Mikroalgien kasvatus
Fotobioreaktorit monen aallonpituuden LED-valaistuksella — valospektri muuttuu prosessin ohjausvälineeksi kasvun ja biokemiallisen koostumuksen suhteen, valinnaisella airlift-sekoituksella hellävaraiseen ja tasaiseen kasvatukseen.
Haaste
Mikroalgit muuntavat valon ja CO₂:n biomassaksi, joka on rikas lipideistä, pigmenteistä ja monityydyttymättömistä rasvahapoista — raaka-aineita vesirehuun, ravintolisiin ja bioenergiaan. Valo on kuitenkin samalla energialähde ja vaikeimmin hallittava muuttuja: solut varjostavat itseään tiheyden kasvaessa, ja eri lajit absorboivat eri aallonpituuksia fotosynteesipigmenttiensä (klorofyllit, karotenoidit) kautta. Oikean spektrin tuottaminen oikealla voimakkuudella tasaisesti koko tiheän kasvatuksen läpi on keskeinen suunnitteluongelma.
Lisäksi monet arvokkaat kannat ovat leikkausvoimille arkoja: sekoituksen, joka pitää solut valossa ja CO₂:n liuoksessa, on pysyttävä riittävän hellävaraisena, ettei se vahingoita niitä.
Sovellettu VINCI-teknologia — LED-fotobioreaktori
Referenssiteknologia on fotobioreaktori monen aallonpituuden LED-valaistuksella, jolloin valospektri muuttuu säädettäväksi prosessiparametriksi kiinteän olosuhteen sijaan.
- Säädettävä spektri prosessin ohjausvälineenä. LEDit tuottavat tiettyjä, säädettäviä aallonpituuksia, jotka voidaan sovittaa kannan pigmenttiabsorptioon; erityisesti sinistä ja punaista kaistaa raportoidaan laajasti biomassaa edistäviksi, kun spektrin siirtymät ohjaavat solujen koostumusta (lipidit, pigmentit) [1][2].
- Korkea hyötysuhde, vähäinen lämmöntuotto. LEDit tarjoavat paremman energianmuunnoshyötysuhteen ja pienemmän lämmöntuoton kuin loistelamput, ja ne integroituvat joustavasti sisä- tai ulkovalaistuksen fotobioreaktorigeometrioihin [2][3].
- Airlift-sekoitus lisävarusteena. Leikkausvoimille aroille kannoille airlift-kokoonpano tuottaa hellävaraisen, sekoittimettoman kierron, joka siirtää soluja valo- ja pimeävyöhykkeiden välillä ja jakaa CO₂:n tasaisesti.
- Bioflex™-ohjaus. Vuorokausirytmin simulointi: valo, pH, lämpötila ja CO₂-annostelu hallitaan yhdellä automaattisella, auditoitavalla alustalla laboratoriosta pilottiin.
Tutkimuksesta tuotantoon, yksi alusta
Samat parametrit ja Bioflex™-reseptit kantavat pöytämittakaavasta teolliseen mittakaavaan ja vähentävät siirtoriskiä vaiheiden välillä.
In-situ steriloitavat bioreaktorit ja fermentorit T&K:hon
BioSIP-sarja.
Katso järjestelmä →
In-situ steriloitavat bioreaktorit ja fermentorit pilottiin ja tuotantoon
BioFerm-sarja.
Katso järjestelmä →
Suuren mittakaavan in-situ steriloitavat bioreaktorit ja fermentorit
Räätälöidyt bioreaktorit.
Katso järjestelmä →Suorituskykyarvot
Alla olevat luvut ovat kirjallisuusviitteitä, jotka havainnollistavat valospektrin ohjausvaikutusta — eivät VINCIn tai sen asiakkaiden tuloksia.
- Spektri ohjaa biomassaa. Valoa, jonka fotoneista suurin osa on noin 520–630 nm:n välillä, raportoidaan suotuisaksi mikroalgien kasvulle, ja sininen sekä punainen aallonpituus antavat parhaan biomassalisän [1].
- Spektri ohjaa koostumusta. LED-aallonpituuden valinta siirtää mitattavasti sekä biomassaa että lipidi- ja pigmenttikoostumusta eri mikroalgilajeilla — mikä mahdollistaa tuotelähtöisen kasvatuksen [2][3].
- Pienempi energia- ja lämpökuorma. LED-valaistus vähentää energiankulutusta ja lämpöä tavanomaisiin loistelamppuihin verrattuna ja parantaa fotobioreaktorin energiatasapainoa [2][3].
Tieteelliset lähteet
- Algae Research — LEDs: shining a light on microalgae growth in photobioreactors
- Herald Open Access — LED illumination for enhanced growth and cellular composition in three microalgae
- Effect of different light sources on algal biomass and lipid production in internal LED-illuminated photobioreactor (ResearchGate)
Keskustellaan prosessistasi
Kerro sovelluksestasi: suunnittelutiimimme vastaa 24 tunnin kuluessa.
