Alg odling

Alger Grow Lab utvecklat en serie av tubulära och platta foto bio reaktorer för alger odling samt en process av cell ultraljud förstörelse baserad på Hielscher ultraljud processorer utrustade med flöde celler.
Det generella flödes diagrammet för processen visas nedan.

Flödet diagrammet visar processen för alger odling och alg produktion olja med hjälp av ultraljud. © Alger växer Lab

Exempel på alger Grow Lab photobioreaktorer presenteras nedan.
Användningen av LED-paneler som avger ljus i PAR del av spektrum gör det möjligt att uppnå en maximal växa hastighet av alger.
Till exempel, efter inympning av Chlorella vulgaris med den initiala tätheten av 0,146 g/L uppnådde vi tätheten av 7,3 g/L i 7 dagar.

Alger celler förstörelse av Ultrasonification

Efter alg tillväxt stadionen är alg cellen mogen för olje produktions behandlingen. Eftersom cell innehållet separeras från den omgivande miljön genom en struktur bestående av cell membran, är cellernas störnings metod betydande när det gäller frisläppandet av det kompletta intracellulära materialet. Cell membranet ger mekanisk hållfasthet till cellen och bevarar dess integritet. De elastiska egenskaperna hos cell membranet gör det möjligt för cellerna att motstå de snabba förändringar i osmotiska trycket som kan uppstå i deras yttre omgivning.
Både ultraljud och mikro-Assisted metoder, som beskrivs nedan, förbättra utvinning av mikroalger avsevärt, med högre effektivitet, minskad utvinning gånger och ökad avkastning, samt låga till måttliga kostnader och försumbar läggas Toxicitet.
Mycket ofta är utvinningen av mål produkterna från alger effektivare om alg cellerna förstörs före extraktion. Men ibland, cell förstörelsen själv leder till frisättning av mål produkten, och endast separations processen behövs för att få det (t. ex. utvinning av lipider från alger för produktion av bio bränsle).
Alger växer Lab integrerar ett ultraljud system för cell störningar och utvinning i deras setup för att säkerställa en mycket effektiv process att uppnå en fullständig frisättning av intracellulära innehåll och därmed högre avkastning på kortare tid. I ultraljud reaktorn, ultraljudsvågor skapa kaviatation i flytande media som innehåller alger cellerna. Kavitation bubblorna växa under alternerande förtunning faser av ultraljud vågen tills de uppnår viss storlek, när ingen ytterligare energi kan adsorberas. Vid denna maximala punkt av bubbla tillväxt, håligheter kollaps under en komprimerings fas. Bubblan kollaps skapar extrema förhållanden av differentialer av tryck och temperatur samt chock vågor och starka flytande jets. Dessa extrema krafter förstör inte bara cellerna, utan också effektivt tvätta bort deras innehåll i flytande media (t. ex. vatten eller lösnings medel).
Effektiviteten av ultraljud förstörelsen är starkt beroende av hållbarhet och elasticitet av cell väggarna, som varierar avsevärt mellan de enskilda alger stammar. Det är anledningen till att effektivitet av cell förstörelse är starkt påverkad av parametrarna för ultraljudsbehandling processen: de viktigaste parametrarna är amplitud, tryck, koncentration & viskositet och temperatur. Dessa parametrar måste optimeras för varje enskild stam av alger för att säkerställa optimal bearbetning effektivitet.
Några exempel på cell störningar och sönderfall av olika alger stammar finns i de artiklar som nämns nedan:

• Dunnaliella Salina och Nannochloropsis oculata: konung P.M., Nowotarski K.; Joyce, E.M.; Mason, TJ (2012): ultraljud störningar av alger celler. AIP-konferensens förfaranden; 5/24/2012, Vol. 1433, utgåva 1, s. 237.
• Nannochloropsis oculata: Jonathan R. McMillan, Ian A. Watson, Mehmood Ali, Weaam (2013): utvärdering och jämförelse av alg cell störningar metoder: mikrovågsugn, vatten bad, mixer, ultraljud och laser behandling. Tillämpad energi, mars 2013, Vol. 103, sidorna 128 – 134.
• Nanochloropsis Salina: Sebastian Schwede, Alexandra Kowalczyk, Mandy Gerber, Roland span (2011): påverkan av olika cell störningar tekniker på mono nedbrytning av alg bio massa. Världs kongressen för förnybar energi 2011, bio energi teknik, 8-12 maj 2011, Sverige.
• Schizochytrium limacinum och Chlamydomonas reinhardtii: Jose Gerde, mellissa Montalbo-Lomboy M, Linxing Yao, David grewell, Tong Wang (2012): utvärdering av mikroalger cell störningar av ultraljud behandling. Bio resurs teknik 2012, Vol. 125, s. 175-81.
• Crypthecodinium cohnii: Paula Mercer och Roberto E. Armenta (2011): utveckling i oljeutvinning från mikroalger. Europeen Jornal av lipid Science Technology, 2011.
• Scotiellopsis terrestris: S. starke Dr. N. Hempel L. Dombrowski prof. Dr. O. Pulz: förbättring av cell avbrott för Scotiellopsis terrestris med hjälp av ultraljud och en dekomponerad pektin enzym. Mer från naturstoffchemie.

bearbeta

Efter odling tillförs alg bio massan till koncentrations anordningen för att separera bio massan från vätske mediet. Koncentratet ackumuleras i lagrings tanken. Efter separationen måste cellerna störas för att frigöra oljan och andra intracellulära material. Därför är koncentrerad bio massa pumpas genom en Hielscher Ultrasonic enhet. Ultraljud recirkulation setup säkerställer återcirkulation av cellen koncentrat under det givna trycket genom den Hielscher flöde cellen tillbaka till ackumulations tanken. Recirkulationen varar den tid som krävs för att förstöra celler. När destruktions processen är slutförd pumpas bio massan med de förstörda cellerna till produktens separations enhet, där den slutliga separationen av produkten från det kvarvarande skräpet uppstår.

Alger cell förstörelse enhet med bio massa koncentration/separation enhet och Hielscher ' s 1,5 kW ultraljud processor UIP1500hd. © Alger växer Lab

Mätning av procent andelen förstörda celler

För effektivitets utvärdering av alger brott, alger Grow Lab använt två olika metoder för att mäta andelen förstörda celler:

1. Den första analys metoden bygger på mätningen av klorofyll A, B och A + B-fluorescens.
   Under långsam spinn centrifugering, alg celler och skräp kommer pellet på botten av mottagaren, men vilar av fri flytande klorofyll kommer fortfarande kvar i supernatanten. Med hjälp av dessa fysiska egenskaper hos cellen och klorofyll, kan procent andelen av de brutna cellerna fastställas. Detta åstadkoms genom att först mäta den totala klorofyll fluorescens av ett prov. Därefter centrifugeras provet. Därefter mäts klorofyll fluorescens av supernatanten. Genom att ta den procentuella andelen klorofyll fluorescens i supernatanten till klorofyll fluorescens av det totala provet, kan en uppskattning av andelen brutna celler göras. Denna form av mätning är ganska exakt, men gör antagandet att antalet klorofyll per cell är enhetligt. Totala klorofyll-extraktionerna utfördes med metanol.
2. För den andra analys metoden har den klassiska hemocytometri använts för att mäta cell tätheten i det skördade alg provet. Proceduren utförs i 2 steg:

• För det första mäts cell Tätheten hos det skördade alger provet innan ultraljudsbehandlingen.
• För det andra mäts antalet icke-förstörda (kvarvarande) celler efter ultraljudsfiering av samma prov.
  Baserat på resultaten av dessa två mätningar beräknas procent andelen förstörda celler.

Pic. 1: alger före förstörelse © alger växa Lab

Bild 2: alger störningar: 50% cell störningar efter 60 min. ultraljudsbehandling. © Alger växer Lab

Bild 3: alger störningar: 100% cell störningar efter 120 min. ultraljudsbehandling. © Alger växer Lab