Name: coupling carbon capture from a power plant with semi-automated open raceway ponds for microalgae cultivation
Uploaded: 2020-08-14T16:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Coupling Carbon Capture from a Power Plant with Semi-automated Open Raceway Ponds for Microalgae Cultivation at JoVE.com

इस काम को क्षेत्रीय अल्गल फीडस्टॉक टेस्टबेड परियोजना, अमेरिकी ऊर्जा विभाग DE-EE0006269 के माध्यम से समर्थित किया गया था। हम भी Esteban Jimenez, जेसिका Peebles, फ्रांसिस्को Acedo, जोस Cisneros, राफ्ट टीम, मार्क Mansfield, यूए बिजली संयंत्र कर्मचारियों, और टीईपी बिजली संयंत्र के कर्मचारियों को उनकी सभी मदद के लिए धन्यवाद.

1. विकास प्रणाली: आउटडोर खुला raceway तालाब सेटिंग्स
<ol><li>फ्लू गैस स्रोत के करीब खुले रेसवे तालाबों को स्थापित करें (जिसमें 8-10% सीओ2 शामिल है)। सुनिश्चित करें कि तालाब रिएक्टर स्थान पर पानी और बिजली उपलब्ध ?...

इस अध्ययन में, हम प्रदर्शित करते हैं कि एक गर्म अर्ध-शुष्क जलवायु में सहक्रियात्मक रूप से युग्मन फ्लू गैस कार्बन कैप्चर और माइक्रोएल्गे खेती संभव है। अर्ध-स्वचालित रेसवे तालाब प्रणाली के लिए प्रयोगा?...

ग्लोबल वार्मिंग सबसे महत्वपूर्ण पर्यावरणीय मुद्दों में से एक है जो आज दुनिया का सामना कर रहीहै। अध्ययनों से पता चलता है कि प्रमुख कारण ग्रीनहाउस गैस (जीएचजी) उत्सर्जन में वृद्धि है, मुख्य रूप से सीओ2, मानव गतिविधियों के कारण वातावरण में 2,3,4,5,6,7। अमेरिका में, सीओ2 उत्सर्जन का सबसे बड़ा घनत्व मुख्य रूप से ऊर्जा क्षेत्र में जीवाश्म ईंधन दहन से उत्पन्न होता है, विशेष रूप से बिजली उत्पादन संयंत्र3,7,8,9। इस प्रकार, कार्बन कैप्चर और उपयोग (सीसीयू) प्रौद्योगिकियां जीएचजी उत्सर्जन को कम करने के लिए प्रमुख रणनीतियों में से एक के रूप में उभरीहैं 2,7,10। इनमें जैविक प्रणालियां शामिल हैं जो पोषक तत्वों की उपस्थिति में, प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से सीओ2 और पानी को बायोमास में परिवर्तित करने के लिए सूरज की रोशनी का उपयोग करती हैं। सूक्ष्म शैवाल का उपयोग तेजी से विकास दर, उच्च सीओ2 निर्धारण क्षमता और उच्च उत्पादन क्षमता के कारण प्रस्तावित किया गया है। इसके अतिरिक्त, सूक्ष्म शैवाल में व्यापक जैव ऊर्जा क्षमता होती है क्योंकि बायोमास को ब्याज के उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है, जैसे कि जैव ईंधन जो जीवाश्म ईंधन 7,9,10,11,12 को प्रतिस्थापित कर सकते हैं।
सूक्ष्म शैवाल विभिन्न प्रकार की खेती प्रणालियों या रिएक्टरों में जैविक रूपांतरण को विकसित और प्राप्त कर सकता है, जिसमें खुले रेसवे तालाब और बंद फोटोबायोरिएक्टर 13,14,15,16,17,18,19 शामिल हैं। शोधकर्ताओं ने उन फायदों और सीमाओं का अध्ययन किया है जो दोनों खेती प्रणालियों में जैव प्रक्रिया की सफलता को निर्धारित करते हैं, या तो इनडोर या आउटडोरपरिस्थितियों में 5,6,16,20,21,22,23,24,25 . ओपन रेसवे तालाब कार्बन कैप्चर और उन स्थितियों में उपयोग के लिए सबसे आम खेती प्रणाली हैं जहां फ्लू गैस को सीधे स्टैक से वितरित किया जा सकता है। इस प्रकार की खेती प्रणाली अपेक्षाकृत सस्ती है, स्केल करना आसान है, कम ऊर्जा लागत है, और मिश्रण के लिए कम ऊर्जा आवश्यकताएं हैं। इसके अतिरिक्त, इन प्रणालियों को आसानी से सीसीयू प्रक्रिया को अधिक कुशल बनाने के लिए बिजली संयंत्र के साथ सह-स्थित किया जा सकता है। हालांकि, कुछ कमियां हैं जिन पर विचार करने की आवश्यकता है, जैसे कि सीओ2 गैस / तरल द्रव्यमान हस्तांतरण में सीमा। यद्यपि सीमाएं हैं, खुले रेसवे तालाबों को आउटडोर माइक्रोएल्गल जैव ईंधन उत्पादन 5,9,11,16,20 के लिए सबसे उपयुक्त प्रणाली के रूप में प्रस्तावित किया गया है।
इस लेख में, हम खुले रेसवे तालाबों में सूक्ष्म शैवाल की खेती के लिए एक विधि का विस्तार करते हैं जो प्राकृतिक गैस पावर प्लांट की फ्लू गैस से कार्बन कैप्चर को जोड़ती है। विधि में एक अर्ध-स्वचालित प्रणाली होती है जो संस्कृति पीएच के आधार पर फ्लू गैस इंजेक्शन को नियंत्रित करती है; सिस्टम मॉनिटर करता है और ऑप्टिकल घनत्व, भंग ऑक्सीजन (डीओ), electroconductivity (ईसी), और हवा और तालाब तापमान सेंसर का उपयोग कर वास्तविक समय में Chlorella sorokiniana संस्कृति की स्थिति रिकॉर्ड करता है। अल्गल बायोमास और फ्लू गैस इंजेक्शन डेटा टक्सन इलेक्ट्रिक पावर सुविधा में हर 10 मिनट में एक डेटा लकड़हारा द्वारा एकत्र किए जाते हैं। शैवाल तनाव रखरखाव, स्केल अप, गुणवत्ता नियंत्रण माप, और बायोमास लक्षण वर्णन (उदाहरण के लिए, ऑप्टिकल घनत्व, जी / एल, और लिपिड सामग्री के बीच सहसंबंध) एरिज़ोना विश्वविद्यालय में एक प्रयोगशाला सेटिंग में किया जाता है। एक पिछले प्रोटोकॉल ने कंप्यूटर सिमुलेशन26 के माध्यम से फोटोबायोरिएक्टर में सूक्ष्म शैवाल विकास को बढ़ावा देने के लिए फ्लू गैस सेटिंग्स को अनुकूलित करने के लिए एक विधि को रेखांकित किया। यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल अद्वितीय है कि यह खुले रेसवे तालाबों का उपयोग करता है और उत्पादित फ्लू गैस का सीधा उपयोग करने के लिए एक प्राकृतिक गैस पावर प्लांट में साइट पर लागू करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके अतिरिक्त, वास्तविक समय ऑप्टिकल घनत्व माप प्रोटोकॉल का हिस्सा हैं। जैसा कि वर्णित प्रणाली को एक गर्म अर्धशुष्क जलवायु (कोपेन बीएसएच) के लिए अनुकूलित किया गया है, जो कम वर्षा, वर्ष-दर-वर्ष वर्षा में महत्वपूर्ण परिवर्तनशीलता, कम सापेक्ष आर्द्रता, उच्च वाष्पीकरण दर, स्पष्ट आकाश और तीव्र सौर विकिरण27 प्रदर्शित करता है।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1767px;" width="1766">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Adjustable speed motor (paddle wheel system)</td>
			<td style="width:204px;">Leeson</td>
			<td style="width:161px;">174307</td>
			<td style="width:1116px;">Lesson 174307.00, type: SCR Voltage; Amps:10</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Aluminum weight boats</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">08-732-102</td>
			<td>Fisherbrand Aluminum Weighing Dishes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ammonium Iron (III) (NH&#8324;)&#8325;[Fe(C&#8326;H&#8324;O&#8327;)&#8322;]</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1185 - 57 - 5</td>
			<td>Medium preparation. Ammonium iron(III) citrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Ammonium Phosphate</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>7722-76-1</td>
			<td>This chemical is used for the optimized medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Ampicillin sodium salt</td>
			<td style="width:204px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>A9518-5G</td>
			<td>This chemical is used for avoiding algae contamination</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Autoclave</td>
			<td>Amerex Instrument Inc</td>
			<td></td>
			<td>Hirayama HA300MII</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bacto agar</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>BP1423500</td>
			<td>Fisher BioReagents Granulated Agar</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Bleach</td>
			<td style="width:204px;">Clorox</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Germicidal Bleach, concentrated clorox</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Boric Acid (H3BO3)</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>10043-35-3</td>
			<td>Trace Elelements: Boric acid</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:285px;">Calcium chloride dihydrate (CaCl2*2H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>10035-04-8</td>
			<td>Medium preparation. Calcium chloride dihydrate</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Carboys (20 L)</td>
			<td style="width:204px;">Nalgene - Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>2250-0050PK</td>
			<td>Polypropylene Carboy w/Handles</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:204px;">Beckman Coulter, Inc</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>J2-21</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Chloroform</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>67-66-3</td>
			<td>This chemical is used for lipid extraction</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Citraplex 20% Iron</td>
			<td style="width:204px;">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 height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Cobalt (II) nitrate hexahydrate (Co(NO3)2*6H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">10026-22-9</td>
			<td>Trace Elements: Cobalt (II) nitrate hexahydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Compressor</td>
			<td style="width:204px;">Makita</td>
			<td>MAC700</td>
			<td>This equipment is used for the injection CO2 system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Control Valve</td>
			<td style="width:204px;">Sierra Instruments</td>
			<td style="width:161px;">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 height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Copper (II) Sulfate Pentahydrate (CuSO4*5H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">7758-99-8</td>
			<td>Trace Elements: Copper (II) Sulfate Pentahydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Data Logger: Campbell unit CR3000</td>
			<td style="width:204px;">Scientific Campbell</td>
			<td style="width:161px;">CR3000</td>
			<td>This equipment is used for controlling all the system, motoring and recording data</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Dissolvde Oxygen Solution</td>
			<td style="width:204px;">Campbell Scientific</td>
			<td style="width:161px;">14055</td>
			<td>Dissolved oxygen electrolyte solution DO6002 - Lot No. 211085</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:285px;">Dissolved Oxygen probe</td>
			<td style="width:204px;">Sensorex</td>
			<td>&#65279;</td>
			<td>DO6400/T Dissolved Oxygen Sensor with Digital Communication</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Electroconductivity calibration solution</td>
			<td style="width:204px;">Ricca Chemical Company</td>
			<td style="width:161px;">2245 - 32 ( R2245000-1A )</td>
			<td>Conductivity Standard, 5000 uS/cm at 25C (2620 ppm TDS as NaCl)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Electroconductivity probe sensor</td>
			<td style="width:204px;">Hanna Instruments</td>
			<td>HI3003/D</td>
			<td>Flow-thru Conductivity Probe - NTC Sensor, DIN Connector, 3m Cable</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:285px;">Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (Na2EDTA*2H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>6381-92-6</td>
			<td>Medium Preparation: Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Filters</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>09-874-48</td>
			<td>Whatman Binder-Free Glass Microfiber Filters</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Flasks</td>
			<td style="width:204px;">Fisher scientific</td>
			<td>09-552-40</td>
			<td>Pyrex Fernbach Flasks</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Furnace</td>
			<td style="width:204px;">Hogentogler</td>
			<td style="width:161px;">Model: F6020C-80</td>
			<td>Thermo Sicentific Thermolyne F6020C - 80 Muffle Furnace</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Glass dessicator</td>
			<td style="width:204px;">VWR International LLC</td>
			<td style="width:161px;">75871-430</td>
			<td>Type 150, 140 mm of diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Glass funnel</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">FB6005865</td>
			<td>Fisherbrand Reusable Glass Long-Stem Funnels</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Laminar flow hood</td>
			<td>Fisher Hamilton Safeair</td>
			<td></td>
			<td>Fisher Hamilton Stainless Safeair hume hood</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Magnesium sulfate heptahydrate (MgSO4*7H2O)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10034 - 99 - 8</td>
			<td>Medium Preparation: Magnesium sulfate heptahydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Methanol</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>67-56-1</td>
			<td>Lipid extraction solvent</td>
		</tr>
		<tr height="28">
			<td height="28" style="height:28px;width:285px;">Micro bubble Diffuser</td>
			<td style="width:204px;">Pentair Aquatic Eco-Systems</td>
			<td>1PMBD075</td>
			<td>This equipment is used for the injection CO2 system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Microalgae: Chlorella Sorokiniana</td>
			<td style="width:204px;">NAABB</td>
			<td style="width:161px;">DOE 1412</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microoscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Carl Zeiss 4291097</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Microwave assistant extraction</td>
			<td style="width:204px;">MARS, CEM Corportation</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>CEM Mars 5 Xtraction 230/60 Microwave Accelerated Reaction System. Model: 907601</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">MnCl2*4H2O</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>13446-34-9</td>
			<td>Manganese(II) chloride tetrahydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Mortars</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>FB961B</td>
			<td>Fisherbrand porcelein mortars</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Nitrogen evaporator</td>
			<td style="width:204px;">Organomation</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>N-EVAP 112 Nitrogen Evaporatpr (OA-SYS Heating System)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Oven</td>
			<td style="width:204px;">VWR International LLC</td>
			<td style="width:161px;">89511-410</td>
			<td>Forced Air Oven</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Paddle Wheel</td>
			<td style="width:204px;"></td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>8-blade horizontal axis propeller. This usually comes as part of the paddlewheel reactor.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Pestles</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>FB961M</td>
			<td>Fisherbrand porcelein pestles</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">pH and EC Transmitter</td>
			<td style="width:204px;">Hanna Instruments</td>
			<td>HI98143</td>
			<td>Hanna Instruments HI98143-04 pH and EC Transmitter with Galvanic isolated 0-4V.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">pH calibration solutions</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">13-643-003</td>
			<td>Thermo Scientific Orion pH Buffer Bottles</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">pH probe sensor</td>
			<td style="width:204px;">Hanna Instruments</td>
			<td>HI1006-2005</td>
			<td>Hanna Instruments HI1006-2005 Teflon pH Electrode with matching pin 5m.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pippete tips</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1111-2821</td>
			<td>1000 ul TipOne graduated blue tip in racks</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pippetter</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-690-032</td>
			<td>Eppendorf Reserch plus Variable Adjustable Volume Pipettes: Single-channel</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Plastic cuvettes</td>
			<td style="width:204px;">Fisher scientific</td>
			<td>14377017</td>
			<td>BrandTech BRAND Plastic Cuvettes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Plates</td>
			<td style="width:204px;">Fisher scientific</td>
			<td style="width:161px;">08-757-100D</td>
			<td>Corning Falcon Bacteriological Petri Dishes with Lid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Potassium phosphate dibasic (K2HPO4)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>7758 -11 - 4</td>
			<td>Medium Preparation: Potassium phosphate dibasic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Pyrex reusable Media Storage Bottles</td>
			<td style="width:204px;">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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Raceway Pond</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Similar equipment can be bought at https://microbioengineering.com/products</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">RS232 Cable</td>
			<td style="width:204px;">Sabrent</td>
			<td style="width:161px;"></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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Shaker Table</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Algae agitation 150 rpm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Sodium Carbonate (Na2CO3)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">497-19-8</td>
			<td>Sodium carbonate</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Sodium molybdate dihydrate (Na2MoO4*2H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">10102-40-6</td>
			<td>Medium Preparation: Sodium molybdate dihydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Sodium nitrate (NaNO3)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>7631-99-4</td>
			<td>Medium Preparation: Sodium nitrate</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:285px;">Spectophotometer</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific Company</td>
			<td style="width:161px;">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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Test tubes</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">14-961-27</td>
			<td>Fisherbrand Disposable Borosilicate Glass Tubes with Plain End (10 ml)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Thermocouples type K</td>
			<td style="width:204px;">Omega</td>
			<td>KMQXL-125G-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Urea</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">2067-80-3</td>
			<td>Urea</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Vacuum filtration system</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Vacuum pump</td>
			<td style="width:204px;">Grainger</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Marathon Electric AC Motor Thermally protected G588DX - MOD 5KH36KNA510X. HP 1/4. RPM 1725/1425</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Zinc sulfate heptahydrate (ZnSO4*7H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">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

संयुक्त राज्य अमेरिका में, कुल कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ2) उत्सर्जन का 35% विद्युत ऊर्जा उद्योग से आता है, जिसमें से 30% प्राकृतिक गैस बिजली उत्पादन का प्रतिनिधित्व करते हैं। माइक्रोएल्गे पौधों की तुलना में 10 से 15 गुना तेजी से बायोफिक्स सीओ2 कर सकते हैं और शैवाल बायोमास को जैव ईंधन जैसे ब्याज के उत्पादों में परिवर्तित कर सकते हैं। इस प्रकार, यह अध्ययन एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है जो एक गर्म अर्ध-शुष्क जलवायु में दक्षिण-पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित एक प्राकृतिक गैस पावर प्लांट के साथ सूक्ष्म शैवाल खेती के संभावित तालमेल को दर्शाता है। अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियों का उपयोग हरी शैवाल प्रजातियों क्लोरेला सोरोकिनियाना के माध्यम से कार्बन कैप्चर और उपयोग को बढ़ाने के लिए किया जाता है, जिसे जैव ईंधन में आगे संसाधित किया जा सकता है। हम एक अर्ध-स्वचालित खुले रेसवे तालाब को शामिल करने वाले एक प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं और इसके प्रदर्शन के परिणामों पर चर्चा करते हैं जब इसे टक्सन, एरिज़ोना में टक्सन इलेक्ट्रिक पावर प्लांट में परीक्षण किया गया था। पीएच को नियंत्रित करने के लिए फ्लू गैस का उपयोग मुख्य कार्बन स्रोत के रूप में किया गया था, और क्लोरेला सोरोकिनियाना की खेती की गई थी। शैवाल को विकसित करने के लिए एक अनुकूलित माध्यम का उपयोग किया गया था। समय के एक समारोह के रूप में सिस्टम में जोड़े गए सीओ2 की मात्रा की बारीकी से निगरानी की गई थी। इसके अतिरिक्त, अल्गल विकास दर, बायोमास उत्पादकता और कार्बन निर्धारण को प्रभावित करने वाले अन्य भौतिक-रासायनिक कारकों की निगरानी की गई, जिसमें ऑप्टिकल घनत्व, भंग ऑक्सीजन (डीओ), इलेक्ट्रोकंडक्टिविटी (ईसी), और हवा और तालाब के तापमान शामिल थे। परिणामों से संकेत मिलता है कि 0.385 ग्राम / एल राख-मुक्त शुष्क वजन तक की सूक्ष्म शैवाल उपज प्राप्य है, जिसमें 24% की लिपिड सामग्री है। सीओ2 उत्सर्जकों और अल्गल किसानों के बीच सहक्रियात्मक अवसरों का लाभ उठाना अल्गल जैव ईंधन और जैव उत्पादों के स्थायी उत्पादन का समर्थन करते हुए कार्बन कैप्चर को बढ़ाने के लिए आवश्यक संसाधन प्रदान कर सकता है।

हमारी प्रयोगशाला से पूर्व प्रयोगात्मक परिणामों से संकेत मिलता है कि एक अर्ध-स्वचालित खुले रेसवे तालाब का उपयोग करके सूक्ष्म शैवाल खेती को कार्बन कैप्चर प्रक्रियाओं के साथ जोड़ा जा सकता है। इन दो प्र?...

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

खुले रेसवे तालाबों में सूक्ष्म शैवाल की खेती करने के लिए प्राकृतिक गैस पावर प्लांट फ्लू गैस में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करने के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन किया गया है। फ्लू गैस इंजेक्शन को पीएच सेंसर के साथ नियंत्रित किया जाता है, और सूक्ष्म शैवाल विकास को ऑप्टिकल घनत्व के वास्तविक समय माप के साथ मॉनिटर किया जाता है।

युग्मन कार्बन कैप्चर एक पावर प्लांट से अर्ध-स्वचालित ओपन रेसवे पॉन्ड्स के साथ माइक्रोएल्गी खेती के लिए

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

This semi-automatic raceway cultivation system controlled by a pH sensor can directly capture flue gas from power plans for microalgae cultivation and can monitor microalgae growth with real-time measurements. The reactor system allows the direct capture and usage of carbon from industrial flue gas to grow microalgae in on-site semi-automated open pond raceway systems. The system can be used to cultivate alternative algae species and to capture carbon from any power plant.To set up an open raceway pond, attach a 0.95 centimeter fuel hose to capture the flue gas during the post-combustion process, a few meters before the flue gas enters the stack to be discharged into the atmosphere. Place a 20 liter water trap and an approximately 12 meter condenser between the stack and the compressor to remove water from the flue gas. To monitor algal growth, connect a real-time optical density sensor that measures the absorbance at 650 and 750 nanometers, a dissolved oxygen sensor, air and pond thermocouples, a pH sensor, and an electroconductivity sensor to a data logger.To set up a pH control system, connect a compressor and control valve system to the data logger program to manage the flue gas injection and use a tube to direct the flue gas from the control valve through a stone diffuser to the bottom of the raceway pond, then set the system to inject flue gas when the pH value was greater than 8.05 and to stop the flue gas injection when the pH is less than eight. To set up an algal culture system, set the culture room to 25 degrees Celsius in a 12-hour light, 12-hour dark cycle, and use deionized water salts and macro and micronutrients to prepare BG-11 culture medium. Use a sterile loop to select a single algal colony from the culture plate and inoculate the algae in a 50 milliliter tube containing sterile growth medium in a clean biosafety cabinet.Grow the small liquid culture on a shaker table at 120 revolutions per minute for one week. At the end of the incubation, transfer the entire volume of algal culture into 500 milliliters of liquid culture in a one liter flask and close the flask with a rubber stopper fitted with stainless steel tubing to provide aeration. Filter the air with 0.20 micron air sterilization filters and allow the culture to grow for another one to two weeks using a spectrophotometer to monitor the cell density daily.At the end of the culture period, add 500 milliliters of the liquid algal culture to eight liters of non-sterile culture medium in a 10 liter carboy and inject a mixture of 5%carbon dioxide and 95%air into the carboy. Monitor the stock plate and liquid cultures under a light microscope at the 10 and 40X magnifications once a week to ensure growth of the strain of interest. To inoculate an outdoor open raceway pond with algae, first, thoroughly clean the reactor overnight with 30%bleach.Rinse the reactor the next morning until all of the bleach has been removed and calibrate all of the sensors according to their corresponding calibration procedures. Fill the raceway pond up to 80%with water to dilute the concentrated medium and inoculate the pond with the 10 liter carboy of algae culture. Bring the pond to its final volume, then partially shade the raceway pond with wooden pallets for about three days as an adaptation strategy to avoid photo inhibition to allow the microalgae to acclimate to the culture system.To perform a batch growth experiment, inspect and record any day-to-day variations including water evaporation, paddle wheel motor and sensor functionality, or anything else out of the ordinary. Drain and inspect the compressor and water trap daily to allow the removal of any excess water and to minimize flue gas corrosion. Configure the data logger to scan each sensor measurement every 10 seconds and to store the average sensor and air and reactor temperature data every 10 minutes.Make sure that the water level remains constant at the reactor's final volume to avoid affecting the optical density measurement. After replenishing the water in the reactor, collect an algal biomass sample using a 250 milliliter bottle. Measure the optical density in the spectrophotometer.Check the quality of the algae culture three times a week by light microscopy. When a culture is close to reaching stationary phase, harvest 75%of the total algae culture volume and use two to five liters of the culture suspension to perform biomass productivity analysis in the laboratory, then process and convert the rest of the algae into the desired algal products. Here, a comparison between the sensor and laboratory measurements can be observed.Both breeding show similar trends with the data increasing as a function of time. Optical density values increase during the day, but decrease at night during respiration, indicating a change in biomass productivity, thus the integration of a real-time optical density sensor makes it possible to make effective management decisions about the overall algal production system. In this analysis, flue gas was injected from approximately 8:00 a.m.to 6:00 p.m. but was not injected between 6:00 p.m. and 8:00 a.m.This day/night cycle reflects the daylight sunlight exposure and the lack of light during the night, and consequently, the activation of photosynthesis or photorespiration respectively. As illustrated in this figure, as the algal grow rate increases, more flue gas is required, confirming that the on/off flue gas pulse injection system is effective at facilitating carbon capture and utilization through microalgae cultivation. Other physical chemical parameters can also be used to establish a correlation between the parameters and algal growth and productivity.It is important to make sure that the pH system is properly set up and that all of the sensors are calibrated before inoculating the raceway ponds with microalgae. Other methods that can be performed with the raceway pond while producing microalgae biomass include lipid, carbohydrate, or pigment extraction, ash-free dry weight measurements, and PCR quality monitoring.

Research

JoVE Journal

Environment

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

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पार प्रदर्शन के लिए तरीके<em&gt; Setaria viridis</emघास के लिए&gt;, एक नया मॉडल प्रणाली

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 ...

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 ...

Single-plant, Sterile Microcosms for Nodulation and Growth of the Legume Plant Medicago truncatula with the Rhizobial Symbiont Sinorhizobium meliloti

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गिरहदार और फली संयंत्र के विकास के लिए एकल संयंत्र, बाँझ लघु<em&gt; Medicago truncatula</em&gt; Rhizobial Symbiont साथ<em&gt; Sinorhizobium meliloti</em

Rhizobial  bacteria form symbiotic, nitrogen-fixing nodules on the roots of compatible host  legume plants.  One  of the most well-developed model systems ...

Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

छेड़छाड़ संयंत्र प्रेरित मिट्टी विविधता के लिए प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as ...

Modification and Application of a Leaf Blower-vac for Field Sampling of Arthropods

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Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

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सीओ के साथ संतुलन में क्रूड ऑयल के रियाोलॉजी का मापन<sub&gt; 2</sub&gt; जलाशय स्थितियां

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The ...

Continuous Hydrologic and Water Quality Monitoring of Vernal Ponds

सतत Hydrologic और पानी की गुणवत्ता की निगरानी वसंत तालाबों

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

संयंत्र संक्रमण परीक्षण: स्प्रे और संयंत्र रोगज़नक़ Magnaporthe Grisea के साथ घाव मध्यस्थता टीका

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current ...

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 ...

High-throughput Siderophore Screening from Environmental Samples: Plant Tissues, Bulk Soils, and Rhizosphere Soils

पर्यावरण के नमूनों से उच्च प्रवाह Siderophore स्क्रीनिंग: संयंत्र के ऊतकों, थोक मिट्टी, और Rhizosphere मिट्टी

Siderophores (low-molecular weight metal chelating compounds) are important in various ecological phenomenon ranging from iron (Fe) biogeochemical cycling ...