了解光照发酵罐各组成部件功能特点才能更好的使用它

更新时间：2025-09-01

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　　光照发酵罐是一种集光生物反应与发酵过程于一体的多功能生物反应器，专为培养光合微生物（如微藻、蓝细菌、光合细菌）或光响应工程菌而设计。与传统发酵罐不同，光照发酵罐通过内置或外置光源系统提供可控光照，满足光合生物生长所需的光能，广泛应用于生物燃料、功能性食品、生物医药、环境治理和合成生物学等领域。其高效运行依赖于多个关键部件的协同配合，各具不同功能与技术特点。

　　1、光照系统

　　作为核心部件，光照系统提供适宜波长与强度的光源，模拟自然光照条件。通常采用高亮度LED阵列，具备以下优势：

　　波长可调：可选择红光（660nm）、蓝光（450nm）或全光谱组合，匹配不同微生物的光吸收峰。

　　光强可控：通过调节电流或脉冲宽度（PWM）实现光照强度的精确调控（如0–200μmol/m2/s），满足不同生长阶段需求。

　　低热辐射：LED发热量小，减少对培养温度的干扰，避免局部过热损伤细胞。

　　2、生物反应罐体

　　通常采用高透光性材料（如硼硅玻璃或光学级透明塑料）制成，确保光线高效穿透。罐体设计为柱状或平板式，优化光程与光照均匀性。部分型号配备双层夹套，用于通入冷却水以控制光照产生的热量。

　　3、搅拌与混合系统

　　由电机、搅拌桨（如螺旋桨、桨式或磁力搅拌）组成，用于促进营养物质均匀分布、防止细胞沉降，并增强气液传质。常采用低剪切力搅拌设计，避免损伤敏感的光合细胞。

　　4、通气与气体交换系统

　　包括空气压缩机、过滤器、气体流量计和分布器（如微孔曝气头）。用于向培养液中通入CO2（光合自养所需）或O2/空气（好氧代谢），同时排出代谢废气。气体经0.22μm滤膜过滤，防止污染。

　　5、温控系统

　　由加热带、冷却夹套、循环水泵和温度传感器组成，结合PID控制器，将培养温度稳定在设定范围（如25–35℃），确保光合酶活性与细胞生长。

　　6、传感器与在线监测系统

　　集成pH、溶解氧（DO）、温度、光密度（OD）等传感器，实时监测培养环境参数。部分设备配备荧光探头，用于检测叶绿素或代谢产物。

　　7、控制系统与软件平台

　　采用PLC或计算机控制系统，实现光照周期（如12h光/12h暗）、温度、pH、转速、气体流量等参数的自动调节与数据记录。支持远程监控与实验程序编辑，提升自动化水平。

　　8、进样与取样装置

　　设有无菌进样口和取样阀，便于添加营养液、接种或中途取样分析，减少污染风险。