|
|
Metody a technologie pro záchyt oxidu uhličitého v průmyslových provozech
Rek, David ; Máša, Vítězslav (oponent) ; Sukačová, Kateřina (vedoucí práce)
Rostoucí koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře negativně ovlivňuje život na naší planetě. Lidstvo řeší vyvstalý problém prostřednictvím nadnárodních organizací, které motivují průmyslové podniky k rozvoji inovativních řešení v oblasti navyšování energetické efektivity a snižování množství produkovaných emisí. Nejvíce jsou zasaženy energeticky náročné sektory průmyslu, ke kterým se řadí i průmysl keramický. Diplomová práce si zakládá na důkladné rešerši odborné literatury, zejména vědeckých článků. V teoretické části je čtenář uveden do problematiky zvyšující se koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře, poté jsou představeny technologie zachycení, uložení a využití tohoto emisního plynu. Následně se práce zaměřuje na jednu z inovativních technologií – mikrořasové bioreaktory. Praktická část posuzuje využitelnost mikrořasových bioreaktorů pro záchyt emisního oxidu uhličitého v jednom z výrobních závodů společnosti LASSELSBERGER, s.r.o. realizující se v keramickém průmyslu. Trubicový bioreaktor o objemu 2000 m3 by zpracoval 3,75 % CO2 produkovaného klíčovým zařízením provozu – rozprachovou sušárnou, přičemž se vyprodukuje 367,92 t mikrořasové biomasy za rok.
|
|
|
Kultivace karotenogenních kvasinek v přítomnosti biologického stresu indukovaným vybranými kmeny autotrofních mikrořas
Sikorová, Pavlína ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývala především biologickým a nutričním stresem v kultivacích karotenogenních kvasinek a zelených mikrořas. Byl sledován nárust biomasy v závislosti na kultivačním prostředí, produkce metabolitů (převážně karotenoidů a chlorofylů) a také produkce lipidů a lipofilních látek. Všechny typy těchto stresů se snažily vést ke zvýšení produkce jak biomasy, tak i sledovaných metabolitů. Teoretická část je zaměřena na popis jednotlivých mikroorganismů, popis produkovaných metabolitů a jejich stručnou biosyntézou. Jsou představeny a podrobněji popsány jednotlivé typy kultivačních stresů. V této části jsou také uvedeny jednotlivé metody určené pro kvantitativní i kvalitativní analýzu sledovaných metabolitů. Experimentální část je zaměřena na studium produkce biomasy, karotenoidů, chlorofylů, koenzymu Q, sterolů a lipidických látek. Biologický stres byl indukován kokultivací řasy a kvasinky v rámci jednoho média. V případě nutričního stresu se jednalo o kultivace, kdy bylo médium navýšeno o určité množství konkrétních makroprvků, anebo byl do média přidán odpadní olej. Studovanými kvasinkami byly Rhodosporidium toruloides, Rhodotorula kratochvilovae a Sporobolomyces pararoseus. Zástupce mikrořas tvořili Desmodesmus acutus, Desmodesmus armatus, Scenedesmus obliquus, Desmodesmus velitaris, Desmodesmus communis, Coccomyxa sp. Chlamydomonas reinhardtii a Chlorella minutissima. Obecně nejúspěšnější kokultivační multikultivátorové experimenty jsou ty s kvasinkou R. kratochvilovae. V případě kultivací na odpadních olejích, byly nejlepšími producenty biomasy a metabolitů kokultivační experimenty s kvasinkou R. toruloides. U mikrořasových experimentů bylo zjištěno, že nutriční stres v podobě přidaného glycerolu do média mělo inhibiční vliv na růst i metabolismus mikrořas.
|
|
|
Vliv železa a jeho bioakumulace v sinici Spirulina a mikrořase Chlorella
Koláčková, Kristýna
Železo je mikroprvek hrající klíčovou roli v řadě metabolických drah důležitých pro všechny živé organismy. Nedostatek železa je jedním z nejrozšířenějších problémů lidské výživy. Za účelem možného využití Spiruliny a Chlorelly jakožto doplňků stravy pro lidi trpící sideropenickou anémií z nedostatku železa byl zkoumán vliv různých koncentrací železa v médiu (0 mg/l, 5 mg/l a 10 mg/l) na jeho množství v biomase. Optimální množství Fe2+ v médiu bylo zjištěno použitím spektrofotometrického stanovení optické hustoty (OD) a obsahu železa v biomase Arthrospiry maximy a Chlorelly vulgaris, který byl stanoven atomovou absorpční spektrometrií (AAS). Expresní analýza, provedena u modelového organismu s osekvenovaným celým genomem, Chlamydomonas reinhardtii, odhalila efekt zvolených koncentrací Fe2+ na geny regulační dráhy oxidačního stresu. Z výsledků uvedených analýz vyplývá, jaké jsou optimální hladiny železa pro růst studovaných organismů a jeho akumulaci v nich. Byl tak objasněn vliv železa ve zvolené formě, jeho asimilace i bioakumulace v sinici Spirulina a mikrořase Chlorella.
|
|
|
Vliv abiotických faktorů (teploty) na vybrané druhy zelených mikrořas
Ston, Michal
Mikrořasy jako jednobuněčné organismy, jsou součástí celé řady ekosystémů a jsou tedy náchylné na změny prostředí ve kterém se vyskytují. Vyvinuly si řadu mechanismů, aby se v rámci svého života těmto změnám mohly přizpůsobit. Ovšem některé změny, mohou mít na životnost buněk i negativní vliv. Ačkoli je mnoho řas adaptováno na extrémní podmínky, problémem zůstává změna klimatu a náhlé výkyvy teplot, které mohou vést ke stresu a následnému poškození buněk mikrořas. Cílem této diplomové práce bylo porovnat a vyhodnotit účinky zvýšené teploty na různé druhy mikrořas. Výsledky této práce naznačují, že teplota 40 °C má rozdílný vliv na mikrořasy Chlorella sorokiniana a Scenedesmus obliquus, který byl pozorován pomocí spektrofotometrických analýz fotosyntetizujících pigmentů, sekundárních metabolitů a antioxidační kapacity. Dále výsledky poukazují, že mikrořasa Chlorella sorokiniana vykazovala pozitivní reakci na teplotní stres, kdy při působení vyšší teploty došlo ve všech pozorováních ke zvýšení produkce těchto látek vůči kontrole při 23 °C (p ≤0,01). U mikrořasy Scenedesmus obliquus došlo ve většině případů ke snížení produkce látek, pouze u chlorofylu b došlo k opačnému jevu, tedy k nárůstu produkce chlorofylu b. Ve všech případech byly nalezeny statisticky významné rozdíly (p ≤0,01) mezi Chlorella sorokiniana a Scenedesmus obliquus při teplotě 40 °C. ve všech sledovaných parametrech byla adaptivní odpověď na zvýšenou teplotu lepší u Chlorella sorokiniana.
|
|
|
Sklízení mikrořas
Drozd, Jiří ; Naď, Martin (oponent) ; Lošák, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá mikrořasami a jejich vlastnostmi. V rámci práce byla provedena rešerše využívaných mikrořas a zkoumány možnosti pěstování v oblasti střední Evropy. Dále byly analyzovány metody sklízení a sušení mikrořas a proveden experiment s využitím perspektivní metody sušení sprejovou sušárnou. V rámci rešerše byly zjištěny vlastnosti a možnosti využití mikrořas. Byly zkoumány různé druhy mikrořas, jejich nutriční hodnoty a možnosti využití v rozsáhlém spektru aplikací. Zkoumány byly také možnosti pěstování mikrořas v oblasti střední Evropy, včetně využití odpadních vod a obnovitelných zdrojů energie. Analyzovány byly metody sklízení a sušení mikrořas. Byly zkoumány výhody a nevýhody různých metod, jako je například flokulace, centrifugace, a sušení sprejovou sušárnou. Experiment byl proveden s využitím metody sušení sprejovou sušárnou. Výsledky experimentu ukázaly, že tato metoda je efektivní a umožňuje dosáhnout vysoké kvality a čistoty sušených mikrořas. Práce se také zabývá možnostmi dalšího vývoje a využití mikrořas. Byly popsány možnosti využití mikrořas jako potravinových doplňků a jako alternativy k tradičním zdrojům bílkovin. Zmíněny byly také možnosti využití mikrořas v oblasti farmacie a kosmetiky. Závěrem, tato práce přinesla informace o využívání mikrořas a metodách pěstování, sklízení a sušení. Z výsledků práce lze usoudit, že mikrořasy mají velký potenciál pro další vývoj a využití v různých odvětvích průmyslu.
|
|
|
Vývoj obohacených bezlepkových cereálií pro zvláštní výživu
Dohnalová, Radka ; Fialová, Lenka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá vývojem obohacených bezlepkových cereálií pro zvláštní výživu. Součástí obohaceného cereálního výrobku byla zpracovaná mikrobiální biomasa, buď jako lyofilizovaný prášek nebo jako extrakt, u nichž byl stanoven obsah fenolických látek, antioxidantů a bílkovin. Teoretická část obsahuje poznatky z odborné literatury o bezlepkových cereáliích, pseudocereáliích a jejich chemickém složení. Následně byl zpracován přehled o mikrořasách a kvasinkách zahrnující výčet jejich metabolitů. V rámci literární rešerše byl největší důraz kladen na zelené mikrořasy a karotenogenní kvasinky. V rámci výzkumné části byla nejprve provedena charakterizace vybraných pseudocereálií a optimalizace připravených extraktů z vybrané mikrořasy a karotenogenní kvasinky. Zvolenými pseudocereáliemi byly amaranth, pohanka a quinoa. Pro obohacení pseudocereálií byl vybrán kmen zelené mikrořasy Chlamydomonas reinhardtii a kmen karotenogenní kvasinky Cystofilobasidium macerans. V pseudocereáliích byly stanoveny sacharidy, bílkoviny, mastné kyseliny, -glukany, lepek, vitaminy, fenolické látky, flavonoidy a antioxidanty. V mikrobiální biomase byl zjištěn obsah celkových mastných kyselin, lipofilních látek, fenolických látek a celkové antioxidační aktivity. Na závěr byly připraveny směsné cereální produkty z pseudocereální mouky, mikrobiální biomasy a mikrobiálního extraktu. U zvolených extraktů byla stanovena cytotoxicita pomocí MTT testu. Bylo zjištěno, že přidáním samotné řasové biomasy nebo řasového extraktu k cereálním moukám, došlo k výraznému navýšení množství bílkovin. Díky kvasinkovému ethanolovému extraktu vzrostl obsah fenolických a antioxidačních látek v cereálních produktech.
|
|
|
Vliv osvětlení na růst mikrořas
Adamec, Matěj ; Sukačová, Kateřina (oponent) ; Naď, Martin (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Návrh a testování horizontálního fotobioreaktoru
Šuráň, Michal ; Máša, Vítězslav (oponent) ; Lošák, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou kultivace mikrořas a stavbou testovacího zařízení. První oddíl je zaměřen na fototrofní kultivaci mikrořas včetně konstrukčních řešení fotobioreaktorů. Druhá kapitola se věnuje rešerši v oblasti využití mikrořas spolu s technologiemi záchytu oxidu uhličitého. Třetí část se zaobírá konstrukcí a sestavením horizontálního trubkového fotobioreaktoru. V posledním oddíle je popsáno měření kultivačních podmínek a samotné testování fotobioreaktoru.
|
|
|
Optimalizace vnitřní geometrie deskového fotobioreaktoru
Hlaváč, Ivan ; Babička Fialová, Dominika (oponent) ; Rebej, Miroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na optimalizaci deskového fotobioreaktoru. Optimalizace byla provedena s využitím CFD výpočtů a plánovaného experimentu. CFD model použitý k optimalizaci byl před provedením experimentu validován s reálnými experimentálními daty. Během CFD výpočtů byly sledovány hydrodynamické parametry ovlivňující výtěžnost mikrořas. Konkrétně se jednalo o parametry: zvednutí plynu, rychlost plynu, turbulentní kinetická energie, poměr mrtvých zón, koeficient přestupu hmoty, mezifázové rozhraní a smykové napětí. Porovnán byl fotobioreaktor s míchadlem a s kolmými přepážkami. Při použití míchadla hydrodynamické parametry dosahovaly vyšších hodnot. Přepážky byly vyhodnoceny jako vhodnější pro mikrořasy citlivější na smykové napětí.
|
|
|
Produkce obohacené směsné biomasy kokultivací vybraných kmenů kvasinek a mikrořas
Langer, Marek ; Němcová, Andrea (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Využívání kvasinek a mikrořas v průmyslu se neustále zvyšuje. Tyto mikroorganismy jsou schopny produkovat významná množství lipidů, které je možno použít například pro výrobu bionafty. Stejně jako další jejich metabolity, jako karotenoidy, chlorofyl, ubichinon a ergosterol, je lze využít v potravinářství. Jelikož mají dané chemické substance také biologické účinky na lidský organismus, používají se v doplňcích stravy, ale zkoumají se i jako případná léčiva. Předložená práce se zabývá možnostmi, jak učinit kultivace těchto mikroorganismů levnější. Jednou z těchto možností je kokultivace neboli smíšená kultivace, která si klade za cíl zvýšit výtěžky biomasy a metabolitů. Další zkoumanou možností je náhrada finančně nákladných substrátů pro výživu mikroorganismů levnými odpady z potravinářství. V experimentální práci byly využity řasy Scenedesmus ecornis, Desmodesmus communis, Chlamydomonas reinhardtii a Coccomyxa sp. Z kvasinkových kmenů byly využity Rhodotorula kratochvilovae a Rhodotorula toruloides. Přidávanými odpadními produkty byly oleje (konopný, fritovací a kávový), melasa, syrovátka a odpadní glycerol. Analýzou získané biomasy bylo zjištěno, že nejvyšších lipidických výtěžků bylo dosaženo při použití kávového a fritovacího oleje. Experiment byl završen poloprovozní kultivací v bioreaktoru, do kterého byly přidány kultury Scenedesmus ecornis a Rhodotorula kratochvilovae. Jako zdroj živin zde byl přidán kávový olej a glycerol.
|
host ::
RSS.