेती की प्रक्रिया के लिए पैमाने पर करने के लिए कैसे का वर्णन किया है. हम Chlorella सपा के विकास के लिए ग्रिप गैस का इष्टतम संचालन अनुकरण करने के लिए और डिजाइन करने के लिए एक बड़े पैमाने पर स्थानांतरण जैव प्रतिक्रिया मॉडल के उपयोग का प्रदर्शन किया है. काई फोटो बायोरिएक्टर में.
Abstract
बिजली संयंत्रों से ग्रिप गैस शैवाल की खेती को बढ़ावा देने और ग्रीन हाउस गैस उत्सर्जन में 1 कम कर सकते हैं. सूक्ष्म शैवाल और अधिक कुशलता से पौधों 3 से सौर ऊर्जा पर कब्जा, लेकिन यह भी उन्नत जैव ईंधन 2-4 synthesize न केवल. आम तौर पर, वायुमंडलीय सीओ 2 अधिक से अधिक algal विकास 5 के समर्थन के लिए एक पर्याप्त स्रोत नहीं है. दूसरी ओर, औद्योगिक निकास गैसों में सीओ 2 की उच्च सांद्रता काई के शरीर क्रिया विज्ञान पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है. नतीजतन, (जैसे पोषक तत्वों और प्रकाश के रूप में) दोनों की खेती की स्थिति और फोटो बायोरिएक्टर में ग्रिप गैस के प्रवाह के नियंत्रण प्रणाली "शैवाल को ग्रिप गैस" एक कुशल विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं. शोधकर्ताओं ने अलग photobioreactor विन्यास 4,6 और खेती रणनीतियों ग्रिप गैस के साथ 7,8 का प्रस्ताव किया है. यहाँ, हम गैस सेटिंग्स ग्रिप के जवाब में microalgal वृद्धि की भविष्यवाणी के लिए मॉडल का उपयोग करने के लिए दर्शाता है कि एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं. हम perfORM दोनों प्रयोगात्मक चित्रण और मॉडल सिमुलेशन ग्रिप गैस के साथ algal विकास के लिए अनुकूल परिस्थितियों का निर्धारण करने के लिए. हम एक समरूप तस्वीर bioreactor में microalgal विकास अनुकरण करने के लिए बड़े पैमाने पर स्थानांतरण और प्रकाश की तीव्रता समीकरणों के साथ मिलकर एक मोनोड आधारित मॉडल का विकास. सिमुलेशन मॉडल अलग ग्रिप गैस सेटिंग के तहत algal विकास और ग्रिप गैस की खपत तुलना. मॉडल दिखाता है: 1) कैसे algal विकास सीओ 2 के विभिन्न बड़ा जन हस्तांतरण गुणांक से प्रभावित है, 2) हम कैसे गतिशील अनुकूलन दृष्टिकोण (DOA) के माध्यम से काई के विकास के लिए इष्टतम सीओ 2 एकाग्रता पा सकते हैं, 3) कैसे हम एक डिजाइन कर सकते हैं algal बायोमास विकास को बढ़ावा देने और ग्रिप गैस के उपयोग को कम करने के लिए पर बंद ग्रिप गैस पल्स आयताकार. प्रयोगात्मक तरफ, हम (प्राकृतिक गैस दहन से उत्पन्न) ग्रिप गैस तहत Chlorella बढ़ के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं. प्रयोगात्मक परिणामों गुणात्मक मॉडल भविष्यवाणियों को मान्य कि उच्च आवृत्ति ग्रिप गैस पुlses काफी शैवाल की खेती में सुधार कर सकते हैं.
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन में, हम photobioreactors में काई cultivations स्केलिंग के लिए प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल प्रदर्शित करता है. हम भी काई के विकास को बढ़ावा देने के लिए ग्रिप गैस आदानों के लिए कई तरीकों की जांच. एक बड़े पैमाने पर स्थानां…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अध्ययन के सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय में एक NSF कार्यक्रम (स्नातक के लिए अनुभव अनुसंधान) द्वारा समर्थित है.
Materials
| 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 |
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