管式振蕩流光生物反應器中微藻的培養(yǎng).pdf

1、人類社會發(fā)展對能源的需求持續(xù)增長，但可得的化石燃料逐漸減少，并且化石燃料的燃燒帶來的環(huán)境問題日益嚴重，因此尋找綠色可持續(xù)性的替代能源顯得尤其緊迫。生物柴油因其具有諸多的優(yōu)點被公認為是具有發(fā)展前景的選擇，但是現(xiàn)有的生物柴油的原料主要以糧食作物（玉米、油菜籽等）為主，備受爭議。而微藻具有較高的生產(chǎn)速率，且高含油量，不需要占用耕地等諸多優(yōu)點有成為生物柴油原料的潛力，近年來頗受研究者關注。研究主要集中在微藻的培養(yǎng)以及微藻培養(yǎng)的反應器開發(fā)兩方面。

2、本文以反應工程學理論為基礎，建立了新型的管式振蕩流光生物反應器，并對其性能進行了初步的評價，主要進行了以下工作:
　　 1、在攪拌式的槽式反應器中，考察了溫度、光照強度、培養(yǎng)液pH值以及CO2對海生橢球藻生長的影響。研究結果表明，海生橢球藻在不同的pH值下比生長速率不同，當pH值為8.0時，微藻的比生長速率最大;pH值低于7.0時，微藻的生長會受到抑制，在培養(yǎng)液中CO2溶解飽和時（此時pH=4.92，25℃），微藻的生長完全被抑

3、制，但是結果顯示該情況下，微藻細胞并未受到損害，微藻細胞隨著pH值的升高又恢復活力;當光照強度為3000lux時，微藻的生物量在24小時內增加了62.1％，光照強度高于3000lux，出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象抑制微藻細胞的光合作用;微藻在溫度為27℃時比生長速率最大，溫度主要通過影響微藻細胞內的生物酶來影響其生長。
　　 2、設計并建立了一套內徑為65mm，高1.5m，體積為21L的新型管式振蕩流光生物反應器，反應器由振蕩部分和培養(yǎng)部分兩

4、部分組成，通過調節(jié)振蕩泵的振幅和頻率來實現(xiàn)反應器內流體流動模式的變化，而且該反應器采用內置光源的光照方式，以滿足微藻細胞光合作用的需要。
　　 3、在管式振蕩流光生物反應中對小球藻進行了連續(xù)化培養(yǎng)，主要考察了pH值、初始濃度以及多級混合模型參數(shù)對微藻培養(yǎng)的影響。結果顯示，管式培養(yǎng)器中小球藻在pH值為7.5時比生長速率最大，比文獻報道的值有所降低;微藻溶液的初始濃度對微藻培養(yǎng)在管式反應器中的影響很明顯，在振蕩條件St=2.430，

5、Re0=1427.8，此時反應器的多級混合模型參數(shù)N=9，該條件下，隨著初始濃度的升高，小球藻的比生長速率逐漸降低，但是體積生產(chǎn)能力增大，即單位時間內微藻產(chǎn)生的絕對生物量增多;調節(jié)振幅和頻率，當多級混合模型參數(shù)N=16時，微藻溶液初始濃度為0.142g/L時，小球藻的比生長速率達到最大值0.563d-1，此時體積最大生產(chǎn)能力達到95 mg/(L·d)，繼續(xù)增大初始藻液濃度，比生長速率減小，生產(chǎn)能力也沒有明顯的增長。
　　 綜合以