هدف از اين اختراع، ساخت فوتوبيوراكتور كشت ميكروجلبك است كه محدوديت‌هاي متداول در سيستم‌هاي كشت معمول ميكروجلبك را تحت پوشش قرار داده و با رفع اين محدوديت‌ها باعث به دست آوردن سرعت و ميزان رشد بالاتري براي گونه ميكروجلبك گردد. مشاهده گرديده است كه مواردي مانند عدم هوادهي صحيح، عدم توزيع نوري يكنواخت و محدوديت نوري در داخل محيط كشت، ايجاد عدم يكنواختي در محيط كشت به واسطه اختلاط نامناسب و وجود گونه‌هاي مهاجم و آلوده‌كننده از مهم‌ترين عواملي هستند كه موجب پايين آمدن سرعت و ميزان رشد ميكروجلبك در يك سيستم كشت مي‌گردند. در اين اختراع با به كارگيري كشت ايزوله و استريل، از ورود گونه‌هاي آلوده‌كننده به محيط كشت جلوگيري مي‌شود؛ سيستم نوردهي داخلي باعث توزيع يكنواخت نور در محيط كشت مي‌گردد؛ و با سيستم هوادهي صحيح در حجم كلي راكتور كشت، ايجاد اختلاط و تأمين هواي مورد نياز در طول كشت انجام گرفته است.

هدف از اين اختراع، ساخت فوتوبيوراكتور بفلدار جهت كشت ميكروجلبك، در پساب خروجي از تصفيه خانه ها است كه محدوديت‌هاي متداول در سيستم‌هاي كشت معمول ميكروجلبك را تحت پوشش قرار داده است، با رفع اين محدوديت‌ ها باعث به دست آوردن سرعت، ميزان حذف بيشتر آلاينده ها( رشد بالاتر )، تصفيه نهايي فاضلاب خروجي از تصفيه خانه ها و مناسب تر جهت حذف آلاينده هاي نيترات و فسفات خواهد بود و همچنين ته نشيني بهتر در سيستم براي گونه ميكروجلبك گردد. مشاهده گرديده است كه مواردي مانند عدم تصفيه مناسب در تصفيه خانه ها و ورود مقادير بالاي نيترات و فسفات به آب هاي زيرزميني، درياچه ها و رود ها باعث آلودگي هاي زيست محيطي فراواني شده است. در اين اختراع با به كارگيري يك سيستم فتوبيوراكتور بفلدار، با هزينه انرژي و هزينه اوليه ساخت بسيار مناسب، ميكروجلبك ها با بازدهي بالا در جذب نيترات و فسفات در اولويت اول و توليد بيومس در اولويت دوم كشت داده شده اند. سيستم نوردهي مناسب باعث توزيع يكنواخت نور در محيط كشت مي‌گردد؛ و با سيستم هوادهي صحيح در حجم كلي راكتور كشت و ايجاد اختلاط در طول كشت انجام گرفته است. هنگامي كه ميكروجلبك به حداكثر رشد رسيد با قطع سيستم هوادهي در مخزن ته نشيني سيستم امكان ته نشيني براي گونه فراهم خواهد شد؛ و با اين كار سيستم در حالت روشن امكان ته نشيني ميكروجلبك را خواهد داشت كه از هزينه و زمان مورد نياز جهت ته نشيني و برداشت ميكروجلبك از سيستم كاهش مي يابد.

در اين اختراع ساخت و بهينه سازي سيستم كشت جلبك روباز (RW 1) جهت توليد زيست توده جلبكي و تثبيت كربن دي اكسيد در مقياس نيمه صنعتي انجام گرفت. در اين پايلوت با افزودن يك سيستم اندازه گيري، امكان تامين شرايط بهينه كشت متناسب با هر گونه خاص ريزجلبكي به منظور استحصال زيست توده و يا تصفيه فاضلاب فراهم شده است. با بهينه سازي شرايط عملياتي و طراحي بدنه بر اساس مطالعات هيدروديناميكي و انتقال جرم سيال درون سيستم كشت، با هزينه اندك راندمان كلي فرآيند افزوده شده و با استفاده از پدال، سرعت چرخش و ميزان نوردهي در سيستم بدون آسيب به ريزجلبك (كه در سيستم هاي پمپاژ وجود دارد) ممكن شده است. هدف اصلي ساخت اين پايلوت، علاوه بر توليد ريزجلبك با دانسيته تراكمي بالا، رفع حداكثري نقايص سامانه هاي پيشين مي باشد. ملاحضات ساختاري و مهندسي پايلوت امكان كنترل دقيق و اتوماتيك بسياري از فاكتور هاي موثر را به منظور بهينه سازي فراهم نموده است كه مهمترين آنها عبارت است از: اندازه گيري pH، كنترلر دما و نمايشگر ميزان غلظت محيط كشت.

در اين كار، جاذبي تهيه شده است كه قابليت جذب بالاي دي اكسيد كربن را در فشارهاي پايين(محدوده فشاري 30-120KPa) دارد. به همين منظور در اين كار ميزان جذب دي اكسيد كربن بر روي جاذب هاي متفاوت كربن فعال، زئوليت، MCM ونانولوله كربني مورد بررسي قرار گرفت. در ادامه كار با توجه به خواص كربن فعال از نظر استحكام مكانيكي، ايجاد افت فشار كمتر در بستر، قيمت پايين اين جاذب نسبت به ديگر جاذب ها به علت حجم بالاي توليد و در دسترس بودن ماده اوليه توليد اين جاذب و ميزان جذب بالاي آن ، عمليات بارورسازي به منظور افزايش ميزان جذب بر روي اين جاذب صورت گرفت. نشاندن اكسيد كروم به روش دوغابي نسبت به اكسيد آهن باعث ميزان جذب بر روي اين جاذب صورت گرفت. نشاندن اكسيد كروم به روش دوغابي نسبت به اكسيد آهن باعث افزايش محسوستري در ميزان جذب دي اكسيد كربن شد. همچنين نشاندن فلز كروم و روي به طور همزمان و به روش دوغابي برروي كربن فعال به ميزان 20-30 % جذب دي اكسيد كربن را افزايش داد. بارورسازي با اكسيد فلز در دماي بالا (90 درجه سانتيگراد) نتيجه مطلوبي را نشان نداد؛ چرا كه مقاومت اكسيد فلز پايين بوده و در برابر حرارت ذوب شده و پديده ذوب شدن اتفاق مي افتد. به همين دليل بارورسازي در دماي 25 درجه سانتيگراد نتايج بهتري را داشته است. به علاوه شستن نمونه بارورشده (توسط اكسيد كرم) به وسيله آب مقطر تاثير بسزايي در ميزان جذب و تغيير خواص سطحي نمونه كربن دارد.

هدف از اين اختراع، ساخت فوتوبيوراكتور لوله اي كشت ميكروجلبك است كه محدوديت‌هاي متداول در سيستم‌هاي كشت معمول ميكروجلبك را تحت پوشش قرار داده و با رفع اين محدوديت‌ها باعث به دست آوردن سرعت و ميزان رشد بالاتري براي گونه ميكروجلبك گردد. مشاهده گرديده است كه مواردي مانند عدم هوادهي صحيح، عدم توزيع نوري يكنواخت و محدوديت نوري در داخل محيط كشت، پايين بودن ضريب انتقال جرم به علت عدم اختلاط مناسب و وجود گونه‌هاي مهاجم و آلوده‌كننده، موجب پايين آمدن سرعت و ميزان رشد ميكروجلبك در يك سيستم كشت مي‌گردند. در اين اختراع با به كارگيري يك سيستم فتوبيوراكتور لوله اي هواگرد، با هزينه انرژي و هزينه اوليه ساخت بسيار مناسب، ميكروجلبك ها با بازدهي بالا توليد بيومس كشت داده شده اند. همچنين با كشت ايزوله و استريل، از ورود گونه‌هاي آلوده‌كننده به محيط كشت جلوگيري مي‌شود؛ سيستم نوردهي مناسب باعث توزيع يكنواخت نور در محيط كشت مي‌گردد؛ و با سيستم هوادهي صحيح در حجم كلي راكتور كشت، ايجاد اختلاط و تأمين هواي مورد نياز در طول كشت انجام گرفته است.