Céginformáció Filozófiánk K+F Termékek Klaszterek Térkép Linkek English	TERMÉKEK - HYDROALG Algák és a hidrogén Algakísérletek A tudósok már közel 60 éve ismernek olyan algákat, melyek képesek előállítani hidrogéngázt, bár igen kis mennyiségben. A folyamat tökéletesítésére tett kísérletek ellenére nem sikerült bonyolult és költséges eljárások nélkül számottevően javítani a kihozatal hatékonyságát, egészen az UC (University of Columbia) Berkeley és NREL csoportok felfedezéséig. A felfedezést Tasios Melis mikrobiológia professzor és társa, Liping Zhang a Kolumbia Egyetem kutatói tették az U.S. DOE Hidrogén Program támogatásával, valamint az NREL-től Dr. Michael Seibert, Dr. Maria Ghirardi és Marc Forestier együttműködésével. Az áttörést a molekuláris kapcsoló felfedezése jelentette. Ez egy olyan módszer, mely által a sejtek fotoszintetizáló berendezése szándékunk szerint kikapcsolható és a sejtek rávehetők tárolt energiájuk felhasználására, és melléktermékként hidrogén termelésére. Ezen kapcsoló aktiválása igen egyszerű. Egy létfontosságú elem, a kén hiányára vezethető vissza. A táptalajból hiányzó kén hatására a fotoszintézis leáll, mely leállítja a sejtek oxigéntermelését. Oxigén hiányában (anaerob körülmények között) a sejtek nem képesek tovább az eltárolt energia megszokott módon történő felszabadítására, elégetésére (a metabolizmusnak ez a módja a respiráció, v. légzés). Túlélésük érdekében a sejtek a metabolizmusnak egy alternatív útjára kényszerülnek, s ez az, amely a hidrogén fejlődésével jár. A fotobioreaktor A fotobioreaktorok (PBR) olyan reaktorok, melyekben fototróf (mikrobiális, alga, ill. övényi sejtek) növekedése, illetve fotobiológiai reakciók végrehajtása folyik. Tágabb értelemben a mikroalgák termesztésére széles körben használt nyitott, sekély medencék ugyancsak tekinthetők fotobioreaktornak. A zárt fotobioreaktorok olyan tenyésztő rendszerek fototróf szervezetek számára, melyben a fény nagy része (>90%) nem közvetlenül a tenyészet felszínén hat, hanem áthatolva a reaktor átlátszó falain, hogy elérje a sejteket. A zárt rendszerek nem teszik lehetővé, vagy erősen korlátozzák a tenyészet és a környezet közti közvetlen gázcserét, illetve szennyeződést (por, mikroorganizmusok, stb.). Így sterilebb, axenikus tenyészeteket hozhatunk létre, tarthatunk fenn. Egyre gyakrabban alkalmaznak bioreaktorokat valamely vegyipari folyamat lejátszódásának támogatására, azaz olyan reaktorokat, amelyekben biológiai anyag (pl. eukarióta vagy prokarióta sejt- vagy szövettenyészetek, vírusok, baktériumok, gombák, sejtszervecskék, enzimek, stb.) közreműködésével zajlik le (bio)kémiai reakció. A hagyományos kémiai reakciókhoz hasonlóan a bioreaktorok is igényelnek energiaellátást. Az energiaellátás formája függ az alkalmazott biológiai anyagtól, nevezetesen attól, hogy az alkalmazott biológiai anyag milyen típusú energiaellátást képes hasznosítani a végrehajtandó kémiai reakció energiaellátásának érdekében. A bioreaktorok energiaellátását általában valamely tápanyag bevezetésével biztosítják, amelynek metabolizálásával a biológiai anyag saját energiaszükségleteit képes biztosítani, továbbá biztosítja a végrehajtandó kémiai reakció energiaellátását is. A fotoszintézis földünk egyik legnagyobb energiatermelő folyamata, amelynek során növények, vagy más mikroorganizmusok a rájuk eső fény energiáját hasznosítják saját életfolyamatainak ellátásához. A fotobioreaktorok olyan bioreaktorok, amelyek fotoszintetizálni képes biológiai anyagot tartalmaznak és a bioreaktor energiaellátását a részben vagy egészben a fotobioreaktorra eső fény biztosítja. A hidrogén-fotobioreaktor A fotobioreaktorok lehetséges alkalmazási területe igen tág. Egyik leginkább ígéretesnek tűnő fotobioreaktor felhasználási lehetőség a hidrogéntermelés. Készülékünk az első ilyen, direkt az energiatermelésre specializált fotobioreaktor. Laboratóriumi reaktorok Chlamydomonas algák Egyes zöldalgákról (például a Chlamydomonas reinhardtii-ról, Scenedesmus obliquus-ról) régóta ismert, hogy a fotoszintézis közben képződött tápanyagaikat bizonyos körülmények között felélve hidrogént termelnek az úgynevezett biofotolízis során. Egészen a közelmúltig, az ily módon kinyerhető hidrogén mennyisége elenyésző volt. Azonban egy új eljárás (melynek lényege a kén és az oxigén megvonása) segítségével a keletkező hidrogén mennyiségét nagyságrendekkel sikerült megnövelni. Ehhez szükséges a mikroorganizmusok életfolyamataiba kémiai, illetve molekuláris biológiai módszerekkel beavatkozni. Ilyen beavatkozás például egy molekuláris kapcsoló, amely egy kívánt időpontban kikapcsolja a sejtek fotoszintetikus rendszerét, ezáltal a sejteket tartalék-energiáik felélésére kényszerítheti, amely folyamatok melléktermékként az ember által hasznosítható hidrogént termelnek. Ilyen molekuláris kapcsoló például a kén megvonása a táptalajból. Hidrogén gyöngyök A jelenleg alkalmazott fotobioreaktorok nem tudják hatékonyan kihasználni és optimálni a beeső fényt, ugyanis a beeső fény intenzitása az időjárás függvényében változik. A túl hideg, illetve túl meleg időszakok akár a biológai anyag pusztulásához is vezethetnek. A fény és a hőmérséklet változásai továbbá az algák növekedését és metabolizmusát is befolyásolják, így a fotobioreaktorok termelése az időben előrehaladva nagy változásokat, kilengéseket mutathat, azaz nem biztosított az optimális működés. Ezért a tápanyag-hozzávezetést, metabolizmustermék, biomassza elvezetését is nehezen, vagy egyáltalán nem lehet előre tervezni. Készülékünk az első olyan fotobioreaktor, mely teljesen önműködően szabályozza az optimális tenyésztési körülményeket. Vezérlők, szelepek, gépészet (Hydroalg) A mikroszervezetek tenyésztésénél a legfőbb szempont a mennyiség, a minőség és a költség. A legtöbb magas minőségű anyagot úgy tudjuk megtermelni, ha az élőlények környezeti- és tápanyagigényének megfelelően maximálisan testreszabjuk a rendszert. Ez jellemzően költséges feladat és ráadásul egyszerre csak egy faj igényei valósíthatóak meg. A jelenleg ismert fotobioreaktorok jellemzően beltéri, laboratóriumi vagy csak kiegyensúlyozott éghajlati területeken az év rövid szakaszában használható berendezések. Készülékünk az első univerzális fotobioreaktor, mely (mind időben-, mind földrajzilag-) kitolt működési spektrummmal rendelkezik. A hidrogén-fotobioreaktor (Hydroalg) TERMÉKEK - EMU Méréstechnika a kutatásban A XX. században a számítástechnika robbanásszerű fejlődése magával hozta a természettudományos kutatások kiértékelésének felgyorsulását is. Számítógépek segítségével a vizsgálatok és megfigyelések során nyert óriási adatmennyiségek gyors feldolgozására nyílik lehetőség. A kutatókat speciális szoftverek segítik a kísérletek megtervezésében, az eredmények statisztikai elemzésének elvégzésében és a kísérletek kiértékelésében. Azonban az adatok hatékony felhasználásának elengedhetetlen kitétele azok megbízhatósága és pontossága. Az egykor manuálisan végzett mérések és adatgyűjtések ideje lejárt. Az emberi munkaerővel végzett megfigyelések főleg nagyszámú, könnyen automatizálható vizsgálatok esetében szükségtelenül növelhetik a feladat elvégzésére fordítandó idő nagyságát, nem beszélve az emberi faktorból eredő esetleges pontatlanságról, így végső soron a rosszabb hatásfokról. A napjainkban egyre nagyobb szerepet kapó és viharos gyorsasággal fejlődő biotechnológia új üzletággá nőtte ki magát. Az egymással is versengő kutatólaboratóriumok számára a mintavételre, a minták elemzésére és a mérési eredmények kiértékelésére fordított idő és pénz kulcsfontosságú. Olyan eszközökre van tehát szükség, melyekkel gyorsan és költséghatékony módon végezhetőek el a vizsgálatok, melyek eredménye egyszerű módon dolgozható fel a modern számítástechnika eszközeivel. A jövőben várhatóan azok a biotechnológiai kutatásban és fejlesztésben érdekelt intézetek és laboratóriumok lesznek sikeresek az üzleti életben, melyek feladataik elvégzésére a legkorszerűbb, mégis megfizethető áron beszerezhető készülékekre alapozzák működésüket. Mérőeszközök és szenzorrendszerek Hazai és nemzetközi tudományos konferenciákon egyre gyakrabban tűnnek fel jó minőségű, ám igen drága eszközök, melyek képesek elvégezni egy-egy önálló vizsgálatot. Az egyes méréseket több különálló mérőeszköz segítségével lehet elvégezni, melyek a legritkább esetben kompatíbilisek egymással. Az adatokat nehéz összehangolni, közös platformra, közös nevezőre hozni. A gyakorlatban egy olyan szenzorrendszer szükségét érzik leginkább a kutatók, mely több paraméter egyidejű, kézenfekvő elemzését teszi lehetővé. Minden mérőműszer alapvető eleme a szenzor (érzékelő). A szenzorok az őket ért környezeti hatásokra reagálva megváltoztatják bizonyos fizikai tulajdonságukat. Ezeket a változásokat mérve következtethetünk az adott környezeti hatás mértékére. Ehhez egy vagy több viszonyítási pontra van szükségünk, ahol a szenzornak egy általunk ismert és etalonként használt környezeti hatásra adott válaszát nézzük meg. Ez a folyamat a kalibráció. A kalibrációs értékek minden egyes szenzornál eltérőek lehetnek, de az adott szenzorra jellemzőek. Ha az általunk használt szenzorok kalibrációs adatait adatbázisban tároljuk, minden pillanatban rendelkezésünkre állnak az etalon adatok, a feladatot automatizálhatjuk. Az így eltárolt kalibrációs adatok szükségtelenné teszik a szenzorok ismételt kalibrálását. A szenzorok kimenete általában analóg jel, ami azt jelenti, hogy egy bizonyos tartomány között bármilyen értéket felvehet. Ezek elektromosan mérhető értékek: feszültség, ellenállás, stb. A modern szenzorok kimenete lehet digitális is. Ez lehetőséget ad arra, hogy kimenetüket egy digitális buszrendszerre kötve közvetlenül kezelhessük őket. A digitális szenzorrendszerek lelke egy kiértékelő egység, mely programozása, hierarchiája és csatolófelülete meghatározó lehet ez egész eszköz használhatóságára nézve. A rendszerek tervezésénél kiemelt figyelmet kell fordítani az alkalmas kommunikációs protokollok, a modularitás és a platformfüggetlenség tényezőire. E.M.U. (Electrical Measurement Unit) Moduláris, multiszenzoros laboratóriumi mérőeszköz Az EMU megalkotásánál a célunk egy olyan elektronikus mérő- és adatfeldolgozó szerkezet (Electrical Measurement Unit) megépítése volt, mely képes a különféle hozzákapcsolt szenzor, illetve szenzorcsoport (Sensor Cluster) mérési adatainak fogadására, tárolására, feldolgozására. Moduláris felépítésének, a személyi számítógéppel való kommunikációnak, valamint sokrétű felhasználhatóságának köszönhetően alkalmas a legkülönfélébb biotechnológiai vizsgálatok megsegítésére. A magas sebességet és nagyfokú megbízhatóságot az autóiparban már bizonyított CAN architektúra használatával értük el. A rendszer központi egysége modulárisan képes fogadni külső gyártók szenzorait és azokat egy közös platformra integrálni, majd adataikat közös adatbázisba illeszteni. Felhasználási területek Bár az EMU alakíthatóságának és moduláris felépítésének köszönhetően igen sokrétűen használható, meghatározható néhány terület, ahol alkalmazása leginkább indokolt: Biotechnológia Az EMU elkészítésének igénye elsőként a biotechnológiával foglalkozó kutatásoknál merült fel. Saját kutatási projektjeinkben ütköztünk olyan problémákba, melyek az EMU elméleti alapjainak lefektetésére ösztönöztek. Néhány terület, ahol az eszköz alkalmazására szükség van: Növényi hormonok, növekedés-szabályzó anyagok előállítása algák segítségével Algák takarmányozási célú hasznosítása Fermentorok, bioreaktorok Baktérium-trágya előállítása Mikroszervezetek egyéb célú hasznosítása Halastavak, élővizek (Balaton, Velencei tó, stb.) vízminőségének monitorozása Laboratóriumi reaktorok, az EMU és egy RGB reflektor Ipar Az iparban valamennyi termelő folyamat során keletkeznek, keletkezhetnek mérgező gázok, emberre veszélyes környezeti hatások, mint például az igen magas hőmérséklet, nyomás, vegyi anyagok, sugárzás, stb. Ezen feltételek állandó felügyelete munkabiztonsági, munkavédelmi szempontból elengedhetetlen. Az EMU emellett különösen hatékony lehet egyes vegyipari folyamatok nyomon követésében, minták elemzésében. Mezőgazdaság A növénytermesztésben a terméstervezéshez és termésbecsléshez csakúgy, mint a kártevők és kórokozók előrejelzéséhez elengedhetetlen a környezeti tényezők (napfény, páratartalom, hőmérséklet, stb.) pontos nyomon követése és kiértékelése. Az EMU segítségével valamennyi tényezőt egyidejűleg lehet mérni, eredményeiket tárolni, értékelni. Környezet- és természetvédelem Az EMU kiemelkedő szerepet tölthet be hazánk környezet és természetvédelmi törekvéseiben. Az élővizek monitorozása a limnológiai szakemberek, biológusok napi feladata. Jelenleg ezt a tevékenységet hosszadalmas mintavételezés és minta-előkészítés előzi meg. Az EMU kültéri, telepíthető verziója alkalmas lehet olyan fix mérőpontok kialakítására biológiai, ökológiai megfigyelés alatt álló területeken (Balaton, Velencei tó, Duna, Tisza, egyéb álló vizek, folyók, víztározók, természetvédelmi területek, vagy akár közlekedési csomópontok), mely az év minden napján, minden körülmények között alkalmas a legfontosabb vízminőségi vagy légszennyezettségi paraméterek mérésére, rögzítésére. Riasztási szintek beállításával az egyes megfigyelt környezeti paraméterek határértékeit meghaladó értékek előfordulásakor a készülék a távmenedzselési opcióval képes üzenetet küldeni távoli helyekre, például a kutatóközpontokba. Háztartások A háztartásokban legszükségesebb mérések a következők lehetnek: A levegő összetételének vizsgálata, különös tekintettel a veszélyes gázokra (CO, CO2, CH4, NH3, H2, stb.) Vízminőség vizsgálata (ivóvíz) Hőmérséklet mérés Páratartalom mérés Légnyomásmérés A háztartások számára már jelenleg is elérhető áron beszerezhetőek olyan érzékelők, melyekkel a felsorolt környezeti paraméterek mérése megoldható. Az EMU előnye ezekkel szemben abban mutatkozik meg, hogy a pillanatnyi állapotok mérésén és megjelenítésén túl képes az adatok huzamosabb ideig történő gyűjtésére és elemzésére, alkalmas valamennyi paraméter egyidejű, egyetlen eszközzel történő megfigyelésére és a számítógépes interfész segítségével könnyedén része lehet akár a napjainkban egyre elterjedtebb intelligens ház technikai megvalósításának. Egyéb Minden olyan terület, ahol olyan környezeti paraméterek mérésére, monitorozására, elemzésére van szükség, melyek az EMU érzékelői segítségével mérhetőek. Ezen alkalmazási területek folyamatosan bővíthetők új szenzorok integrálásával, a PC szoftver továbbfejlesztésével. Az EMU jellemzői: Több mérőfejjel felszerelhető központi adatgyűjtő egység. Különféle paraméterek egyidejű monitorozása, a felhasználó által szabadon megválasztott mérőfej konfigurácó függvényében: Hőmérséklet Turbidity, zavarosság mérés Fluoreszcencia pH Különböző gázok stb. Nagy sebességű számítógépes kapcsolat az adatok letöltésére és feldolgozására Adattárolási és egyszerű adatfeldolgozási képesség Központi kijelző és egyszerű felhasználói funkciók a vezérlődobozon Speciális, testreszabható szoftver az adatok feldolgozásához, elemzéséhez, grafikai megjelenítéséhez Felhasználói opciók - távoli menedzselés és adattovábbítás a helyi infrastrukturális adottságok függvényében: Interneten keresztül GSM hálózaton keresztül Helyi hálózaton keresztül (LAN) Kiegészítő lehetőségek - adatgyűjtés mellett külső eszközök irányítása: Megvilágítás (LED-panel vezérlése) Hőmérsékletszabályozás (fűtőáramkör, hűtőpanel) Egyéb elektronikus kiegészítők (rázás, áramlásszabályozás, levegőztetés, stb.) A rendszert a jövőben olyan irányban kívánjuk továbbfejleszteni, hogy az a feladatokat Platform- és alkalmazás-független módon, Nyílt standardokra építve, Az alkalmazandó telekommunikációs csatornáktól függetlenül, Bővíthető eszköz- és skálázható folyamatszerkezet mellett valósítsa meg. Egy ilyen, nyílt rendszer legnagyobb előnye, hogy az igények illetve a folyamatok változását képes követni, így hosszú távon biztosítja a folyamatok komplex támogatását. Felhasználhatósága szinte korlátlan, gyakorlatilag minden irányban, minden igényre testreszabható.