В работе рассматривается проблема создания автоматизированных портативных фотобиореакторов для культивирования микроводорослей. Создание малогабаритных культиваторов, для работы с которыми не требуется квалификация, особенно актуально, так как среди населения растет спрос на биомассу микроводорослей. Рассмотрены основные требования к конструкции устройства, подходы к проектированию системы с точки зрения современных биологических и технических достижений. Приведены примеры существующих портативных фотобиореакторов, их параметры, преимущества и недостатки.
микроводоросли, фотобиореактор, культиватор, хлорелла, спирулина
1. Pulz O., Gross W. Valuable products from biotechnology of microalgae. Applied microbiology and biotechnology, 2004, vol. 65, no. 6, pp. 635-648. DOI:https://doi.org/10.1007/s00253-004-1647-x.
2. Kim S.-K., Chojnacka K. ed. Marine Algae Extracts: Processes, Products, and Applications. 2 Volume Set. John Wiley & Sons, 2015, 707 p.
3. Мещерякова Ю.В., Нагорнов С.А., Ерохин И.В. Накопительное культивирование микроводоросли хлорелла в закрытом фотобиореакторе. Наука в Центральной России, 2015, вып. 2 (14), c. 92-100. [Meshcheryakova Y.V., Nagornov S.A., Erokhin I.V. The cumulative chlorella microalgae cultivation in a closed photobioreactor. Science in central Russia, 2015, vol. 14, no. 2, pp. 92-100. (In Russ.)]
4. Алексеев М.А., Арьянова Э.Д., Иванова С.С. Установка для культивирования микроводоросли хлореллы. Архитекторы будущего: сб. статей, 2014, c. 377-381 [Alexeev M.A., Aryanova E.D., Ivanova S.S. Device for microalgae Chlorella cultivation. Architects of the future, 2014, pp. 377-381. (In Russ.)]
5. Binnal P., Babu N. Statistical optimization of parameters affecting lipid productivity of microalga Chlorella protothecoides cultivated in photobioreactor under nitrogen starvation. South African Journal of Chemical Engineering, 2017, vol. 23, pp. 26-37. DOI:https://doi.org/10.1016/j.sajce.2017.01.001.
6. León-Saikia G.M., Martía T.C., van der Veena D., Wijffelsa R.H., Martensa D.E. The impact of day length on cell division and efficiency of light use in a starchless mutant of Tetradesmus obliquus. Algal Research, 2018, vol. 31, pp. 387-394. DOI:https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.02.027.
7. Edmundson S.J., Huesemann M.H. The dark side of algae cultivation: Characterizing night biomass loss in three photosynthetic algae, Chlorella sorokiniana, Nannochloropsis salina and Picochlorum sp. Algal Research, 2015, vol. 12, pp. 470-476. DOI:https://doi.org/10.1016/j.algal.2015.10.012.
8. Huang Q., Jiang F., Wang L., Yang C. Design of Photobioreactors for Mass Cultivation of Photosynthetic Organisms. Engineering, 2017, vol. 3, pp. 318-329. DOI:https://doi.org/10.1016/J.ENG.2017.03.020.
9. Романенко С.А., Шакиров Е.М., Туранов С.Б. Подходы к созданию культиватора микроводорослей для домашнего использования. GraphiCon 2018: сб. статей, 2018, c. 458-459. [Romanenko S.A., Shakirov E.M., Turanov S.B. The concepts of creating a microalgae cultivator for domestic use. GraphiCon, 2018, pp. 458-459. (In Russ.)]
10. Геворгиз Р.Г., Малахов А.С. Пересчёт величины освещённости фотобиореактора в величину облучённости. Севастополь: Колорит, 2018, 60 с. [Gevorgiz R.G., Malakhov A.S. Conversion of the illumination quantity of photobioreactor into the irradiance quantity: educational methodology manual. Sevastopol: Kolorit, 2018, 60 p. (In Russ.)]
11. Владимирова М.Г., Семененко В.Е. Интенсивная культура одноклеточных водорослей. М: Акад. наук СССР, 1962, 59 с. [Vladimirova M.G., Semenenko V.E. Intensive culture of unicellular algae. M: Akad. SSSR, 1962, 59 p. (In Russ.)]
12. Геворгиз Р.Г., Шматок М.Г., Лелеков А.С. Расчет КПД фотобиосинтеза у низших фототрофов. Непрерывная культура. Экология моря, 2005, вып. 70, c. 31-36. [Gevorgiz R.G., Shmatok M.G., Lelekov A.S. Calculation coefficient of efficiency photobiosynthesis at lower phototroths. 1. Continuous culture. Marine ecology, 2005, vol. 70, pp. 31-36. (In Russ.)]
13. Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И., Кабиров Р.Р. Современные методы выделения и культивирования водорослей. Учебное пособие. Уфа: Изд-во БГПУ, 2008, 152 с. [Gaisina L.A., Fazlutdinova A.I., Kabirov R.R. Modern methods of algae development and cultivation. Educational guidance. Ufa: Izd-vo BGPU, 2008, 152 p. (In Russ.)]
14. Ahsan S.S., Pereyra B., Jung E.E., Erickson D. Engineered surface scatterers in edge-lit slab waveguides to improve light delivery in algae cultivation. Opt. Express, 2014, vol. 6, no. 21, pp. 1526-37. DOI:https://doi.org/10.1364/OE.22.0A1526.
