螺旋藻高細(xì)胞密度培養(yǎng)裝置的設(shè)計及培養(yǎng)條件優(yōu)化.pdf

1、綜合比較了用于藻類培養(yǎng)的各種光生物反應(yīng)器的主要類型并闡明其研究現(xiàn)狀，根據(jù)其設(shè)計思想和設(shè)計原則設(shè)計了一套垂直板式氣升式光生物反應(yīng)器，容積為10.0L，長×寬×高為320mm×80mm×390mm。介紹了在微生物培養(yǎng)基及工藝條件中經(jīng)常采用的優(yōu)化方法，并首次選取響應(yīng)曲面法(Response Surface Methodology，RSM)對螺旋藻的培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，以驗證所設(shè)計的反應(yīng)器是否適合螺旋藻的生長，能否提高螺旋藻的培養(yǎng)產(chǎn)率。

2、反應(yīng)器的驗證實驗包括光合自養(yǎng)法和混合營養(yǎng)法培養(yǎng)螺旋藻。采用光合自養(yǎng)法時，利用響應(yīng)曲面法對影響藻體生長的幾個主要因子，即光照強(qiáng)度(A)、通氣量(B)、培養(yǎng)時間(C)和裝液量(D)進(jìn)行最佳水平優(yōu)化，并得到以藻體干重(DW)為響應(yīng)值，光照強(qiáng)度、通氣量、培養(yǎng)時間和裝液量為自變量的二次多項式數(shù)學(xué)模型：DW=1.25+0.096A+4.792E-003B+0.039C-9.792 E-003D+3.125 E-004AB-0.018AC+1.688

3、 E-003AD+6.250 E-005BC+5.625 E-004BD+4.375 E-004CD-0.1A<'2>-0.057B<'2>-0.024C<'2>-0.033D<'2>對該模型求導(dǎo)，當(dāng)光照強(qiáng)度、通氣量、培養(yǎng)時間和裝液量取最佳水平時，藻體干重最大預(yù)測值為1.277g/L,模型驗證實驗證明該模型有很好的實際指導(dǎo)意義。 在光合自養(yǎng)法培養(yǎng)條件優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)行螺旋藻混合營養(yǎng)培養(yǎng)實驗研究。首先采用單因子實驗，確定能促進(jìn)藻體

4、生長的營養(yǎng)物質(zhì)是葡萄糖、醋酸鈉、硝酸鈉、硝酸銨、維生素B<,1>和維生素B<,12>；使用因子分析設(shè)計進(jìn)一步篩選出對藻體干重影響顯著的因子為葡萄糖、硝酸銨和維生素B<,1>：然后利用響應(yīng)曲面法對葡萄糖(A)、硝酸銨(B)和維生素BM<,1>(C)進(jìn)行最佳水平優(yōu)化，得到以藻體干重為響應(yīng)值，葡萄糖、硝酸銨和維生素B<,1>為自變量的二次多項式數(shù)學(xué)模型：DW=1.66-0.067A<'2>-0.04B<'2>-0.011C<'2>+8.250

5、E<'2>-003AB-8.500E-003AC-1.750E-003BC-0.066A<'2>-0.042B<'2>-7.909E-003C<'2>對該模型求導(dǎo)，當(dāng)葡萄糖、硝酸銨和維生素B<,1>為取最佳水平時，藻體干重最大預(yù)測值為1.688g/L，模型驗證實驗證明模型有很好的實際指導(dǎo)意義。最后對營養(yǎng)成分的補(bǔ)加周期進(jìn)行了研究，實驗結(jié)果表明以48h為補(bǔ)加周期時藻體干重達(dá)到1.822g/L。比光合自養(yǎng)法培養(yǎng)螺旋藻時藻體干重提高了42.68