2. Limitations of current algal bio

2. Limitations of current algal bioreactors for biofuel
production
Microalgae have distinct advantages such as non-competition
with food crops over limited land, high biomass productivity, and
high lipid content. Although microalgae have these advantages,
the current biofuel from microalgae has not reached competitive
prices. Compared to plant oils, microalgal oil is estimated to be
3–4 times more expensive [19]. The limiting factors of biofuel production
using microalgae are the cultivation and harvest steps [20].
Cultivation accounts for 40% of the cost and energy in microalgal
biofuel production [21]. Major factors that affect cultivation are
nutrient supply, land and water availability, gas transfer and
exchange, photosynthetically active radiation (PAR) delivery and
culture integrity. The harvest step takes 20–30% of the total
microalgal biofuel cost [20].
2.1. Types of bioreactors
Most of the current algal bioreactors rely on suspended cultures,
which can be categorized into open and closed systems. No
matter which type is used, suspended culture systems need huge
amount of energy to harvest algal cells and eliminate the water
in downstream. The harvest costs also account for 20–30% of algal
biofuel production [20]. The open pond culture system can be considered
the simplest and most economical method among algae
cultivation systems. Several types of open pond system including
raceway pond, slope system and circular ponds have been developed
[7,22]. The advantage of open system is that the construction
and operation cost is cheaper than those of closed system. However,
its disadvantages can offset the advantages. The open pond
system has low biomass productivity due to several limitations
(typical biomass productivity of 4–21 g m2 d1) [6,23]. The limitations
include temperature fluctuation, low CO2 transfer, limited
light transmission and contamination with other organisms such
as protozoa [20]. Evaporation is also disadvantageous because it can change the ionic strength. In contrast, closed culture systems
(engineered photobioreactors) have been developed to overcome
the limitations of open culture systems. There is less of a contamination
problem and it is easy to control light, temperature and
CO2. Thus it has higher productivity compared to the open system.
For instance, tubular and flat panel photobioreactors (PBR) showed
the areal biomass productivity of 13–47.7 g m2 d1 for the tubular
PBR and 10.2–22.8 g m2 d1 for the flat panel PBR [24,25]. However,
due to high operation and construction costs, it is more suitable
to produce high-value products such as b-carotene,
astaxanthin, and C-phycocyanin

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2. ข้อจำกัดของ bioreactors algal ปัจจุบันสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพผลิตMicroalgae มีข้อดีแตกต่างกันเช่นไม่มีการแข่งขันมีอาหารพืชมากกว่าดินจำกัด ผลผลิตชีวมวลสูง และเนื้อหาระดับไขมันในเลือดสูง แม้ว่า microalgae มีข้อดีเหล่านี้เชื้อเพลิงชีวภาพปัจจุบันจาก microalgae ไม่ถึงแข่งขันราคา เมื่อเทียบกับพืชน้ำมัน น้ำมัน microalgal คือประมาณ3 – 4 ครั้งแพงกว่า [19] ปัจจัยจำกัดของการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพใช้ microalgae จะตอนเพาะปลูกและเก็บเกี่ยว [20]บัญชีสำหรับ 40% ของต้นทุนและพลังงานในการ microalgal การเพาะปลูกผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ [21] ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการเพาะปลูกได้จัดหาธาตุอาหาร น้ำและที่ดินว่าง โอนย้ายก๊าซ และแลกเปลี่ยน ส่งรังสี photosynthetically active (หุ้น) และความสอดคล้องของวัฒนธรรม ขั้นตอนการเก็บเกี่ยวใช้เวลา 20 – 30% ของยอดรวมเชื้อเพลิงชีวภาพ microalgal ต้นทุน [20]2.1. ชนิด bioreactorsส่วนใหญ่ bioreactors algal ปัจจุบันอาศัยวัฒนธรรมระงับซึ่งสามารถจัดประเภทเป็นเปิด และปิดระบบ ไม่ใช่เรื่องการใช้ ระงับใหญ่ต้องระบบวัฒนธรรมจำนวนพลังงานเกี่ยว algal เซลล์ และกำจัดน้ำในขั้นปลายน้ำ ต้นทุนการเก็บเกี่ยวยังบัญชีสำหรับ 20-30% ของ algalผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ [20] ระบบบ่อเปิดวัฒนธรรมถือได้ว่าวิธีที่ง่ายที่สุด และประหยัดสุดในสาหร่ายระบบเพาะปลูก หลายชนิดรวมถึงระบบบ่อเปิดบ่อน้ำสนามแข่ง ระบบลาด และบ่อวงกลมได้รับการพัฒนา[7,22] . ข้อดีของระบบเปิดคือการก่อสร้างและต้นทุนการดำเนินงานมีราคาถูกกว่าของระบบปิด อย่างไรก็ตามข้อเสียของมันสามารถตรงข้ามข้อดี บ่อเปิดระบบมีผลผลิตชีวมวลต่ำเนื่องจากข้อจำกัดหลายประการ(ผลผลิตชีวมวลทั่วไปม. 4-21 g 2 d 1) [6,23] . ข้อจำกัดรวมถึงความผันผวนของอุณหภูมิ ต่ำ CO2 โอน จำกัดส่งและปนเปื้อนกับอื่น ๆ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเป็นโพรโทซัว [20] ระเหยเป็นยัง disadvantageous เพราะมันสามารถเปลี่ยนแรง ionic ในทางตรงกันข้าม ปิดระบบวัฒนธรรม(ออกแบบ photobioreactors) ได้รับการพัฒนาเพื่อเอาชนะข้อจำกัดของระบบวัฒนธรรมเปิด มีการปนเปื้อนน้อยลงปัญหาและมันจะง่ายต่อการควบคุมแสง อุณหภูมิ และCO2 จึง มีประสิทธิภาพสูงเมื่อเทียบกับระบบเปิดตัวอย่าง แผงแบน และท่อ photobioreactors (PBR) แสดงให้เห็นว่าผลผลิตชีวมวล areal ม. 13-47.7 g 2 d 1 สำหรับท่อPBR และ 10.2-22.8 g m 2 d 1 สำหรับการแบนแผง PBR [24,25] อย่างไรก็ตามการดำเนินงานที่สูงและต้นทุนก่อสร้าง เหมาะมากการผลิตผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงเช่น b-แคโรทีนastaxanthin และ C-phycocyanin

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2. ข้อ จำกัด ของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพสาหร่ายปัจจุบันสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพการผลิตสาหร่ายขนาดเล็กมีข้อดีที่แตกต่างเช่นการแข่งขันที่ไม่ใช่พืชอาหารเหนือดินแดนที่จำกัด การผลิตชีวมวลสูงและไขมันสูง แม้ว่าสาหร่ายมีข้อได้เปรียบเหล่านี้เชื้อเพลิงชีวภาพจากสาหร่ายในปัจจุบันยังไม่ถึงการแข่งขันราคา เมื่อเทียบกับน้ำมันพืชน้ำมันสาหร่ายประมาณ3-4 ครั้งมีราคาแพงกว่า [19] ปัจจัยที่ จำกัด ของการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพโดยใช้สาหร่ายทะเลขนาดเล็กที่มีการเพาะปลูกและขั้นตอนการเก็บเกี่ยว[20]. บัญชีสำหรับการเพาะปลูก 40% ของค่าใช้จ่ายและการใช้พลังงานในสาหร่ายการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ [21] ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการเพาะปลูกมีการจัดหาสารอาหารที่ดินและน้ำพร้อมโอนก๊าซและการแลกเปลี่ยนการฉายรังสีที่ใช้งานสังเคราะห์(PAR) การส่งมอบและความสมบูรณ์ของวัฒนธรรม ขั้นตอนการเก็บเกี่ยวจะใช้เวลาประมาณ 20-30% รวมค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิงชีวภาพสาหร่าย[20]. 2.1 ประเภทของถังหมักส่วนใหญ่ของถังหมักสาหร่ายปัจจุบันพึ่งพาวัฒนธรรมระงับซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นระบบเปิดและปิด ไม่มีเรื่องที่จะใช้ชนิดระงับระบบวัฒนธรรมต้องขนาดใหญ่ปริมาณของพลังงานที่จะเก็บเกี่ยวเซลล์สาหร่ายและขจัดน้ำในปลายน้ำ ค่าใช้จ่ายในการเก็บเกี่ยวยังบัญชีสำหรับ 20-30% ของสาหร่ายที่ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ[20] ระบบวัฒนธรรมบ่อเปิดได้รับการพิจารณาวิธีที่ง่ายและประหยัดที่สุดในหมู่สาหร่ายระบบการเพาะปลูก หลายประเภทของระบบรวมทั้งเปิดบ่อบ่อร่องน้ำระบบความลาดชันและบ่อวงกลมได้รับการพัฒนา[7,22] ประโยชน์ของระบบเปิดคือว่าการก่อสร้างและค่าใช้จ่ายดำเนินงานที่มีราคาถูกกว่าของระบบปิด แต่ข้อเสียของมันสามารถชดเชยข้อดี บ่อเปิดระบบมีการผลิตชีวมวลต่ำเนื่องจากข้อ จำกัด หลายประการ (การผลิตชีวมวลโดยทั่วไปของ 4-21 กรัม 2 d? 1) [6,23] ข้อ จำกัดรวมถึงความผันผวนของอุณหภูมิโอน CO2 ต่ำ จำกัดการส่งผ่านแสงและการปนเปื้อนกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่นเป็นโปรโตซัว[20] นอกจากนี้ยังมีการระเหยเสียเปรียบเพราะมันสามารถเปลี่ยนความแรงของไอออนิก ในทางตรงกันข้ามการปิดระบบวัฒนธรรม(photobioreactors วิศวกรรม) ได้รับการพัฒนาที่จะเอาชนะข้อจำกัด ของระบบวัฒนธรรมเปิด มีการปนเปื้อนน้อยปัญหาและมันเป็นเรื่องง่ายที่จะควบคุมแสงอุณหภูมิและCO2 ดังนั้นมันจึงมีผลผลิตที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับระบบเปิด. ยกตัวอย่างเช่นท่อและ photobioreactors แบน (PBR) แสดงให้เห็นว่าการผลิตชีวมวลขนหัวลุกของ13-47.7 กรัม 2 d? 1 สำหรับท่อPBR และ 10.2-22.8 กรัม 2 d? 1 สำหรับแผง PBR แบน [24,25] แต่เนื่องจากการทำงานสูงและต้นทุนการก่อสร้างก็เป็นที่เหมาะสมมากขึ้นในการผลิตสินค้าที่มีมูลค่าสูงเช่นขแคโรทีนastaxanthin และ C-phycocyanin