이 작업은 지역 조류 공급 원료 테스트베드 프로젝트, 미국 에너지부 DE-EE0006269를 통해 지원되었습니다. 또한 Esteban Jimenez, Jessica Peebles, Francisco Acedo, Jose Cisneros, RAFT Team, Mark Mansfield, UA 발전소 직원 및 TEP 발전소 직원에게 모든 도움을 주신 것에 감사드립니다.

1. 성장 체계: 옥외 열린 경마장 연못 조정
<ol><li>연도 가스 공급원 (8-10 %CO2 포함)에 가까운 열린 경마장 연못을 설치하십시오. 연못 원자로 위치에서 물과 전기를 사용할 수 있고 원자로가 하루 종일 그늘에 있지 않은지 확인하십시오 (그림 1).</li>
	<li>연도 가스가 스택으로 유입되어 대기로 배출되기 몇 미터 전에 0.95cm 연료 호스를 사용하여 연소 후 공정 중에 연도 가스를 포집합니다(그림 2).</li>
	<li>스택과 압축기 사이에 20L 워터 트랩과 응축기(코일 길이 ~ 12m)를 사용하여 연도 가스에서 물을 제거합니다(그림 2). 참고: 연도 가스에는 일반적으로 약 9\u201213.8%의 물(28)이 포함되어 있습니다. 또한, 응축기 및 파이프라인은 연도 가스(16)를 냉각시킨다.</li>
	<li>다음 센서를 데이터로거에 연결하여 조류 성장을 모니터링합니다: (1) 650 및 750nm의 두 파장에서 흡광도를 측정하고 1.05g/L의 최대 조류 세포 농도를 감지할 수 있는 실시간 광학 밀도 센서(29); (2) DO 센서; (3) 공기 및 연못 열전대; (4) pH 센서; 및 (5) EC 센서. 참고: 또한 pH 및 EC 센서는 송신기에 연결됩니다. 데이터 로거 장치 구성은 그림 3에 나와 있습니다.</li>
	<li>조류 성장 시스템의 모든 구성 요소가 예방 접종 전에 교정되고 제대로 작동하는지 확인하십시오.</li>
</ol>2. pH 제어 시스템
<ol><li>도 2 및 도 3 (보충 재료 A)에 도시된 바와 같이 압축기, 제어 밸브 시스템 및 데이터 로거 프로그램을 사용하여 연도 가스 주입을 관리한다.</li>
	<li>튜브를 사용하여 연도 가스를 제어 밸브에서 돌 디퓨저를 통해 경마장 연못의 바닥으로 향하게하십시오.</li>
	<li>연도 가스를 pH를 기준으로 성장 시스템에 주입하십시오. pH 값이 8.05보다 크면 시스템은 연도 가스를 주입하는 반면, pH가 8.00 미만인 경우 시스템은 성장이없는 기간 동안 연도 가스 주입을 중단합니다. 유량은 분당 표준 리터 (SLPM)로 측정됩니다. 참고: 제어 밸브에서 입구 연도 가스 압력은 최대 50psi로 제한됩니다.</li>
</ol>3. 조류 선택 및 변형 유지 보수 (빛과 온도)
참고: 녹조류 클로렐라 소로키니아나 DOE 1412는 Juergen Polle (Brooklyn College)30,31에 의해 분리되었고 NAABB(National Alliance for Advanced Biofuels and Bioproducts)에 의해 선택되었다. 그것의 선택은 Huesemann et al.32,33에 의해 수행된 이전의 균주 특성화 연구에 기초하였다. 야외 오픈 레이스웨이 연못을 사용할 때 남서부 지역의 조류 스크리닝, 바이오 매스 생산성 및 기후 시뮬레이션 배양 (예 : 온도 및 빛)에 관한 연구는이 프로젝트에 사용 된 방법을 알렸다.
<ol><li>배양물을 12 h/12 h 빛/어두운 사이클을 사용하여 실온 (25°C)에서 유지한다.</li>
	<li>플레이트 및 작은 액체 배양물(50 mL ~ 500 mL)에서 성장한 배양 유지를 위해 광도를 200 μM/m2/s로 유지하십시오.</li>
	<li>액체 배양물 50 mL 내지 500 mL에서 400 μM/m2/s, 액체 배양물 5 L 내지 20 L에서 600\u2012800 μM/m2/s로 스케일업을 위해 광도를 유지하십시오.</li>
</ol>4. 스케일 업 및 품질 관리
<ol><li>다량 영양소에 대해 탈이온수와 다음 염을 사용하여 BG11 배양액을 g/L로 준비한다: 1.5 NaNO3, 0.04 K2HPO4, 0.075 MgSO4*H2O, 0.036CaCl2*H2O, 0.006 (NH4)5Fe(C6H4O7)2, 0.006Na2EDTA*2H2O, 0.02Na2CO3; g/L에 다음과 같은 미량 영양소가 들어있는 미량 원소 용액 1mL/L를 첨가하십시오: 2.86H3BO3, 1.81MnCl2*4H2O, 0.22 ZnSO4*7H2O, 0.39Na2MoO 4*2H2O, 0.079 CuSO 4*5H2O, 0.0494Co(NO3)2*6H2O. 참고 : 플레이트 접종 및 / 또는 장기간 보관의 경우 Bacto 한천 7.5g / L를 추가하십시오. 문화 접종을 위해 한천을 첨가 할 필요가 없습니다. 배양액을 오토클레이브에서 121°C에서 21분 동안 멸균한다.</li>
	<li>한천이 있는 BG11 배지를 멸균 층류 후드 또는 생물안전 캐비닛의 페트리 접시에 붓습니다. 일단 플레이트가 단단하고 시원해지면, 재현탁된 냉동 조류 스톡 배양물로부터 피펫 500 μL를 첨가하고 암피실린(100 μg/mL); 조류 플레이트를 진탕기 테이블(120 rpm)에서 1 내지 2주 동안 인큐베이션한다.</li>
	<li>멸균 루프를 사용하여 배양 플레이트에서 단일 조류 콜로니를 선택하고 깨끗한 생물 안전 캐비닛의 멸균 성장 배지가 들어있는 50 mL 튜브에 접종하십시오. 작은 액체 배양물을 일주일 동안 진탕기 테이블 (120 rpm) 상에서 성장시킨다.</li>
	<li>조류 배양액 50 mL(선형 성장 단계, OD750nm ≥ 1)를 500 mL 액체 배지로 1 L 플라스크에 옮긴다. 각 플라스크에 고무 마개와 스테인리스 스틸 튜브를 장착하여 폭기를 제공합니다. 0.2 μm 공기 살균 필터를 사용하여 공기를 여과하십시오. 문화가 일주일에서 두 주 동안 성장하게하십시오. 분광광도계(OD750nm)를 사용하여 셀 밀도를 모니터링합니다.</li>
	<li>액체 배양액 500 mL를 8 L의 비멸균 배지를 함유하는 10 L 카보리에 넣고 5%CO2 및 95% 공기의 혼합물을 주입한다. 이어서, 단계 4.4에서와 동일한 조건하에서 조류를 재배한다.</li>
	<li>일주일에 한 번 스톡 플레이트 및 액체 배양물(단계 4.2\u20124.5)을 모니터링합니다. 분취량을 취하여 원하는 균주의 성장을 보장하기 위해 10x 및 40x 배율로 현미경으로 관찰하십시오. 문화가 손상되거나 실험에 사용될 때까지 보관하십시오. 오염된 문화는 버리십시오.</li>
</ol>5. 열린 연못 재배를위한 집중 된 중간 준비
<ol><li>미량 원소 용액을 제조하기 위해 부분적으로 1 L 용적 플라스크를 증류수 (DW)로 채운다. 마그네틱 교반 바를 삽입하고 표 1 에 나타낸 화학물질을 순차적으로 첨가한다. 다음 성분을 첨가하기 전에 각 성분이 용해되는지 확인하십시오. 자석을 제거하고 플라스크를 1 L 부피 마크로 채운다.</li>
	<li>1L 유리 병을 DW로 부분적으로 채우고 마그네틱 교반 막대를 삽입하십시오. 용기를 자기 교반기 플레이트 상단에 놓고 반응기의 최종 부피에 대한 화학 물질을 추가하고 순차적으로 추가하여 각각이 완전히 용해되도록하십시오. 표 2는 1 L의 배지를 준비하기 위한 화학물질을 열거하므로, 모든 값에 반응기의 최종 부피를 곱한다. 유리 병을 1L로 채 웁니다.</li>
</ol>6. 옥외 열린 경마장 연못 접종
<ol><li>각 접종 전과 수확 후 30% 표백제를 사용하여 반응기를 철저히 청소한다. 표백제를 밤새 두는 것이 좋습니다. 반응기를 잘 헹구어 모든 표백제를 제거하십시오.</li>
	<li>조류 접종 전 모든 센서를 해당 교정 절차에 따라 교정하십시오.</li>
	<li>농축된 배지를 희석하고(단계 5에서) 수원을 사용하여 경마장 연못을 최대 80%까지 채운다.</li>
	<li>조류로 채워진 10 L 카보이 (선형 성장 단계 OD750nm > 2)를 사용하여 반응기를 접종하고 이를 최종 부피로 가져온다.</li>
	<li>미세조류는 ~3일 동안 나무 팔레트로 경마장 연못을 부분적으로 음영 처리하여(그림 4), 지수 단계가 지나면 광억제를 피하기 위한 적응 전략으로 적응시킨다. 참고 :이 기간은 또한 미세 조류가 연도 가스의 직접 주입으로 인한 스트레스에 적응할 수있는 시간을 제공 할 것입니다.</li>
</ol>7. 생성 스테이션에서의 배치 성장 실험
<ol><li>물 증발, 패들휠 모터, 센서 기능 및 평범하지 않은 모든 것을 포함한 일상적인 변화를 검사하고 기록합니다.</li>
	<li>압축기와 워터 트랩을 매일 배수하고 검사하여 연도 가스가 부식성이 높기 때문에 부식을 최소화하기 위해 과도한 물을 제거합니다34.</li>
	<li>10초마다 각 센서 측정값을 스캔하고 10분마다 평균 데이터를 저장하도록 데이터 로거를 구성합니다. 여기에는 DO, pH, EC, 실시간 광학 밀도뿐만 아니라 공기 및 반응기 온도가 포함됩니다.</li>
</ol>8. 개별 샘플링 및 모니터링
<ol><li>수위가 반응기의 최종 부피에서 일정하게 유지되는지 확인하십시오 그렇지 않으면 광학 밀도 측정이 영향을받습니다.</li>
	<li>반응기에서 물을 보충한 후, 자외선 가시 분광 광도계를 사용하여 광학 밀도(540, 680 및 750 nm)로 세포 질량 측정을 위해 5 mL 샘플을 취한다. 이 과정을 매일 반복하십시오.</li>
	<li>현미경 관찰을 위해 일주일에 세 번 500mL 샘플을 채취하고 무회분 건조 중량(AFDW)을 기준으로 바이오매스 농도를 측정합니다.<ol>
<li>10x 및 40x 대물 렌즈로 현미경 관찰을 수행합니다. 추가적으로, 이들 현미경 배율은 단계 4.6에서 설명된 조류 품질 관리의 일부로서 사용된다.</li>
		<li>AFDW를 위해 단계 8.3에서 샘플 400 mL를 사용하십시오.<ol>
<li>각 0.7 μm 기공 크기 유리 마이크로 파이버 필터를 알루미늄 호일 트레이에 설정하고 540 °C에서 4 시간 동안 퍼니스를 사용하여 각 알루미늄 호일 트레이 / 필터를 전처리하십시오.</li>
			<li>#2 연필을 사용하여 각 알루미늄 호일 트레이에 라벨을 붙이고 무게 (A)를 기록한 다음 진공 필터 장치에 놓습니다.</li>
			<li>여과할 부피를 측정하기 전에 조류 샘플을 격렬하게 저어준다. 충분한 조류 샘플을 필터링하여 8 ~ 16mg의 전후 회분 중량 차이를 제공합니다. 실험 과정 전반에 걸쳐 사용할 가중치 차이를 선택하고 이 값을 일정하게 유지합니다.</li>
			<li>조류 샘플을 포함하는 각 필터를 그의 호일 트레이에 넣고 적어도 12시간 동안 105°C의 오븐에 놓는다.</li>
			<li>건조 오븐에서 호일 트레이 / 필터를 제거하고 유리 데시케이터에 넣어 물 섭취를 방지하십시오. 각 호일 트레이/필터 무게(B)를 기록합니다.</li>
			<li>호일 트레이/필터를 540°C 머플 퍼니스에 4시간 동안 놓습니다.</li>
			<li>머플 퍼니스를 끄고 호일 트레이/필터를 식히고 데시케이터에 넣고 각 호일 트레이/필터 무게(C)를 기록합니다.</li>
			<li>중량 분석을 사용하여 AFDW를 계산합니다. % AFDW = C - A x 100 / B</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>용매를 이용한 마이크로파 보조 추출(MAE) 지질 추출 분석을 위해 수확하기 전에 조류 2L를 잡으십시오.<ol>
<li>조류 샘플을 4,400 x g 의 상대 원심력(RFC)에서 15분 동안 원심분리한다. 조류 펠렛을 취하여 적어도 24시간 동안 80°C의 오븐을 사용하여 건조시킨다.</li>
		<li>조류 샘플을 갈아서 조류 분말을 칭량하십시오 (권장 바이오 매스 범위는 0.3g에서 0.5g까지).</li>
		<li>미세조류 분말(건조 조류 바이오매스)을 마이크로파 가속 반응 시스템(MARS) 프레스 용기에 넣고 후드 아래에 클로로포름:메탄올(2:1, v/v) 용매 용액 10mL를 넣고 용기를 닫고 밤새 방치합니다.</li>
		<li>용기를 용매 센서를 사용하여 70°C 및 800W의 전력에서 60분 동안 MARS 기계에 넣습니다.</li>
		<li>MARS에서 선박을 꺼내 후드 아래에서 식히십시오.</li>
		<li>깔때기와 유리 울을 사용하여 각 액체 샘플을 미리 칭량된 유리 시험관으로 옮겨 클로로포름, 메탄올 및 지질을 포함하는 액체 부분을 분리하고 다른 분석을 위해 고형물(바이오매스에 지질이 없음)을 유지합니다.</li>
		<li>지질이 들어있는 시험관을 질소 증발기로 가져 가서 액체가 증발되면 제거한 다음 튜브를 후드 아래에 밤새 두어 완전히 건조되도록하십시오.</li>
		<li>중량 분석을 사용하여 지질 함량 (중량 %)을 계산하십시오. 지질 함량 (중량%) = 지질의 건조 바이오매스 x 100/건조 조류 질량</li>
	</ol>
</li>
</ol>9. 조류 수확 및 작물 회전
<ol><li>전체 조류 배양 부피의 75%를 수확하여 배양물이 정지기에 근접할 때 수확한다. 실험실에서 바이오 매스 생산성 분석을 수행하기 위해 2 \ u20125 L의 배양물을 섭취하십시오. 나머지 조류를 가공하고 원하는 조류 생성물로 변환하십시오.</li>
	<li>접종물로 남아있는 25 % 조류를 사용하여 열린 경마장 연못을 다시 성장시킵니다. 전체 원자로 부피의 80%까지 물을 첨가하고, 농축된 매체를 추가한 다음, 필요한 경우 반응기의 최종 부피까지 채우기를 마칩니다.</li>
	<li>온도 및 광도 조건에 따라 계절에 따라 적절한 조류 균주를 배양하십시오.</li>
</ol>10. 데이터 관리
<ol><li>데이터 로거에 데이터를 기록하고 7.3단계와 같이 분석을 위해 수집합니다.</li>
	<li>원시 및 분석 된 데이터를 Regional Algal Feedstock Testbed (RAFT) 공유 드라이브에 저장하는 것을 고려하십시오. RAFT 프로젝트 공동 작업자는 데이터를 제공하여 조류 생산성을 시뮬레이션 및 모델링하고 야외 재배를 검증합니다.</li>
</ol>

저자는 공개 할 것이 없습니다.

이 연구에서, 우리는 더운 반 건조 기후에서 연도 가스 탄소 포집과 미세 조류 재배가 시너지 효과를 발휘하여 가능하다는 것을 입증합니다. 반자동 경마장 연못 시스템을 위한 실험 프로토콜은 최첨단 기술을 통합하여 연도 가스를 탄소원으로 사용할 때 조류 성장과 관련된 관련 파라미터를 실시간으로 모니터링합니다. 제안 된 프로토콜은 경주로 연못 20,21,36<s...

지구 온난화는 오늘날 세계가 직면하고있는 가장 중요한 환경 문제 중 하나입니다1. 연구에 따르면 주요 원인은 인간 활동 2,3,4,5,6,7로 인해 대기 중 온실 가스 (GHG) 배출량의 증가, 주로CO2입니다. 미국에서CO2 배출량의 가장 큰 밀도는 주로 에너지 부문, 특히 전력 발전소 3,7,8,9의 화석 연료 연소에서 비롯됩니다. 따라서 탄소 포집 및 활용 (CCU) 기술은 온실 가스 배출량 2,7,10을 줄이기위한 주요 전략 중 하나로 부상했습니다. 여기에는 햇빛을 활용하여 광합성을 통해CO2와 물을 영양소가있는 상태에서 바이오 매스로 변환하는 생물학적 시스템이 포함됩니다. 미세조류의 사용은 빠른 성장 속도, 높은CO2 고정능력 및 높은 생산 능력으로 인해 제안되었다. 추가적으로, 미세조류는 바이오매스가 화석 연료 7,9,10,11,12를 대체할 수 있는 바이오 연료와 같은 관심 있는 제품으로 전환될 수 있기 때문에 광범위한 바이오에너지 잠재력을 갖는다.
미세조류는 개방된 경마장 연못 및 폐쇄된 광생물반응기(13,14,15,16,17,18,19)를 포함하는 다양한 재배 시스템 또는 반응기에서 성장하고 생물학적 전환을 달성할 수 있다. 연구자들은 실내 또는 실외 조건 하에서 두 재배 시스템 모두에서 생물 공정의 성공을 결정하는 장점과 한계를 연구했습니다 5,6,16,20,21,22,23,24,25 . 개방 경마장 연못은 연도 가스가 스택에서 직접 분배 될 수있는 상황에서 탄소 포집 및 활용을위한 가장 일반적인 재배 시스템입니다. 이러한 유형의 재배 시스템은 상대적으로 저렴하고 확장이 쉽고 에너지 비용이 저렴하며 혼합에 대한 에너지 요구 사항이 낮습니다. 또한 이러한 시스템을 발전소와 쉽게 공동 배치하여 CCU 프로세스를 보다 효율적으로 만들 수 있습니다. 그러나,CO2 가스/액체 질량 전달의 한계와 같이 고려될 필요가 있는 몇 가지 결점이 있다. 한계가 있지만, 개방 경마장 연못은 옥외 미세조류 바이오 연료 생산 5,9,11,16,20에 가장 적합한 시스템으로 제안되었습니다.
이 기사에서는 천연 가스 발전소의 연도 가스에서 탄소 포획을 결합한 열린 경마장 연못에서 미세조류 재배 방법을 자세히 설명합니다. 이 방법은 배양 pH에 기초하여 연도 가스 주입을 제어하는 반자동 시스템으로 구성된다; 이 시스템은 광학 밀도, 용존 산소(DO), 전기전도도(EC), 공기 및 연못 온도 센서를 사용하여 클로렐라 소로키니아나 배양 상태를 실시간으로 모니터링하고 기록합니다. 조류 바이오매스와 연도 가스 주입 데이터는 Tucson Electric Power 시설에서 10분마다 데이터 로거에 의해 수집됩니다. 조류 균주 유지 보수, 스케일 업, 품질 관리 측정 및 바이오 매스 특성화 (예 : 광학 밀도, g / L 및 지질 함량 간의 상관 관계)는 애리조나 대학의 실험실 환경에서 수행됩니다. 이전의 프로토콜은 컴퓨터 시뮬레이션(26)을 통해 광생물반응기에서 미세조류 성장을 촉진하기 위해 연도 가스 설정을 최적화하는 방법을 개략적으로 설명했다. 여기에 제시된 프로토콜은 개방 된 경마장 연못을 활용하고 생산 된 연도 가스를 직접 사용하기 위해 천연 가스 발전소에서 현장에서 구현되도록 설계되었다는 점에서 독특합니다. 또한 실시간 광학 밀도 측정은 프로토콜의 일부입니다. 설명된 바와 같은 시스템은 낮은 강수량, 해마다 강수량의 상당한 변동성, 낮은 상대 습도, 높은 증발 속도, 맑은 하늘 및 강렬한 태양 복사(27)를 나타내는 뜨거운 반건조 기후(Köppen BSh)에 최적화되어 있다.

<table><tbody><tr><td>Adjustable speed motor (paddle wheel system)</td><td>Leeson</td><td>174307</td><td>Lesson 174307.00, type: SCR Voltage; Amps:10</td></tr><tr><td>Aluminum weight boats</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-732-102</td><td>Fisherbrand Aluminum Weighing Dishes</td></tr><tr><td>Ammonium Iron (III) (NH?)?[Fe(C?H?O?)?]</td><td>Fisher Scientific</td><td>1185 - 57 - 5</td><td>Medium preparation. Ammonium iron(III) citrate</td></tr><tr><td>Ammonium Phosphate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7722-76-1</td><td>This chemical is used for the optimized medium</td></tr><tr><td>Ampicillin sodium salt</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A9518-5G</td><td>This chemical is used for avoiding algae contamination</td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>Amerex Instrument Inc</td><td></td><td>Hirayama HA300MII</td></tr><tr><td>Bacto agar</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1423500</td><td>Fisher BioReagents Granulated Agar</td></tr><tr><td>Bleach</td><td>Clorox</td><td></td><td>Germicidal Bleach, concentrated clorox</td></tr><tr><td>Boric Acid (H3BO3)</td><td>Fisher Scientific</td><td>10043-35-3</td><td>Trace Elelements: Boric acid</td></tr><tr><td>Calcium chloride dihydrate (CaCl2*2H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10035-04-8</td><td>Medium preparation. Calcium chloride dihydrate</td></tr><tr><td>Carboys (20 L)</td><td>Nalgene - Thermo Fisher Scientific</td><td>2250-0050PK</td><td>Polypropylene Carboy w/Handles</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Beckman Coulter, Inc</td><td></td><td>J2-21</td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-66-3</td><td>This chemical is used for lipid extraction</td></tr><tr><td>Citraplex 20% Iron</td><td>Loveland Products</td><td>SDS No. 1000595582 -17-LPI</td><td>https://www.fbn.com/direct/product/Citraplex-20-Iron#product_info</td></tr><tr><td>Cobalt (II) nitrate hexahydrate (Co(NO3)2*6H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10026-22-9</td><td>Trace Elements: Cobalt (II) nitrate hexahydrate</td></tr><tr><td>Compressor</td><td>Makita</td><td>MAC700</td><td>This equipment is used for the injection CO2 system</td></tr><tr><td>Control Valve</td><td>Sierra Instruments</td><td>SmartTrak 100</td><td>This item needs to be customized for your application. In our case, it was used a 5% CO2 and 95% air mixture.</td></tr><tr><td>Copper (II) Sulfate Pentahydrate (CuSO4*5H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7758-99-8</td><td>Trace Elements: Copper (II) Sulfate Pentahydrate</td></tr><tr><td>Data Logger: Campbell unit CR3000</td><td>Scientific Campbell</td><td>CR3000</td><td>This equipment is used for controlling all the system, motoring and recording data</td></tr><tr><td>Dissolvde Oxygen Solution</td><td>Campbell Scientific</td><td>14055</td><td>Dissolved oxygen electrolyte solution DO6002 - Lot No. 211085</td></tr><tr><td>Dissolved Oxygen probe</td><td>Sensorex</td><td>?</td><td>DO6400/T Dissolved Oxygen Sensor with Digital Communication</td></tr><tr><td>Electroconductivity calibration solution</td><td>Ricca Chemical Company</td><td>2245 - 32 ( R2245000-1A )</td><td>Conductivity Standard, 5000 uS/cm at 25C (2620 ppm TDS as NaCl)</td></tr><tr><td>Electroconductivity probe sensor</td><td>Hanna Instruments</td><td>HI3003/D</td><td>Flow-thru Conductivity Probe - NTC Sensor, DIN Connector, 3m Cable</td></tr><tr><td>Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (Na2EDTA*2H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>6381-92-6</td><td>Medium Preparation: Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate</td></tr><tr><td>Filters</td><td>Fisher Scientific</td><td>09-874-48</td><td>Whatman Binder-Free Glass Microfiber Filters</td></tr><tr><td>Flasks</td><td>Fisher scientific</td><td>09-552-40</td><td>Pyrex Fernbach Flasks</td></tr><tr><td>Furnace</td><td>Hogentogler</td><td>Model: F6020C-80</td><td>Thermo Sicentific Thermolyne F6020C - 80 Muffle Furnace</td></tr><tr><td>Glass dessicator</td><td>VWR International LLC</td><td>75871-430</td><td>Type 150, 140 mm of diameter</td></tr><tr><td>Glass funnel</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB6005865</td><td>Fisherbrand Reusable Glass Long-Stem Funnels</td></tr><tr><td>Laminar flow hood</td><td>Fisher Hamilton Safeair</td><td></td><td>Fisher Hamilton Stainless Safeair hume hood</td></tr><tr><td>Magnesium sulfate heptahydrate (MgSO4*7H2O)</td><td>Fisher Scientific</td><td>10034 - 99 - 8</td><td>Medium Preparation: Magnesium sulfate heptahydrate</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-56-1</td><td>Lipid extraction solvent</td></tr><tr><td>Micro bubble Diffuser</td><td>Pentair Aquatic Eco-Systems</td><td>1PMBD075</td><td>This equipment is used for the injection CO2 system</td></tr><tr><td>Microalgae: Chlorella Sorokiniana</td><td>NAABB</td><td>DOE 1412</td><td></td></tr><tr><td>Microoscope</td><td></td><td></td><td>Carl Zeiss 4291097</td></tr><tr><td>Microwave assistant extraction</td><td>MARS, CEM Corportation</td><td></td><td>CEM Mars 5 Xtraction 230/60 Microwave Accelerated Reaction System. Model: 907601</td></tr><tr><td>MnCl2*4H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>13446-34-9</td><td>Manganese(II) chloride tetrahydrate</td></tr><tr><td>Mortars</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB961B</td><td>Fisherbrand porcelein mortars</td></tr><tr><td>Nitrogen evaporator</td><td>Organomation</td><td></td><td>N-EVAP 112 Nitrogen Evaporatpr (OA-SYS Heating System)</td></tr><tr><td>Oven</td><td>VWR International LLC</td><td>89511-410</td><td>Forced Air Oven</td></tr><tr><td>Paddle Wheel</td><td></td><td></td><td>8-blade horizontal axis propeller. This usually comes as part of the paddlewheel reactor.</td></tr><tr><td>Paddle wheel motor</td><td>Leeson</td><td>M1135042.00</td><td>Leeson, Model: CM34025Nz10C; 1/4 HP; Volts 90; FR 34; 62 RPM.</td></tr><tr><td>Pestles</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB961M</td><td>Fisherbrand porcelein pestles</td></tr><tr><td>pH and EC Transmitter</td><td>Hanna Instruments</td><td>HI98143</td><td>Hanna Instruments HI98143-04 pH and EC Transmitter with Galvanic isolated 0-4V.</td></tr><tr><td>pH calibration solutions</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-643-003</td><td>Thermo Scientific Orion pH Buffer Bottles</td></tr><tr><td>pH probe sensor</td><td>Hanna Instruments</td><td>HI1006-2005</td><td>Hanna Instruments HI1006-2005 Teflon pH Electrode with matching pin 5m.</td></tr><tr><td>Pippete tips</td><td>Fisher Scientific</td><td>1111-2821</td><td>1000 ul TipOne graduated blue tip in racks</td></tr><tr><td>Pippetter</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-690-032</td><td>Eppendorf Reserch plus Variable Adjustable Volume Pipettes: Single-channel</td></tr><tr><td>Plastic cuvettes</td><td>Fisher scientific</td><td>14377017</td><td>BrandTech BRAND Plastic Cuvettes</td></tr><tr><td>Plates</td><td>Fisher scientific</td><td>08-757-100D</td><td>Corning Falcon Bacteriological Petri Dishes with Lid</td></tr><tr><td>Potash</td><td></td><td></td><td>This chemical is used for the optimazed medium preparation. It was bought in a fertilizer local company</td></tr><tr><td>Potassium phosphate dibasic (K2HPO4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7758 -11 - 4</td><td>Medium Preparation: Potassium phosphate dibasic</td></tr><tr><td>Pyrex reusable Media Storage Bottles</td><td>Fisher scientific</td><td>06-414-2A</td><td>1 L and 2 L bottels - PYREX GL45 Screw Caps with Plug Seals</td></tr><tr><td>Raceway Pond</td><td></td><td></td><td>Similar equipment can be bought at https://microbioengineering.com/products</td></tr><tr><td>Real Time Optical Density Sensor</td><td>University of Arizona</td><td></td><td>This equipment was design and build by a member of the group</td></tr><tr><td>RS232 Cable</td><td>Sabrent</td><td></td><td>Sabrent USB 2.0 to Serial (9-Pin) DB-9 RS-232 Converter Cable, Prolific Chipset, Hexnuts, [Windows 10/8.1/8/7/VISTA/XP, Mac OS X 10.6 and Above] 2.5 Feet (CB-DB9P)</td></tr><tr><td>Shaker Table</td><td></td><td></td><td>Algae agitation 150 rpm</td></tr><tr><td>Sodium Carbonate (Na2CO3)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>497-19-8</td><td>Sodium carbonate</td></tr><tr><td>Sodium molybdate dihydrate (Na2MoO4*2H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10102-40-6</td><td>Medium Preparation: Sodium molybdate dihydrate</td></tr><tr><td>Sodium nitrate (NaNO3)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7631-99-4</td><td>Medium Preparation: Sodium nitrate</td></tr><tr><td>Spectophotometer</td><td>Fisher Scientific Company</td><td>14-385-400</td><td>Thermo Fisher Scientific - 10S UV-Vis GENESTYS Spectrophotometer cylindrical Longpath cell holder; internal reference dectector, Xenon flash lamp; dual silicon photodiode; 240V, 50 to 60Hz selected automatically.</td></tr><tr><td>Test tubes</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-961-27</td><td>Fisherbrand Disposable Borosilicate Glass Tubes with Plain End (10 ml)</td></tr><tr><td>Thermocouples type K</td><td>Omega</td><td>KMQXL-125G-6</td><td></td></tr><tr><td>Urea</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>2067-80-3</td><td>Urea</td></tr><tr><td>Vacuum filtration system</td><td>Fisher Scientific</td><td>XX1514700</td><td>MilliporeSigma Glass Vacuum Filter Holder, 47 mm. The system includes: Ground glass flask attachment, coarse-frit glass filter support, and flask</td></tr><tr><td>Vacuum pump</td><td>Grainger</td><td></td><td>Marathon Electric AC Motor Thermally protected G588DX - MOD 5KH36KNA510X. HP 1/4. RPM 1725/1425</td></tr><tr><td>Zinc sulfate heptahydrate (ZnSO4*7H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7446-20-0</td><td>Zinc sulfate heptahydrate</td></tr></tbody></table>

coupling carbon capture from a power plant with semi-automated open raceway ponds for microalgae cultivation

미국에서는 총 이산화탄소 (CO2) 배출량의 35 %가 전력 산업에서 발생하며 그 중 30 %는 천연 가스 전기 생산을 나타냅니다. 미세조류는 식물보다CO2를 10 내지 15배 빠르게 바이오픽싱하고 조류 바이오매스를 바이오연료와 같은 관심있는 제품으로 전환시킬 수 있다. 따라서이 연구는 뜨거운 반 건조한 기후에서 미국 남서부에 위치한 천연 가스 발전소와의 미세 조류 재배의 잠재적 인 시너지 효과를 보여주는 프로토콜을 제시합니다. 최첨단 기술은 녹색 조류 종 클로렐라 소로키니아나를 통해 탄소 포집 및 활용을 향상시키는 데 사용되며, 이는 바이오 연료로 추가 처리 될 수 있습니다. 우리는 반자동 개방형 경마장 연못과 관련된 프로토콜을 설명하고 애리조나 주 투손에있는 Tucson Electric Power 발전소에서 테스트 할 때의 성능 결과에 대해 논의합니다. 연도 가스는 pH를 조절하기 위한 주요 탄소원으로 사용되었고, 클로렐라 소로키니아나는 재배되었다. 조류를 성장시키기 위해 최적화된 배지를 사용하였다. 시간의 함수로서 시스템에 첨가된CO2의 양을 면밀히 모니터링하였다. 또한 조류 성장 속도, 바이오 매스 생산성 및 탄소 고정에 영향을 미치는 다른 물리 화학적 요인을 모니터링하여 광학 밀도, 용존 산소 (DO), 전기 전도도 (EC) 및 공기 및 연못 온도를 모니터링했습니다. 결과는 최대 0.385 g/L 무회분 건조 중량의 미세조류 수율이 달성가능하며, 지질 함량은 24%임을 나타냅니다. CO2 배출국과 조류 농가 간의 시너지 효과를 활용하면 조류 바이오 연료 및 바이오 제품의 지속 가능한 생산을 지원하면서 탄소 포획을 증가시키는 데 필요한 자원을 제공 할 수 있습니다.

우리 실험실의 이전 실험 결과는 반자동 개방 경마장 연못을 사용하는 미세 조류 재배가 탄소 포집 과정과 결합 될 수 있음을 나타냅니다. 이 두 공정 사이의 시너지 효과를 더 잘 이해하기 위해 (그림 2), 우리는 프로토콜을 개발하고 뜨거운 반 건조 기후의 옥외 조건에서 녹색 조류 종 클로렐라 소로키 니아나를 재배하기 위해 조정했습니다. 천연가스 연도가스는 산?...

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Coupling Carbon Capture from a Power Plant with Semi-automated Open Raceway Ponds for Microalgae Cultivation

천연 가스 발전소 연도 가스의 이산화탄소를 활용하여 열린 경마장 연못에서 미세 조류를 재배하는 프로토콜이 설명되어 있습니다. 연도 가스 주입은 pH 센서로 제어되며, 미세조류 성장은 광학 밀도의 실시간 측정으로 모니터링됩니다.

발전소의 탄소 포집과 미세조류 재배를 위한 반자동 개방형 경마장 연못 결합

In the United States, 35% of the total carbon dioxide (CO2) emissions come from the electrical power industry, of which 30% represent natural gas ...

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Research

JoVE Journal

Environment

4.9K 조회수.  University of Arizona. 천연 가스 발전소 연도 가스의 이산화탄소를 활용하여 열린 경마장 연못에서 미세 조류를 재배하는 프로토콜이 설명되어 있습니다. 연도 가스 주입은 pH 센서로 제어되며, 미세조류 성장은 광학 밀도의 실시간 측정으로 모니터링됩니다.

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Methods for Performing Crosses in Setaria viridis, a New Model System for the Grasses

Setaria viridis is an emerging model system for C4 grasses. It is closely related to the bioenergy feed stock switchgrass and the grain crop foxtail millet. Recently, the 510 Mb genome of foxtail millet, S. italica, has been sequenced 1,2 and a 25x coverage genome sequence of the weedy relative S. viridis is in progress. S. viridis has a number of characteristics that make it a potentially excellent model genetic system including a rapid generation time, small stature, simple growth requirements, prolific seed production 3 and developed systems for both transient and stable transformation 4. However, the genetics of S. viridis is largely unexplored, in part, due to the lack of detailed methods for performing crosses. To date, no standard protocol has been adopted that will permit rapid production of seeds from controlled crosses.
The protocol presented here is optimized for performing genetic crosses in S. viridis, accession A10.1. We have employed a simple heat treatment with warm water for emasculation after pruning the panicle to retain 20-30 florets and labeling of flowers to eliminate seeds resulting from newly developed flowers after emasculation. After testing a series of heat treatments at permissive temperatures and varying the duration of dipping, we have established an optimum temperature and time range of 48 &deg;C for 3-6 min. By using this method, a minimum of 15 crosses can be performed by a single worker per day and an average of 3-5 outcross progeny per panicle can be recovered. Therefore, an average of 45-75 outcross progeny can be produced by one person in a single day. Broad implementation of this technique will facilitate the development of recombinant inbred line populations of S. viridis X S. viridis or S. viridis X S. italica, mapping mutations through bulk segregant analysis and creating higher order mutants for genetic analysis.

Methods for Performing Crosses in Setaria viridis, a New Model System for the Grasses

We have developed a methodology for performing crosses in Setaria viridis (S. viridis). The method involves pruning the panicle prior to a hot water treatment to kill viable pollen. Crosses are performed following a well-controlled growth regime and typically result in the recovery of 1 to 7 cross-pollinated seed/s per panicle.

에 십자가를 수행하는 방법<em&gt; 강아지풀</em목초에 대한&gt;, 새로운 모델 시스템

Setaria viridis is an emerging model system for C4 grasses. It is closely related to the bioenergy feed stock switchgrass and the grain crop foxtail ...

연구

환경과학

Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae

A method to determine the content and composition of total fatty acids present in microalgae is described. Fatty acids are a major constituent of microalgal biomass. These fatty acids can be present in different acyl-lipid classes. Especially the fatty acids present in triacylglycerol (TAG) are of commercial interest, because they can be used for production of transportation fuels, bulk chemicals, nutraceuticals (&omega;-3 fatty acids), and food commodities. To develop commercial applications, reliable analytical methods for quantification of fatty acid content and composition are needed. Microalgae are single cells surrounded by a rigid cell wall. A fatty acid analysis method should provide sufficient cell disruption to liberate all acyl lipids and the extraction procedure used should be able to extract all acyl lipid classes.
With the method presented here all fatty acids present in microalgae can be accurately and reproducibly identified and quantified using small amounts of sample (5 mg) independent of their chain length, degree of unsaturation, or the lipid class they are part of.
This method does not provide information about the relative abundance of different lipid classes, but can be extended to separate lipid classes from each other.
The method is based on a sequence of mechanical cell disruption, solvent based lipid extraction, transesterification of fatty acids to fatty acid methyl esters (FAMEs), and quantification and identification of FAMEs using gas chromatography (GC-FID). A TAG internal standard (tripentadecanoin) is added prior to the analytical procedure to correct for losses during extraction and incomplete transesterification.

A method for the determination of fatty acid content and composition in microalgae based on mechanical cell disruption, solvent based lipid extraction, transesterification, and quantification and identification of fatty acids using gas chromatography is described. A tripentadecanoin internal standard is used to compensate for the possible losses during extraction and incomplete transesterification.

미세 조류의 지방산 콘텐츠 및 조성 분석

A method to determine the content and composition of total fatty acids present in microalgae is described. Fatty acids are a major constituent of ...

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

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently than plants3, but also synthesize advanced biofuels2-4. Generally, atmospheric CO2 is not a sufficient source for supporting maximal algal growth5. On the other hand, the high concentrations of CO2 in industrial exhaust gases have adverse effects on algal physiology. Consequently, both cultivation conditions (such as nutrients and light) and the control of the flue gas flow into the photo-bioreactors are important to develop an efficient &ldquo;flue gas to algae&rdquo; system. Researchers have proposed different photobioreactor configurations4,6 and cultivation strategies7,8 with flue gas. Here, we present a protocol that demonstrates how to use models to predict the microalgal growth in response to flue gas settings. We perform both experimental illustration and model simulations to determine the favorable conditions for algal growth with flue gas. We develop a Monod-based model coupled with mass transfer and light intensity equations to simulate the microalgal growth in a homogenous photo-bioreactor. The model simulation compares algal growth and flue gas consumptions under different flue-gas settings. The model illustrates: 1) how algal growth is influenced by different volumetric mass transfer coefficients of CO2; 2) how we can find optimal CO2 concentration for algal growth via the dynamic optimization approach (DOA); 3) how we can design a rectangular on-off flue gas pulse to promote algal biomass growth and to reduce the usage of flue gas. On the experimental side, we present a protocol for growing Chlorella under the flue gas (generated by natural gas combustion). The experimental results qualitatively validate the model predictions that the high frequency flue gas pulses can significantly improve algal cultivation.

Flue gas from power plants is a cheap CO2 source for algal growth. We have built prototype &#34;flue gas to algal cultivation&#34; systems and described how to scale up the algal cultivation process. We have demonstrated the use of a mass-transfer bio-reaction model to simulate and to design the optimal operation of flue gas for the growth of Chlorella sp. in algal photo-bioreactors.

컴퓨터 시뮬레이션을 통해 광 바이오 반응기에서 미세 조류의 성장을 촉진하기 위해 연소 가스 설정을 최적화

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

Quantification of Heavy Metals and Other Inorganic Contaminants on the Productivity of Microalgae

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages include high potential yield, use of non-arable land and integration with waste streams. The nutrient requirements of a large-scale microalgae production system will require the coupling of cultivation systems with industrial waste resources, such as carbon dioxide from flue gas and nutrients from wastewater. Inorganic contaminants present in these wastes can potentially lead to bioaccumulation in microalgal biomass negatively impact productivity and limiting end use. This study focuses on the experimental evaluation of the impact and the fate of 14 inorganic contaminants (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V and Zn) on Nannochloropsis salina growth. Microalgae were cultivated in photobioreactors illuminated at 984 &#181;mol m-2 sec-1 and maintained at pH 7 in a growth media polluted with inorganic contaminants at levels expected based on the composition found in commercial coal flue gas systems. Contaminants present in the biomass and the medium at the end of a 7 day growth period were analytically quantified through cold vapor atomic absorption spectrometry for Hg and through inductively coupled plasma mass spectrometry for As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V and Zn. Results show N. salina is a sensitive strain to the multi-metal environment with a statistical decrease in biomass yieldwith the introduction of these contaminants. The techniques presented here are adequate for quantifying algal growth and determining the fate of inorganic contaminants.

Integration of microalgal cultivation with industrial flue gas will ultimately introduce heavy metals and other inorganic compounds into the growth media. This study presents a procedure used to determine the end fate and impact of heavy metals and inorganic contaminants on the growth of Nannochloropsis salina grown in photobioreactors.

중금속과 미세 조류의 생산성에 다른 무기 오염 물질의 정량화

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages ...

Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ammonia removal, nitrogen removal and algal growth are compared over an 8-week period in paired sets of small (100 L) and large (1,000 L) reactors designed for algal remediation of landfill wastewater. Contents of the small and large scale reactors were mixed before the beginning of each weekly testing interval to maintain equivalent initial conditions across the two scales. System characteristics, including surface area to volume ratio, retention time, biomass density, and wastewater feed concentrations, can be adjusted to better equalize conditions occurring at both scales. During the short 8-week representative time period, starting ammonia and total nitrogen concentrations ranged from 3.1-14 mg NH3-N/L, and 8.1-20.1 mg N/L, respectively. The performance of the treatment system was evaluated based on its ability to remove ammonia and total nitrogen and to produce algal biomass. Mean &#177; standard deviation of ammonia removal, total nitrogen removal and biomass growth rates were 0.95&#177;0.3 mg NH3-N/L/day, 0.89&#177;0.3 mg N/L/day, and 0.02&#177;0.03 g biomass/L/day, respectively. All vessels showed a positive relationship between the initial ammonia concentration and ammonia removal rate (R2=0.76). Comparison of process efficiencies and production values measured in reactors of different scale may be useful in determining if lab-scale experimental data is appropriate for prediction of commercial-scale production values.

An experimental methodology is presented to compare the performance of small (100 L) and large (1,000 L) scale reactors designed for algae remediation of landfill wastewater. System characteristics, including surface area to volume ratio, retention time, biomass density, and wastewater feed concentrations, can be adjusted based on application.

폐수의 해조 교정을위한 광합성 원자로 시스템의 규모 비교

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ...

Cultivation of Green Microalgae in Bubble Column Photobioreactors and an Assay for Neutral Lipids

There is significant interest in the study of microalgae for engineering applications such as the production of biofuels, high value products, and for the treatment of wastes. As most new research efforts begin at laboratory scale, there is a need for cost-effective methods for culturing microalgae in a reproducible manner. Here, we communicate an effective approach to culture microalgae in laboratory-scale photobioreactors, and to measure the growth and neutral lipid content of that algae. Instructions are also included on how to set up the photobioreactor system. Although the example organisms are species of Chlorella and Auxenochlorella, this system can be adapted to cultivate a wide range of microalgae, including co-cultures of algae with non-algae species. Stock cultures are first grown in bottles to produce inoculum for the photobioreactor system. Algae inoculum is concentrated and transferred to photobioreactors for cultivation in batch mode. Samples are collected daily for the optical density readings. At the end of the batch culture, cells are harvested by centrifuge, washed, and freeze dried to obtain a final dry weight concentration. The final dry weight concentration is used to create a correlation between the optical density and the dry weight concentration. A modified Folch method is subsequently used to extract total lipids from the freeze-dried biomass and the extract is assayed for its neutral lipid content using a microplate assay. This assay has been published previously but protocol steps were included here to highlight critical steps in the procedure where errors frequently occur. The bioreactor system described here fills a niche between simple flask cultivation and fully-controlled commercial bioreactors. Even with only 3-4 biological replicates per treatment, our approach to culturing algae leads to tight standard deviations in the growth and lipid assays.

Here, we present a protocol to construct lab-scale bubble column photobioreactors and use them to culture microalgae. It also provides a method for the determination of the culture growth rate and neutral lipid content.

중립 지질에 대 한 녹색 미세 거품 열 Photobioreactors에 시험 재배

There is significant interest in the study of microalgae for engineering applications such as the production of biofuels, high value products, and for the ...

Microalgae Cultivation and Biomass Quantification in a Bench-Scale Photobioreactor with Corrosive Flue Gases

Photobioreactors are illuminated cultivation systems for experiments on phototrophic microorganisms. These systems provide a sterile environment for microalgal cultivation with temperature, pH, and gas composition and flow rate control. At bench-scale, photobioreactors are advantageous to researchers studying microalgal properties, productivity, and growth optimization. At industrial scales, photobioreactors can maintain product purity and improve production efficiency. The video describes the preparation and use of a bench-scale photobioreactor for microalgal cultivation, including the safe use of corrosive gas inputs, and details relevant biomass measurements and biomass productivity calculations. Specifically, the video illustrates microalgal culture storage and preparation for inoculation, photobioreactor assembly and sterilization, biomass concentration measurements, and a logistic model for microalgal biomass productivity with rate calculations including maximum and overall biomass productivities. Additionally, since there is growing interest in experiments to cultivate microalgae using simulated or real waste gas emissions, the video will cover the photobioreactor equipment adaptations necessary to work with corrosive gases and discuss safe sampling in such scenarios.

Bench-scale, axenic cultivation facilitates microalgal characterization and productivity optimization before subsequent process scale-up. Photobioreactors provide the necessary control for reliable and reproducible microalgal experiments and can be adapted to safely cultivate microalgae with the corrosive gases (CO2, SO2, NO2) from municipal or industrial combustion emissions.

부식성 연도 가스가 있는 벤치 스케일 광생물반응기에서 미세조류 재배 및 바이오매스 정량화

Photobioreactors are illuminated cultivation systems for experiments on phototrophic microorganisms. These systems provide a sterile environment for ...

돼지 폐기물 바이오 가스로부터의 바이오 메탄 억제를 위한 미세조류 배양

Biogas Purification through the use of a Microalgae-Bacterial System in Semi-Industrial High Rate Algal Ponds

In recent years, a number of technologies have emerged to purify biogas into biomethane. This purification entails a reduction in the concentration of polluting gases such as carbon dioxide and hydrogen sulfide to increase the content of methane. In this study, we used a microalgal cultivation technology to treat and purify biogas produced from organic waste from the swine industry to obtain ready-to-use biomethane. For cultivation and purification, two 22.2 m3 open-pond photobioreactors coupled with an absorption-desorption column system were set up in San Juan de los Lagos, Mexico. Several recirculation liquid/biogas ratios (L/G) were tested to obtain the highest removal efficiencies; other parameters, such as pH, dissolved oxygen (DO), temperature, and biomass growth, were measured. The most efficient L/Gs were 1.6 and 2.5, resulting in a treated biogas effluent with a composition of 6.8%vol and 6.6%vol in CO2, respectively, and removal efficiencies for H2S up to 98.9%, as well as maintaining O2 contamination values of less than 2%vol. We found that pH greatly determines CO2 removal, more so than L/G, during cultivation because of its participation in the photosynthetic process of microalgae and its ability to vary pH when solubilized due to its acidic nature. DO, and temperature oscillated as expected from the light-dark natural cycles of photosynthesis and the time of day, respectively. Biomass growth varied with CO2 and nutrient feeding as well as reactor harvesting; however, the trend remained primed for growth.

저자 스포트라이트: 바이오메탄 생산 향상을 위한 미세조류 생명공학 확장 

Air pollution impacts the quality of life of all organisms. Here, we describe the use of microalgae biotechnology for the treatment of biogas (simultaneous removal of carbon dioxide and hydrogen sulfide) and the production of biomethane through semi-industrial open high-rate algal ponds and subsequent analysis of treatment efficiency, pH, dissolved oxygen, and microalgae growth.

Semi-Industrial High Rate Algal Ponds에서 Microalgae-Bacterial System을 사용하여 바이오 가스 정화

In recent years, a number of technologies have emerged to purify biogas into biomethane. This purification entails a reduction in the concentration of ...

발전소의 탄소 포집과 미세조류 재배를 위한 반자동 개방형 경마장 연못 결합

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에 십자가를 수행하는 방법

미세 조류의 지방산 콘텐츠 및 조성 분석

컴퓨터 시뮬레이션을 통해 광 바이오 반응기에서 미세 조류의 성장을 촉진하기 위해 연소 가스 설정을 최적화

중금속과 미세 조류의 생산성에 다른 무기 오염 물질의 정량화

폐수의 해조 교정을위한 광합성 원자로 시스템의 규모 비교

중립 지질에 대 한 녹색 미세 거품 열 Photobioreactors에 시험 재배

부식성 연도 가스가 있는 벤치 스케일 광생물반응기에서 미세조류 재배 및 바이오매스 정량화

Semi-Industrial High Rate Algal Ponds에서 Microalgae-Bacterial System을 사용하여 바이오 가스 정화

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