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Application note A109 – FP02

藻类培植的CO2供应控制

二氧化碳在阳光下转化为特种化学品的课题。微藻在该研究中起着关键作用,其二氧化碳固定率和生长能力会被检测。

该研究属于欧洲建立低碳经济的努力范围,以确保能源(如生物燃料)和材料(如化学品和化妆品)的可持续、可靠和可负担的供应。因此,温室气体二氧化碳被认为是可大量获得的在食品、饲料和生物基化学品的应用中有价值的替代能源。

Radius研究者在光生物反应器中养殖微藻。为了研究藻类获取和转换的二氧化碳气体量,他们需要精确测量培养过程中供应给藻类的二氧化碳。为此,Bronkhorst的设备提供了帮助。

藻类培植的CO2供应控制
Bronkhorst流量控制器用于Thomas More应用科学大学藻类培植过程中的二氧化碳测量和控制。


应用要求

投加到微藻中的CO2 影响养殖系统的PH值,进而对微藻的生长有很大的影响。因此,根据微藻生长培养基中的pH值准确地提供CO2 是非常重要的。此外,还需监测过程中涉及的所有参数。

重要议题

  • 根据当前的pH值精确供应二氧化碳的自动化过程
  • 监测工艺参数

工艺方案

在Radius,微藻养殖的实验室试验在密闭的管状光生物反应器中进行,每个光生物反应器的总容积为300升,在受控温室的大气压下操作。使用两个IN-FLOW热式质量流量控制器,每个控制器向实验室装置的反应器供应二氧化碳,每个反应器的最大剂量流量为886 ml/min 二氧化碳。在当前的pH值和提供的CO2流量之间有直接的、自动的反馈。

Radius经CO2 气体供应商介绍认识了Bronkhorst在比利时的经销商Gefran。Radius和Gefran一起研究能够根据微藻生长介质中的pH值精确定量给料CO2 的系统。根据需求他们购买了Bronkhorst IN-FLOW 质量流量控制器。

以前,CO2气体的供应和pH值的控制都是手动完成的。自从有了LabVIEW(仪表软件)的新系统,他们可以完美地监控中试工厂的二氧化碳用量,并且无需太多工作就能将pH值保持在所需水平。藻类生长的最佳条件是pH值在6.5到9.5之间,最好在8左右。

Radius称,质量流量控制器的精度、PID控制器的性能和LabVIEW的易用性使Bronkhorst IN-FLOW质量流量控制器成为可靠的系统。目前,他们正在寻找扩展的系统来监测输出的二氧化碳流量,以便能够更准确地监测其微藻吸收的二氧化碳。

此外,Bronkhorst质量流量控制器预计将在未来用于两个容量为1800升更大规模反应器的CO2供应。

藻类培植的CO2供应控制工艺方案

Thomas More大学反馈

Joris Doumen:“有了平衡二氧化碳加注系统,藻类养殖的未来将变得更加可持续和绿色!”