光生物反应器简介

图5 抛物面型导光槽垂直地面时槽底与水平地面 上的光强对比图
发现经过一天的测试，尽管有槽壁的遮阴，抛物面 型的导光槽内底部的光强可以经常性的高于槽外水平面 上的光强。尤其是当导光槽与水平面垂直放置的时候， 这种现象更是明显。当水平面的太阳辐射光强在100000 ～130000lx范围左右时，到达槽底的光强竟然高达 130000～170000lx左右。
实际图
管道式光生物反应器一般 采用透明的直径较小的硬 质塑料或玻璃有机玻璃管 弯曲成不同形状利用透明 的管道借助外部光源进行 工厂化藻类繁殖生产 由 于密封的管道系统易与其 他加工设备配套 可用泵 将管道内生长到一定生物 量的藻体传递到下道工序 整个过程实现自动化。
敞开式光生物反应器是目前国内外微藻大规模培养中应 用最多的培养系统，典型代表就是敞开式跑道池。虽然敞开 式跑道池存在培养效率低及易受污染等问题，但从目前而言 ，其造价便宜、操作简单、 运行成本低且易于放大，适合 于能源微藻大规模、低成本藻 体的生产。
敞开式跑道池通常为环形 结构，培养液深度15一30cm， 具有两个或者多个循环水道， 依靠蹼轮搅拌以促进培养液混 合。敞开式跑道池于20世纪60 年代开始应用至今，主体结构 几乎没有变化，几十年来国内 外对其所开展的研究工作甚少。
但开放式培养过程受光照、温度等自然环境影响较大 , 并且易被真菌、原生动物和其他藻种污染, 同时水 分蒸发严重, 二氧化碳供给不足, 这些因素都将导致 藻细胞培养密度偏低、采收成本较高。能适应大池培 养的微藻藻种必须是在极端环境下能快速生长的藻种 , 然而能满足这些条件的藻种目前并不是太多, 有许 多尝试改进该系统, 但还是只能用于螺旋藻、小球藻 及盐藻等少数能耐受极端环境的微藻培养。所以我们 选取了螺旋藻作为我们研究的对象。
这就说明这样的改善是有效的。
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光生物反应器简介
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平板式光生物反应器更能保持相对 高的透光性,从而保证细胞能够有 效地进行光合作用,有利于藻细胞 密度的提高.结构简单易于控制价 格低廉等优点减少占地提高空间利 用率
平板式光生物反应器具有光径小 、A/V（采光面积/体积）比高和 L/D（光/暗循环时间）低的特点, 以获得高的培养效率,而且由于该 光生物反应器结构简单,可以ห้องสมุดไป่ตู้容 易根据需要进行无限性地放大,适 合微藻的工业化大规模培养.
99.2mm
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150mm
40
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206.3mm
61mm
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图1 抛物面型 图2 倾斜面型 导光槽示意图 导光槽示意图
110
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图3 垂直型导光 槽示意图
图4 导光槽导光模拟计算效果图
根据计算机的模拟计算结果，3种形状的 导光槽可以成功地把太阳光反射到槽底，如图 4所示。从图中可以看出，若出光口宽度相等， 抛物面型导光槽的导光效果最好，而垂直面型 的导光效果最差。当然可以预见的是，如把这 些导光槽加长，放入螺旋藻的培养液中，将使 培养液内部的光强条件得到很好的改善。
最佳光强因培养密度和培养条件而异，当培养密度较 低时，最佳光强在7500Lx左右，而当培养密度很高时 ，螺旋藻甚至可以忍受高达97800Lx左右的光强。但 是，由于在液体中光强迅速衰减，在一般的养殖条件 下，太阳光只能穿透几厘米深的培养液，无法深入到 培养液的内部，在培养液内部的螺旋藻都普遍存在着 光强不足的缺陷，在高密度养殖的条件下，这个问题 尤为突出。所以我们就设计了一种装置，来改善这种 情况。
钝顶螺旋藻培养条件处于最佳水平
时最终培养产率为 1.298g/L
8
纤细角毛藻当通气速率为15L/min时,培养密度和生长
速率分别达到了 6.98108/mL和 1.42d1
柱状内环流气升式光生物反应 器的结构特点为:整体为玻璃不锈钢结构,耐酸和碱的腐蚀、 可全方位接受光照,具有pH、温 度和溶解氧自动调节、监控和 记录的功能; 可进行完全灭菌, 实现藻体的纯培养.反应装置简 图