امتیاز : 7

فهرست

 

فصل 14 : کشت ریز جلبکها در استخر هایی در هوای آزاد                                                        1

مقدمه                                                                                                                                            1

2- انواع استخرهای روباز                                                                                                             2

3-  انواع استخر های انتخابی                                                                                                      5

4-  جریان متلاطم (مخلوط کردن)                                                                                             6

ارتباط عمق و مخلوط کردن                                                                                                         9

5 0- طراحی ساختمان دریاچه با جریان تند آب                                                                        10

5 1- دستگاه های تصفیه جریان آب                                                                                         13

5 2- طراحی چرخ پره دار (چرخ آب)                                                                                         14

5 3- موتور                                                                                                                                 16

5 4- گاز کربن دار(کربناتور)                                                                                                      17

6 0- انتخاب شیوه ها                                                                                                                 19

محیط کشت مصنوعی                                                                                                                20

مدیریت برکه                                                                                                                               21

کنترل و مدیریت آلاینده ها                                                                                                        22

نظارت محیط کشت                                                                                                                    26

نتیجه                                                                                                                                           27

 

 

فصل 14 :کشت ریز جلبکها در استخر هایی در هوای آزاد 

مقدمه :

معمولا کشت ریز جلبکها در مقیاس تجاری مستلرم توانایی اقتصادی در تولید مقادیر تنی توده زیستی جلبکی است  این نیازمند حجم های کشت شده 10000 تا بیش از 1000000 لیتر است و بنابراین تقریبا همه کشت در مقیاس تجاری اخیرا در استخرهای روباز و در هوای آزاد است  

S Maxinma geitter,spirulina platensis gaiter , cblorella spp

 

]  (کاستین زول در سال 1989 راببیند)arthrospria=[ اما اینجا spirulina نامیده می شود (برای انعکاس کاربرد متداول) dunaliella salina(dunal) teodoresco Haematococcus pxuvialis flotow  و گونه های nannochloropsis  در استخرهای رو باز در هوای آزاد رشد می کنند برای استفاده در کشت آبی ، چندین گونه دیگر همچنین به طور موفقیت آمیزی در استخرهای آزاد در مقیاس کمی رشد میکنند:گونه های prophyriclinm  ، و گونه های phaedactylum,mondus,tricerhutum bohlin ,scenedesmus obliquus (turpin)kutzing   این فصل خصوصیات کلیدی طرح استخر ، بهره برداری و مدیریت را برای کشت در محیط آزاد ریز جلبک ها بیان می کند به ویزه اهمیت کشت تجاری در مقیاس بالا 

کشت استخرهای روباز ارزانتر از کشت در بیوراکتورهای نوری بسته است 

(borowitzka 1999a) اما به طور نسبی به تعداد کمی از گونه های جلبکی محدود می شود به علاوه کشت در هوای آزاد به صورت تجاری عموما به مناطق گرمسیری و زیر خط استوا محدود می شود در نواحی کم باران و گرم اگرچه بیشتر ریز جلبک ها به نور و دی اکسید کربن نیاز دارند ، در سایر نیازهای محیطشان بسیار گوناگون هستند  هر گونه ای به طور متوسط نیازهای ویژه ای دارد روش ها و سیستم های کشت مختلف بازتاب این تنوع است (جدول 1401) 

نوشته های کمی در زمینه سیسنم های کشت تجاری واقعی وجود دارد،زیرا بخشی از جزئیات ریز مراحل کشت از نظر تجاری بسیار حساس است   اما جزئیات در گزارش ها به دنبال کشت جلبک پیدا می شود (بلی و همکارانش 1994،ناکس 1996وبلی1997) duaaliella (گومرت وهمکاران1953،سوداکا و همکاران 1977واوالازیون2000) سیستم های تصفیه فاضلاب با استفاده از جیبک ها توسط ازالد در سال 1988توصیف شده است و تولید سیانوباکترها برای لقاح دهنده های زیستی توسط کواشیک در هند بازبینی شده است (1998)

 

2-انواع استخرهای روباز : 

طراحی استخرهای روباز برای کشت ، بایستی ضوابط اساسی زیادی را دارا باشد(میزان بقا و ساختمان پایین می باشد، در حالی که محیط نوری و هیدودینامیک بهینه ای را برای جلبک ها فراهم می کند ) چندین نوع از سیستم های استخر های روباز برای کشت جلبک ها در مقیاس بزرگ گسترش یافته است استخرهای غیر مختلط و غیر خطی و کم عمق و خیلی پهن در استرالیا برای کشت D salina استفاده شده است و برای سایر گونه های جلبکی نا مناسب می باشد (شکل a 1401)

نواحی استخر از ha 1  تا بیش از  ha 200  و با عمق متوسط 20تا 30 cm میزان شده است نهایتا ، شوری بالای محیط در جایی که D salina رشد می کند به معنای آن است که آلودگی منحصرا می تواند توسط حفظ شوری زیاد کنترل شود   مقدار بالای نمک مورد نیاز در طول  تبخیر خورشیدی آب دریا و با هزینه کم و مراحل کارآمد بالایی که برای جدا سازی غلظت سلولی کم ، توده زیستی استفاده می شود به دست آید  این نوع از مراحل کشت همچنین نیازمند هزینه زمین کم است  آن هم به دلیل فضای بزرگی که نیاز است که شرایط آب و هوایی  بهینه داشته باشد (یعنی پوشش ابری کم و بارندگی محدود به زمان کوتاهی از سال) استخرهای عمیق(مخازن) معمولا ترکیب می شوند با هوا ، و به طور عمده برای تولید جلبک دریایی در مقیاس کم استفاده می شود  مانند nannochloropsis  برای کشت آبی (شکل 1402 c ) نواحی استخر معمولا کمتر از2 10mهستند با عمق 50 سانتی متر یا بیشتر اگرچه خیلی کم بازه هستند این سیستم ها برای اجرا خیلی راحت هستند و هزینه کمی را متحمل می شوند  در بعضی کشت های آبی استوانه های فایبر گلاس باز با قطر تقریبی m1  بیشتر از تانک های بزرگ استفاده می شود این استوانه ها راحتر برای مخلوط کردن هستند در جایی که مشکلات را با کمک کوشش های کشت کاهش می دهد  همچنین جلبک ها  نور بیشتری را دربین وجه های استوانه ها (وجه های شفاف ) در یافت می کنند استخرهای مدور با یک محور مرکزی که با یک الیگاتور (وسیله به هم زدن مایعات) می چرخد در ژاپن و تایوان برای تولید chlorell  استفاده می شود (a1402)  این استخرهای مدور قدیمی ترین سیستم های کشت جلبک در مقیاس بزرگ هستند و بر سیستم های مشابهی که در تصفیه فاضلاب استفاده می شوند ، پایه گذاری شده اند  عمقی حدود cm30  دارند اما طراحی این سیستم ها سایز استخر را تا حدود  m 210000 محدود می سازد زیرا به طور نسبی هر عمل مخلوط کردن توسط بازوی محوری در استخرهای بزرگ تر چندان امکان ندارد واستخر های مستطیلی با یک چرخ پدالی (استخر نهری) به طور نا محدود برای تولید haematococcus,d salina,spirulina استفاده می شود و موثر ترین طرح را برای کشت بیشتر ریز جلبک ها در مقیاس بزرگ در بر دارد(شکل b1401(

استخر های منحصر به فرد بالای   1 ha در منطقه با عمق متوسطی حدود 20 تا 30 سانتی متر وجود دارد استخرهای مسنطیلی پیوسته با چرخهای پدالی (استخر های دوری) در میزان بالایی در استخرهای اکسیداسیون برای تصفیه آب استفاده می شود (در هولیستر، کالیفورنیا) و همچنین در چندین جا برای تولید میزان پایینی از spirulina  برای غذای حیوانات استفاده می شود  جریان آهسته در این استخر ها ، آنها را برای تولید تجاری توده زیستی جلبک های با کیفیت بالا نامناسب می سازد  زیرا بهره وری منطقه ای پایینی است و آلودگی به سختی کنترل میشود  مناطق استخری تقریبا 1ha یا بیشتر هستند  استخر های مدور شیب دار با پمپ های گرداننده در کشت آزمایشی در پرو استفاده شده بود اما هرگز در کاشت جلبک در سطح تجاری استفاده نشد  یک استخر شیب دار کم عمق با پمپ گرداننده (استخر آب شیب ) توسطsetlik در سال 1970 گسترش یافت و برای تولید chlorella در ترین و جمهوری چک استفاده شد این خیلی مناسب برای جلبک هایی مانند Scenedesm chlorella ، که این هم می تواند پمپ شدن مجدد را تحمل کند  غلظت بالای سلولی و حاصلخیزی حاصل می شود زیرا شیب ها عمق آب بسیاری کمی دارند (حدودmm 20-10)   طرح اصلی ، یک بخش تحتانی شیشه ای برای کنترل شیب دار دارد که هزینه ساخت بالایی دارد، اما دسترسی به مواد جدید این هزینه را بسیار کاهش داده است   استخر های در مقیاس تجاری در سطح ناحیه ای در حدود 5/0 تا 1ha برای استخر های با محور مرکزی با نهری و بالای 200ha  یا بیشتر برای استخر های پهناور در کشت D salina ترتیب داده میشود  

 

 

 

3- انواع استخر های انتخابی 

انتخاب ناحیه استخر تولیدی بر اساس ملاحظات بسیاری حاصل می گردد  چندین استخر کوچک (بیشتر از یک استخر بزرگ به تنهایی) ، ممکن است در مواردی از مشکلات کشت سود مند باشد ، زیرا همه کشت تولیدی موثر نیست   اگر چه استخر های کوچک به ازاء ساخت هر ناحیه گرانتر از استخر های بزرگ هستند  سایز استخر چرخه آب را تغییر می دهد   انتخاب نوع سیستم کشت در فضای باز نیازمند ارزیابی دقیق فاکتو رهای بسیار دیگری است   شرایط آب و هوایی از جمله محدوده دمای سالیانه و روزانه ، الگوی بارندگی سالانه و تعداد روز های آفتابی و میزان پوشش ابری ، (اگر شرایط آب و هوایی منطقه ای برای فقط بخشی از سال مناسب باشد) ، آنگاه یک سیستم کشت متمرکز قوی برگزیده می شود  دسترسی و قیمت زمین مهم است   اگر قیمت زمین بالا باشد ،سیستم های متمرکز مانند استخر های نهری ضروری است ،اما اگر زمین کم هزینه باشد  سیستم های پهناور می توانند مورد ملاحظه قرار گیرند کیفیت و منبع آب فاکتور های معنی داری هستند   نواحی استخری بزرگتر ، مقدار آب بیشتری از طریق تبخیر از دست می دهند  منبع طبیعی آب دریا یا آب شور برای جلبک ها ی دریائی   شوری پسند مرغوبترند  زیرا هزینه نمک بسیار گران است   بخشی منابع آب ممکن است محتوای فلزات سنگین یا سایر آلوده کنندها باشد و اینها برای کشت ریز جلبک ها به دلیل آلودگی محصول نهایی نامناسب هستند  سیستم های به شدت مخلوطی ، به طور معنی داری حجم سلولی بالایی به دست می دهند و این به معنای آن است که حجم کشت که بایستی برای تولید توده زیستی انجام گیرد، کاهش یابد   نوع سیستم حاصل (سانتریفوژ، فیلتر اسیون ، انبوه سازی ) حاصل بحران شدیدی است زیرا اقتصاد حاصل بسیار متاثر از چگالی سلول است  محصول نهایی استخر را حاصل می شود   اگر توده زیستی برای مصرف انسانی استفاده می شود  سیستم باید قادر به پاک کردن و تصفیه کردن محصول ، بیش از توده زیستی مورد استفاده برای غذای حیوانات یا محصول  ویژه که از جلبک عصاره گیر ی شده و از نظر آلودگی اهمیت کنتری دارد باشد  

 

4- جریان متلاطم (مخلوط کردن ) 

برای تولید ماکسیم از ریز جلبک ها در استخر های باز ضروری است   فقط استخر های بسیار بزرگ غیر مختلط ، آنهایی هستند که برای کشت وسیع D salina استفاده می شوند  این استخر های غیر مختلط بیشینه غلظت توده زیستی ، حدود 00 1g l – 1 وزن خشک را به دست می دهد  در مقایسه با کشت های D salina که در نهر های مختلط رشد می کنند  که آن هم به وزن خشک بالایی 0 1g l-1 می رسد  مخلوط سازی از رسوب سلول ها جلوگیری می کنند و لایه بندی اکسیژن و دما را در استخر متوقف می سازد تجربه نشان می دهد که استخر ها ی با مخلوط سازی مناسب بهره وری بالاتری و کشت های با دوام بیشتر را نشان می دهد  (ریچموند و ون شاک 1978 و لاوز و همکارانش 1983 و ریچموند 1986 و بوسکا و همکاران 1991 )   در کشت های نهری ،سرت 5cm s-1 برای حذف لایه بندی دماییو نگهداری بیشتر گونه های جلبکی در سوسپانسیون کافی است ، اگر چه چنین سرعت پایینی برای حفظ شدن در استخر های بزرگ به دلیل کاهش اصطحکاک در کانال و گوشه ها به علت نظم مواد به خط شده درون استخر ،بسیار سخت است   در تکرار سرعت جریان حداقل 20-30 cm s-1 نیاز است و تجربه نشان داده است که تلاطم بیشتری به طور معنی دار ی رشد را افزایش می دهد  پس وسایل تولید کننده تلاطم بیشتر قابل نصب در استخر خواهد بود اگر چه میزان جریان بیشتر نیاز به انرژی بیشتری دارد بنابراین افزایش قیمت اجرا را به همراه دارد (اوزالد1988a) چگونگی طراحی استخر برای حفظ جریان آب کافی در استخرهای نهری نیز مهم است  سرعت جریان آب در کانالهای مستقیم شیب دار می تواند به کمک معادله manning بیان شود  (اوزالد 1988a) 

1)v=1/nR2/3s½

 

  گزارش تخلف  |  افزودن به فایل های من | bahar1394 | تاریخ ارسال : 16 /04 /1394

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.