无氧消化微藻生物质的建模:过载扰动的影响
Silvia Greses1, Julie Jimenez2, Cristina González-Fernández3
1Biotechnological Processes Unit, IMDEA Energy, Avda. Ramón de la Sagra 3, 28935 Móstoles, Madrid, Spain.
Bioresource technology
|March 22, 2024
概括
这项研究用Contois动力学增强了无氧消化模型No1 (ADM1) 以更好地模拟微藻生物能源生产. 改进的模型准确地捕捉了由过载引起的过程不稳定性,这对于扩大无氧消化至关重要.
科学领域:
- 生物技术和生物工程 生物技术和生物工程
- 可再生能源系统可再生能源系统
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 微藻的无氧消化 (AD) 为生物能源生产提供了一个有前途的途径.
- 扩大AD流程面临挑战,原因是流程不稳定性造成的效率损失,特别是过载.
- 像ADM1这样的现有模型很难准确地表示微藻AD在扰动下.
研究的目的:
- 开发和评估微藻AD.的修改无氧消化模型 (ADM1 + Contois动力学).
- 整合新的抑制功能,以更好地描述超载条件下的AD性能.
- 为了提高微藻AD过程的预测准确度,特别是在不稳定期间.
主要方法:
- 使用了无氧消化模型No1 (ADM1) 的修改版.
- 边形动力学被整合到ADM1框架中.
- 实现了两种新的抑制功能:酸性生成/乙酸性生成的乙酸抑制和液解的总挥发性脂肪酸抑制.
- 修改后的模型模拟了微藻AD.的稳定,干扰 (过载) 和恢复阶段.
主要成果:
- 经过修改的ADM1具有Contois动力学,成功模拟了微藻在不同过程阶段的AD行为.
- 该研究表明,原始的ADM1抑制功能不足以解释过载时的AD性能.
- 新的抑制功能提供了更好的AD动态在扰动下的表现.
结论:
- 在ADM1中改进抑制功能对于准确建模微藻AD.是必不可少的.
- 增强的ADM1模型为微藻AD过程提供了改进的预测能力,这些微藻面临着工业规模的挑战,如过载.
- 这项工作强调了先进建模的必要性,以确保微藻有效和稳定的生物能源生产.
