藻类光生物反应器的设计及应用研究

董汝晶，谯顺彬，田 辉，张义明，罗 芳，陶希芹

(1.贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳550003; 2.贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州贵阳550003; 3.贵州工业职业技术学院，贵州贵阳550008)

藻类光生物反应器的设计及应用研究

董汝晶1，2，3，谯顺彬3，*，田 辉1，2，张义明2，3，罗 芳3，陶希芹3

(1.贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳550003; 2.贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州贵阳550003; 3.贵州工业职业技术学院，贵州贵阳550008)

根据藻类的生长特点设计了一个容积为10.0L的光生物反应器，其长×宽×高分别为320mm×80mm× 390mm。利用该反应器进行螺旋藻培养实验，采用响应面法对其培养条件进行优化研究，建立以藻体干重为响应值，以光照强度、通气量、培养时间和装液量为自变量的二次多项式数学模型。培养条件优化后螺旋藻最终干重为1.298g/L。实验结果表明，所设计的反应器能很好地满足藻类生长，其培养产率也明显提高。

光生物反应器，螺旋藻，响应面法，藻体干重

1 10.0L光生物反应器的设计

1.1 反应器的主体尺寸

反应器容积为10.0L，采用气升式作为循环动力。为了减少占地、提高空间利用率，将反应器形状设计为垂直板式，由主体结构、光照系统和气体循环系统三部分组成。主体结构要求长、宽、高有合理的尺寸，其具体尺寸应该以易于放大和方便操作为设计依据。增加高度可以减小占地面积，但同时也增加了培养液中的溶氧浓度，使气液间氧的传质过剩，造成溶氧的过饱和，此外，需要消耗更大的气流作为循环动力，使操作维护更加复杂。……