模擬微重力效應(yīng)反應(yīng)器的研制及對螺旋藻培養(yǎng)的研究.pdf

1、本研究根據(jù)螺旋藻的生長特性，結(jié)合各種比較成熟的回轉(zhuǎn)器和光生物反應(yīng)器類型，根據(jù)其設(shè)計思想和設(shè)計原則設(shè)計了一模擬微重力效應(yīng)反應(yīng)器，容積為400mL，高徑比H/D=2，相應(yīng)尺寸為H=12.8cm，D=6.4cm，玻璃材料厚度為5mm，培養(yǎng)容器繞著水平軸旋轉(zhuǎn)。介紹了在微生物培養(yǎng)基及工藝條件中經(jīng)常采用的優(yōu)化方法-響應(yīng)曲面法(RSM)，并選取此法對螺旋藻的培養(yǎng)條件進行優(yōu)化，以驗證所設(shè)計的反應(yīng)器是否適合螺旋藻的生長，能否提高螺旋藻的培養(yǎng)產(chǎn)率。

2、 反應(yīng)器的驗證實驗包括光合自養(yǎng)法和混合營養(yǎng)法培養(yǎng)螺旋藻。采用光合自養(yǎng)法時，利用響應(yīng)曲面法對影響藻體生長的幾個主要因子，即轉(zhuǎn)速(A)、培養(yǎng)時間(B)和光照強度(C)進行最佳水平優(yōu)化，并得到以藻體干重(DW)為響應(yīng)值，轉(zhuǎn)速、培養(yǎng)時間和光照強度為自變量的二次多項式數(shù)學(xué)模型： DW=-1.62+0.084A+0.18B+6.732E-004C+5.750E-003AB-7.500E-07AC+2.125E-005BC-6.164E-00

3、3A2-0.015B2-1.256E-007C2對該模型求導(dǎo)，當(dāng)轉(zhuǎn)速、培養(yǎng)時間和光照強度取最佳水平時，即轉(zhuǎn)速11rpm，培養(yǎng)時間10d和光照強度35001x，藻體干重最大預(yù)測值為1.02g/L，模型驗證實驗證明該模型有很好的實際指導(dǎo)意義。 在最優(yōu)反應(yīng)器操作參數(shù)下，對螺旋藻進行混合營養(yǎng)培養(yǎng)。實驗選取了對螺旋藻有顯著影響的2種成分進行培養(yǎng)研究，即抗氧化劑Na2S2O3和有機底物葡萄糖。得到當(dāng)分別單獨添加Na2S2O3和葡萄糖時，藻體