Opis projektu - Budowa Aparatury do Badania

Opis projektu - Budowa Aparatury do Badania Metody Ciśnieniowej Hodowli
Mikroalg o Zastosowaniu Przemysłowym
Algi są od wielu lat obiektem badań instytutów naukowych i firm. Ich duża wydajność
w produkcji węglowodorów i niskie wymagania życiowe sprawiają, że wiąże się z nimi duże
nadzieje w globalnych staraniach o opracowanie taniej i wydajnej metody produkcji biopaliw
oraz redukcji emisji dwutlenku węgla. Glony produkujące duże ilości węglowodorów
charakteryzują się słabym wzrostem. Energia pochodząca ze spalania otrzymanego z nich
biopaliwa może okazać się mniejsza od energii potrzebnej do jego separacji z hodowli.
Ponadto wydajne szczepy mogą zmutować, co w krótkim czasie może wpłynąć negatywnie na
zdolności produkcyjne. Wszelkie do tej pory opracowane technologie są również stosunkowo
drogie. Powyższe problemy sprawiają, że powszechne zastosowanie alg w przemyśle wciąż
nie jest możliwe.
Efektem projektu będzie działająca instalacja pozwalająca prowadzić hodowlę
mikroalg pod ciśnieniem do 10 bar oraz monitorować przebieg hodowli pod kątem
parametrów temperatury, ciśnienia oraz naświetlenia, a także będzie umożliwiała pobór
próbek do okresowego badania stężenia biomasy mikroorganizmów. Cała aparatura będzie
mobilna dzięki własnemu źródłu światła oraz gazu, aby po wykonaniu wszystkich badań
i pomiarów stanowiła instalację pokazową Koła Naukowego Inżynierii Chemicznej
i Procesowej, a przez to mogła pełnić funkcję promocyjną i dydaktyczną.
Hodowle alg mogą służyć nie tylko produkcji biodiesla, bioetanolu, biogazu czy innych
paliw, ale również zaawansowanych produktów inżynierii genetycznej takich jak: białka,
barwniki, kosmetyki i leki. Ponadto glony mogą być wykorzystywane do przerobu dwutlenku
węgla, po jego uprzedniej sekwestracji z gazów spalinowych elektrowni i zakładów
przemysłowych, dzięki czemu jego składowanie przestaje być konieczne. Algi bardzo dobrze
radzą sobie również z redukcją tlenków azotu, dlatego są znakomitym rozwiązaniem dla
przemysłu jeżeli chodzi o redukcję emisyjności.
Zastosowanie hodowli alg:
Hodowle alg mogą służyć nie tylko produkcji biodiesla, bioetanolu, biogazu czy
innych paliw, ale również zaawansowanych produktów inżynierii genetycznej takich jak:
białka, barwniki, kosmetyki i leki. Ponadto glony mogą być wykorzystywane do przerobu
dwutlenku węgla, po jego uprzedniej sekwestracji z gazów spalinowych elektrowni
i zakładów przemysłowych, dzięki czemu jego składowanie przestaje być konieczne. Algi
bardzo dobrze radzą sobie również z redukcją tlenków azotu, dlatego są znakomitym
rozwiązaniem dla przemysłu jeżeli chodzi o redukcję emisyjności.
Motywacja:
Każde
poprawienie
parametrów
hodowli
mikroalg
i
zwiększenie
ilości
produkowanych przez nie biomasy przybliża nas do opracowania technologii mogącej
uczynić energetykę konwencjonalną i spalanie węglowodorów bardziej zrównoważonym.
Wydajne hodowle mikroalg mogą okazać się całkiem nową gałęzią przemysłu
z powodzeniem stosowaną na całym świecie zarówno przy produkcji jak i w celu ochrony
środowiska.
Cel:
Celem badań jest weryfikacja wpływu zwiększonego ciśnienia i stężenia dwutlenku
węgla na wzrost i produktywność mikroalg. Projekt zakończy się powstaniem mobilnej
instalacji umożliwiającej hodowlę glonów w kontrolowanych warunkach procesowych.
Stworzenie instalacji pokazowej pozwoli również na popularyzację wiedzy na temat
technologii przyjaznych dla środowiska po zakończeniu projektu. Jednym z istotnych
parametrów hodowli jest stosunek stężenia rozpuszczonego tlenu do dwutlenku węgla,
ponieważ tlen jest inhibitorem wzrostu dla glonów, a dwutlenek węgla substratem
oddechowym. Na wykresach poniżej przedstawiono zależność rozpuszczalności tlenu
i dwutlenku węgla w roztworze (po lewej) oraz różnicę rozpuszczalności tych gazów (po
prawej) w zależności od ciśnienia, pod którym prowadzi się hodowle. Wpływ tych różnic na
proces wzrostu również zostanie wykazany podczas badań. Wykonane pomiary pozwolą na
określenie wydajności opisanego procesu w zakresie usuwania
bioproduktów.
i wytwarzania
Schemat instalacji:
Wizualizacja instalacji: