0519468 - MBÚ 2020 RIV CZ cze L - Prototyp, funkční vzorek
Masojídek, Jiří - Ranglová, Karolína - Bureš, Michal
Oběžný náhon pro kultivaci mikrořas v tenké vrstvě s usměrněním toku nastavitelnými přepážkami a retenčním boxem pro záchyt oxidu uhličitého.
[Thin-layer raceway pond for cultivation of microalgae with flow modulation and retention box for CO2 capture.]
Interní kód: G-MBU-2019-02 ; 2019
Technické parametry: Rozměry: 500 x 110 x 100 cm El. Příkon: 700 W
Ekonomické parametry: Úprava oběžného náhodu pro kultivaci mikrořas v tenké vrstvě s usměrněním toku hradítky a retenčním boxem pro zadržení CO2
Grant CEP: GA MŠMT ED2.1.00/03.0110; GA MŠMT(CZ) LO1416
Institucionální podpora: RVO:61388971
Klíčová slova: raceway pond * adjustable baffle * CO2 retention box
Obor OECD: Microbiology

Jedním z nejvíce využívaných otevřených jednotek pro kultivaci mikrořas je tzv. oběžný náhon (angl. raceway pond) (Obr. 1). Kultura mikrořas je cirkulována/míchána pomocí kolesa a hloubka suspenze je obvykle 10-30 cm. Problémem těchto zařízení je nízká ozářenost buněk vzhledem k vysoké vrstvě kultury, kde hustota biomasy je nízká, obvykle 0,5-1 g/litr a není vhodná pro sklizeň. Kultura musí být dobře míchána, aby docházelo k dostatečnému pohybu buněk, který umožňuje jinak rovnoměrný přísun živin a světla a na druhé straně také výměnu plynů (přísun CO2 a vylučování O2). Pro fototrofní růst mikrořas je nezbytný přísun uhlíku ve formě CO2.
Naším technickým řešením je jednotka, kde rotující koleso je zanořeno do jímky, které umožňuje snížení vrstvy suspenze na 15-25 mm. Tak se dosahuje podstatně vyšší hustoty biomasy až do 5 g/L.
Dalším technickým vylepšením je instalace nastavitelných náběžných přepážek usměrňujících a vyrovnávajících tok suspenze tak, aby nedocházelo k usazování buněk či vláken mikrořas na dně náhonu a místech se sníženou turbulencí.
Posledním popsaným technickým vylepšením je instalace retenčního boxu s nastavitelnou hloubkou zanoření do kultury mikrořas, který umožňuje zachycení oxidu uhličitého dávkovaného do kultury podle hodnoty pH. Box má tvar otevřené hranaté nádržky otočené dnem vzhůru, který je umístěn v jímce nad místem dávkování plynného CO2. Plyn unikající ze dna jímky na hladinu je zachycen v boxu a pomalu se rozpouští v kultuře mikrořas, která obtéká stěny boxu.


One of the most frequently used open units for cultivation of microalgae is raceway pond (Fig. 1).
The microalgae culture is circulated / mixed using a paddle wheel with the suspension depth usually between 10-30 cm. The problem with these devices is low cell irradiance due to the high layer of culture where the biomass density is low, usually 0.5-1 g / liter, which is energy not suitable for harvesting. The culture must be well mixed to secure sufficient cell movement as well as supply of nutrients and light and, on the other hand, gas exchange (exchange of CO2/O2. For the phototrophic growth of microalgae, a carbon supply is necessary.
Our technical solution is the placement of the rotating paddle wheel into a sump, which allows the reduction of suspension layer to 1.5-2.5 cm. Thus, a substantially higher biomass density of up to 5 g / L or more can be achieved.
Another technical improvement is the installation of adjustable-position baffles that direct and balance the culture flow in a way to prevent the sedimentation of cells or filaments at the bottom of the unit and in places with reduced turbulence.
The last technical improvement described is a retention box with adjustable depth of adjustable submersion in the microalgae culture, which allows capture of the carbon dioxide supplied into the culture according to the pH value. The box has the shape of an open bottom-up rectangular tank, which is located in the sump above the point of CO2 dosing. The gas escaping from the bottom of the sump to the culture surface is trapped in the box and it slowly dissolves in the microalgae culture that flows around the box walls and open bottom part.

Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0304447