搅拌式光生物反应器培养紫球藻的条件优化

研究在光生物反应器中搅拌速度、通气量、光照强度和装液量对紫球藻生长的影响.实验结果表明:在摇床培养过程中,紫球藻的生物量和胞外多糖随着三角瓶装液量的减少而增加.通过正交试验对搅拌式光生物反应器的三个培养条件通气量、搅拌转速和光照强度进行优化,获得搅拌式光生物反应器培养紫球藻的最佳条件为通气量120L/h、搅拌转速200r/min和光照强度5000lx,在该条件下紫球藻的生物量为2.548g/L、胞外多糖557.2mg/L.正交试验分析表明,三个培养条件中通气量对藻生物量和胞外多糖含量的影响最明显.通过采用DPS软件对正交实验结果进行二次多项式模型分析和拟合,以生物量和胞外多糖为指标建立回归模型,得到相应的优化条件和预测值.     

光生物反应器和跑道式循环生物反应器对荒漠藻类生物量和多糖产量的影响

采用光生物反应器和跑道式循环生物反应器对荒漠藻类进行规模化培养,对比研究了两种规模化培养系统对荒漠藻类生物量和多糖产量的影响,探讨了温度、酸碱度、生长周期以及氮、磷含量对荒漠藻类生长和多糖积累的作用.结果表明,在光生物反应器和跑道式循环生物反应器两种培养系统中,藻类的生长呈现出不同的变化趋势,而藻多糖含量则呈现相同的波动性变化趋势,并且藻类生物量和多糖分泌受培养条件的影响并不同步.此外,在两种规模化培养模式中,温度、酸碱度、营养盐以及生长周期等都对荒漠藻类的生长和多糖产量产生重要影响.     

大苞栝楼发根在光辐射发根反应器中的培养

利用农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)R1601诱导药用植物大苞栝楼(Trichosanthes bracteata Voigt)外植体无菌苗发根,建立毛状根生物反应器培养系统．分析了光照强度、溶氧饱和强度及碳源等外界影响因子对反应器中发根生长的作用．结果表明：在光照强度为25W／m^2、溶氧饱和强度为80％时,发根的比生长速率与生物量维持在较高的水平;蔗糖对发根生长的促进作用明显优于葡萄糖：在30～40g／L的糖含量范围内,于MS培养基中采用两级添加方式添加蔗糖,发根生物量(9．5g／L)比采用单级添加方式的(7．2g／L)高出20％以上．     

鼓泡式光生物制氢反应器中光合细菌的生长及产氢

提出了一种新型的鼓泡式光生物制氢反应器,并将Rhodopseudomonas palustris CQK-01光合产氢菌在光生物制氢反应器中进行序批式培养,以葡萄糖为碳源底物,以590nm单波长光为光源,研究了不同鼓泡条件下光合细菌的生长、产氢及底物降解特性.实验结果表明,在光生物制氢反应器中适当鼓入氩气气泡可以有效降低反应器内液相氢浓度,减少产物反馈抑制作用,促进产氢性能的提高,并且不同鼓泡频率对光合细菌的生长和产氢有较大影响.实验中间隔3h鼓泡时光合细菌产氢性能最佳,反应器最大产氢量33.25mmol,光能转化效率为18.46%,产氢得率为1.79mol(H2)/mol(glucose),平均底物消耗速率为0.28mmolL-1h-1和平均产氢速率为0.50mmolL-1h-1.     

基于光生物反应器的能源微藻在工业废水治理方面的研究进展

全球能源危机愈发突出,生物质能源的开发能够有效地缓解当前的危机.能源藻作为新型生物质能源逐渐得到重视,而能源微藻的培养成本仍居高不下.综述了不同光生物反应器的能源藻培养效果,比较了不同能源微藻的生长效率,分析了以工业废水为营养基质实现低成本培养能源微藻的可能性,及利用能源微藻治理工业废水的研究进展,实现能源藻对工业废水的无害化处理,旨在为能源微藻的低成本培养、工业废水的高效处理提供参考,并提出了该领域今后的重点研究任务.     

循环磁处理对螺旋藻培养影响的研究

采用循环磁处理技术强化螺旋藻的生长过程,重点探讨了螺旋藻磁处理培养的生长特性．研究发现,当Ｈ＝０～３２０ｋＡ／ｍ时,适当的恒定磁场处理可明显加快螺旋藻的生长速度,提高其细胞浓度．采用气升式循环磁处理光生物反应器分批培养螺旋藻,当温度θ＝２８～３０℃,光照度Ｅ＝１６ｋｌｘ时,较佳的磁处理强度Ｈ＝２００ｋＡ／ｍ,藻液切割磁力线的速度ｖ＝０．１５ｍ／ｓ,此时第６天便可达到最大细胞浓度２．７６ｇ／Ｌ（干重）,比同期非磁处理培养时的产量增加了４６．８％,与非磁处理培养时的最大细胞浓度２．２６ｇ／Ｌ（干重）相比,磁处理的最大细胞干重提高了２２．１２％,达到最大细胞干重的时间提前了２天．可见,循环磁处理培养开辟了微藻培养的新途径．     

不同类型光生物反应器的螺旋藻培养特性研究

采用了５种不同类型光生物反应器进行螺旋藻分批培养,发现在相同条件下：光强１００００ｌｘ,温度２５℃,以气升式外循环光生物反应器与鼓泡柱式光生物反应器效果较好,细胞干重分别为２．４３ｇ／Ｌ和２．１５ｇ／Ｌ;当光强为１５０００ｌｘ时,干重可达５．０７ｇ／Ｌ和２．７３ｇ／Ｌ。     

Design of a novel photobioreactor for culture of microalgae

This paper presents the design of a novel photobioreactor for cultivation of microalgae. The body of the reactor with volume of about 40 L is parallelipipedic and divided in five compartments that can be put in series. The optical guides, plunged perpendicularly into the compartments, are upright Plexiglas plates on which side faces there are able to diffuse light laterally and ensure an even distribution of light in the medium. External airlifts through the side columns are used for mixing of culture medium. The external light source is a SON-T lamp mounted inside a projector that provides a conical light dispersion, it is interchangeable and may take different positions. The design offers the photobioreactor characteristics including mainly interchangeable light source, homogenous distribution of light, perfect mixing of suspension of algae, high ratio of illuminating surface to volume of reactor, compactness and absence of contamination. Schemes, view of the photobioractor and data of continuous culture forSpirulina maxima are presented. Foundation item: Supported by the Scholarship of Faculté Polytechnique de Mons, Belgium: and the National Fund for Scholars Returning From Abroad Biography: Xia Jin-lan (1964-), male, Ph. D., Professor, research direction: bioscience and bioengineering     

内置螺旋转子管式光生物反应器的流动特性数值模拟

提出了在管式光生物反应器（T-PBR）内置螺旋转子以优化其性能的方法。采用两相流模型模拟其流动特性,对内置两叶片螺旋转子、内置低流阻螺旋转子与无内置螺旋转子在旋流数、液相体积传质系数、截面速度云图、液体速度分量及气体速度分量等方面进行模拟比较。结果表明,内置螺旋转子可以增强管内旋流流动,提升气液两相间的传质效率,改善T-PBR的混合性能。最后比较了不同导程两叶片螺旋转子对T-PBR混合-传质性能的影响。     

组合转子管式光生物反应器气液两相流混合特性模拟研究

通过Fluent流场分析软件对组合转子管式光生物反应器气液两相流混合特性进行模拟。以欧拉多相流模型、k-ε湍流模型为依据,分别对无内置转子光管、内置两叶片转子管、内置翼片转子管在多种倾斜角度下的速度云图、旋流数、气含率、气相速度、湍动能进行分析。结果表明：内置组合转子能够提高流体湍动程度,促进流体混合传质;翼片转子由于其特殊的结构能够显著增加管式光生物反应器中的气含率,提高气液两相间传质效果,传质效果相较于两叶片转子管和光管分别提高53.7%和26.5%;随着管路倾角由0°增大至90°,流体平均湍动能逐渐增加,内置组合转子后平均湍动能增加更加明显,与两叶片转子相比,翼片转子在0°和30°情况下混合传质效果更好。