Využití spalin jako zdroje CO2 pro kultivaci řas v bioreaktorech
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Předložená diplomová práce je zaměřena na možnost využívání spalin jako zdroje CO2 ke kultivaci řas v bioreaktorech. První část diplomové práce je věnována kvalitativnímu a kvantitativnímu popisu zdrojů spalin jako zdroje CO2 pro kultivaci řas. V práci jsou shrnuty průmyslová odvětví, která se nejvíce podílejí na produkci emisí CO2 v globálním měřítku a v České republice. Na základě těchto údajů bylo pak možné určit, které zdroje spalin připadají v úvahu jako levný odpadní zdroj CO2 pro kultivaci řas s produkcí hodnotné biomasy a dalších bioproduktů. V této části je také rozebráno složení odpadních plynů z jednotlivých zdrojů a očekávaný vývoj jejich produkce v dalších letech. Další část práce je potom věnována vlivu vlastností spalin na kultivaci řas. Je zde popsáno, jaký dopad mají jednotlivé parametry spalin na rychlost růstu buněk, kvalitu a složení biomasy. V další části diplomové práce je zpracován popis a návrh bioreaktoru. Na obdobném typu bioreaktoru byla prováděna experimentální část diplomové práce. V další části práce je popsán vliv osvětlení na kultivaci řas a návrh regulačního obvodu pro osvětlení bioreaktoru. V experimentální části práce jsou popsány použité metody zjišťování koncentrací látek, které mohou přecházet ze spalin do kultivačního média pro kultivaci řas a měření měnícího se složení spalin v uzavřeném systému experimentálního bioreaktoru. Jsou zde uvedena zpracovaná data z experimentálních měření, která jsou dále diskutována. V experimentální části práce byla sledována změna složení kultivačního média pro kultivaci řas (bez přítomnosti řas) vlivem aerace spalinami včetně měření změny složení spalin v čase. Veškeré informace, které byly v rámci této práce získány a shromážděny, jsou následně shrnuty a diskutovány v závěrečné části diplomové práce.
This master`s thesis is focused on possibility of use of flue gas as source of CO2 for algae cultivation in bioreactors. The first part of the master`s thesis is devoted to a qualitative and quantitative description of flue gas sources as CO2 source for algae cultivation. In the thesis industry sectors with the largest share of CO2 emissions on a global scale and in the Czech republic are summarized. On the basis of these data it was possible to determine cheap sources of CO2 for algae cultivation producing valuable biomass and other bio-products. The composition of flue gas from these sources was discussed in this section also with given expected outlook within the following years. The next part of the thesis is devoted to the influence of flue gas properties on algae cultivation. The impact of flue gas individual parameters on cell growth rate, quality and composition of biomass is described there. The description and design of the bioreactor is processed in the next part of the thesis. The experimental part of the thesis was performed on a bioreactor with similar properties. The next part of the thesis describes the effect of light on algae cultivation and the design of a regulation scheme for bioreactor light source. The experimental part of the thesis describes methods used to determine the concentrations of flue gas substances that could pass from flue gas into cultivation medium for algae cultivation to measure the changing composition of the flue gas in the closed experimental bioreactor system. The processed data from experimental measurements are presented and are discussed. The change in the composition of the culture medium for algae (without the presence of algae) due to flue gas aeration was monitored in the experimental part. It includes also the measurement of the change in the composition of the flue gas in time. All obtained and collected information are then summarized and discussed in the final part of the master`s thesis.
This master`s thesis is focused on possibility of use of flue gas as source of CO2 for algae cultivation in bioreactors. The first part of the master`s thesis is devoted to a qualitative and quantitative description of flue gas sources as CO2 source for algae cultivation. In the thesis industry sectors with the largest share of CO2 emissions on a global scale and in the Czech republic are summarized. On the basis of these data it was possible to determine cheap sources of CO2 for algae cultivation producing valuable biomass and other bio-products. The composition of flue gas from these sources was discussed in this section also with given expected outlook within the following years. The next part of the thesis is devoted to the influence of flue gas properties on algae cultivation. The impact of flue gas individual parameters on cell growth rate, quality and composition of biomass is described there. The description and design of the bioreactor is processed in the next part of the thesis. The experimental part of the thesis was performed on a bioreactor with similar properties. The next part of the thesis describes the effect of light on algae cultivation and the design of a regulation scheme for bioreactor light source. The experimental part of the thesis describes methods used to determine the concentrations of flue gas substances that could pass from flue gas into cultivation medium for algae cultivation to measure the changing composition of the flue gas in the closed experimental bioreactor system. The processed data from experimental measurements are presented and are discussed. The change in the composition of the culture medium for algae (without the presence of algae) due to flue gas aeration was monitored in the experimental part. It includes also the measurement of the change in the composition of the flue gas in time. All obtained and collected information are then summarized and discussed in the final part of the master`s thesis.
Description
Citation
SLONEK, J. Využití spalin jako zdroje CO2 pro kultivaci řas v bioreaktorech [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Procesní inženýrství
Comittee
prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (místopředseda)
doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D. (člen)
Ing. Dušan Vincour, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Puchýř, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-06-14
Defence
Student představil práci na téma Využití spalin jako zdroje CO2 pro kultivaci řas v bioreaktorech. Po úvodní motivaci byly představeny cíle práce. Následoval popis požadavků na vlastnosti spalin a využitého bioreaktoru. Klíčovou částí prezentace byl provedený experiment a popis dosažených výsledků.
Otázky oponenta byly zodpovězeny uspokojivě.
Komisí byly položeny doplňující otázky, které byly taktéž zodpovězeny:
Jaký je převažující typ přenosu tepla v kotlech na odpadní teplo?
Jaká je hnací síla při přenostu tepla v případě radiace a konvekce?
Jaký je princip okyselování vod prostřednictvím CO2?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení