光合生物反应器的大规模培养设计

光合微生物是生产期望的环保产品的重要生物资源，而光合生物反应器（PBRs）在这些过程中发挥着重要作用。目前，设计用于光催化的PBR仍然面临挑战，大多数反应器都是通过半经验方法进行设计和放大的。由于反应器的资本和运营成本高且使用寿命短，适用于大规模培养的PBR类型相对缺乏，其主要原因是对光、流体动力学、传质和细胞生长在高效反应器设计中的耦合缺乏深入理解。本文批判性地概述了影响PBR性能的关键参数，包括光照、混合、传质、温度、pH值及资本和运营成本。同时强调了商业开发中清洗和温控的使用寿命和成本。建议使用四种类型的PBR——管式、塑料袋、柱状气提和平面气提反应器进行大规模操作。此外，本文详细阐述了利用计算流体动力学工具对PBR进行建模以实现合理设计，并分析了数值模拟中的困难，展现了基于机制模型的前景。(C) 2017 年 作者。由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社出版。