| Протеин(обновлено). |
Feb. 4th, 2013|12:42 pm |
Теперь к вопросу о протеине.
Давно хотел заняться данным вопросом, сейчас на стадии поиска информации.
Что можно прикинуть уже сейчас:
- Оценил необходимую массу белка в день: 100гр чистого белка, хватит при потреблении других продуктов с перекрытием потребности.
- Выбрал культуру для культивирования : род Arthrospira, т.е спирулина. Вид по доступности пока что.
- Нужно учитывать, что циркулирующая в прессе информация о чуть ли не 75% белка в сухой массе не верна. Максимум удается 71% процент и то, есть сомнения в методах оценки. На практике получается 55%-65% белка, положим будет 59-60%. Значит будет где-то 167 гр полной массы.
- При расчете производительности открытых систем совершил грубейшую ошибку, положив минимальную объемную производительность равной 0,6 гр/л*Д, что является на порядок завышенной оценкой. При оценке открытых систем лучше использовать отношение урожайности к площади - это даст адекватный результат. За среднюю производительность открытых систем беру величину 8 гр/м2*Д, характерную для проточных прудов, которая чаще встречалась в литературе. Что дает нам пруд площадью 21 м2. При практически стандартной для всех прудов глубине в 15 см, получаем общий объем воды в 3,15 м3, что дает нам объемную производительность в 0,05 гр/л*Д. Производительность проточных прудов можно поднять до 14 гр /м2*Д при подогреве воды до оптимальной температуры.
- Производительность закрытых систем разнится. Кто-то умудряется в трубчатых установках производить 0,5 гр/л*Д, кто-то выжимает 2,8 гр/л*Д из спиральных систем.
Моя, крайне приблизительная оценка:
1) трубчатые системы 0,8-1.2 гр/л*Д, что даст при максимальной урожайности 139л систему - неплохо.
2) трубчатые спиральные, по ним встречал такие цифры 1,2 - 2,6 гр/л*Д, что при производительности, положим в 2,1гр/л*Д(производительность CCP2 closed coil photobioreactor, собранный итальянцами, дико ищу хоть какую-нибудь дополнительную информацию), даст 80 литровую систему - очень хорошо.
3) извитой синусоидальный, занимает малую площадь при высоких показателях производительности, 2,1-2,3гр/л*Д достижимы вполне.
4) плоские панели или вертикальные альвеолярные панели, как их любят звать итальянцы, 1,5-2,8 гр*/л*Д где-то, по крайней мере, цифры в 2 гр/л*Д вполне достижимы. Что опять же дает нам 80 литровую систему.
Вертикальные колонны с прокачкой воздухом не рассматриваю, не нравится производительность.
- Таким образом, выбирать приходится либо спиральный реактор, либо извитой синусоидальный, либо сборку плоских альвеолярных панелей. Что приводит к мысли о необходимости тестирования этих систем. Целевой объем - 80 литров.
- Главное чего нужно достичь - производительность в 2 гр/л*Д, выше лучше, ниже, если только до 1,2 гр/л*Д при соответствующем увеличении объема.
- Вопрос освещения пока поднят. Нет площадей для использования солнечного, ищу цифры и буду вести расчеты по энергопотреблению искусственных источников света, типа неоновых ламп или сборок светодиодов. Главное преимущество искусственных - хорошо контролируется световой режим культуры, предотвращается фотоингибиция (слишком много света подавляют фотосинтез), что позволяет, при правильном подборе параметров, поднять производительность.
- Оптимальная температура для культуры 35-36 градусов. Одно из преимуществ закрытых систем над открытыми, именно в оптимальном температурном режиме. Нагрев будет осуществляться за счет источника света, охлаждение за счет теплообменника на теневом участке реактора. Теплообменник будет подсоединен к радиатору, с которого кулером или транспирацией активно отводится тепло.
- Питание средой Зарукка. Нужно научиться месить большие объемы с заданной точностью. Найти методы поддержания состава среды в реакторе, и работать над упрощением получения среды. Источник СО2 - атмосфера, с возможной добавкой СО2 из разлагающейся биомассы.
- Метод перекачки культуры - через прогон компрессором пузырьков газа, согласно данным, это обеспечивает хорошее перемешивание культуры, эффективную дегазацию (что очень важно, О2 быстро копится в замкнутой системе, и в больших концентрациях культуру губит), так же предотвращает загрязнение стенок. В дополнение, думаю поэкспериментировать с добавкой перистальтического насоса, работающего на малых скоростях перекачки (на высоких урожай падает, на 15% видел цифры).
- Метод контроля - определение оптической проницаемости культуры с фотодатчиком, думаю еще о проводимости культуры для определения pH, ну и температурные датчики, вопрос пока открыт.
- Метод сбора - фильтрация через сетчатый фильтр с заданным размером сетки, плюс вибрация.
- Метод хранения - сушка собранной культуры воздухом с t 69с и заморозка.
Общие черты такие. Дополнения по мере накопления информации, прочтения статей (130 штук найдено), учебников.
Главные задачи пока:
- Накопление информации.
- Создание численной модели реактора, с последующей симуляцией.
- Добыть культуру.
- Построить действующие модели трех реакторов - спирального, извитого и панельного типа. |
|