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Thermal modeling and optimization of microalgal biomass production in the harsh desert conditions of State of Qatar

Authors :
Jeremy Pruvost
Arnaud Artu
H. Al Jabri
Probir Das
Vincent Goetz
Bioprocédés Appliqués aux Microalgues (GEPEA-BAM)
Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA)
Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes)
Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire)
Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon)
Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Procédés, Matériaux et Energie Solaire (PROMES)
Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Qatar University
Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)
Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Source :
Algal Research-Biomass, Biofuels and Bioproducts, Algal Research-Biomass, Biofuels and Bioproducts, Elsevier, 2019, 38, pp.101381. ⟨10.1016/j.algal.2018.12.006⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Elsevier B.V., 2019.

Abstract

Microalgal culture in solar conditions raises several challenges, especially in the harsh desert areas of the Middle East where microalgal culture is a valuable candidate for biomass production on non-arable land. Here we investigate issues related to the temperature regimes involved in open culture systems used to cultivate microalgae in the State of Qatar. A generic thermal modeling approach is presented. The model produced takes into account all relevant heat exchanges involved in the process, including solar radiation absorption, water evaporation and convection with ambient air, and is proved valid for accurate prediction of temperature regimes. The model is then used to analyze heat exchanges and thermal behavior of the process for both summer and winter periods. Temperature regimes are then compared to the requirements of a heat-resistant and a temperate-climate microalgal strain. Finally, various simulations are run to identify how to set an optimized yearly microalgal culture in harsh desert conditions. This work was supported by University of Nantes and University of Qatar . Scopus

Details

Language :
English
ISSN :
22119264
Database :
OpenAIRE
Journal :
Algal Research-Biomass, Biofuels and Bioproducts, Algal Research-Biomass, Biofuels and Bioproducts, Elsevier, 2019, 38, pp.101381. ⟨10.1016/j.algal.2018.12.006⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....e6f092ec64618d497ca66a5002bc3d86