平板式光生物反应器在饵料微藻培养中的应用

对自主研发的平板式光生物反应器的主要性能参数进行了测定,并以纤细角毛藻和等鞭金藻为培养对象对平板反应器培养微藻的条件进行研究.结果表明,光照和通气速率是影响微藻在反应器中生长的主要因素,一定范围内高光照强度和高通气速率有利于微藻细胞的生长.通过与开放式培养系统对照培养表明,平板反应器能够有效提高培养密度.纤细角毛藻在培养8 d后,仍然能够保持缓慢的增殖状态,细胞生长趋于稳定期,培养末期的细胞密度达到5.01×108个/mL,高于开放系统培养的1.81×107个/mL.该平板反应器具有操作简单、容易放大、价格低廉等优势,适用于工业化生产.     

封闭式光生物反应器集胞藻6803光自养和混合营养培养比较

采用封闭式光生物反应器进行了蓝藻基因工程常用宿主系统集胞藻Synechocystis sp. PCC 6803的混合营养培养,并与光自养培养进行了比较,在两种培养方式下,集胞藻6803的饱和光强基本相同,都为5000lx,当入射光强为5000lx,初始葡萄糖浓度为1．74g/L时,混合营养生长在葡萄糖消耗完（69．5h)时的藻细胞密度为1．36g/L,叶绿素浓度为20．08mg/L,能量得率为16．7％,分别为同期光自养生长的3．8倍,2．3倍和2．6倍,这表明封闭式光生物反应器混合营养培养方式在促进集胞藻6803生长和光合色素合成及提高培养过程能量得率等方面都有显著作用。     

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。     

2种光生物反应器在微藻培养中的性能比较

对自主研发的平板式光生物反应器和柱状气升式内环流光生物反应器的主要性能参数进行了测定,以纤细角毛藻为培养对象对两者性能进行了综合评价.结果表明:平板式光生物反应器具有高的液体循环速度和相对较小的光衰减程度,更有利于藻体细胞对光的吸收,纤细角毛藻的培养密度和生长速率分别达到6.98×108/mL和1.42/d,并且操作简单、容易放大,适合于微藻的规模化高密度培养;柱状气升式内环流光生物反应器培养效率相对较低,纤细角毛藻的培养密度和生长速率仅为1.52×108/mL和0.935/d,但其培养环境稳定、主要培养参数容易控制,可实现无菌化纯培养,在探索微藻生长动力学、优化微藻培养条件和转基因微藻的培养等方面具有优势.因此在微藻培养时应根据实际的应用目的不同选择适合的光生物反应器.     

封闭式光生物反应器集胞藻6803光自养和

采用封闭式光生物反应器进行了蓝藻基因工程常用宿主系统集胞藻Synechocystissp.PCC6803的混合营养培养,并与光自养培养进行了比较.在两种培养方式下,集胞藻6803的饱和光强基本相同,都为5000lx.当入射光强为5000lx、初始葡萄糖浓度为1.74g/L时,混合营养生长在葡萄糖消耗完(69.5h)时的藻细胞密度为1.36g/L、叶绿素浓度为20.08mg/L、能量得率为16.7%,分别为同期光自养生长的3.8倍、2.3倍和2.6倍.这表明封闭式光生物反应器混合营养培养方式在促进集胞藻6803生长和光合色素合成及提高培养过程能量得率等方面都有显著作用.     

植物生物反应器细胞悬浮培养研究进展

利用生物反应器进行植物细胞悬浮培养可以缩短植物细胞的生长周期，但进行大规模植物细胞悬浮培养会受到植物自身特点和生物技术的限制。通过与微生物相比较，笔详细介绍了植物细胞悬浮培养的特点，分析了用于植物细胞悬浮培养的反应器类型及其特点和适用范围，并提出以植物快速繁育为主要目标的植物生物反应器的研究方向。     

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.     

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.     

纤细角毛藻平板反应器培养条件的优化

纤细角毛藻作为海洋生物的饵料,生长密度低、应用成本高一直是制约其利用的关键因素．本研究采用自行研制开发的平板式密闭光生物反应器培养纤细角毛藻,考察光照强度、光照周期、通气量、接种量等环境因素对藻细胞生长的影响,并采用均匀设计方法获得了优化的培养条件：光照时间24h,光照强度为6mW／cm^2,通气速率为8．43L／min,在优化条件下预期细胞密度最大值可达（6．94±0．88）×10^8／mL,验证实验获得最大的细胞密度为（6．18±0．13）×10^8／mL,理论计算值与实验值一致．     

导体平板散射矩阵的计算

该文应用物理光学法及边缘绕射理论的增量长度绕射系数法，对有限大小矩形平板在任意入射波、任意空间场点处的散射矩阵进行推导，得到计算平板散射矩阵的简单公式，数值计算结果表明，此公式精确可靠。结果对掠入射时的雷达目标识别具有参考意义，该方法可以推广到计算任意边缘形状平板的散射矩阵。     

对一种新型全有机复合薄膜的超高密度信息存储研究

用真空热壁法生长了一种新型全有机复合薄膜TTF/m-NBP(tetrathiofulvalene/m-nitrobenzylidene propanedinitrile)。用透射电子显微镜和傅立叶变换红外光谱对薄膜的表征结果证明,该制备方法能够生长出较大面积的化学结构完善的单晶薄膜。用原子力显微镜(AFM)和扫描隧道显微镜(STM)都观察到了TTF/m-NBP薄膜表面的原子级分辨像。通过STM针尖施加脉冲电压在TTF/m-NBP薄膜上实现了纳米级的信息存储,最小记录点直径约为1.2nm。扫描隧道谱分析表明TTF/m-NBP薄膜具有很好的电开关“记忆”特性。初步研究认为其电开关机制可能主要是脉冲电压诱发的TTF电子给体与m-NBP电子受体分子间的电荷转移的变化所致。     

平板的颤振参数研究

基于平板颤振理论 ,建立了颤振双参数优化模型 ;提出了搜索该优化模型最优解的混沌新方法 ,该方法利用混沌的内在随机性和遍历性来获得全局最优解 ;并详细给出了图解法和迫近法搜索优化模型最优解的步骤 .经算例验证 ,上述 3种方法计算简便 ,精度高 ,为平板颤振频率、颤振风速和折算风速等颤振参数的确定提供了新的有效途径 .混沌方法人为参与程度低 ,稳定性强 ,可以方便准确地绘出平板各种颤振参数的诺模图     

多孔介质平板结霜模型的研究

建立多孔介质平板结霜过程的数学模型,编制相应的仿真程序.获得了质量流量,霜层厚度,霜层表面温度,霜层密度,偏重系数的相互影响关系.计算结果和实验测试的结果吻合,研究对确定多孔介质平板结霜的霜层生长速率计算有较大参考意义.     

微气泡对平板摩擦阻力影响的分析

由于微气泡减少平板摩擦阻力的准确机理不甚清楚 ,该文试图在这方面作一些研究 .对微气泡从平板的上、下表面引入时进行了计算 ,结果表明 :计算分析与前人的试验数据在定性上是一致的 .     

薄平板气动导数的数值计算

用基于一般曲线坐标系和交错网格的差分法求解原始变量二维不可压粘性流体的Ｎ－Ｓ方程,计算了宽高比为２２．５、两端圆滑的薄平板的气动导数．将薄平板当作刚性物体,首先分别计算物体做竖向强迫振动和扭转强迫振动的气动力,雷诺数取为１０５,物体运动和气流的耦合作用用动网格法考虑,Ｎ－Ｓ方程用二阶投影法和多重网格法求解．然后用最小二乘法确定Ｓｉｍｉｕ和Ｓｃａｎｌａｎ给出的气动力表达式中的８个气动导数．绝大部分气动导数的计算结果和Ｔｈｅｏｄｏｒｓｅｎ的理论值及实验值都十分吻合     

脉动流对壁面边界层流动的数值研究

为了研究非稳态尾迹对平板表面流动和换热的影响,本文将非稳态尾迹引起的主流速度脉动简化为正弦变化,通过数值的方法研究了脉动频率和振幅对平板壁面边界层流动和换热的影响,研究结果表明:边界层内的速度、壁面温度、壁面摩擦系数和平均换热系数随着时间的变化做周期性脉动;边界层内流动与主流之间存在着相位差,壁面距离越小,相位差越大;边界层内的速度和壁面摩擦系数脉动幅度的大小与主流脉动频率和振幅成正比;壁面温度和壁面平均换热系数的波动大小与主流脉动频率成反比,与脉动振幅成正比,当主流脉动频率和脉动振幅增加到一定值后,靠近壁面的地方出现回流,回流强度与脉动频率和振幅成正比。     

生物反应器高密度异养培养小球藻

首先用摇瓶实验确定异养流加分批培养小球藻中起始葡萄糖及KNO3的适宜浓度与流加葡萄糖及KNO3浓度的控制范围和补料液中最适C/N值.培养基中起始添加10g·L-1葡萄糖和1.6g·L-1KNO3较适宜.在此前提下,流加分批培养时葡萄糖和NO3-质量浓度应分别控制在617～245g·L-1和≤0.44g·L-1,补料液中最适C/N值为41.2.据此结果,经5L通风搅拌反应器放大培养实验,效果良好.连续流加分批异养培养小球藻59h,总糖60g·L-1,得藻生物量341g·L-1,葡萄糖转化率为56.8%,实现了高密度培养.