|
| |
|
|
Optimalizace vzduchování fotobioreaktoru za pomoci analýzy obrazu
Hruška, Kryštof ; Létal, Tomáš (oponent) ; Naď, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce shrnuje poznatky o mikrořasách, jejich využití, metodách kultivace a překážkách, které brání jejich většímu rozšíření. V praktické části práce bylo navrhnuto, zkonstruováno a naprogramováno zařízení, jež dokáže analyzovat bubliny trubicového fotobioreaktoru a na základě získaných dat řídit jeho vzduchování. K vytvoření programu byl použit programovací jazyk Python a k analýze fotografií byla využita knihovna OpenCV. Detekce bublin probíhá na základě detekce hran a jejich následném třídění. Data získaná z analýzy jsou zobrazována na obrazovce zařízení a uchovávaná v csv souboru. V diskuzi práce jsou uvedena možná vylepšení a poznatky získané během vytváření tohoto zařízení.
|
|
|
Balance of energy, water and nutrients in the aquaponic cycle
Szotkowski, Matěj ; Procházková, Michaela (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
The motivation behind this thesis was to provide an overview of current scientific knowledge in the area of aquaponic food production, which would culminate in the creation of a mathematical model. Additionally, an experimental aquaponic farm was to be examined from the viewpoint of water and energy balance to provide real-world data for the creation of the mathematical model. Lastly, the applicability of algal photobioreactor in a general aquaponic cycle was to be assessed. The preliminary part of the work describes the motives behind the need for innovation in agriculture. The definition of aquaponics is provided along with a description of its subcomponents, their working mechanism and design. In this part of the thesis, the nutrient cycle of aquaponics is outlined as well. As the last part of the theoretical portion of the work, the implementation of algal photobioreactor into the aquaponic cycle is examined. Mechanisms both motivating and discouraging from such an implementation are described. Consequently, the reactor in and of itself is examined more closely. The process variables influencing the growth of algae are presented along with possible reactor designs, harvesting methods, and utilizations of the resulting products. In the first part of the experimental section of this work, the examined farm run by Flenexa plus s.r.o. is introduced from the viewpoint of the aquaponic process. Furthermore, the water and energy balances of implemented aquaponic process are provided and evaluated. The focus is then shifted towards the mathematical models which were created based on the knowledge and data gathered in the course of this work. The logic and algorithms behind both models are explained and discussed along with their main features and capabilities. Paths of future development for both models are also outlined in the closing section. Lastly, the findings obtained and gathered during the process of the thesis creation are discussed and summarized in the concluding chapters.
|
|
|
Možnosti využití tuků při zpracování řas
Lučivňák, Roman
Tato práce je literární rešerší a z dostupných zdrojů popisuje kultivaci řas se zaměřením na uzavřené kultivační systémy. Dále se věnuje zvýšení produkce tuků a jejich extrakci z biomasy. Celá práce se poté zaměřuje na potravinářské využití těchto technologií a jejich produktů a je v ní také okrajově popsán metabolismus a základní rozdělení řas.
|
|
|
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.
|
|
|
Simulations of Photobioreactors from Hydrodynamics and Mass Transfer Point of View
Rebej, Miroslav ; Turek, Vojtěch (oponent) ; Jördening, Alexandra (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Simulations of photobioreactors with microalgae-specific cultures is a field that connects microbiology with the multiphase fluid dynamics. With microalgae cultivation, it is necessary to account various phenomena, e.g., multiphase hydrodynamics with water, CO2 bubbles and microalgae, multiphase species mass transfer, radiation transport, light attenuation, growth and culmination of microalgae and their effect on fluid properties. Computational model presented in this doctoral dissertation thesis links multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model. In the thesis, there is an overview of applicable computational models for the given types of photobioreactors. The multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model then draw from this overview. Next, the accuracy of these sub-models was compared with laboratory experiments. As a result, the developed computational model of the photobioreactor can be further extended with other sub-models, i.e., the irradiation model and the biomass growth model.
|
|
|
Optimalizace vzduchování fotobioreaktoru za pomoci analýzy obrazu
Hruška, Kryštof ; Létal, Tomáš (oponent) ; Naď, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce shrnuje poznatky o mikrořasách, jejich využití, metodách kultivace a překážkách, které brání jejich většímu rozšíření. V praktické části práce bylo navrhnuto, zkonstruováno a naprogramováno zařízení, jež dokáže analyzovat bubliny trubicového fotobioreaktoru a na základě získaných dat řídit jeho vzduchování. K vytvoření programu byl použit programovací jazyk Python a k analýze fotografií byla využita knihovna OpenCV. Detekce bublin probíhá na základě detekce hran a jejich následném třídění. Data získaná z analýzy jsou zobrazována na obrazovce zařízení a uchovávaná v csv souboru. V diskuzi práce jsou uvedena možná vylepšení a poznatky získané během vytváření tohoto zařízení.
|
|
|
Balance of energy, water and nutrients in the aquaponic cycle
Szotkowski, Matěj ; Procházková, Michaela (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
The motivation behind this thesis was to provide an overview of current scientific knowledge in the area of aquaponic food production, which would culminate in the creation of a mathematical model. Additionally, an experimental aquaponic farm was to be examined from the viewpoint of water and energy balance to provide real-world data for the creation of the mathematical model. Lastly, the applicability of algal photobioreactor in a general aquaponic cycle was to be assessed. The preliminary part of the work describes the motives behind the need for innovation in agriculture. The definition of aquaponics is provided along with a description of its subcomponents, their working mechanism and design. In this part of the thesis, the nutrient cycle of aquaponics is outlined as well. As the last part of the theoretical portion of the work, the implementation of algal photobioreactor into the aquaponic cycle is examined. Mechanisms both motivating and discouraging from such an implementation are described. Consequently, the reactor in and of itself is examined more closely. The process variables influencing the growth of algae are presented along with possible reactor designs, harvesting methods, and utilizations of the resulting products. In the first part of the experimental section of this work, the examined farm run by Flenexa plus s.r.o. is introduced from the viewpoint of the aquaponic process. Furthermore, the water and energy balances of implemented aquaponic process are provided and evaluated. The focus is then shifted towards the mathematical models which were created based on the knowledge and data gathered in the course of this work. The logic and algorithms behind both models are explained and discussed along with their main features and capabilities. Paths of future development for both models are also outlined in the closing section. Lastly, the findings obtained and gathered during the process of the thesis creation are discussed and summarized in the concluding chapters.
|
|
| |
|
|
Životní cyklus zelené řasy Haematococcus pluvialis produkující astaxantin, podmínky kultivace a použitá kultivační média
Vávrová, Karolína ; Němcová, Yvonne (vedoucí práce) ; Pichrtová, Martina (oponent)
Haematococcus pluvialis je jednobuněčná zelená řasa (Chlorophyceae, Chlamydomonadales), kterou je možné nalézt v efemérních nádržkách na kamenech nebo v ptačích koupalištích. Tato řasa je nejlepším přírodním producentem červeného sekundárního karotenoidu astaxanthinu se silnými antioxidačními vlastnostmi, který se používá jako pigment v akvakulturách a v chovech drůbeže a který má pozitivní účinky na lidské zdraví. Haematococcus pluvialis má poměrně komplexní životní cyklus, v němž se objevují čtyři stádia, dvoubičíkaté zoospory, nepohyblivé kulaté palmely, tlustostěnné akinety (aplanospory, cysty) s vysokým obsahem astaxanthinu a malé dvoubičíkaté gamety. Akinety, které umožňují H. pluvialis přečkat období desikace v jeho přirozeném prostředí, jsou tvořeny při vystavení stresovým podmínkám, jako je vysoké ozáření a teplota a nedostatek živin. Během přeměny na cysty dochází v buňkách k výrazným ultrastrukturálním změnám. Sníží se objem chloroplastu, výsledkem syntézy velkého množství astaxanthinu a mastných kyselin je přítomnost tukových tělísek, jejichž tvorba postupuje od středu buňky směrem k periferii. Je vytvořena i tlustá buněčná stěna obsahující algaenan. Kultivace H. pluvialis většinou probíhá ve dvou fázích, první zelená fáze zaměřená na produkci biomasy je následovaná červenou fází, ve...
|
host ::
RSS.