二氧化碳浓度控制系统（3C）的优化及其在微藻培养中的应用
发布时间：2021-07-31 18:04
进入21世纪以来,随着社会经济的高速发展,化石能源需求激增,生态环境污染问题愈渐显著。为此习近平总书记提出了“绿水青山就是金山银山”的环保理念,其中高碳排放是影响环境稳定的重要因素,而减少碳排放,降低大气中二氧化碳含量,无疑是非常直接和有效的方法。作为当代可再生能源代表的新兴生物能源为缓解这个问题带来了希望。生物能源已经从最初通过粮食发酵生产乙醇发展到现在的通过藻类使其直接合成乙醇和柴油,微藻作为生产生物柴油最有潜力的原料,与普通的油料作物相比,具有生长速率快、油脂含量高、CO2利用率高、光合效率高、环境适应性强、不挑剔培养场所（可利用贫瘠的土地）、可生产出高品质的生物柴油等优点。在微藻的培养中,影响其产量的瓶颈在于过高的培养成本,而在微藻的培养过程中适当补充一定浓度的CO2可明显地提高微藻的生长速度和生物量,既能降低养藻成本,还能减少CO2的排放。在微藻培养过程中补充气态CO2,已经有一些报道,但所用的CO2大都是实验室化学合成产生的,所有的培养体积大都在1L以下,且培养条件...
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混气罐接口排布图
3C-2.0 系统的混气程序优化主要是增加混气循环检测程序，具体详见上文 2.3.3固件编写，下面主要描述下对于匹配混气循环检测程序的屏显程序的改变。3C-2.0更加简明扼要的界面设置，将以往放置在几个超级链接后的关键参数设置直接放置在首页，便于设置和操作，3 个混气罐和 5 个输出通路分设开关，3 个混气罐的 CO2浓度可以实时显示。如图 3 所示，在二氧化碳浓度控制器 3C-2.0 人机交互界面主界面，在左侧是混合气体的浓度设定区域，可以单独设置各个通道不同的 CO2浓度，而不相互影响，除了可以同时设置 3 个浓度，也可以单独设置其中任意的两个，也还可以只设定其中的一个模块的 CO2浓度，虽然只用到了一个 CO2传感器，但是可以到达 3个甚至更多的效能，将混气模块集成在这；在混气参数设置下面是输出端的气体流量计的在线监测端，可以在线监测各个通道的气体的流量，还有总的气体累计流量；在绿色方框里是 3 个混气罐的实时浓度，可以实时显示混气罐的 CO2浓度，可以更直观和迅速的知道混气的进程；在主界面的右边，是缓存罐输出气体的开关，包括缓存罐 1、缓存罐 2、缓存罐 3、空气和增压曝气通道的各自开关，可以相互独立控制；在其旁边是”运行图”、“混气罐实时压力”、“缓存罐控制界面”和“气阀时间控制”的分界面的超级链接，当需要切换到不同界面的时候，可以用手去触摸切换。
3.1.8 气体输出控制优化3C-2.0 去除了一些不必要的参数修改模式，直接单独分别设置 5 个输出通道的开启和间隔时间设置（最大可输入限值增大），并设置好各自的最大限值，以便设置参考。如图 4 所示，从上至下，分别为缓存罐 1、缓存罐 2、缓存罐 3、空气和增压曝气的输出气阀控制设置，我们可以根据试验的需要，设置各自通道的开启时间和间歇时间，前 4 个通道的开启时间和间歇时间的单位为秒，并标注最高稳定上限均为 3240，而最后的增压曝气通道因为需要的间隔的时间比较长，为了设置方便，遂将其通道的间隔时间单位改为分钟，并标注其最大稳定上限为 54。通过对不同通道开启和间隔时间的分别控制，支持以设定不同变量试验的目的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物膜贴壁培养小球藻净化猪粪沼液废水的效果[J]. 王愿珠,程鹏飞,刘德富,刘天中. 环境科学. 2017(08)
[2]微藻固定燃烧烟气中CO2的研究进展[J]. 张一昕,赵兵涛,熊锴彬,张忠孝,郝小红,刘涛. 生物工程学报. 2011(02)
本文编号：3313936
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混气罐接口排布图
3C-2.0 系统的混气程序优化主要是增加混气循环检测程序，具体详见上文 2.3.3固件编写，下面主要描述下对于匹配混气循环检测程序的屏显程序的改变。3C-2.0更加简明扼要的界面设置，将以往放置在几个超级链接后的关键参数设置直接放置在首页，便于设置和操作，3 个混气罐和 5 个输出通路分设开关，3 个混气罐的 CO2浓度可以实时显示。如图 3 所示，在二氧化碳浓度控制器 3C-2.0 人机交互界面主界面，在左侧是混合气体的浓度设定区域，可以单独设置各个通道不同的 CO2浓度，而不相互影响，除了可以同时设置 3 个浓度，也可以单独设置其中任意的两个，也还可以只设定其中的一个模块的 CO2浓度，虽然只用到了一个 CO2传感器，但是可以到达 3个甚至更多的效能，将混气模块集成在这；在混气参数设置下面是输出端的气体流量计的在线监测端，可以在线监测各个通道的气体的流量，还有总的气体累计流量；在绿色方框里是 3 个混气罐的实时浓度，可以实时显示混气罐的 CO2浓度，可以更直观和迅速的知道混气的进程；在主界面的右边，是缓存罐输出气体的开关，包括缓存罐 1、缓存罐 2、缓存罐 3、空气和增压曝气通道的各自开关，可以相互独立控制；在其旁边是”运行图”、“混气罐实时压力”、“缓存罐控制界面”和“气阀时间控制”的分界面的超级链接，当需要切换到不同界面的时候，可以用手去触摸切换。
3.1.8 气体输出控制优化3C-2.0 去除了一些不必要的参数修改模式，直接单独分别设置 5 个输出通道的开启和间隔时间设置（最大可输入限值增大），并设置好各自的最大限值，以便设置参考。如图 4 所示，从上至下，分别为缓存罐 1、缓存罐 2、缓存罐 3、空气和增压曝气的输出气阀控制设置，我们可以根据试验的需要，设置各自通道的开启时间和间歇时间，前 4 个通道的开启时间和间歇时间的单位为秒，并标注最高稳定上限均为 3240，而最后的增压曝气通道因为需要的间隔的时间比较长，为了设置方便，遂将其通道的间隔时间单位改为分钟，并标注其最大稳定上限为 54。通过对不同通道开启和间隔时间的分别控制，支持以设定不同变量试验的目的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物膜贴壁培养小球藻净化猪粪沼液废水的效果[J]. 王愿珠,程鹏飞,刘德富,刘天中. 环境科学. 2017(08)
[2]微藻固定燃烧烟气中CO2的研究进展[J]. 张一昕,赵兵涛,熊锴彬,张忠孝,郝小红,刘涛. 生物工程学报. 2011(02)
本文编号：3313936
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