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J-GLOBAL ID：201502247693342575   整理番号：15A0496227

微細藻類培養における明/暗サイクルの定量化に用いる数値モデル: 計算流体力学によるエアリフト型および気泡塔型光バイオリアクタ解析

A Numerical Model for the Quantification of Light/Dark Cycles in Microalgal Cultures: Air-Lift and Bubble-Column Photobioreactor Analysis by Means of Computational Fluid Dynamics

著者 (3件)： GIANNELLI Luca (Kobe Univ., Hyogo, JPN) ,  YAMAJI Hideki (Kobe Univ., Hyogo, JPN) ,  KATSUDA Tomohisa (Kobe Univ., Hyogo, JPN)
資料名： Journal of Chemical Engineering of Japan  (Journal of Chemical Engineering of Japan)
巻： 48  号： 1/3  ページ： 61-71  発行年： 2015年03月 
JST資料番号： S0629A  ISSN： 0021-9592  CODEN： JCEJAQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 円筒形断面を有する垂直光バイオリアクタ(PBR),即ち,エアリフト型反応器(ALR)と気泡塔型反応器(BCR)は,多くの場合ベンチスケールおよび工業規模の微細藻類培養の双方に採択されている。PBR内で規則的な循環流れパターンが形成されることからALRは光変換効率(LCE)或いはまた光合成生産性の点でBCRよりも最適な構成であるというのが通説であった。本検討では,計算流体力学(CFD)を利用してALRとBCRの双方における流れパターンのシミュレーションを行い,その流れパターンがLCEおよび生産性に及ぼす影響を明らかにした。高速度写真と導伝率のパルス応答を夫々用いて実際のPBR内で観測した流速と混合時間の双方とも,オープンソースのCFDプログラムパッケージ「OpenFOAM]に基づくシミュレーション結果とよく一致することが判った。続いて,このシミュレーション結果に基づいてLagrangeの方法による粒子追跡を行い,PBRの全体的な光変換効率を推定するために必要となる主流の流れパターンの強調化および局所的な閃光の周波数の計算を実施した。巨視的な低周波数円形ループを有する高度に無秩序な流れパターンを利用してBCRのキャラクタリゼーションを行う一方,管の内側と外側の部分間を流れる主循環流に加えて通気管内に限局された無数の旋回流を利用してALRのキャラクタリゼーションを行った。最後に,画像解析法を用いて数値計算結果と点滅光の照射によるHaematococcus pluvialisの培養で得られた光変換効率の相関を調べた。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *藻類 ,  *培養 ,  *サイクル ,  *数学モデル ,  数値計算 ,  *計算流体力学 ,  *バイオリアクタ ,  *気泡ポンプ ,  *気泡塔 ,  *反応器 ,  循環流 ,  *流れ分布 ,  変換 ,  *効率 ,  *光合成 ,  生産性 ,  *流速 ,  高速度写真 ,  パルス応答 ,  計算機シミュレーション ,  ソフトウェア ,  プログラムパッケージ ,  *追跡 ,  *粒子 ,  *流動解析 ,  *キャラクタリゼーション ,  緑藻類 ,  *光照射 ,  *混合時間
準シソーラス用語： Haematococcus pluvialis ,  *Lagrangeの方法 ,  エアリフト ,  エアリフト型バイオリアクタ ,  エアリフト反応器 ,  オープンソースソフトウェア ,  光バイオリアクタ ,  光合成効率 ,  光変換 ,  藻類培養 ,  点滅光照射 ,  微細藻類 ,  *明暗サイクル ,  流れパターン ,  粒子追跡

分類 (3件)： 植物の栽培一般  (FC01000S) ,  光合成  (EB10020I) ,  反応装置  (XE01030X)

タイトルに関連する用語 (10件)： 微細藻類 ,  培養 ,  サイクル ,  定量化 ,  数値モデル ,  計算流体力学 ,  エアリフト ,  気泡塔 ,  光バイオリアクタ ,  解析