Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1 Значение света 14
1.2 Значение фотосинтеза 15
1.3 Фотосинтез 16
1.4 Микроорганизмы 24
1.4.1. Chlorella sp. 24
1.4.2 Scenedesmus rubescens 26
1.4.3. Phaffiarhodozyma 27
1.5 Культивирование фототрофных микроорганизмов 28
1.5.1 Культивирование фототрофных микроорганизмов в открытых водоёмах 29
1.5.2 Культивирование фототрофных микроорганизмов в биореакторе 30
1.5.3 Промышленное культивирование фототрофных микроорганизмов 35
1.6 Прерывистое (циклическое) освещение при культивировании фототрофных организмов 37
1.6.1 Фотопериодически индуцируемые морфозы.Циркадные (суточные) ритмы 37
1.6.2 Влияние прерывания света на фотосинтез 39
1.6.3 Исследования влияния импульсного света на стимуляцию физиологических процессов 42
1.7 Виды освещения, применяемые для культивирования фототрофных микроводорослей 45
1.7.1 Источники искусственного оптического излучения 45
1.7.2 Лампы на основе светоизлучающих диодов 49
1.8 Выводы и постановка задачи 54
Глава 2. Объекты, аппаратура, материалы и методы 57
2.1 Характеристики биологических объектов 57
2.2 Питательные среды 58
2.3 Методы анализов 62
2.4 Экспериментальные установки 71
2.5 Методы проведения процессов ферментации 75
Глава 3. Роль затрат на освещение при культивировании светозависимых организмов 77
Глава 4. Разработка и испытание экспериментальных систем культивирования светозависимых микроорганизмов 81
4.1 Установка для культивирования микроорганизмов на твёрдой питательной среде с применением освещения различных спектров 81
4.2 Наклонное устройство № 1 для глубинного культивирования в колбах с нижней подсветкой 83
4.3 Наклонное устройство №2 для глубинного культивирования в колбах с нижней подсветкой 90
4.4 Установка для культивирования микроорганизмов на твёрдой среде с регулируемыми интервалами микроимпульсного освещения 94
4.5 Установка для культивирования микроорганизмов с регулируемыми интервалами микроимпульсного освещения 96
4.6 Изучение возможности реализации микроимпульсных режимов освещения с учётом светодинамических характеристик светодиодов 99
Глава 5. Применение постоянного освещения 104
5.1 Влияние спектральных характеристик на рост и развитие Chlorella sp. 104
5.2 Эксперименты по культивированию Chlorella sp. с применением источников белого цвета излучения и различной освещённостью 109
5.3 Зависимость освещённости от толщины слоя суспензии 111
5.4 Культивирование Phaffia rhodozyma в жидкой питательной среде 111
5.5 Культивирование Chlorella sp. и Scenedesmus rubescens в жидкой питательной среде на шейкере, оснащённом нижней светодиодной подсветкой 114
Глава 6. Одночастотное микроимпульсное освещение 117
6.1 Соотношение длительностей фаз фотосинтеза 117
6.2 Эксперименты с суточным чередованием освещения при культивировании на чашках Петри 120
6.3 Эксперименты с суточным чередованием освещения при глубинном культивировании 127
6.4 Проверка влияния длительности темновых интервалов на результат процесса 131
6.5 Варьирование длительности темнового интервала при культивировании светозависимых микроорганизмов на твёрдой питательной среде 135
6.6 Температура СД источников света при различных длительностях светового импульса и темнового интервала 140
Глава 7. Суперпозиционный режим микроимпульсного освещения 144
7.1 Экспериментальное определение параметров суперпозиционного режима с использованием метода ортогональных латинских прямоугольников 147
7.2 Уточнение оптимальных параметров суперпозиционного освещения 154
Глава 8. Влияние импульсного освещения на качество биомассы светозависимых микроорганизмов 160
Глава 9. Перспективы снижения энергетических затрат при культивировании Chlorella sp. при применении светодиодных источников света и прерывистого освещения 166
9.1 Применение светодиодных источников света 166
9.2 Применение светодиодных ламп, оснащённых генератором импульсов 167
Основные выводы 169
Список литературы 171
Приложение 1 196
- Культивирование фототрофных микроорганизмов в биореакторе
- Изучение возможности реализации микроимпульсных режимов освещения с учётом светодинамических характеристик светодиодов
- Варьирование длительности темнового интервала при культивировании светозависимых микроорганизмов на твёрдой питательной среде
- Экспериментальное определение параметров суперпозиционного режима с использованием метода ортогональных латинских прямоугольников
Введение к работе
Актуальность работы. Продукты, получаемые с помощью светозависимых (в том числе фототрофных) микроорганизмов, используются в пищевой, медицинской, химической и др. отраслях промышленности, в замкнутых системах жизнеобеспечения для регенерации кислорода (Семененко В.Е, 1961; Владимирова М.Г. с соавт., 1962; Ничипорович А.А. с соавт., 1962; Жаворонков В.А. с соавт., 1996; Гладышев П.А., 2007; Мельников С.С. с соавт., 2010; Варфоломеев С.Д. с соавт., 2011; Griehl С. et al., 2010). В сфере защиты окружающей среды фототрофные микроорганизмы могут быть применены для сокращения содержания парниковых газов (С02) в атмосфере и очистки сточных вод (Сальникова М.Я, 1977; Богданов Н.И., 2008). Всё чаще оказываются в центре внимания эти микроорганизмы с точки зрения получения биотоплива как альтернативный вариант ископаемым видам топлива в связи с ужесточением экологических норм, ростом цен на нефть и сокращения природных ресурсов (Graham L.E., 2000; Goodsell D. S., 2004). Однако культивирование светозависимых микроорганизмов сопряжено с высокими энергетическими затратами на освещение.
Одним из возможных вариантов снижения затрат электроэнергии при культивировании светозависимых микроорганизмов является применение импульсного (прерывистого) света. Работы по изучению действия импульсного света на рост и развитие светозависимых организмов проводились многими исследователями (Рабинович Е., 1959; Семененко с соавт., 1960; Шахов А.А., 1971; Шушанашвили В.И. с соавт., 1985; Emerson R. et al, 1932; Evens T.J. et al., 2000). В этих работах применялись главным образом лампы, не предназначенные для импульсного режима работы, или имеющие низкий срок работы в этом режиме, и исследования представляли главным образом научный интерес. С развитием полупроводниковой промышленности появилась возможность применения нового типа осветительных устройств - светодиодов (СД). СД-лампы характеризуются низким энергопотреблением, быстродействием и большим сроком службы. Поэтому в настоящее время тема влияния прерывания света может быть рассмотрена также в научно-практическом аспекте, как возможность снижения энергетических затрат на освещение при культивировании светозависимых организмов.
Учитывая вышесказанное, продолжение работ по развитию технологий прерывистого освещения с использованием этого нового перспективного технического средства является актуальной задачей.
Цель и задачи работы
Цель работы - показать возможность использования различных режимов освещения светозависимых микроорганизмов, реализуемых на основе СД источников излучения, для снижения энергозатрат при получении биомассы микроорганизмов и продуктов метаболизма, а также при утилизации углекислоты из воздуха. В соответствии с указанной целью в работе были поставлены следующие задачи:
Разработать, изготовить и экспериментально апробировать установку по культивированию фототрофных микроорганизмов с применением светодиодных источников света.
Изучить влияние излучения монохроматических СД с различными спектральными характеристиками на рост и развитие светозависимых микроорганизмов.
Разработать и изготовить установки для изучения влияния прерывистого освещения на рост и развитие светозависимых организмов в условиях твердофазного (чашки Петри) и глубинного (колбы на качалках) культивирования.
Проверить совместимость динамических характеристик СД для использования в режимах микроимпульсного освещения.
Проверить известные по литературным данным одночастотные режимы микроимпульсного освещения на примере культивирования Chlorella sp.
Разработать системы культивирования светозависимых организмов с усовершенствованием алгоритмов импульсного освещения и проверить возможность снижения энергозатрат при выбранном алгоритме освещения.
Изучить влияние прерывистого освещения на биохимический состав биомассы микроорганизмов.
Научная новизна
Показано, что светоизлучающие диоды по своим динамическим характеристикам могут быть использованы для реализации микроимпульсного освещения при культивировании светозависимых микроорганизмов;
Разработана лабораторная установка для изучения влияния параметров микроимпульсного освещения на процесс культивирования светозависимых микроорганизмов в условиях твердофазного (чашки Петри) и глубинного (колбы на качалках) культивирования;
Показано, что при использовании микроимпульсного освещения в «ночной» период циркадно-циклического режима достигается более заметное снижение удельных энергозатрат на образование биомассы, но эффект прерывистости зависит от уровня освещённости в период светового импульса;
Установлено, что опубликованные в литературе режимы микроимпульсного освещения (10 мкс - световая фаза - и 10000 мкс - темновая) при круглосуточном режиме их применения не обеспечивают стабильного роста микроводоросли Chlorella sp., соизмеримого по характеристикам с режимом постоянного освещения. То же относится к одночастотным режимам прерывания освещения с другими характеристиками;
Предложен и экспериментально подтверждён суперпозиционный способ микроимпульсного освещения, в котором сочетаются низкочастотный и высокочастотный режимы импульсного освещения. При этом высокочастотный режим освещения подключается в период фазы отсутствия света
в низкочастотном режиме. Установлено, что при определённом соотношении длительностей световых импульсов и фаз отсутствия света такой режим обеспечивает снижение удельных энергозатрат на получение биомассы в сравнении с режимом постоянного освещения в 10-50 раз;
- Показано, что биохимические характеристики биомассы микроводорослей,
полученной в режимах постоянного и импульсного освещения, практически
не различаются.
Положения, выносимые на защиту: _ Использование СД при культивировании светозависимых микроорганизмов для реализации микроимпульсного режима освещения с длительностью цикла микроимпульсов, соизмеримого с длительностями фаз фотосинтеза.
Лабораторная установка для подбора режимов микроимпульсного освещения с реализацией варьируемой длительности световой и темновой фазы в процессе культивирования фототрофов (получено положительное решение о выдаче патента на эту установку по заявке №2010108212 от 18.11.2011.
Установленный факт, что микроимпульсный режим освещения с одночастотным алгоритмом широтно-импульсной модуляции не обеспечивает стабильного протекания процессов культивирования микроводорослей Chlorella sp.
Совмещённый импульсный режим освещения, в котором в период темновой фазы низкочастотного импульсного режима происходит включение высокочастотного импульсного режима освещения. Показано, что этот режим позволяет получить существенное снижение энергозатрат на выращивание микроводорослей Chlorella sp.
Установленный факт, что биохимические характеристики биомассы Chlorella sp., выращенной при микроимпульсном режиме освещения, практически не изменяются по сравнению с полученными при постоянном режиме освещения.
Практическая ценность результатов
- Найденные режимы прерывистого освещения могут быть применены
для реализации промышленных систем культивирования микроводорослей
при использовании искусственных источников света, что может дать
существенную (двукратную и более) экономию по удельным энергозатратам.
_ Техническая документация на разработанную установку передана в Институт промышленной биотехнологии МГУИЭ и ООО «Бигор-сервис».
Разработанная установка без больших переделок может быть применена для поиска энергосберегающих условий выращивания высших растений при искусственном освещении (например, в парниковых хозяйствах).
Установка используется в МГУИЭ для проведения лабораторных работ студентов и в научных исследованиях.
Область применения
Для многоцелевого культивирования светозависимых микроорганизмов в закрытых системах (в биореакторах): для получения биомассы светозависимых микроорганизмов, для получения ценных питательных веществ (биоактивные добавки, кормовая биомасса, биомасса с биотопливными составляющими), в сфере защиты окружающей среды (очистка стоков), для регенерации воздуха на земле и в космосе.
Апробация
Основные положения диссертационной работы были доложены
и обсуждены на: на выставках «НТТМ-2007» (диплом), «Химия - 2007»,
«NTMEX - 2007»; «Росбиотех - 2007» (медаль), «Rusnanotech-2008»,
«Росбиотех-2008» (медаль), «Мир биотехнологий-2009»; VI международной
научно-практической конференции «Экологические проблемы индустриальных
мегаполисов» в 2009 году; научных конференциях студентов и молодых
учёных МГУИЭ в 2008, 2009, 2010 годах; на конкурсе научных работ
на соискание премии «Фонда им. Л.А. Костандова» - 2010 (медаль и премия).
Московской международной научно-практической конференции
«Биотехнология: экология крупных городов» в 2010 году, на VI Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» - 2011.
Публикация результатов
По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 5 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получено положительное решение о выдаче патента на «Способ культивирования фототрофов и установку для его осуществления» по заявке №2010108212 от 18.11.2011.
Структура и объем диссертации
Материалы диссертации изложены на 208 страницах машинописного текста и включают 56 рисунков и 25 таблиц. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов, списка цитируемой литературы, содержащего 228 научных источников и приложений (инструкция по эксплуатации: «Установка для культивирования светозависимых микроорганизмов с импульсным освещением»).
Культивирование фототрофных микроорганизмов в биореакторе
В странах с более холодным климатом чаще применяют культивирование в фотобиореакторах [58, 115, 168, 211]. Фотобиореакторы имеют различную конструкцию. Могут представлять собой вертикальную стеклянную колонку, содержимое которой перемешивается струёй воздуха, обогащённого СО2, подаваемого через барботёр [172]. Известен метод культивирования биореакторах в виде прозрачных пластиковых или стеклянных трубок [168, 182, 197, 220]. Часто применяют фотобиореакторы в виде тонкостенных прозрачных мешков из полиэтилена. Существуют также фотобиореакторы глубинного типа, где суспензию микроорганизмов культивируют в замкнутом объёме реактора с внутренней мешалкой с искусственным внутренним или наружным освещением [33, 57, 58, 116, 169].
Тонкослойные и пластинчатые фотобиореакторы
В основу конструкции тонкослойных аппаратов положен каскад наклонных желобов со стекающим по ним тонким слоем жидкости [173]. По конструкции они очень разнообразны. В основном, суспензия поддаётся в верхнюю часть аппаратов с помощью насосов по напорной трубе, а затем под действием силы тяжести стекает в нижнюю часть по наклонным поверхностям различных конструкций, которые хорошо освещаются солнечным или искусственным светом. Также возможна подача суспензии фототрофных микроорганизмов при помощи шнекового устройства, перемещающего жидкость по жёлобу снизу вверх, после чего она стекает в нижнюю часть жёлоба, установленного под наклоном к поверхности земли.
Выход биомассы в фотобиореакторах в 2 раза выше с единицы объёма среды, чем в открытых водоёмах. В то же время культивирование фототрофов в открытых водоёмах сопряжено с меньшей затратой труда, денежных средств, электроэнергии [115, 169].
Биореакторы трубчатого типа
Как видно из самого названия аппаратов трубчатого типа, главной их конструктивной особенностью является то, что реакционный объем у них выполнен в виде прозрачных труб. Трубы обладают относительно небольшим диаметром, таким образом, максимизируя удельную освещаемую площадь поверхности, что положительно сказывается на осуществлении микроорганизмами процесса фотосинтеза [169, 220].
Принцип работы. Суспензия циркулирует внутри труб реактора с помощью центробежных насосов (рис. 1.5.2.1) [201, 202]. Трубчатые реакторы оснащены термостатирующими устройствами типа «труба в трубе», которые поддерживают необходимый температурный режим, и различными контрольно-измерительными приборами. Суспензия, предварительно насыщенная диоксидом углерода, поддаётся в трубы.
Показано, что продуктивность микроводорослей в трубчатых фотобиореакторах (30 т/га в год или 0,3 - 0,4 г/(л сут)) в среднем на 50% выше, чем в открытых бассейнах с перемешиванием лопастными барабанами [168, 180].
К преимуществам трубчатых реакторов относятся возможность интенсивного освещения, позволяющего добиться высокой плотности биомассы, возможность постоянного контроля за газообменом.
Фотобиореакторы панельного типа
Основной принцип этого типа реакторов - снижение пути прохождения светового потока, повышая, таким образом, количество света для каждой клетки (так же, как и в трубчатых биореакторах) [168, 175, 186]. Оптимальная толщина культуральной жидкости в таких реакторах колеблется от 2 до 4 см. Биореакторы такого типа успешно применялись в Германии для культивирования Chlorella и Spirulina. Существуют различные модификации фотобиореакторов этого типа. Например, биореактор, представляющий собой параллелепипед с прозрачными стенками, с достаточно большими линейными размерами высоты и ширины относительно толщины. В этих полых панелях расположены перегородки, благодаря которым внутри образуются коридоры, по которым суспензия циркулирует с помощью насосов. Также используют плоские прозрачные мешки, которые отличаются лишь тем, что имеют мягкие стенки (рис. 1.5.2.2)
Для культивирования фототрофных микроорганизмов в таких реакторах применяется естественное освещение в светлое время суток и искусственное ночью.
Фотобиореакторы глубинного типа
Принцип работы аппаратов следующий: суспензия микроорганизмов обрабатывается в замкнутом объёме реактора цилиндрической формы с применением только искусственного освещения. Массообмен осуществляется за счёт перемещивания с помощью различных конструкций мешалок [33, 57, 63, 115, 132, 168]. Освещение и перемешивание могут быть организованы по-разному. Приведём в качестве примера наиболее удачные конструкции фотобиореакторов для глубинного культивирования фототрофов.
На рис. 1.5.2.3 дана схема одного из аппаратов с погружными источниками света. Он выполнен в виде цилиндрической ёмкости с укреплёнными на верхней крышке прозрачными “стаканами”, в которых размещаются источники света. Подача воздуха в смеси с диоксидом углерода осуществляется барботёрами, а перемешивание суспензии микроорганизмов - лопастной или турбинной мешалкой.
Такое техническое решение позволяет интенсифицировать процесс культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов за счёт высокой кратности обновления освещённого слоя суспензии, даёт возможность проводить культивирование при значительных расходах газовой фазы, с повышенной освещённостью, с подводом в реакционную зону лучистой энергии с различными спектральными характеристиками и т.д.
Изучение возможности реализации микроимпульсных режимов освещения с учётом светодинамических характеристик светодиодов
В работе применялись как монохроматические, так и белые светодиоды. Белые светодиоды, применённые в работе, излучали свет за счёт люминофора.
Люминофоры в зависимости от своего химического состава различаются по некоторым характеристикам, в том числе и по времени послесвечения. Полный химический состав люминофора фирмами изготовителями обычно не разглашается [161]. Поэтому необходимо было проверить, не повлияет ли время послесвечения люминофора, а также и время их зажигания (или точнее, инерционность зажигания) в белых светодиодах на чистоту эксперимента, так как в экспериментах предполагалось исследовать импульсный свет с длительностью светового импульса от 0,00001 с. Хотя, с точки зрения затрат электроэнергии, «эффект послесвечения» можно отнести к достоинствам источника света.
Для проверки импульсов, генерируемых на установке, описанной в п. 4.4, была предложена следующая схема.
Фотоэлемент, соединённый с устройством JIA-50USB, располагали непосредственно над источником света. Устройство JIA-50USB преобразовывало аналоговый сигнал в цифровой и далее передавало информацию на ПК, на экране которого выводились данные в режиме реального времени в виде осциллограммы. Эксперимент по исследованию импульсного освещения проводили на трёх каналах. Длительность темновой фазы в каждом канале составляла 10"2 с, длительность светового импульса варьировали - Ю-5 с, Ю-4 с, Ю-3 с.
Схема установки представлена на рис. 4.6.1
С помощью осциллограммы, полученной на мониторе ПК с устройства JIA-50USB, варьировали и выставляли длительность импульса и его частоту.
Однако чувствительность прибора не позволяла определить форму импульса. Вследствие этого, для исследования формы импульса был применён осциллограф С1-68. Схема проведения эксперимента представлена на рис. 4.6.
На рисунке 4.6.3 приведена фотография осциллографа С1-68 во время проверки формы импульса при длительности импульса 0,00001 с.
На этом рисунке отчётливо виден прямоугольный импульс, с мгновенным нарастанием и немного замедленным экспоненциальным спадом. Замедленный спад свидетельствует о наличии эффекта «послесвечения» люминофора. Однако площадь импульса света значительно превышает площадь послесвечения люминофора (которая составляет около 5 % от площади импульса). Также следует заметить, что освещённость, полученная за счёт этого эффекта, более чем в 5 раз меньше освещённости во время самого импульса, поэтому этот эффект не оказывает существенного влияния на соотношение длительностей темновой и световой фазы.
Варьирование длительности темнового интервала при культивировании светозависимых микроорганизмов на твёрдой питательной среде
Возвращение к проведению опытов на твёрдой питательной среде на чашках Петри продиктовано тем, что получение достоверных результатов при использовании ферментации в жидкой среде, было сопряжено с рядом трудностей, такими, как налипание биомассы на стенки сосудов во время культивирования. Поэтому было решено провести те же эксперименты, что описаны в п. 6.4 на чашках Петри. Проведение экспериментов и оценки результатов соответствует по методике описанной в пункте 2.5 главы «Объекты, аппаратура, материалы и методы».
Контрольные образцы получали свет только от нижней подсветки, освещённость 10 клк. Чашки Петри с питательной средой и биомассой помещали непосредственно на осветительное устройство. Несмотря на то, что осветители на основе полупроводниковых источников света отличаются малым тепловыделением, тем не менее, в контрольных образцах (с применением в течение всего периода проведения эксперимента постоянного освещения, 10 клк) практически полностью высохла питательная среда, и результаты, полученные в контрольных образцах, нельзя считать правомерными. Тем не менее, в сравнительных целях опытные образцы показали вполне адекватные результаты.
Начальная концентрация биомассы Do = 0,2.
Продолжительность эксперимента 10 суток.
Результаты эксперимента по культивированию Chlorella sp. приведены на графике (рис. 6.5.1).
Необходимо обратить внимание на следующий факт. В экспериментах, в пунктах 6.1, 6.2, применялись маломощные светодиодные источники света с меньшей светоотдачей, и слой биомассы, полученной при проведении экспериментов, отличался равномерностью. А в контрольном варианте высохла питательная среда.
Чтобы избежать иссушения агаризованной среды, было решено проводить культивирование на чашках Петри, установленных на некотором удалении от осветительных элементов (50 мм). Вследствие удаления от источника света экспериментальных образцов, была снижена освещённость в режиме «дневного периода» и контрольном до 5 клк. Остальные условия культивирования аналогичны описанным в начале п. 6.5. Варьировали только длительность «дневного» и «ночного периодов»: 12/12, 10/14, 8/16.
Результаты экспериментов приведены на диаграмме на рис. 6.5.3 Как и в опытах по глубинному культивированию длительность темнового интервала влияет на результат процесса.
Максимальный прирост биомассы, как и в предыдущих экспериментах наблюдался в контрольном варианте и для более удобного прочтения результатов экспериментов на диаграмме приведены значения, в процентах относительно контроля.
Для удобства, обобщим данные, полученные в экспериментах в п. 6.5 В экспериментах по культивированию Chlorella sp. на чашках Петри варьировали длительность темнового периода (0,01; 0,04; 0,07; 0,1 с) при постоянной длительности светового импульса 0,01 с, (освещённость 5 клк). Также варьировали длительность «ночного периода» (таблица 6.5.1), эксперимент проводили на многоканальной установке для культивирования микроорганизмов с регулируемыми интервалами периодического освещения.
Результаты экспериментов показывают, что максимальный прирост биомассы в экспериментальных образцах при импульсном освещении в ночной период, был отмечен при длительности светового импульса 0,01, и длительности темнового периода от 0,04 до 0,07 с. При этом минимальные затраты ЭЭ на единицу биомассы характерны для режима с длительностью периодов 0,07/0,01.
Экспериментальное определение параметров суперпозиционного режима с использованием метода ортогональных латинских прямоугольников
Для экспериментального определения параметров суперпозиционного освещения в качестве схемы планирования было предложено применить схему ортогональных латинских прямоугольников для 4 факторов на 4 уровнях. В ходе эксперимента варьировали длительность темнового периода и светового импульса низкочастотного освещения («медленной фазы») и высокочастотного освещения («быстрой фазы»). Условия проведения экспериментов и затраты ЭЭ приведены в табл. 7.1.1.
Для реализации идеи суперпозиционного освещения было предложено использовать специально разработанное программное обеспечение на основе компьютерной программы Lab VIEW для регулирования длительности импульсов и интервалов между ними на универсальной многоканальной установке.
Культивирование вели на чашках Петри, при условиях, описанных выше в течение 5 суток. Освещённость во всех опытных и контрольных образцах 5 клк. Начальная оптическая плотность DH =0,01. По окончанию опыта делали смыв биомассы с чашек Петри и определяли оптическую плотность. После обработки полученных результатов, было показано, что максимальное снижение энергетических затрат было выявлено в 14-м экспериментальном варианте (см. табл.7.1.1).
Интересно соотнести данные по полученной биомассе к затратам электроэнергии, определить эффект. Результаты приведены на рис. 7.1.2 и в таблице 7.1.2.
Из диаграммы на рис. 7.1.1 и таблицы 7.1.2 видно, что минимальные затраты электроэнергии по сравнению с контролем показал только 14 экспериментальный вариант (снижение энергетических затрат на единицу биомассы примерно на 20 % относительно контроля).
В таблице 7.1.3 приведены результаты расчётов эффектов. Эффекты рассчитаны в процентах затрат энергии на процент прироста биомассы по плану латинских прямоугольников по схемам аддитивно-решетчатого и мультипликативно-решетчатого описания процесса с использованием аддитивной и мультипликативной моделей.
