管式振荡流光生物反应器中微藻的培养

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1、论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4．评阅人5：答辩委员会主席：匿纪蛊』数量』浙婆太堂委员1：让堡苤』数拯』浙江王些太堂委员2：直壁玉垣』数援』逝江太堂委员3：委员4．委员5：答辩日期：2Q12生3月墨旦浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝’江盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所

2、做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：缉徘l签字日期：≥，、2年名月孚日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：毕帚轷I锄鲐研p骈签字日期：知I≥年夕月驴日签字日期：yol夕g-乡月害日浙江大学硕士学位论文致谢即将

3、结束近20年的求学生涯，在此真诚的感谢一路陪我走来的朋友，同学和师长们，谢谢你们。在论文完成之际，我首先要感谢我的导师胡晓萍教授，本文是在胡老师的悉心指导下完成的。胡老师学识渊博，治学严谨，在本课题的设计和开展当中给予了我非常大的指导和帮助，而且在生活上给了我无微不至的关怀，在此表示衷心的感谢，同时还要特别感谢吴嘉老师，两位老师实事求是，为人师表的风范指引着我为人处世的态度，将使我终生受益。另外，要感谢实验室的兄弟姐妹，跟你们在一起使枯燥的实验充满了乐趣。在实验研究中，得到了钟绍兴、王向峰等师兄，还有茅占戈师妹的帮

4、助，使得实验进行的很顺利。同时与实验室的颜星月、吴鹏、夏欣桐和蔡有强的讨论，使我获得了很多新的想法，应用到实验中得到了很好的效果，祝愿大家事有所成。最好，我想对我的家人表示感谢，谢谢你们的养育之恩，在我困难的时候一直支持着我，陪伴着我，有了你们的关怀和鼓励，使我能够专心的完成学业。牛春林二零一二年一月于求是园浙江大学硕士学位论文摘要人类社会发展对能源的需求持续增长，但可得的化石燃料逐渐减少，并且化石燃料的燃烧带来的环境f．-j题日益严重，因此寻找绿色可持续性的替代能源显得尤其紧迫。生物柴油因其具有诸多的优点被公认为

5、是具有发展前景的选择，但是现有的生物柴油的原料主要以粮食作物(玉米、油菜籽等)为主，备受争议。而微藻具有较高的生产速率，且高含油量，不需要占用耕地等诸多优点有成为生物柴油原料的潜力，近年来颇受研究者关注。研究主要集中在微藻的培养以及微藻培养的反应器开发两方面。本文以反应工程学理论为基础，建立了新型的管式振荡流光生物反应器，并对其性能进行了初步的评价，主要进行了以下工作：1、在搅拌式的槽式反应器中，考察了温度、光照强度、培养液pH值以及C02对海生椭球藻生长的影响。研究结果表明，海生椭球藻在不同的pH值下比生长速率不

6、同，当pH值为8．0时，微藻的比生长速率最大；pH值低于7．0时，微藻的生长会受到抑制，在培养液中C02溶解饱和时(此时pH=4．92，25。C)，微藻的生长完全被抑制，但是结果显示该情况下，微藻细胞并未受到损害，微藻细胞随着pH值的升高又恢复活力；当光照强度为30001ux时，微藻的生物量在24小时内增加了62．1％，光照强度高于30001ux，出现光抑制现象抑制微藻细胞的光合作用；微藻在温度为27"C时比生长速率最大，温度主要通过影响微藻细胞内的生物酶来影响其生长。2、设计并建立了一套内径为65mm，高1．5m

7、，体积为21L的新型管式振荡流光生物反应器，反应器由振荡部分和培养部分两部分组成，通过调节振荡泵的振幅和频率来实现反应器内流体流动模式的变化，而且该反应器采用内置光源的光照方式，以满足微藻细胞光合作用的需要。3、在管式振荡流光生物反应中对小球藻进行了连续化培养，主要考察了pH值、初始浓度以及多级混合模型参数对微藻培养的影响。结果显示，管式培养器中小球藻在pH值为7．5时比生长速率最大，比文献报道的值有所降低；微藻溶液的初始浓度对微藻培养在管式反应器中的影响很明显，在振荡条件St=2．430，Reo=1427．8，此

8、时反应器的多级混合模型参数N=9，该条件下，随着初始浓度IIl浙江大学硕士学位论文摘要的升高，小球藻的比生长速率逐渐降低，但是体积生产能力增大，即单位时间内微藻产生的绝对生物量增多；调节振幅和频率，当多级混合模型参数N=16时，微藻溶液初始浓度为O．1429／L时，小球藻的比生长速率达到最大值0．563d～，此时体积最大生产能力达到95mg／(L．d)，继续