Microalgae growth modeling and control for a vertical flat panel photobioreactor

Buehner, Michael R.; Young, Peter M.; Willson, Bryan; Rausen, David; Schoonover, Rich; Babbitt, Guy; Bunch, Steve

doi:10.1109/acc.2009.5160260

Cited by 20 publications

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“…The main strategies for control of biomass concentration developed are feedback control based in spectrophotometer techniques (Meireles et al, 2008;Sandnes et al, 2006), feedforward control based in the inflow rate (Abdollahi and Dubljevic, 2012;Becerra-Celis et al, 2008) or a joint control (feedback and feedforward) using CO 2 gas flow rate accordingly with the light intensity regime (Buehner et al, 2009). …”

Section: Controlmentioning

confidence: 99%

Continuous cultivation of photosynthetic microorganisms: Approaches, applications and future trends

Fernandes

Mota

Teixeira

et al. 2015

Biotechnology Advances

101

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The possibility of using photosynthetic microorganisms, such as cyanobacteria and microalgae, for converting light and carbon dioxide into valuable biochemical products has raised the need for new cost-efficient processes ensuring a constant product quality. Food, feed, biofuels, cosmetics and pharmaceutics are among the sectors that can profit from the application of photosynthetic microorganisms. Biomass growth in a photobioreactor is a complex process influenced by multiple parameters, such as photosynthetic light capture and attenuation, nutrient uptake, photobioreactor hydrodynamics and gas-liquid mass transfer. In order to optimize productivity while keeping a standard product quality, a permanent control of the main cultivation parameters is necessary, where the continuous cultivation has shown to be the best option. However it is of utmost importance to recognize the singularity of continuous cultivation of cyanobacteria and microalgae due to their dependence on light availability and intensity. In this sense, this review provides comprehensive information on recent breakthroughs and possible future trends regarding technological and process improvements in continuous cultivation systems of microalgae and cyanobacteria, that will directly affect cost-effectiveness and product quality standardization. An overview of the various applications, techniques and equipment (with special emphasis on photobioreactors) in continuous cultivation of microalgae and cyanobacteria are presented. Additionally, mathematical modeling, feasibility, economics as well as the applicability of continuous cultivation into large-scale operation, are discussed.

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Section: Controlmentioning

confidence: 99%

Continuous cultivation of photosynthetic microorganisms: Approaches, applications and future trends

Fernandes

Mota

Teixeira

et al. 2015

Biotechnology Advances

101

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“…The studies aiming at controlling microalgal cultures are rare. Turbidostats (using a turbidity regulating algorithm) are often used to grow microalgae (Sandnes et al, 2006;Masci et al, 2008), and pH is generally regulated through CO 2 injection (Berenguel et al, 2004;Buehner et al, 2009), on the basis of standard linear algorithms (Sandnes et al, 2006). The higher complexity induced by a Droop-like model is probably the main reason why this challenging problem has not been further considered, and why nonlinear controllers are scarce (Mailleret et al, 2005).…”

Section: Pbr Monitoring and Controlmentioning

confidence: 99%

Hurdles and challenges for modelling and control of microalgae for CO2 mitigation and biofuel production

Bernard

2010

IFAC Proceedings Volumes

118

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“…Due to the observed OURs ( figure VIII.2), and in agreement with literature (Buehner et al, 2009) Nutrient removal from an anaerobic membrane bioreactor effluent using microalgae. Study and modeling of the process…”

Section: Data Fit and Calibrationsupporting

confidence: 76%

Nutrient removal from an anaerobic membrane bioreactor effluent using microalgae. Study and modeling of the process.

Martínez¹

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AGRADECIMIENTOSEs difícil expresar en estas cortas líneas todo el agradecimiento que siento hacia tantas personas que han estado a mi lado durante el desarrollo de este trabajo. Lo voy a intentar:En primer lugar quisiera agradecer a mis supervisores José y Aurora por darme la posibilidad de desarrollar mi trabajo, porque sin ellos y sin el grupo que ellos dirigen esta tesis simplemente no existiría. Gracias también a Joaquín por su indispensable ayuda en el tratamiento de los datos y el desarrollo de los modelos, por todos sus valiosos comentarios y por darme el ritmo que me ha ayudado a avanzar.Los comienzos no son fáciles, pero gente como Luis, Javier Eduardo o Brenda hicieron el mío mucho más agradable. Gracias por motivarme, por llevarme a por garrafas a la Albufera, por darme la mano en mis primeros pasos en el laboratorio, con el micro o con la programación y, en definitiva, por estar ahí y echarme una mano siempre que lo he necesitado.Un hueco ahora para el resto de compañeros de Burja. Gracias por todo lo que he aprendido de vosotros: a Juan por su calma, su ejemplo riguroso y metódico y por todas las charlas dentro y fuera del lab; a Rafa por sus trucos, sobretodo el del Foxit, sin él aún no habría terminado de escribir la Introducción; a Nacho por la ayuda en el laboratorio con los montajes y a Víctor por todas las ideas y materiales. Gracias a Javi Claros por ser un gran ejemplo a seguir y por las risas; a Emérita por escuchar con atención y comprensión y a Josep por su paciencia y buen humor en el diseño de la planta. Gracias a Alberto por hacer que todo funcione y a Nuria por ser un encanto. Gracias por supuesto también a Laura S, Laura C, Ana, Marta, Cecilia, Patri, Silvia, Mónica y Joana, con quienes he compartido tantos momentos en despachos, laboratorios e incluso una mudanza: el día a día pesa menos con vosotras.Quiero agradecer también a Ángel y Freddy, los "becarios NASA" que saben (casi) de todo y ayudan siempre. Gracias por aguantar mi cháchara y por todo el apoyo y guía que habéis supuesto para mí. Gracias a Dani por el buen rollo constante y por enseñarme a ii mover muy rápido el ratón y a Ruth y Alex por completar de manera inmejorable el despacho. Del montón de cosas que quiero agradecer a Tao me quedo con el "la-laaa la-laaa" limpiando el PBR…porque lo resume todo.Todo esto sin olvidarme de los demás en el poli: gracias a Antonio y Ramón por su buen humor, a Dani Aguado por su interés, a Inma por su calidez y a María y Vicky porque siempre me han escuchado, animado y ayudado al instante.También quiero agradecer a mis amigos porque, aunque a veces sin saber muy bien qué hago, siempre han mostrado su interés por "cómo van mis algas". A Aixa, Inma, Lore G, Lore S, Ana C, Mayte, Silvia, Amparo, Laura, David, Bea, Paz, Patri, Raquel, Ruth, Aldara, Davide, Bruno… y a los masterfrens Lenin, Anahí, Liz, Benni y Jota por la fantástica "vuelta al poli" que tuve, al principio de esta aventura, gracias a ellos.La familia se suele dejar para el final en los agradecimientos, pero en realidad es lo p...

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Microalgae growth modeling and control for a vertical flat panel photobioreactor

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Continuous cultivation of photosynthetic microorganisms: Approaches, applications and future trends

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Hurdles and challenges for modelling and control of microalgae for CO2 mitigation and biofuel production

Nutrient removal from an anaerobic membrane bioreactor effluent using microalgae. Study and modeling of the process.

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