Laboratorní deskový fotobioreaktor

Abstract

Diplomová práce je zaměřena na problematiku kultivace mikrořas ve fotobioreaktorech a na návrh, sestavení a zprovoznění laboratorního deskového fotobioreaktoru poloprovozních rozměrů. V úvodu práce je vypracována rešerše zabývající se technologií kultivace mikrořas, která analyzuje moderní trendy v oblasti pěstování mikrořas. Hlavním cílem této práce je navrhnout konstrukční řešení fotobioreaktoru, které splňuje předepsané parametry. Zkonstruovaný fotobioreaktor bude sloužit pracovníkům ústavu k dalším vědeckým činnostem. Dále je provedena CFD simulace proudění média v prostoru fotobioreaktoru, jejíž závěry jsou porovnávány se skutečným zařízením. CFD model fotobioreaktoru je validován na základě porovnání naměřených a vypočtených tlakových ztrát při proudění média v prostoru nádrže fotobioreaktoru, validovaný model bude moci být použit pro další vědecké účely. V rámci práce je popsán postup návrhu zařízení spolu s parametry, které musí splňovat, a omezeními, které je nutné dodržet. V rámci konstrukčního návrhu zařízení jsou v práci zobrazeny 3D modely zařízení, výrobní výkres celého zařízení je připojen v příloze této diplomové práce.

This master thesis is focused on the cultivation of microalgae by using photobioreactors. In the introductory part is presented overview of modern trends in cultivation microalgae. Main goal of this thesis is to design the scale-up flat panel photobioreactor for laboratory use which meets the prescribed parameters. Photobioreactor was constructed and put into operation. Flat panel photobioreactor will be used for scientific activities by academic workers in the future. In this work is then calculated CFD simulation of fluid flow in the photobioreactor. Conclusions of this simulation is compared with real data obtained by measuring on the actual photobioreactor for validation of the CFD model. CFD model is validated by comparation of calculated and measured pressure drop of process media flowing at different speeds. Validated CFD model can be used in the future for scientific purposes. The thesis describes the design process of flat panel photobioreactor with the prescribed parameters and limitations which must be observed. In the design section are presented 3D models of the apparatus. Production drawing of photobioreactor is attached in the appendix.