Modeling and Optimization of Microalgae Growth in Photobioreactors: A Multidisciplinary Problem

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60076658%3A12520%2F15%3A43888535" target="_blank" >RIV/60076658:12520/15:43888535 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/67985807:_____/14:00432206 RIV/67985556:_____/14:00432206 RIV/67985556:_____/14:00440928 RIV/68407700:21220/15:00230043

Výsledek na webu

<a href="http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-10759-2_29" target="_blank" >http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-10759-2_29</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-10759-2_29" target="_blank" >10.1007/978-3-319-10759-2_29</a>

Jazyk výsledku

angličtina

Název v původním jazyce

Modeling and Optimization of Microalgae Growth in Photobioreactors: A Multidisciplinary Problem

Popis výsledku v původním jazyce

Microalgae have the potential to be a major biofuel source in the future. Computational biology plays a key role in understanding biological processes within microalgae and optimizing biofuel production. Here, we present a multidisciplinary, multi-timescale modeling approach of microalgae growth in photobioreactors. Our modeling framework bridges biology (cell growth), physics (hydrodynamics and light distribution), and optimization together. This framework consists of (i) the state system (mass balance equations in form of advection-diffusion-reaction PDEs), (ii) the fluid flow equations (the Navier-Stokes equations), and (iii) the optimization problem formulation. The modeling and optimization of microalgae growth in a Couette-Taylor reactor is presented to demonstrate this method. We show how the flashing light effect can be an intrinsic part of the model. Finally, we discuss further methodological integration with the metabolomic-transcriptomic kinetic model, which explains cellular concentrations of key metabolites in connection with cell growth.

Název v anglickém jazyce

Modeling and Optimization of Microalgae Growth in Photobioreactors: A Multidisciplinary Problem

Popis výsledku anglicky

Microalgae have the potential to be a major biofuel source in the future. Computational biology plays a key role in understanding biological processes within microalgae and optimizing biofuel production. Here, we present a multidisciplinary, multi-timescale modeling approach of microalgae growth in photobioreactors. Our modeling framework bridges biology (cell growth), physics (hydrodynamics and light distribution), and optimization together. This framework consists of (i) the state system (mass balance equations in form of advection-diffusion-reaction PDEs), (ii) the fluid flow equations (the Navier-Stokes equations), and (iii) the optimization problem formulation. The modeling and optimization of microalgae growth in a Couette-Taylor reactor is presented to demonstrate this method. We show how the flashing light effect can be an intrinsic part of the model. Finally, we discuss further methodological integration with the metabolomic-transcriptomic kinetic model, which explains cellular concentrations of key metabolites in connection with cell growth.

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

BA - Obecná matematika

OECD FORD obor

—

Projekt

Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2014

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název statě ve sborníku

SCS 2014: Interdisciplinary Symposium on Complex Systems

ISBN

978-3-319-10758-5

ISSN

2194-7287

e-ISSN

—

Počet stran výsledku

10

Strana od-do

277-286

Název nakladatele

Springer Dordrecht

Místo vydání

Dordrecht

Místo konání akce

Athény, Řecko

Datum konání akce

15. 9. 2014

Typ akce podle státní příslušnosti

WRD - Celosvětová akce

Kód UT WoS článku

—