Original title: Vliv osvětlení na růst mikrořas
Translated title: Effect of light on microalgae growth
Authors: Adamec, Matěj ; Sukačová, Kateřina (referee) ; Naď, Martin (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2023
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Světlo je jedním z klíčových faktorů ovlivňující růst fotoautotrofních řas ve fotobioreaktorech. Aby kultivace v takovém zařízení byla optimální je zapotřebí docílit dostatečného přístupu světelného záření k mikrořasám, zejména potřebná je dostatečná intenzita osvitu. V této práci je věnována značná pozornost vlivu světla během celého procesu fotosyntézy. Detailně jsou zhodnocena možná řešení osvitu fotobioreaktoru přírodním i umělým světlem včetně popisu jeho hlavních parametrů. Byl proveden návrh regulovatelného osvětlení pro nově vyvíjený fotobioreaktor s osmi horizontálními trubicemi a kontrolní výpočet PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density). Následně bylo navrhnuté osvětlení implementované na nově postavený fotobioreaktor, který sloužil k testování vlivu délky fotoperiody a zabarvení LED světel na samotnou kultivaci mikrořasy. Na základě těchto dat bylo možné stanovit optimální délku fotoperiody, přičemž testovány byly poměry 12:12, 18:6 a 24:0 (světelná fáze:temnostní fáze). Na závěr práce byla pro zhodnocení prostorového rozložení osvětlení fotobioreaktoru provedena CFD simulace vybraných trubic fotobioreaktoru pomocí simulačního programu ANSYS FLUENT. Light is one of the key elements affecting the growth of photoautotrophic algae in photobioreactors. For optimal cultivation in such a device, sufficient access to light radiation to the microalgae is required sufficient light intensity is needed. In this work, considerable attention is paid to the influence of light during the whole photosynthesis process. Viable solutions for the illumination of the photobioreactor by natural and artificial light are evaluated in detail, including a description of its main parameters. The design of a programmable illumination for a newly designed photobioreactor with eight horizontal tubes and a control calculation of PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) were performed. Afterwards, the designed illumination was implemented on the newly built photobioreactor to evaluate the effect of photoperiod length and LED light coloration on the actual microalgae cultivation. Based on these data, the optimal photoperiod length could be determined, and ratios of 12:12, 18:6, and 24:0 (light phase:dark phase) were tested. Finally, to evaluate the spatial distribution of the photobioreactor illumination, CFD simulations of selected photobioreactor tubes were performed using simulation software ANSYS FLUENT.
Keywords: CFD simulation; illumination; light spectrum; microalgae; Photobioreactor; photoperiod; CFD simulace; Fotobioreaktor; fotoperioda; mikrořasy; osvětlení; světelné spektrum

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/212374

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-530623


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses