КОНСТРУЮВАННЯ ФОТОБІОРЕАКТОРА ДЛЯ КУЛЬТИВУВАННЯ DESMODESMUS ARMATUS (CHOD.) HEGEW
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2021.02.122Ключові слова:
фотобіореактор, конструювання, мікроводорості, біомаса, Desmodesmus armatus (Chod.) HegewАнотація
Робота присвячена розробці моделі лабораторного фотобіореактора для культивування зеленої водорості Desmodesmus armatus (Chod.) Hegew. За основу створення моделі обрано тип циліндричного трубчастого біореактора, з внутрішнім освітленням LED-спектром. Каркас конструкції зроблений з ДВП та оброблений водостійким акриловим лаком. Готова конструкція набула таких габаритних розмірів: габаритна висота реактора – 393 мм, габаритний діаметр об’єкту – 162 мм, габаритна ширина – 158 мм. Собівартість моделі становить 843 грн. Розроблена модель дозволяє отримати близько 3 л суспензійної культури водоростей. Модель апробована для вирощування D. armatus – продуцента білоквмісної біомаси. Даний вид розглядається як перспективний кормовий організм в аквакультурі. Для порівняння D. armatus вирощували також у періодичній закритій системі та відкритій системі. В процесі культивування, кожну добу, контролювали рН середовища, температуру та кількість біомаси. За умов вирощування в біореакторі кількість біомаси D. armatus у 5-8 разів перевищують показники біомаси за умов вирощування в періодичній закритій та відкритій системах.
Посилання
Acién Fernández FG, García Camacho F, Chisti Y. Pho-tobioreactors: light regime, mass transfer, and scaleup. Progress in Industrial Microbiology. 1999; 35: 231–247.
Aleya L, Dauta A, Reynolds CS. Endogenous regulation of the growth-rate responses of a spring-dwelling strain of the freshwater alga, Chlorella minutissima, to light and temperature. European Journal of Protistology. 2011; 47(4): 239–244.
Butterwick C, Heaney Si, Talling Jf. Diversity in the influ-ence of temperature on the growth rates of freshwater algae, and its ecological relevance. Freshwater Biology. 2004; 50: 291–300.
Cerón-García, M.C. and Сamacho, Francisco and Moli-na-Grima, Emilio and Chisti, Yusuf. Growth and bio-chemical characterization of microalgal biomass pro-duced in bubble column and airlift photobioreactors: studies in fed-batch culture. Enzyme and Microbial Tech-nology. 2002; 31: 1015-1023.
Fernandes BD, Dragone GM, Teixeira JA, Vicente AA. Light Regime Characterization in an Airlift Photobioreac-tor for Production of Microalgae with High Starch Con-tent. Appl Biochem Biotechnol. 2010; 161: 218–226.
Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase World-wide electronic publication. National University of Ireland. 2020.
Hamed I. The Evolution and Versatility of Microalgal Biotechnology. Comprehensive reviews in food science and food safety. 2016; 15: 1104–1123.
Huang Q, Jiang F, Wang L, Yang C. Design of Photobio-reactors for Mass Cultivation of Photosynthetic Organ-isms. Engineering. 2017; 3: 318–329.
Kumar K, Dasgupta CN, Nayak B, Lindblad P, Das D. Development of suitable photobioreactors for CO2 se-questration addressing global warming using green algae and cyanobacteria. Bioresource Technology. 2011; 102: 4945–4953.
Laurinavichene T, Kosourov S, Ghirardi M, Seibert M, Tsygankov A. Prolongation of H2 photoproduction by immobilized, sulfur-limited Chlamydomonas reinhardtii cultures. Journal of Biotechnology. 2008.
Liao Q, Zhong N, Zhu X, Huang Y, Chen R. Enhance-ment of hydrogen production by optimization of biofilm growth in a photobioreactor. International Journal of Hydrogen Energy. 2015; 40: 4741–4751.
Molina Grima, E, F G Acién Fernández, F García Camacho, і Yusuf Chisti. Photobioreactors: light regime, mass transfer, and scaleup. Journal of Biotechnology. 1999; 70: 231–247.
Oncel S, Kose A. Comparison of tubular and panel type photobioreactors for biohydrogen production utilizing Chlamydomonas reinhardtii considering mixing time and light intensity. Bioresource Technology. 2014; 151: 265–270.
Ozkan A, Kinney K, Katz L, Berberoglu H. Reduction of water and energy requirement of algae cultivation using an algae biofilm photobioreactor. Bioresource Technolo-gy. 2012; 114: 542–548.
Pegallapati AK, Arudchelvam Y, Nirmalakhandan N. Energy-efficient photobioreactor configuration for algal biomass production. Bioresource Technology. 2012; 126: 266–273.
Rubio FC, Camacho FG, Sevilla JMF, Chisti Y, Grima EM. A mechanistic model of photosynthesis in microal-gae. Biotechnology and Bioengineering. 2002; 81(4): 459–473.
Sato T, Usui S, Tsuchiya Y, Kondo Y. Invention of out-door closed type photobioreactor for microalgae. Energy Conversion and Management. 2006; 47(6): 791–799.
Schnurr PJ, Allen DG. Factors affecting algae biofilm growth and lipid production. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015; 52: 418–429.
Singh RN, Sharma S. Development of suitable photobio-reactor for algae production. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2012; 16(4): 2347–2353.
Singh SP, Singh P. Effect of temperature and light on the growth of algae species. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015; 50: 431–444.
Skjånes K, Andersen U, Heidorn T, Borgvang SA. Design and construction of a photobioreactor for hydrogen pro-duction, including status in the field. Journal of Applied Phycology. 2016; 28(4): 2205–2223.
Slegers PM, van Beveren PJM, Wijffels RH, van Straten G, van Boxtel AJB. Scenario analysis of large scale algae production in tubular photobioreactors. Applied Energy. 2013; 105: 395–406.
Ugwu CU, Aoyagi H, Uchiyama H. Photobioreactors for mass cultivation of algae. Bioresource Technology. 2008; 99(10): 4021–4028.
Ugwu CU, Ogbonna JC, Tanaka H. Light/dark cyclic movement of algal culture (Synechocystis aquatilis) in outdoor inclined tubular photobioreactor equipped with static mixers for efficient production of biomass. Bio-technology Letters. 2005; 27(2): 75–78.
