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羅姆寶克力®模塑料助Algoliner革新微藻養(yǎng)殖技術(shù): 2022-06-20; 　　• 快速、經(jīng)濟、高效地建造光生物反應器
　　• “移動工廠”+寶克力®模塑料制造管材，降低藻類反應器的環(huán)境足跡
　　• 羅姆PMMA具備卓越透光度且可完全回收，有助于高效生產(chǎn)可持續(xù)生物質(zhì)
　　德國Algoliner公司以羅姆PLEXIGLAS®寶克力®為原料，以卡車為“工廠”，在現(xiàn)場生產(chǎn)并安裝的方式，徹底改變了藻類反應器的建造過程?？ㄜ嚴锏脑O(shè)備不斷擠出PLEXIGLAS®寶克力®管材。這些長管從軌道上滑落，只需簡單幾步，就可安裝到支架上。一個微藻養(yǎng)殖場就此組裝完成。
　　Algoliner創(chuàng)始人兼執(zhí)行合伙人Hans Väth表示：“我們的移動擠出設(shè)備幾乎能夠在任何地方快速安裝封閉式光生物反應器，有助于降低成本并節(jié)約資源。我們用寶克力® 7H模塑料來生產(chǎn)各種長度的管材。這種材料非常輕，長達100米的管材也僅需一人即可安裝?！?br /> 　　微藻：未來的明星原材料
　　許多人認為，微藻是未來最重要的原材料之一，培育這些快速生長的生物，可以在不占農(nóng)業(yè)空間的情況下產(chǎn)生大量生物質(zhì)(能用于燃料或工業(yè)原料的有機體)。微生物只需陽光、二氧化碳和少量水便可生長，作為食品和動物飼料的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源，它們還含有用于制藥和化工行業(yè)的活性成分。藻類生物質(zhì)也可以用于生成能源，或用作制造生物塑料的原材料。羅姆寶克力®模塑料為氣候友好型技術(shù)做出了卓越貢獻。
　　移動工廠，即產(chǎn)即用
　　通常，建造一套藻類反應器需要采購笨重的玻璃管，裝箱打包后經(jīng)歷長途運輸，到目的地后采用復雜的工藝將其組裝在一起。Väth發(fā)現(xiàn)，與這種方式相比，直接在現(xiàn)場擠出所需長度的標準化塑料管，會更具可持續(xù)性。他表示：“移動工廠有助于節(jié)約能源、降低碳排放和勞動成本?！?br /> 　　寶克力®——創(chuàng)新型藻類反應器的優(yōu)勢材料
　　Väth很快就找到了合適的塑料。這位擁有工程學位、專攻塑料技術(shù)的執(zhí)行合伙人表示：“我認為， PMMA材料是我實現(xiàn)這一項目的唯一選擇?！彼忉尩溃骸皩毧肆?#174;具備非凡的透光度，這對藻類生長至關(guān)重要。此外，它是一種壽命很長并且可完全回收的可持續(xù)材料?！?br /> 　　Algoliner開發(fā)了一種專利懸掛系統(tǒng)，該系統(tǒng)配有支架，可以懸掛和連接管材，這些管材的規(guī)格經(jīng)過特別優(yōu)化——壁厚和重量分別低至1毫米和250克/米。
　　Väth及其團隊開展了一系列實驗，解除了對PMMA熱膨脹性能和輪緣可能開裂的疑慮。事實證明，寶克力®管材不僅十分穩(wěn)定，而且擁有足夠的彈性來抵償不均勻處或輕微振動可能產(chǎn)生的后果。Väth說：“寶克力®管材幾乎可以像軟管一樣自由平移?！庇捎谄洫毺匦螤?，管材的剛性也很好。因此，與傳統(tǒng)的光生物反應器設(shè)計相比，這種設(shè)備用到的支撐元件更少。
　　專用于擠出工藝的寶克力® 7H模塑料
　　這些管材由寶克力® 7H模塑料擠出而成，輪緣則由寶克力® 8N注塑而成。這兩個元件通過羅姆旗下基于MMA/PMMA的粘合劑ACRIFIX®連接在一起。羅姆模塑料業(yè)務部高級業(yè)務經(jīng)理Heinz Schubkegel表示：“寶克力® 7H具有優(yōu)異的熔體粘度和熱變形溫度，為管材擠出和技術(shù)指標提供了均衡性能。與所有透明寶克力®模塑料一樣，它的透光度高達92%，還具備出色的抗紫外線和耐候性，即使在戶外也能保持透明，不會變黃?！边@為喜光藻類提供了理想的生長條件，同時也保證了反應器較長的使用壽命。
　　“smartPBR” 研究項目
　　然而，世界上有一些地區(qū)缺乏光照，例如冰島，冬季漫長而黑暗，自然光甚至不足以讓藻類生長。藻類過度生長同樣是一個問題，因為管內(nèi)產(chǎn)生的生物質(zhì)越多，藻類的密度就越大，顏色也越深。因此，需要使用可控人造光，有針對性地促進或減緩藻類生長。
　　目前，Algoliner正在與德國達姆施塔特工業(yè)大學自適應照明系統(tǒng)和視覺處理實驗室合作，為光生物反應器開發(fā)基于人工智能的照明概念。德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務與氣候行動部將這個名為“smartPBR”的研究項目作為其中小企業(yè)中央創(chuàng)新計劃(ZIM)的一部分，予以支持。Väth解釋道：“自主學習系統(tǒng)可確保所有參數(shù)以最佳方式協(xié)同工作，因此可將電燈用作額外光源，根據(jù)天氣狀況或在供電成本較低時使用?！?br /> 　　Algoliner專利懸掛型材還有第二個功能，即用作LED燈串的通道，提高設(shè)備的照明集成效率。三分之一的光束直接向下射入管中，還有三分之一的光束照亮每根相鄰的管材。Väth表示：“側(cè)面照明系統(tǒng)有很大的散射損失，我們的燈光引導系統(tǒng)可以提高30%-50%的照明效率。PLEXIGLAS®管材擁有卓越的透光度，顯著提高照明效率，從而提高了微藻產(chǎn)量?！?br /> 　　回收無憂，更可持續(xù)
　　Algoliner公司為自己設(shè)定了一項標準——使用低能耗、低材料消耗以及可回收環(huán)保材料來降低光生物反應器的環(huán)境足跡。Väth堅稱：“PLEXIGLAS®是最可持續(xù)的解決方案。”他目前正在開展生命周期分析(LCA)證明這一觀點。
　　該公司藻類反應器的所有組件均采用寶克力®模塑料制成，因此在設(shè)備生命周期結(jié)束時可以一起回收。回收所得材料可以分解成其原始化學成分或直接在熱塑性工藝中完全重復使用。羅姆模塑料業(yè)務部全球可持續(xù)管理負責人Sven Schröbel表示：“可持續(xù)產(chǎn)品設(shè)計顯著提高了可回收性，因為在回收過程之前，無需費力分離出其他塑料?！蹦壳?，Algoliner的管材擠出廢料被以熱塑性工藝直接加工成輪緣，進行循環(huán)利用。Schröbel說道：“Algoliner的理念是一個極佳范例，表明了采用巧妙的產(chǎn)品設(shè)計和選擇耐用的PLEXIGLAS®材料可以提高最終產(chǎn)品的可持續(xù)性，即‘可持續(xù)設(shè)計’?！?br /> 　　特殊輪緣，衛(wèi)生耐用
　　管材之間的接頭是傳統(tǒng)生物反應器中的問題區(qū)域，因為容易形成沉積物，為污染生物質(zhì)的細菌提供了理想的生長條件。Algoliner使用寶克力®模塑料生產(chǎn)出透明輪緣，并且采用內(nèi)凸注塑工藝形成密封，不會出現(xiàn)死流區(qū)域，很大程度上防止了污染。PMMA擁有完全光滑的表面，使得生物膜很難在管中形成，這是另一項衛(wèi)生優(yōu)勢。盡管如此，當培育用于食品生產(chǎn)的微藻時，該系統(tǒng)仍需頻繁清潔。寶克力®具備出色的表面硬度和耐刮擦性，方便球形刷在管內(nèi)自由移動，不會損壞管材。
　　微藻：未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的希望
　　Algoliner正在開展多個研究項目，不斷推進這項微藻養(yǎng)殖技術(shù)。該公司執(zhí)行合伙人Väth表示：“我們收到了來自世界各地的咨詢。例如，在澳大利亞，水資源短缺使農(nóng)業(yè)難以發(fā)展;在印度，人們對在小塊土地上生產(chǎn)大量生物質(zhì)很感興趣。此外，瑞士聯(lián)邦農(nóng)業(yè)辦公室正在使用Algoliner反應器開展研究項目，希望通過在飼料中添加微藻來減少畜牧業(yè)甲烷排放?！边@些微生物擁有巨大的應用潛力，可以幫助我們應對未來發(fā)展的一些重大挑戰(zhàn)。

　　可持續(xù)性能翻倍：Algoliner開發(fā)了一項用于藻類反應器的開創(chuàng)性技術(shù)。該公司采用寶克力®模塑料制造光生物反應器，以節(jié)約資源的方式培育微藻。寶克力®模塑料是一種經(jīng)久耐用的可回收材料。

　　寶克力®具備優(yōu)異的透光度、抗紫外線和耐候性以及較長的使用壽命，是制造光生物反應器材料的理想選擇。

　　在“smartPBR”研究項目中，Algoliner正在與德國達姆施塔特工業(yè)大學合作開發(fā)一種基于人工智能的光生物反應器照明概念。寶克力®管材擁有卓越的透光度，可確保照明效率，從而提高微藻產(chǎn)量。

　　帶有集成LED照明系統(tǒng)的Algoliner試驗反應器。三分之一的光束直接向下射入管中，還有三分之一的光束照亮每根相鄰的管材。PLEXIGLAS®管材擁有卓越的透光度，可提高30%-50%的照明效率，從而提高微藻產(chǎn)量。

　　Algoliner在卡車上裝載移動擠出設(shè)備，能夠以快速、經(jīng)濟的方式制作安裝微藻光生物反應器，同時節(jié)約資源。所需長度的管材采用寶克力® 7H模塑料擠出而成。寶克力® 7H具有優(yōu)異的熔體粘度和熱變形溫度，為管材擠出和技術(shù)型材提供了均衡性能。
　　文中所有圖片：© Algoliner
　　關(guān)于羅姆
　　羅姆是全球領(lǐng)先的甲基丙烯酸酯生產(chǎn)商之一，共有14 個生產(chǎn)基地，約3,500 名員工。我們在德國、中國、美國、墨西哥和南非都擁有分支機構(gòu)，在甲基丙烯酸酯化學領(lǐng)域中擁有超過 80年經(jīng)驗，并擁有一個強大的技術(shù)平臺。我們的知名品牌包括PLEXIGLAS®寶克力®、ACRYLITE®、MERACRYL®、DEGALAN® 和 DEGAROUTE®帶格璐®和CYROLITE®，產(chǎn)品廣泛應用于涂料、汽車、電子、照明、建筑和醫(yī)療健康等行業(yè)。
　　羅姆PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)產(chǎn)品以寶克力®和PLEXIMID®為商標在歐洲、亞洲、非洲和澳洲銷售，以ACRYLITE®和ACRYMID®為商標在美洲銷售。
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