Regulovatelný interní zdroj osvětlení pro kultivaci mikrořas založený na luminiscenčních diodách ponořitelný přímo do suspenze

0519452 - MBÚ 2020 RIV CZ cze L - Prototype, f. module
Ranglová, Karolína - Bureš, Michal - Masojídek, Jiří
Regulovatelný interní zdroj osvětlení pro kultivaci mikrořas založený na luminiscenčních diodách ponořitelný přímo do suspenze.
[Adjustable internal LED light source for microalgae cultivation submersible directly to the suspension.]
Internal code: G-MBU-2019-01 ; 2019
Technical parameters: Chlazený světelný LED prst Ø 45 mm, výška prstu 1200 mm (oblast LED pásek na délce 900 mm) LED pásek 2835 EPISTAR 120 LED, celkový výkon 260 W s celkovým osvitem 3850 µmol m-2 s-1 (3 segmenty o výkonu 86 W a osvitem 1283 µmol m-2 s-1), speciální smršťovací fólie RCACS 80/40 pro použití v rozsahu teplot -55°C až +125 °C, materiál polyolefin z vrstev LDPE, PP a LLDPE
Economic parameters: Interní LED osvětlovací zařízení pro kultivaci mikrořas je chráněné speciální fólií, což následně umožňuje ponoření přímo do suspenze a tím nedochází ke snížení intenzity osvětlení v důsledku vložení světelného zdroje do ochranného skleněného pouzdra. Celý světelný systém je rozdělen do třech segmentů, a nemusí tedy dojít k zapnutí celého světelného zdroje při kultivaci menších objemů či při postupném napěstování inokula. Intenzita světelného záření je navíc nastavitelná, což umožňuje postupné zvyšování světelné intenzity při nárustu hustoty řasové suspenze v době kultivace.
R&D Projects: GA MŠMT ED2.1.00/03.0110; GA MŠMT(CZ) LO1416
Institutional support: RVO:61388971
Keywords : autotrophic cultivation * adjustable internal LED illumination * submersible light source for cultivation * photobioreactor
OECD category: Microbiology
https://www.alga.cz/c-544-vysledky-vav.html

Při kultivaci mikrořas (řas a sinic) je světlo jedním z klíčových limitujících faktorů. Je nezbytné, aby bylo světlo dobře dostupné všem buňkám i pro kultivační jednotky s větším průměrem a tedy s větší světelnou dráhou. Toho lze docílit tak, že skleněný ochranný prst, do kterého bylo dříve LED zařízení vloženo, je nahrazen. Obalením světelného prstu speciální transparentní smršťovací fólií docílíme dostatečné ochrany pro to, aby celý prst mohl být ponořen přímo do řasové suspenze. Skleněný ochranný prst absorbuje až 55 % intenzity světelného záření, kdežto speciální fólie má propustnost až 97 %. Nahrazením skleněného ochranného prstu tímto způsobem dojde ke zvýšení využitelné světelné energie až o 52 %. Celý světelný systém je rozdělen do třech segmentů a může dojít k postupnému zapnutí segmentů světelného zdroje ode dna válce při kultivaci menších objemů či při postupném napěstování násady řas. Intenzita světelného záření je navíc nastavitelné, což umožňuje postupné zvyšování světelné intenzity při zvyšování hustoty řasové suspenze v době kultivace.

Navržený systém umožňuje:
1. Zvýšení využitelného světelného záření v kultivačním fotobioreaktoru až o 50 %
2. Lepší manipulovatelnost
3. Rychlý nárůst kultur

For microalgae cultivation (algae and cyanobacteria) light is one of the most key limiting factors. It is necessary to have the light available to all cells even when they are cultivated in cultivation units with larger diameter and thus with a larger light path. This can be achieved by replacing the glass protective finger into which the LED device has been previously inserted. By wrapping the luminous finger with a special transparent foil we can achieve sufficient protection to immerse it directly into the microalgae suspension. The glass protective finger absorbs up to 55% of the light intensity, while the special transparent foil has a transmittance of 97%. By replacing the glass protective finger, the availability of light intensity is increased by 50%. The whole lighting system is divided into three segments and therefore there is no need to turn the entire light source on when cultivation of smaller volumes or step by step preparation of inoculum is performed. In addition, the light intensity is adjustable which allows a gradual increase as the density of algae suspension is increasing during the cultivation.

The proposed system allows:
1. About 50% increase of usable light intensity in cultivation photobioreactor
2. Better manipulation
3. Fast growth of cultures
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0304434