球等鞭金藻光生物反应器高密度培养和螺旋藻大规模培养系统及过程特征研究

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1、举荣呀二大李硕士学位论文第工页球等鞭金藻光生物反应器高密度培养和螺旋藻大规模培养系统及过程特征研究摘要球等鞭金藻和螺旋藻具有重要的应用价值，这两种微藻大规模培养中存在着生长缓慢、密度低等问题。为了优化这两种微藻的培养系统及培养工艺，本文利用IOL光生物反应器对球等鞭金藻的高密度培养进行了研究，同时利用在线检测技术对敞开式跑道池螺旋藻大规模培养系统及过程特征进行了较深入的研究。在IOL光生物反应器系统中对球等鞭金藻的培养基、初始pH.通气量、光照周期、接种量等进行了研究，确定了较适的培养条件。在此基础上，对补料

2、策略进行了研究，结果表明全培养基分批补料培养10天时，藻细胞密度达5280X10;个/mL，为分批培养时的14.8倍，平均比生长速率为0.388d-':全培养基和部分培养基交替补料，可进一步提高细胞生长速率，平均比生长速率达0.663r。此外，还建立了球等鞭金藻培养液光衰减过程的数学模型。敞开式跑道池螺旋藻培养系统溶氧三维分布特征研究表明，敞开式跑道池中的混合存在不均匀性，在藻液流动方向上，离搅拌桨越远处混合效果越差;为了增强混合效果，应在藻液流动方向上增加搅拌装置。敞开式跑道池螺旋藻培养过程特征研究表明，搅

3、拌、温度、溶氧和光照对螺旋藻白天生长及夜晚生物量损失具有重要影响，探讨了各影响因素之间的相互关系，提出了敞开式跑道池螺旋藻培养过程的优化策略。‘、/一以2一、产，关键词:球等鞭金藻螺旋藻封闭式光生物反应器敞开式A..irM'.培养声拳荣呀二大誉硕士学位论文第II页Studiesonthe班ghDensityCultureoflwc切sifCralbaitainEnclosedPhotobioreactorandtheCharacteristicsofProcessforculturingSpbuTwAtdea

4、nsisinOpenRacewayPondAbstractIsochrysisGalbanaandSpiruhnaplateansisareimportantmicroalgetobeused,buttherearesomeproblemsinthelarge-scalecultureofthesetwomicroalgae,suchaslowgrowthrateandcelldensity.Inordertooptimizethesystemsandtechnologiesforculturingthetw

5、omicroalgae,thisthesiswasfocusedonbothhighdensitycultureofIsochrysisGalbanainIOLenclosedphotobioreactorandcharacteristicsoftheprocessforculturingSpirulinaplateansisinoutdooropenracewaypondwithonlinedetectingtechnology.TheconditionsforculturingIsochrysisGalb

6、anain10Lenclosedphotobioreactor,suchasmedium,initialpH,airflowrate,light/darkcycleandinoculumamountwereinvestigatedandoptimized.Basedontheoptimizedconditions,thefeedingstrategywasstudiedandtheresultsshowedthatcelldensityinfed-batchculturewithfullmediumreach

7、ed5280X104cells/mLafter10days,whichwas14.8timesofthatinbatchculture.TheaveragespecialgrowthrateofIsochrysisGalbanainfed-batchculturewas0.388d-1.Inaddition,feedingwithfullmediumandpartmediuminturn,thecellgrowthrateincreasedgreatlyandtheaveragespecialgrowthra

8、teofIsochrysisGalbanareached0.663d"1.^mathematicmodefordescribinglightatenuationprocessofIsochrysisGalbanawasalsoestablished.Studiesontheofthree-dimensionaldistributionofdissolvedoxygenshowedthatthemix