Flows for Algae Growth: Uncovering the multi-scale dynamics of living suspensions
This project aims to investigate the fluid dynamics of living microalgae in bioreactors through multi-scale experiments to optimize growth and product yield while minimizing biofilm formation.
Projectdetails
Introduction
Photosynthetic microalgae hold promise for the sustainable production of high-value products, bioplastics, and biofuels. In bioreactors, suspensions of living, soft, and motile cells form an entirely new kind of fluid, which physiologically responds to the environment and the flow conditions.
Need for Fundamental Knowledge
Fundamental knowledge of the flow dynamics of living suspensions is now urgently needed to develop new flow technologies for bioreactors. This project lays out an ambitious multi-scale experimental plan to establish the foundations of the fluid dynamics of living suspensions by revisiting three textbook aspects of flow:
- Turbulence
- The dynamics at solid and free interfaces
- The response to shear
New Paradigm in Complex Flows
This endeavor faces a new paradigm in complex flows, where fluid dynamics and cell physiology on different length scales are deeply entwined. I will tackle this problem with a unique set of multi-scale experiments combining advanced flow diagnostics and rheology tools with new microfluidics and 3-D cell tracking recently developed in my group.
Expected Outcomes
These experiments will yield the first tracking measurements of living microalgae in a turbulent flow and reveal what happens when motile cells on the small scale meet the turbulence cascade. Tracking experiments will provide new insight into the interactions of microalgae with free and textured surfaces.
Insights into Shear Flow
Combined with rheology, these experiments will show how shear flow affects cell motility and inversely how motility affects the response to shear of the suspension. Together, these experiments will uncover the interrelations between flow, cell physiology, and growth.
Optimization of Bioreactor Conditions
Finally, the project aims to determine how cell motility can be leveraged to optimize the turbulent mixing conditions in bioreactors, avoid biofilm formation, and mediate cell harvesting.
Financiële details & Tijdlijn
Financiële details
Subsidiebedrag | € 1.994.870 |
Totale projectbegroting | € 1.995.211 |
Tijdlijn
Startdatum | 1-1-2023 |
Einddatum | 31-12-2027 |
Subsidiejaar | 2023 |
Partners & Locaties
Projectpartners
- TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFTpenvoerder
Land(en)
Vergelijkbare projecten binnen European Research Council
Project | Regeling | Bedrag | Jaar | Actie |
---|---|---|---|---|
Understanding The Fluid Mechanics of Algal Bloom Across ScalesThis project aims to predict and mitigate Cyanobacterial blooms through multiscale experiments and simulations, enhancing understanding of their rheological and fluid dynamics properties. | ERC Starting... | € 1.499.838 | 2024 | Details |
Light-responsive microalgal living materialsThe project aims to develop the first light-responsive microalgae-based living materials with dynamic shapes and tunable properties for applications in soft robotics and photosynthetic devices. | ERC Starting... | € 1.500.000 | 2022 | Details |
Flux Race Investigation for Dissection Of Metabolic-bottlenecks: Leveraging the tremendous potential of algal metabolic diversityThis project aims to identify metabolic bottlenecks in photosynthetic cells using advanced flux analyses to enhance crop yields and meet future food production demands sustainably. | ERC Starting... | € 1.937.500 | 2023 | Details |
Photosynthetic Activity in Low Micro-Algal Density SuspensionsThe project aims to develop a high sensitivity absorption difference spectrometer to measure photosynthesis in diluted microalgal samples, enhancing our understanding of aquatic photosynthetic diversity. | ERC Proof of... | € 150.000 | 2024 | Details |
Flows, Waves, and their Asymptotic StabilityThe FloWAS project aims to advance understanding of stability and dynamics of solitary wave solutions in fluid mechanics and biological models, with applications across various phenomena. | ERC Starting... | € 1.310.233 | 2024 | Details |
Understanding The Fluid Mechanics of Algal Bloom Across Scales
This project aims to predict and mitigate Cyanobacterial blooms through multiscale experiments and simulations, enhancing understanding of their rheological and fluid dynamics properties.
Light-responsive microalgal living materials
The project aims to develop the first light-responsive microalgae-based living materials with dynamic shapes and tunable properties for applications in soft robotics and photosynthetic devices.
Flux Race Investigation for Dissection Of Metabolic-bottlenecks: Leveraging the tremendous potential of algal metabolic diversity
This project aims to identify metabolic bottlenecks in photosynthetic cells using advanced flux analyses to enhance crop yields and meet future food production demands sustainably.
Photosynthetic Activity in Low Micro-Algal Density Suspensions
The project aims to develop a high sensitivity absorption difference spectrometer to measure photosynthesis in diluted microalgal samples, enhancing our understanding of aquatic photosynthetic diversity.
Flows, Waves, and their Asymptotic Stability
The FloWAS project aims to advance understanding of stability and dynamics of solitary wave solutions in fluid mechanics and biological models, with applications across various phenomena.
Vergelijkbare projecten uit andere regelingen
Project | Regeling | Bedrag | Jaar | Actie |
---|---|---|---|---|
Microalgen in Balans: Ontwikkeling van een Galdieria cultivatiesysteem op basis van mixotrofieHet project richt zich op het ontwikkelen van een mixotrofie module voor algenkweek om de productiviteit te verhogen en kosten te verlagen, waardoor algen aantrekkelijker worden voor de voedingsindustrie. | Mkb-innovati... | € 199.407 | 2022 | Details |
Innovatief algenkweeksysteemAlgaSpring en Wazutec ontwikkelen een duurzame bioreactor voor het hele jaar door micro-algenkweek, gericht op efficiëntie, diversiteit en milieuvriendelijkheid. | Mkb-innovati... | € 135.900 | 2019 | Details |
GOETT: Grootschalige Grond Ongebonden Eiwit Teelt voor meervoudige toepassingenHet consortium ontwikkelt een duurzame, circulaire teelttechnologie voor micro-algen (Spirulina) in gesloten systemen, gericht op humane toepassingen en het hergebruik van mineraalrijke reststromen. | Mkb-innovati... | € 194.900 | 2020 | Details |
Dypha: adding the dimension of time to cell cultureThe δypha System aims to enhance drug development by providing a plug-and-play microfluidic adaptor for 96 well plates, enabling precise control of fluid kinetics in cell culture models. | EIC Transition | € 2.499.625 | 2024 | Details |
Optimale droogtechniek voor algenbiomassa tbv omega-3 olieSynalgae ontwikkelt een verdienmodel voor grootschalige algenproductie via tuinbouw, met slimme systemen en ketenregie, en onderzoekt drogingstechnologieën voor optimale productkwaliteit en kostprijs. | Mkb-innovati... | € 20.000 | 2020 | Details |
Microalgen in Balans: Ontwikkeling van een Galdieria cultivatiesysteem op basis van mixotrofie
Het project richt zich op het ontwikkelen van een mixotrofie module voor algenkweek om de productiviteit te verhogen en kosten te verlagen, waardoor algen aantrekkelijker worden voor de voedingsindustrie.
Innovatief algenkweeksysteem
AlgaSpring en Wazutec ontwikkelen een duurzame bioreactor voor het hele jaar door micro-algenkweek, gericht op efficiëntie, diversiteit en milieuvriendelijkheid.
GOETT: Grootschalige Grond Ongebonden Eiwit Teelt voor meervoudige toepassingen
Het consortium ontwikkelt een duurzame, circulaire teelttechnologie voor micro-algen (Spirulina) in gesloten systemen, gericht op humane toepassingen en het hergebruik van mineraalrijke reststromen.
Dypha: adding the dimension of time to cell culture
The δypha System aims to enhance drug development by providing a plug-and-play microfluidic adaptor for 96 well plates, enabling precise control of fluid kinetics in cell culture models.
Optimale droogtechniek voor algenbiomassa tbv omega-3 olie
Synalgae ontwikkelt een verdienmodel voor grootschalige algenproductie via tuinbouw, met slimme systemen en ketenregie, en onderzoekt drogingstechnologieën voor optimale productkwaliteit en kostprijs.