• 快速、經(jīng)濟(jì)、高效地建造光生物反應(yīng)器

　　• “移動(dòng)工廠”+寶克力®模塑料制造管材，降低藻類(lèi)反應(yīng)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(guó)Algoliner公司以羅姆PLEXIGLAS®寶克力®為原料，以卡車(chē)為“工廠”，在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)并安裝的方式，徹底改變了藻類(lèi)反應(yīng)器的建造過(guò)程?？ㄜ?chē)?yán)锏脑O(shè)備不斷擠出PLEXIGLAS®寶克力®管材。這些長(zhǎng)管從軌道上滑落，只需簡(jiǎn)單幾步，就可安裝到支架上。一個(gè)微藻養(yǎng)殖場(chǎng)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(dòng)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(yīng)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(lái)生產(chǎn)各種長(zhǎng)度的管材。這種材料非常輕，長(zhǎng)達(dá)100米的管材也僅需一人即可安裝。”

　　微藻：未來(lái)的明星原材料

　　許多人認(rèn)為，微藻是未來(lái)最重要的原材料之一，培育這些快速生長(zhǎng)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(jī)體)。微生物只需陽(yáng)光、二氧化碳和少量水便可生長(zhǎng)，作為食品和動(dòng)物飼料的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來(lái)源，它們還含有用于制藥和化工行業(yè)的活性成分。藻類(lèi)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(xiàn)。

　　移動(dòng)工廠，即產(chǎn)即用

　　通常，建造一套藻類(lèi)反應(yīng)器需要采購(gòu)笨重的玻璃管，裝箱打包后經(jīng)歷長(zhǎng)途運(yùn)輸，到目的地后采用復(fù)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(chǎng)擠出所需長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)化塑料管，會(huì)更具可持續(xù)性。他表示：“移動(dòng)工廠有助于節(jié)約能源、降低碳排放和勞動(dòng)成本。”

　　寶克力®——創(chuàng)新型藻類(lèi)反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)材料

　　Väth很快就找到了合適的塑料。這位擁有工程學(xué)位、專(zhuān)攻塑料技術(shù)的執(zhí)行合伙人表示：“我認(rèn)為， PMMA材料是我實(shí)現(xiàn)這一項(xiàng)目的唯一選擇。”他解釋道：“寶克力®具備非凡的透光度，這對(duì)藻類(lèi)生長(zhǎng)至關(guān)重要。此外，它是一種壽命很長(zhǎng)并且可完全回收的可持續(xù)材料。”

　　Algoliner開(kāi)發(fā)了一種專(zhuān)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(guò)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(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一系列實(shí)驗(yàn)，解除了對(duì)PMMA熱膨脹性能和輪緣可能開(kāi)裂的疑慮。事實(shí)證明，寶克力®管材不僅十分穩(wěn)定，而且擁有足夠的彈性來(lái)抵償不均勻處或輕微振動(dòng)可能產(chǎn)生的后果。Väth說(shuō)：“寶克力®管材幾乎可以像軟管一樣自由平移。”由于其獨(dú)特形狀，管材的剛性也很好。因此，與傳統(tǒng)的光生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)相比，這種設(shè)備用到的支撐元件更少。

　　專(zhuān)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(gè)元件通過(guò)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(wù)部高級(jí)業(yè)務(wù)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(biāo)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(dá)92%，還具備出色的抗紫外線(xiàn)和耐候性，即使在戶(hù)外也能保持透明，不會(huì)變黃。”這為喜光藻類(lèi)提供了理想的生長(zhǎng)條件，同時(shí)也保證了反應(yīng)器較長(zhǎng)的使用壽命。

　　“smartPBR” 研究項(xiàng)目

　　然而，世界上有一些地區(qū)缺乏光照，例如冰島，冬季漫長(zhǎng)而黑暗，自然光甚至不足以讓藻類(lèi)生長(zhǎng)。藻類(lèi)過(guò)度生長(zhǎng)同樣是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)楣軆?nèi)產(chǎn)生的生物質(zhì)越多，藻類(lèi)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(duì)性地促進(jìn)或減緩藻類(lèi)生長(zhǎng)。

　　目前，Algoliner正在與德國(guó)達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)自適應(yīng)照明系統(tǒng)和視覺(jué)處理實(shí)驗(yàn)室合作，為光生物反應(yīng)器開(kāi)發(fā)基于人工智能的照明概念。德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)與氣候行動(dòng)部將這個(gè)名為“smartPBR”的研究項(xiàng)目作為其中小企業(yè)中央創(chuàng)新計(jì)劃(ZIM)的一部分，予以支持。Väth解釋道：“自主學(xué)習(xí)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(shí)使用。”

　　Algoliner專(zhuān)利懸掛型材還有第二個(gè)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(dǎo)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。”

　　回收無(wú)憂(yōu)，更可持續(xù)

　　Algoliner公司為自己設(shè)定了一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)——使用低能耗、低材料消耗以及可回收環(huán)保材料來(lái)降低光生物反應(yīng)器的環(huán)境足跡。Väth堅(jiān)稱(chēng)：“PLEXIGLAS®是最可持續(xù)的解決方案。”他目前正在開(kāi)展生命周期分析(LCA)證明這一觀點(diǎn)。

　　該公司藻類(lèi)反應(yīng)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(shí)可以一起回收?；厥账貌牧峡梢苑纸獬善湓蓟瘜W(xué)成分或直接在熱塑性工藝中完全重復(fù)使用。羅姆模塑料業(yè)務(wù)部全球可持續(xù)管理負(fù)責(zé)人Sven Schröbel表示：“可持續(xù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)顯著提高了可回收性，因?yàn)樵诨厥者^(guò)程之前，無(wú)需費(fèi)力分離出其他塑料。”目前，Algoliner的管材擠出廢料被以熱塑性工藝直接加工成輪緣，進(jìn)行循環(huán)利用。Schröbel說(shuō)道：“Algoliner的理念是一個(gè)極佳范例，表明了采用巧妙的產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)’。”

　　特殊輪緣，衛(wèi)生耐用

　　管材之間的接頭是傳統(tǒng)生物反應(yīng)器中的問(wèn)題區(qū)域，因?yàn)槿菀仔纬沙练e物，為污染生物質(zhì)的細(xì)菌提供了理想的生長(zhǎng)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(huì)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(xiàng)衛(wèi)生優(yōu)勢(shì)。盡管如此，當(dāng)培育用于食品生產(chǎn)的微藻時(shí)，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(dòng)，不會(huì)損壞管材。

　　微藻：未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的希望

　　Algoliner正在開(kāi)展多個(gè)研究項(xiàng)目，不斷推進(jìn)這項(xiàng)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(lái)自世界各地的咨詢(xún)。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(duì)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(yīng)器開(kāi)展研究項(xiàng)目，希望通過(guò)在飼料中添加微藻來(lái)減少畜牧業(yè)甲烷排放。”這些微生物擁有巨大的應(yīng)用潛力，可以幫助我們應(yīng)對(duì)未來(lái)發(fā)展的一些重大挑戰(zhàn)。

　　可持續(xù)性能翻倍：Algoliner開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)用于藻類(lèi)反應(yīng)器的開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)。該公司采用寶克力®模塑料制造光生物反應(yīng)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(xiàn)和耐候性以及較長(zhǎng)的使用壽命，是制造光生物反應(yīng)器材料的理想選擇。

　　在“smartPBR”研究項(xiàng)目中，Algoliner正在與德國(guó)達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)合作開(kāi)發(fā)一種基于人工智能的光生物反應(yīng)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(yàn)反應(yīng)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(chē)上裝載移動(dòng)擠出設(shè)備，能夠以快速、經(jīng)濟(jì)的方式制作安裝微藻光生物反應(yīng)器，同時(shí)節(jié)約資源。所需長(zhǎng)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(gè)生產(chǎn)基地，約3,500 名員工。我們?cè)诘聡?guó)、中國(guó)、美國(guó)、墨西哥和南非都擁有分支機(jī)構(gòu)，在甲基丙烯酸酯化學(xué)領(lǐng)域中擁有超過(guò) 80年經(jīng)驗(yàn)，并擁有一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)平臺(tái)。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(yīng)用于涂料、汽車(chē)、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(biāo)在歐洲、亞洲、非洲和澳洲銷(xiāo)售，以ACRYLITE®和ACRYMID®為商標(biāo)在美洲銷(xiāo)售。

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