저자는 자신의 지식과 침출수를 공유 펠튼, DE에서 Sandtown 매립에게 감사의 말씀을 전합니다.

1. 시스템 설치 참고 : A &#39;쌍 시스템이&#39;병렬로 실행 한 수족관 탱크와 하나의 궤도 연못을 의미한다. <ol><li> 한 쌍의 시스템에서, 대형 선박을위한 패들 휠 믹서, 소규모 용기에 대한 오버 헤드 믹서 한 100 L 어항 탱크 (AT), 및 하나 1,000 L 궤도 연못 (RWP)를 사용한다. 이 시스템에 사용되는 선박은 그림 1에 묘사되어있다. </li><li> 같은 조류 문화의 모든 혈관을 접종한다. 일단 탱크 또는 연못 (10)의 전체 부피로 희석 없음 0.1 g / L의 최종 농도 결과 접종 높은 밀도를 사용한다. 그것은이 단계에 대한 충분한 조류 성장 (개월 주) 상당한 시간이 걸릴 수 있습니다. </li><li> 영양 소스로 처리되지 않은 매립지 침출수를 사용합니다. 대부분은 생활 폐기물을 수용하고 독소의 낮은 수준을 가지고 매립지에서 촬영 침출수를 사용합니다. 침출수에 대한 성분 분석은 매립지에서 사용할 수 있습니다. 티폐수의 강도에 따라 달라질 수 있습니다 각각의 탱크 나 연못에서 사용되는 침출수의 그는 양,하지만 최종 암모니아 농도는 5-75 mg의 NH 3 -N / L을 측정한다. </li><li> 60 L의 작업 볼륨 100 L의 수족관 탱크 및 600 L 작업 볼륨 궤도 연못을 시작합니다. 이 연구는 수족관 탱크에 물을 약 1 L의 침출수 59 L, 및 궤도 연못에 물 590 L 10 L 침출수 시작했다. 이 연구의 과정을 통해 사용되는 침출수의 농도를 증가시킨다. </li></ol><img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55256/55256fig1.jpg" /> 수족관 탱크와 궤도 연못의 1 예를 그림. 수족관 탱크 (A)과 궤도 연못 (B)의 예를 나타낸다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55256/55256fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <ol><li> 삼주의 수리 학적 체류 시간이 반 회분식 반응기와 수족관 탱크와 궤도 연못을 운영하고 있습니다. 각 샘플링주기 1 주일에 걸쳐있다. </li><li> 각 용기에서 125 mL의 샘플을 가져 가라. 이것은 주 샘플의 시작이다. 섹션 3.1-3.3의 샘플 분석 프로토콜에 따라 시험 샘플. </li><li> 주말에, 분석을 위해 각각의 용기에서, 125 mL의 시료를 취. 최종의 주 샘플을 취한 후에, 궤도 연못에 수족관 탱크의 전체 용적을 비우고. <ol><li> 일주일에 한 번, 궤도 연못에 수족관 탱크의 전체 볼륨을 펌프. </li></ol></li><li> 궤도 연못에서 (3 주 평균 수리 학적 체류 시간) 볼륨의 3 분의 1을 제거합니다. 물과 치료 침출수 제거 볼륨을 교체합니다. </li><li> 다시 수족관 탱크로 궤도 연못에서 약 60 L를 전송합니다. 이렇게하면 그 수족관 황갈색K와 궤도 연못은 매주 같은 영양소 및 생물 학적 조건을 시작하고있다. </li><li> 다음주의 시작 조건 분석 모든 선박에서 125 mL의 시료를 취. </li></ol> 3. 샘플 분석 <ol><li> 암모니아-N, 질산-N, 아질산염-N, 바이오 매스 밀도의 모든 샘플 시작 - 더 - 주 -의 최종의 - 더 - 주를 테스트합니다. </li><li> 0.45 μm의 필터를 사용하여 표준 총 부유 물질 (TSS) 프로토콜, ASTM-D5907에 의해 바이오 매스를 측정한다. <ol><li> 첫 번째 여과지의 무게를하고, 진공 여과 시스템을 사용하여 샘플 20-40 mL로 필터링. 한 시간 동안 105 ℃의 오븐에서 바이오 매스 / 여과지를 건조 또는 바이오 매스 / 여과지 더이상 변화 중량까지. </li><li> 매스 / 여과지의 무게를 측정하고, 여과지의 초기 질량을 뺀다. 바이오 매스 밀도를 계산하기 위해 필터링 된 체적이 질량을 나눈다. 중복 (11)에서 실행됩니다. </li></ol></li><li> 암모니아 측정질산염 및 아질산염 분광 분광 광도계. <ol><li> 암모니아 농도를 결정하기 위해 상업 방법 키트에 시료 100 μL를 사용합니다. 제조 업체의 프로토콜을 참조하십시오. </li><li> 질산 농도를 결정하기 위해 상업 방법 키트에 시료 1 ㎖를 사용합니다. 제조 업체의 프로토콜을 참조하십시오. </li><li> 아질산염 농도를 결정하는 방법 상업용 키트 샘플 10 ㎖를 사용한다. 제조 업체의 프로토콜을 참조하십시오. </li></ol></li><li> 상업적 프로브 및 데이터 로거를 사용하여 환경 조건 (기온, 일사량, 풍속) 상용 기상대를 이용뿐만 아니라 탱크 / 연못 환경 (물, 온도, pH, 용존 산소)를 모니터링. 제조 업체의 프로토콜을 참조하십시오. </li></ol> 결과 4. 통계 분석 <ol><li> 수집 된 데이터는 통계적으로 정상인지 확인합니다. QQ 플롯 (12)를 사용하여 데이터 세트의 정상을 결정 </&gt; SUP. </li><li> 피어슨의 R 또는 각각 13 정상이 아닌 일반 데이터에 대한 스피어의 페이지를 사용하여 매개 변수 사이의 상관 관계를 결정합니다. 상관 파라미터는 적어도 다음의 파라미터를 포함한다 : 초기 암모니아 농도, 초기 총 질소 농도, 초기 생물량 밀도 암모니아 제거율, 총 질소 제거율, 미생물 성장 속도 및 모든 환경 조건. </li></ol>

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시스템 성능 : 8 주 연구 기간 동안, 시스템의 소형 및 대형 용기의 생산성을 비교 하였다. 본 연구는 질소 및 암모니아 제거율 및 바이오 매스 성장률 처리 시스템의 생산성을 측정으로서 사용되었다. 이 시스템은 각 주 이산 조건하에 작동시켰다 반 - 배치 반응기로 작동시켰다. 대표적인 결과는 시스템 동작의 처음 8 주 동안, 그러나 전체 연구 환경 조건에서 계절 변동을 고려...

큰 규모의 응용 프로그램에 대한 벤치 스케일 데이터의 번역 bioprocesses의 상용화에 중요한 단계입니다. 작은 규모의 반응기 시스템, 미생물의 사용에 초점을 맞추고, 특히 생산 효율을 지속적 위에 상업적 규모 시스템 1, 2, 3, 4에서 발생 효율을 예측하는 것으로 나타났다. 도전은 바이오 연료 생산, 화장품 및 의약품 등의 고 부가가치의 제품을 제조 할 목적으로 더 큰 시스템으로 실험실 규모에서 해조류와 박테리아의 광합성 재배 스케일 업에 존재하고, 폐수 처리 용. 대규모 조류 바이오 매스 생산에 대한 수요가 바이오 연료, 의약품 / 기능 식품 및 가축 사료 5 조류의 신흥 산업으로 성장하고있다. 에 기재된 방법이 논문은 미생물 성장 속도 및 영양소 제거에 광합성 반응기 시스템의 규모를 증가의 영향을 평가하는 것이다. 여기에 제시된 시스템은 조류가 매립지 침출수 폐수를 재조정 할 수 있지만, 응용 프로그램의 다양한 적용 할 수 있습니다 사용합니다. 대형 시스템의 생산 효율은 종종 작은 규모의 실험을 사용하여 예측된다; 그러나, 여러 가지 요인이 스케일 bioprocesses의 성능에 영향을 미치는 것으로 도시 된 바와 같이, 이러한 예측의 정확도를 결정하기 위해 고려되어야한다. 예를 들어, (2004) Junker은 30 L로부터 파일럿 - 또는 상업적 규모의 실제 생산성이 값이 작을 사용하는 예측보다 거의 항상 더 낮은 것으로 나타났다 19,000 L에 이르는 8 가지 크기의 발효 반응기의 비교 결과를 제시 -scale 연구 4. 용기 치수 전력 혼합, 교반 형 영양소 품질 및 가스 이송 불평등가 될 것으로 예측되었다감소 생산성 4 주요 원인. 유사하게,는 스케일 (6)를 크게하면 바이오 매스의 성장과 관련 제품이 거의 항상 감소되는 조류 성장 반응기에 도시되었다. 생물학적, 물리적, 화학적 요소는 이들 요소의 대부분은 7 작은 규모에서 다른보다 큰 규모에서 미생물의 활성이 영향으로, 반응기의 크기에 따라 변화. 이러한 궤도 연못 등의 조류에 가장 본격적인 시스템, 때문에, 야외 존재 고려해야 할 하나의 생물학적 요인은 미생물 종과 박테리오파지가 존재하는 미생물 종을 변경하고의 따라서 미생물의 기능을 할 수있는, 주변 환경으로부터 유입 될 수 있다는 것입니다 체계. 미생물 커뮤니티의 활동은 또한 빛과 온도 등의 환경 적 요인에 민감 할 것이다. 가스 및 유체 운동의 대량 전송은미생물 공정의 스케일 업에 영향을 물리적 요인의 예. 작은 반응기의 최적 혼합을 달성하는 것은 쉽다; 그러나, 증가 규모, 그것은 이상적인 혼합 조건을 설계 할 수있는 도전이된다. 더 큰 규모에서, 원자로 물질 전달 2 데드 존, 비 이상적인 혼합 및 감소 효율성이 자주 발생합니다. 조류는 광합성 생물이기 때문에 볼륨을 증가하는 경우, 상업적 성장으로 인해 물 깊이와 표면적의 변화에 ​​빛 노출의 변화를 설명해야한다. 높은 바이오 매스 밀도 및 / 또는 낮은 질량 전송 속도는 CO를 바이오 매스 성장 (8)의 억제가 발생할 수 있습니다 둘 다 2 농도 증가 O 2 농도를 감소의 원인이 될 수 있습니다. 조류 (algae)의 성장 시스템에서의 화학적 요인 따라서 용존 CO 등의 pH 완충제 화합물의 변화에 의해 영향을 수중 환경이, pH가 역학에 의해 구동되는 <sub&gt; 2, 탄산 종. 이러한 요인들은 예측할 수없는 방법으로 9에서, 생물 물리, 화학적 요소들 사이의 복잡한 상호 작용에 의해 악화된다. 이 연구는 규제와 두 개의 서로 다른 규모의 선박의 성장 조건을 비교하기 위해 설계된 쌍 반응기 시스템을 제공합니다. 실험 프로토콜은 침출수 처리 및 조류의 성장을 정량화에 초점을 맞추고; 그러나, 이러한 시간 경과에 따른 미생물 군집 변화 나 조류의 CO 2 격리 전위 등의 다른 지표를 모니터링하도록 구성 될 수있다. 여기에 제시된 프로토콜은 침출수 처리 시스템에서 조류의 성장과 질소 제거에 스케일의 영향을 평가하기 위해 디자인된다.

<table><tbody><tr><td>Aquarium Tank</td><td></td><td></td><td>Any 100+ L aquarium tank with optically clear glass can be used</td></tr><tr><td>RW 3.5</td><td>MicroBio Engineering</td><td></td><td>Raceway Pond</td></tr><tr><td>Eurostar 100 digital</td><td>IKA</td><td>4238101</td><td>Overhead mixers</td></tr><tr><td>Leachate</td><td>Sandtown Landfill</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sampling Bottles</td><td>Nalgene</td><td></td><td>Plastic or glass, lab grade, 125-200&amp;nbsp;mL</td></tr><tr><td>Transfer Pumps</td><td></td><td></td><td>Garden type pump with drinking water quality hoses will be suitable</td></tr><tr><td>AmVer Salicylate Test &#039;N Tube</td><td>Hach</td><td>2606945</td><td>High Range Ammonia Tests</td></tr><tr><td>NitraVer X Nitrogen - Nitrate Reagent Set&amp;nbsp;</td><td>Hach</td><td>2605345</td><td>High Range Nitrate Tests</td></tr><tr><td>NitriVer 2 Nitrite Reagent Powder Pillows</td><td>Hach</td><td>2107569</td><td>High Range Nitrite Tests</td></tr><tr><td>Hach DR2400 Spectrophotmeter</td><td>Hach</td><td></td><td>The DR2400 was discontinued, but any DR series Hach spectrophotometer can be used in this application.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>EMD Microbiological Analysis Membrane Filters</td><td>Millipore</td><td>HAWG047S6</td><td>0.45 &amp;micro;m filters</td></tr></tbody></table>

comparison of scale in a photosynthetic reactor system for algal remediation of wastewater

실험 방법은 폐수 처리를 위해 설계된 두 개의 서로 다른 크기의 반응기의 성능을 비교하기 위해 제공된다. 본 연구에서는 암모니아 제거, 질소 제거 및 조류 성장은 매립 폐수의 조류 개선을 위해 설계 (100 L) 작은 (1,000 L) 대형 원자로의 페어링 세트에서 8 주 동안 비교된다. 각 주간 시험 기간의 시작은 두 규모에 걸쳐 동등한 초기 상태를 유지하기 전에 크고 작은 규모의 반응기 내용물을 혼합 하였다. 체적비, 체류 시간, 생물량 밀도 폐수 공급 농도 표면적을 포함하는 시스템 특성,보다 두 규모에서 발생하는 조건을 동일하도록 조절 될 수있다. 짧은 8 주 대표 기간 동안, 시작 암모니아, 총 질소 농도는 각각 3.1-14 mg의 NH 3 -N / L 및 8.1-20.1 mg의 N / L에서였다. 처리 시스템의 성능 평가에 기반능력 암모니아 및 총 질소를 제거하고 조류 바이오 매스를 생성한다. 암모니아 제거의 표준 편차, 총 질소 제거 및 바이오 매스 성장률 ± 평균은 0.02 ± 0.03 g 바이오 매스 / L / 일 0.95 ± 0.3 mg의 NH 3 -N / L / 일, 0.89 ± 0.3 mg의 N / L / 일이었고, 각기. 모든 선박들은 초기 암모니아 농도, 암모니아 제거 속도 사이의 양의 관계 (R = 0.76 (2))를 보였다. 실험실 규모의 실험 데이터가 상업적 규모의 생산 가치의 예측에 적합한 경우 다른 규모의 반응기에서 측정 프로세스 효율성과 생산 가치의 비교 결정에 유용 할 수 있습니다.

이 연구의 목적은 미생물의 성장 및 소규모 및 대규모 반응기에서 성장 조류 배양의 영양제의 제거 능력을 비교하는 것이다. 본 연구의 결과를 복제 시스템 1 및 시스템 2로 지칭 두 쌍의 시스템을 사용한다. 이러한 대표적인 결과는 2016 년 첫 번째 궤도 연못은 원래 필라델피아, PA (14) 야외 연못에서 공급 조류와 접종 월을 통해 8 주 동안 월부터입니다. ?...

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

실험 방법은 (100 L) 소형 및 대형 (1,000 L)의 성능을 비교 매립 폐수의 조류 치료 용으로 설계된 원자로를 확장 제공됩니다. 체적비, 체류 시간, 생물량 밀도 폐수 공급 농도 표면적을 포함하는 시스템 특성은, 어플리케이션에 기초하여 조절 될 수있다.

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, ...

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Universidad de Cartagena UDEC

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9.0K 조회수.  Drexel University.  실험 방법은 (100 L) 소형 및 대형 (1,000 L)의 성능을 비교 매립 폐수의 조류 치료 용으로 설계된 원자로를 확장 제공됩니다. 체적비, 체류 시간, 생물량 밀도 폐수 공급 농도 표면적을 포함하는 시스템 특성은, 어플리케이션에 기초하여 조절 될 수있다. 

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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 ...

연구

환경과학

A Small Volume Bioassay to Assess Bacterial/Phytoplankton Co-culture Using WATER-Pulse-Amplitude-Modulated (WATER-PAM) Fluorometry

Conventional methods for experimental manipulation of microalgae have employed large volumes of culture (20 ml to 5 L), so that the culture can be subsampled throughout the experiment1&#8211;7. Subsampling of large volumes can be problematic for several reasons: 1) it causes variation in the total volume and the surface area:volume ratio of the culture during the experiment; 2) pseudo-replication (i.e., replicate samples from the same treatment flask8) is often employed rather than true replicates (i.e., sampling from replicate treatments); 3) the duration of the experiment is limited by the total volume; and 4) axenic cultures or the usual bacterial microbiota are difficult to maintain during long-term experiments as contamination commonly occurs during subsampling.
The use of microtiter plates enables 1 ml culture volumes to be used for each replicate, with up to 48 separate treatments within a 12.65 x 8.5 x 2.2 cm plate, thereby decreasing the experimental volume and allowing for extensive replication without subsampling any treatment. Additionally, this technique can be modified to fit a variety of experimental formats including: bacterial-algal co-cultures, algal physiology tests, and toxin screening9&#8211;11. Individual wells with an alga, bacterium and/or co-cultures can be sampled for numerous laboratory procedures including, but not limited to: WATER-Pulse-Amplitude-Modulated (WATER-PAM) fluorometry, microscopy, bacterial colony forming unit (cfu) counts and flow cytometry. The combination of the microtiter plate format and WATER-PAM fluorometry allows for multiple rapid measurements of photochemical yield and other photochemical parameters with low variability between samples, high reproducibility and avoids the many pitfalls of subsampling a carboy or conical flask over the course of an experiment.

A Small Volume Bioassay to Assess Bacterial/Phytoplankton Co-culture Using WATER-Pulse-Amplitude-Modulated WATER-PAM Fluorometry

The goal of this procedure is to demonstrate the reproducibility and adaptability of using a microtiter plate format for microalgal screening. This rapid screen combines WATER-Pulse-Amplitude-Modulated (WATER-PAM) fluorometry to measure photosynthetic yield as an indicator of Photosystem II (PSII) health with small volume bacterial-algal co-cultures.

작은 볼륨 생물 검정은 물 - 펄스 진폭 변조 (WATER-PAM) 형광 측정을 사용하여 세균 / 식물 플랑크톤의 공동 문화를 평가하는

Conventional methods for experimental manipulation of microalgae have employed large volumes of culture (20 ml to 5 L), so that the culture can be ...

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 ...

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 ...

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

In the United States, 35% of the total carbon dioxide (CO2) emissions come from the electrical power industry, of which 30% represent natural gas electricity generation. Microalgae can biofix CO2 10 to 15 times faster than plants and convert algal biomass to products of interest, such as biofuels. Thus, this study presents a protocol that demonstrates the potential synergies of microalgae cultivation with a natural gas power plant situated in the southwestern United States in a hot semi-arid climate. State-of-the-art technologies are used to enhance carbon capture and utilization via the green algal species Chlorella sorokiniana, which can be further processed into biofuel. We describe a protocol involving a semi-automated open raceway pond and discuss the results of its performance when it was tested at the Tucson Electric Power plant, in Tucson, Arizona. Flue gas was used as the main carbon source to control pH, and Chlorella sorokiniana was cultivated. An optimized medium was used to grow the algae. The amount of CO2 added to the system as a function of time was closely monitored. Additionally, other physicochemical factors affecting algal growth rate, biomass productivity, and carbon fixation were monitored, including optical density, dissolved oxygen (DO), electroconductivity (EC), and air and pond temperatures. The results indicate that a microalgae yield of up to 0.385 g/L ash-free dry weight is attainable, with a lipid content of 24%. Leveraging synergistic opportunities between CO2 emitters and algal farmers can provide the resources required to increase carbon capture while supporting the sustainable production of algal biofuels and bioproducts.

A protocol is described to utilize the carbon dioxide in natural gas power plant flue gas to cultivate microalgae in open raceway ponds. Flue gas injection is controlled with a pH sensor, and microalgae growth is monitored with real time measurements of optical density.

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 ...

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 ...

A Novel Bioreactor for High Density Cultivation of Diverse Microbial Communities

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past studies have evaluated the performance of the reactor for the removal of COD1 and nitrogen species2-4 by heterotrophic and chemoautotrophic bacteria, respectively. The HDBR design eliminates the requirement for external flocculation/sedimentation processes while still yielding effluent containing low suspended solids. In this study, the HDBR is applied as a photobioreactor (PBR) in order to characterize the nitrogen removal characteristics of an algae-based photosynthetic microbial community. As previously reported for this HDBR design, a stable biomass zone was established with a clear delineation between the biologically active portion of the reactor and the recycling reactor fluid, which resulted in a low suspended solid effluent. The algal community in the HDBR was observed to remove 18.4% of total nitrogen species in the influent. Varying NH4+ and NO3- concentrations in the feed did not have an effect on NH4+ removal (n=44, p=0.993 and n=44, p=0.610 respectively) while NH4+ feed concentration was found to be negatively related with NO3- removal (n=44, p=0.000) and NO3- feed concentration was found to be positively correlated with NO3- removal (n=44, p=0.000). Consistent removal of NH4+, combined with the accumulation of oxidized nitrogen species at high NH4+ fluxes indicates the presence of ammonia- and nitrite-oxidizing bacteria within the microbial community.

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Here, the HDBR is successfully applied in a photobioreactor (PBR) configuration for the study of nitrogen metabolism by a mixed high density algal community.

다양한 미생물 커뮤니티의 고밀도 배양위한 새로운 생물 반응기

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past ...

폐수의 해조 교정을위한 광합성 원자로 시스템의 규모 비교

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