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Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik

Teilinstitut III -  Bioverfahrenstechnik

 

Gebäude 30.44

Fritz-Haber-Weg 2

76131 Karlsruhe

Validierung und Optimierung eines Modells zur Vorhersage der Photonenflussdichte in Outdoor-Photobioreaktoren

Validierung und Optimierung eines Modells zur Vorhersage der Photonenflussdichte in Outdoor-Photobioreaktoren
Forschungsthema:Modellierung
Typ:Masterarbeit, Bachelorarbeit, Praktikum
Datum:nach Absprache
Betreuer:

M.Sc. Artem Kalinin

Beschreibung der Abschlussarbeit

Bei der Kultivierung von Mikroalgen spielt das Licht eine essentielle Rolle. Für den optimalen Betrieb einer Anlage ist es deshalb wichtig, dass die Photobioreaktoren optimal ausgelegt sind. Eine suboptimale Auslegung der Reaktoren kann zu einer verringerten Produktivität führen, da die Mikroalgen möglicherweise zu hohe oder zu geringe Photonenflussdichten erfahren. Um eine ideale Ausrichtung von Flat Panel-Photobioreaktoren zu gewährleisten, wurde an unserem Institut ein Modell erstellt, mit dem es möglich ist, die auf beliebig ausgerichtete Flat Panel-Photobioreaktoren einfallenden Photonenflussdichten zu bestimmen. Dabei können diverse Parameter wie z.B. Reaktorlänge, -höhe, -breite, -abstand und -ausrichtung (Azimut) in Abhängigkeit des Standortes optimiert bzw. variiert werden. In Verbindung mit einem metabolischen Modell kann so die ideale Produktivität für ein typisches meteorologisches Jahr für den jeweiligen Standort vorhergesagt werden.

 

 

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll das bestehende Modell zunächst in die Simulink®-Umgebung übertragen werden. Weiterhin soll überprüft werden, ob eine prädiktive Kulturführung im Außenbereich mithilfe von MOSMIX-Wettervorhersagen vom Deutschen Wetterdienst (DWD) möglich ist. Um das Modell zu validieren, sollen die aus dem Modell resultierenden Photonenflussdichten mit den tatsächlich ermittelten Photonenflussdichten verglichen werden. Zum Schluss soll das gesamte Modell optimiert werden, um mögliche Abweichungen von den Messwerten zu reduzieren.

 

Wir bieten:

  • Einarbeitung in Software wie z.B. MATLAB und OriginPro
  • Möglichkeit zur eigenständigen, wissenschaftlichen Arbeit
  • Möglichkeit zum Einbringen eigener Ideen
  • Angenehmes Arbeitsklima

 

Wir suchen:

  • motivierte Studierende der Fachrichtung Bio oder Chemieingenieurwesen, Biotechnologie oder einer verwandten Fachrichtung
  • Vorkenntnisse in MATLAB/Simulink® sind hilfreich, aber nicht notwendig
  • verantwortungsbewusste und zuverlässige Arbeitsweise