Оптические методы контроля процессов культивирования микроводоросли Хлореллы

Толеутаев, Канат Амантаевич Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Чтобы извлечь выгоду из преимуществ микроводорослей, производство их биомассы должно быть более экономичным и эффективным. Для этого необходимо понимание биофотонных процессов и влияние различных условий облучения на фотосинтетические характеристики водорослей. Данная работа направлена на оценку состояния микроводоросли с помощью оптических методов.

С.
Введение 11
1 Литературный обзор 13
1.1 Морфология, состав, производство и применение Chlorella vulgaris 13
1.2 Влияние интенсивности света и фотопериода на биомассу C. vulgaris 20
1.3 Влияние различных длин волн света на рост микроводоросли Chlorella
Vulgaris 25
1.4 Кинетическое моделирование фотосинтетической активности зеленой
микроводоросли Chlorella Vulgaris 42
1.4.1 Модель APFD 43
1.4.2 Модель LPFD 47
1.4.3 Модель APAR 48
1.4.4 Модель LPAR 49
1.5 Турбидиметрический и нефелометрический анализ биомассу 50
2 Материалы и методы исследования 54
2.1 Фотобиореактор и экспериментальная установка 54
2.2 Турбидиметрический датчик 57
2.3 Определение количества Хлореллы методом прямого счета клеток в
камере Горяева – Тома 60
2.4 Измерение удельного темпа роста 61
2.5 Измерение оптической плотности, OD750 61
2.6 Методика измерения спектров люминесценции хлореллы 62
3 Результаты проведенного эксперимента 64
3.1 Влияние светового/темнового фотопериода на рост Chlorella Vulgaris 64
3.2 Влияние интенсивности света на рост Chlorella Vulgaris 70
3.3 Влияние различных длины волн света на рост Chlorella Vulgaris 72
3.4 Сравнение четырех методов для оценки роста Chlorella vulgaris 75
3.5 Выводы 80
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 82
4.1 Предпроектный анализ 82
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 82
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 85
4.1.3 SWOT-анализ 87
4.2 Планирование управления научно-техническим проектом 90
4.2.1 План проекта 90
4.2.2 Бюджет научно-технического исследования 92
4.3 Оценка ресурсоэффективности проекта 96
5 Социальная ответственность 99
5.1 Производственная безопасность 100
5.1.1 Анализ вредных и опасных факторов 100
5.1.2 Отклонение параметров микроклимата в помещении 100
5.1.3 Отклонение концентрации вредных веществ в воздухе
рабочей зоны 102
5.1.4 Электрический ток 105
5.2 Экологическая безопасность 106
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 107
5.3.1 Пожарная безопасность 107
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 110
6 Заключение 112
Список публикаций 113
Список используемых источников 114
Приложение А 121

Актуальность темы. Доля морского фитопланктона в производстве
глобальной фотосинтетической биомассы составляет около 50%, что
соответствует фиксации более 48 миллиардов тонн атмосферного углерода в
виде СО2 [1]. Микроводоросли являются основой всех водных пищевых цепей
и, таким образом, косвенно также являются частью пищевой цепи человека.
Таким образом, микроводоросли можно рассматривать как чрезвычайно
важные организмы для глобальной экосистемы [2].
Благодаря своему ценному питательному составу (включая высокое
содержание белка, много длинноцепочечных, ненасыщенных жирных кислот),
микроводоросли также могут быть использованы непосредственно в качестве
источника пищи для людей. NASA описывает микроводоросли как
превосходную, компактную пищу для космонавтов. Микроводоросли также
широко используются в качестве корма для животноводства:
концентрированный корм для домашней птицы, жвачных животных и свиней
может быть заменен микроводорослями. В аквакультуре рыбы, креветок,
моллюсков и ракообразных микроводоросли незаменимы, так как водные
пищевые цепи начинаются с микроводорослей. Дальнейшие применения
микроводорослей из-за их высокого содержания питательных веществ –
косметика, пищевые добавки и фармацевтические продукты [3].
Микроводоросли по существу требуют света (энергии), источника
углерода (СО2 для автотрофного метаболизма), среды роста (воды) и
питательных веществ (азота и фосфора) для размножения. Интенсивность света
и длина волны света играют очень важную роль в процессе фотосинтеза,
которые, следовательно, отражаются в росте организмов. Для микроводоросли
также требуются светлые и тёмные режимы для продуктивного фотосинтеза.
Культивирование микроводорослей с использованием искусственного света
может быть решением для стабильного энергоснабжения и контроля.
Использование узких полос света, таких как светодиод (LED), более
экономично, чем другие источники света. Поскольку водоросли содержат
пигменты хлорофилла, свет необходим для фотосинтеза. С точки зрения
потребления энергии светодиод известен как экономичный источник света для
удовлетворения требуемой энергии для фотосинтеза. Микроводорослям
требуется оптимальные условия освещения для достижения экономически
максимальных скоростей фотосинтеза [4].
Оптические методы широко используются в биологии. В первую
очередь свое применение они находят в оценках концентрации тех или иных
поглощающих свет объектов: фитопланктона, растворенной органики, бактерий
и пр. Большое внимание оптическим методам уделяется в лабораторный
практике культивирования микроводорослей, особенно, когда дело касается
автоматизации управления процессов культивирования в непрерывным
режиме. Используются оптические методы и для определения плотности
культуры [5].
Несмотря на большое количество исследований эффекта интенсивности,
фотопериода, спектрального состава света на рост и фотосинтез
микроводоросли, действие узкополосного светодиодного облучения на
микроводоросли остаётся недостаточно изученным. Результаты исследовании в
этом направлении противоречить друг к другу.
В связи с этим целью данной работы является анализ оптических
методов контроля на основе экспериментов по изучению влияния
интенсивности, фотопериода, спектрального состава облучения на рост
Chlorella vulgaris.
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие
основные задачи:
1. Экспериментально исследовать влияние спектрального состава,
интенсивности и фотопериода света на рост Хлореллы.
2. Сконструктировать турбидиметрический датчик для контроля
изменения концентрации клеток Хлореллы.
3. Сравнить и оценить оптические методы контроля роста Хлореллы.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Люминесцентные и температурные характеристики YAG – керамики переменного состава
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Спектрально-кинетические характеристики композиций полиметилметакрилата/ CdS: Ln(111)
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Адресные таблички с автономной подсветкой
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка светового ансамбля парка Суворова г. Томска
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка осветительной установки для объектов деревянного зодчества
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Расчет и конструирование светодиодного светильника с заданным светораспределением
    📅 2020 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)