Name: optimize flue gas settings to promote microalgae growth in photobioreactors via computer simulations
Uploaded: 2013-10-01T09:00:00
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इस अध्ययन के सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय में एक NSF कार्यक्रम (स्नातक के लिए अनुभव अनुसंधान) द्वारा समर्थित है.

1. शैवाल की खेती और बड़े पैमाने अप <ol><li> 7 2 हे, 0.015 ग्राम / एल -1 FeSO 4 · 7 · 0.55 छ / एल -1 यूरिया, 0.1185 ग्राम / एल -1 के.एच. 2 पीओ 4, 0.102 ग्राम / एल -1 4 MgSO युक्त विआयनीकृत पानी का उपयोग संस्कृति के माध?...

<ol>
	<li>Granite, E. J., O'Brien, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+novel+methods+for+carbon+dioxide+separation+from+flue+and+fuel+gases.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodiesel+from+microalgae.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biofuels+from+microalgae.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Second+generation+biofuels:+high-efficiency+microalgae+for+biodiesel+production.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+CO2+fixation+and+biofuel+production+via+microalgae:+recent+developments+and+future+directions.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+suitable+photobioreactors+for+CO2+sequestration+addressing+global+warming+using+green+algae+and+cyanobacteria.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+to+enhance+tolerances+of+Chlorella+KR-1+to+toxic+compounds+in+flue+gas.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+microalgae+for+assimilation+and+utilization+of+carbon+dioxide+from+fossil+fuel-fired+power+plant+flue+gas.">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>Mart&#237;nez, M. E., Camacho, F., Jim&#233;nez, J. M., Esp&#237;nola, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+light+intensity+on+the+kinetic+and+yield+parameters+of+Chlorella+pyrenoidosa+mixotrophic+growth.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+measuring+methods+and+results+in+nonviscous+gas-liquid+mass+transfer+in+stirred+vessels.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimum+charging+profile+for+lithium-ion+batteries+to+maximize+energy+storage+and+utilization.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+dynamic+optimization+strategies:+Recent+advances+and+challenges.">Simultaneous dynamic optimization strategies: Recent advances and challenges.</a> Comput. Chem. Eng. 30, 1560-1575 .</li><li>He, L., Subramanian, V. R., Tang, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+analysis+and+model-based+optimization+of+microalgae+growth+in+photo-bioreactors+using+flue+gas.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inorganic+carbon+limited+growth+kinetics+of+some+freshwater+algae.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+microbial+plankton+communities+experiments+in+Kaneohe+Bay,+Hawaii.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+dioxide+inhibition+of+photosynthetic+growth+of+Chlorella.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+kinetics+of+Chlorella+vulgaris+and+its+use+as+a+cathodic+half+cell.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Chemistry for environmental engineering and science. , 144 (2003).</li><li>Doucha, J., Straka, F., L&#237;vansk&#253;, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilization+of+flue+gas+for+cultivation+of+microalgae+Chlorella+sp.+in+an+outdoor+open+thin-layer+photobioreactor.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photometric,+radiometric,+and+quantum+light+units+of+measure:+a+review+of+procedures+for+interconversion.">Photometric, radiometric, and quantum light units of measure: a review of procedures for interconversion.</a> Hortscience. 18, 818-822 (1983).</li></ol>

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...

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="636">
	<tbody>
		<tr height="21"> 
			<td height="21" style="height:21px;width:212px;">Spectrophotometer</td>
			<td style="width:212px;">Thermal Scientific, Texas USA</td>
			<td style="width:212px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:212px;">CO2 gas analyzer</td>
			<td style="width:212px;">LI-COR, Biosciences, Nebraska USA</td>
			<td style="width:212px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:212px;">Mass flow controllers</td>
			<td style="width:212px;">OMEGA Engineering INC, Connecticut USA</td>
			<td style="width:212px;">FMA5416</td>
		</tr>
		<tr height="58">
			<td height="58" style="height:58px;width:212px;">Data acquisition card</td>
			<td style="width:212px;">Measurement Computing Corporation, Massachusetts USA</td>
			<td style="width:212px;">USB-1208FS</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:212px;">Filters</td>
			<td style="width:212px;">Aerocolloid LLC, Minnesota USA</td>
			<td style="width:212px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:212px;">MATLAB/Simulink</td>
			<td style="width:212px;">Mathworks, Massachusetts USA</td>
			<td style="width:212px;">R2010a</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:212px;">Glass bottles</td>
			<td style="width:212px;">Fisher USA</td>
			<td style="width:212px;"> </td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

optimize flue gas settings to promote microalgae growth in photobioreactors via computer simulations

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 &quot;शैवाल को ग्रिप गैस&quot; 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.

हमारे पिछले प्रयोगात्मक विश्लेषण इस निषेध 13 को कम करने में सक्षम सीओ 2 जोखिम समय है कटौती करते हुए निरंतर ग्रिप गैस जोखिम प्रतिकूल, Chlorella विकास को प्रभावित करता है इंगित करता है. बेहतर ग्रिप गै...

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

बिजली संयंत्रों से ग्रिप गैस algal विकास के लिए एक सस्ते सीओ 2 स्रोत है. हम सिस्टम &quot;खेती algal को ग्रिप गैस&quot; 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.

कंप्यूटर सिमुलेशन के माध्यम से photobioreactors में सूक्ष्म शैवाल विकास को बढ़ावा देने के लिए ग्रिप गैस सेटिंग्स का अनुकूलन

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

Research

JoVE Journal

Environment

Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae

सूक्ष्म शैवाल में फैटी एसिड सामग्री और संरचना का विश्लेषण

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

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

स्टेटिक मंडलों का प्रयोग कृषि मिट्टी से ग्रीनहाउस गैस प्रवाह का मापन

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

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

भारी धातुओं और सूक्ष्म शैवाल की उत्पादकता पर अन्य अकार्बनिक contaminants की मात्रा का ठहराव

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

Procedures of Laboratory Fumigation for Pest Control with Nitric Oxide Gas

नाइट्रिक ऑक्साइड गैस के साथ कीट नियंत्रण के लिए प्रयोगशाला धूनी की प्रक्रिया

Nitric oxide (NO) is a newly discovered fumigant for postharvest pest control. This paper provides detailed protocols for conducting NO fumigation on ...

Lab-Scale Model to Evaluate Odor and Gas Concentrations Emitted by Deep Bedded Pack Manure

प्रयोगशाला पैमाने पर मॉडल गंध और गैस गहरे पलंगों पैक खाद द्वारा उत्सर्जित सांद्रता का मूल्यांकन करने के लिए

A lab-scaled simulated bedded pack model was developed to study air quality and nutrient composition of deep-bedded packs used in cattle mono-slope ...

Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale

शेल में कण आकार और मीथेन Sorption क्षमता के बीच संबंधों का प्रायोगिक अध्ययन

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard ...

An Optimized Rhizobox Protocol to Visualize Root Growth and Responsiveness to Localized Nutrients

एक अनुकूलित Rhizobox प्रोटोकॉल मूल विकास और जवाबदेही स्थानीयकृत पोषक तत्वों को कल्पना करने के लिए

Roots are notoriously difficult to study. Soil is both a visual and mechanical barrier, making it difficult to track roots in situ without destructive ...

Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions

संरचना और विभिंन पर्यावरणीय स्थितियों के तहत, एयरोसोल्स के वितरण विश्लेषण

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, ...

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

बुलबुला कॉलम Photobioreactors में ग्रीन सूक्ष्म शैवाल की खेती और तटस्थ लिपिड के लिए एक परख

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

संक्षारक फ्लू गैसों के साथ बेंच-स्केल फोटोबायोरिएक्टर में माइक्रोएल्गे खेती और बायोमास क्वांटिफिकेशन

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