水力学と質量移転プロセスの影響は,バッフル付きの長方形エアリフト光バイオリアクターを用いて栽培されたシネココックスHS-9のバイオマス生産に

科学分野:

• バイオテクノロジー
• 再生可能エネルギー
• 微藻の栽培

背景:

• Synechococcus HS-9は,脂肪酸メチルエステル (FAME) の含有量が高いため,バイオディーゼルにとって有望な微藻株である.
• 微細藻類のバイオディーゼル生産は,光バイオリアクター (PBR) で効率的なバイオマスの生成に依存しています.
• PBR内の生物学的および非生物学的要因の最適化は,マイクロ藻類のバイオマス生産量を最大化するために不可欠です.

研究 の 目的:

• 水力学と質量移転のシネコッカスHS-9の成長に対する影響を,バッフル付きの直角空輸光バイオリアクター (RAPBR-Bs) で調査する.
• 微細藻類のバイオマス生産を強化するためにPBRのパフォーマンスを最適化します.

主な方法:

• RAPBR-BsでSynechococcus HS-9を栽培する
• 水力学,質量移転係数 (kLa O2,kLa CO2),光学密度,およびバイオマス重量の測定
• 流体力学を特徴づけるため,バブル特性と非次元数 (レイノルズ,エートヴォス,モートン,ウェバー) の分析.

主要な成果:

• 最適化された水力学的パラメータ (例えば,バブル速度,ガス保持) と質量移転 (kLa O2: 0.114 s−1,kLa CO2: 0.099 s−1) は,シネココックスのHS-9の成長を大幅に改善しました.
• RAPBR-Bは,他の報告されたPBRと比較して優れた混合および空気効率を示した.
• 13日までに最大バイオマスの収穫量3.226gが達成され,これは後期指数的な成長段階に相当する.

結論:

• RAPBR-B内の水力学と質量移転プロセスは,効率的なSynechococcus HS-9の栽培に不可欠です.
• RAPBR-Bの最適化された空気と混合は,質量移転能力を向上させ,微藻のバイオマスを増加させます.
• この研究により,RAPBR-Bが大規模で費用対効果の高いバイオディーゼル生産に役立つ可能性が確認されました.