内置组合转子管式光生物反应器光照特性研究
发布时间：2022-02-16 22:42
能源对当今社会经济发展起着重要的作用,而传统的化石能源因其保有量以及污染环境等因素,迫使人们逐渐发展新型能源。我国的新能源研究主要集中在潮汐能、太阳能、核能、风能、生物质能源等。目前,像风力发电、水力发电等已经拥有较为成熟的技术基础,而其中生物质能源中的生物柴油因其可以直接利用现有的设备,成为了近期发展的重要方向。微藻具有培养成本低、易生长、含油量高的特点,逐渐成为制备生物质能最适合的原料之一。相比开放式培养微藻,封闭式培养——光生物反应器具有培养密度高、易于控制且卫生条件高等特点被广大学者研究,而管式光生物反应器因其光照面积比高、易于搭建以及成本较低等优点被广泛关注,但目前仍然存在着气液混合效果差、光暗循环周期低、管壁遮光现象严重等问题。本文对小球藻培养技术、光生物反应器种类以及影响小球藻培养的因素进行介绍,并在传统管式光生物反应器管路中加入无动源式组合转子,一方面增强管内气液混合效果,使小球藻快速进入对数期,另一方面加大小球藻藻液流体湍流程度,加剧对管壁的冲击,使其减缓小球藻附壁现象产生,此外由于转子的转动加大了管内藻液径向流动,极大的提高了小球藻光暗循环周期。本文设计并搭建小型组...
【文章来源】：北京化工大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 微藻能源的研究背景
1.2 微藻的种类和培养基
1.2.1 微藻的种类
1.2.2 培养基的种类
1.3 光对微藻生长的影响
1.3.1 光合作用机理
1.3.2 光照强度对微藻生长的影响
1.3.3 光质对微藻生长的影响
1.3.4 光暗周期对微藻生长的影响
1.3.5 光衰减对微藻生长的影响
1.4 光生物反应器的研究现状
1.4.1 光生物反应器类型
1.4.2 管式反应器结构及光学特性研究
1.5 本文研究工作
第二章 小型组合转子管式光生物反应器及光暗周期研究
2.1 小型组合转子管式光生物反应器设计
2.2 实验方案
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 培养方式
2.2.4 实验数据测量、计算
2.3 实验结果
2.3.1 不同培养装置对小球藻生长的影响
2.3.2 光暗周期对小球藻生长的影响
2.3.3 转子对小球藻的光学影响
2.4 本章小结
第三章 立式组合转子管式光生物反应器实验台设计
3.1 当前微藻培养系统
3.2 立式组合转子管式光生物反应器结构设计
3.2.1 装置结构
3.3 反应器主要仪器参数
3.4 反应器工作原理及其结构特点
3.4.1 反应器工作原理
3.4.2 反应器结构特点
3.4.3 反应器光学特点
3.5 流量与转子转速关系式推导
3.5.1 实验装置及方法
3.5.2 实验数据处理
3.6 本章小结
第四章 转子转速对小球藻光源利用率及培养效果的影响
4.1 实验原理
4.1.1 实验原理及方法
4.1.2 实验培养方式
4.1.3 实验步骤
4.2 实验结果
4.2.1 高转速组合转子管式光生物反应器
4.2.2 光管管式光生物反应器
4.2.3 低转速组合转子管式光生物反应器
4.2.4 锥形瓶静态培养
4.3 实验结果对比和分析
4.3.1 光密度对比
4.3.2 溶氧量和PH对比
4.3.3 比生长速率对比
4.3.4 生物量积累对比
4.3.5 转子转速对光源的利用率对比
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国生物质能源发展现状与战略思考[J]. 闫金定. 林产化学与工业. 2014(04)
[2]蛋白核小球藻的光衰减模型及藻细胞受光特性参数的模拟[J]. 黄建科,康少锋,李元广,李伟. 过程工程学报. 2014(02)
[3]光照对光生物反应器中微藻高密度光自养培养的影响[J]. 李永富,孟范平,李祥蕾,马冬冬. 中国生物工程杂志. 2013(02)
[4]我国近期化石能源发展的展望、特点及其生产储运安全的重要性[J]. 严陆光,黄常纲,谭宗颖,冯霞. 电工电能新技术. 2012(03)
[5]LED单色光谱及复合光谱对赤潮优势种中肋骨条藻生长的作用[J]. 苗洪利,孙丽娜,田庆震,周晓光,王晶. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2011(10)
[6]光照对中肋骨条藻和利玛原甲藻生长的影响[J]. 苗洪利,孙丽娜,田庆震,王晶. 光电子.激光. 2011(05)
[7]微藻能源技术开发和产业化的发展思路与策略[J]. 黄英明,王伟良,李元广,谢静莉,范建华,陶黎明. 生物工程学报. 2010(07)
[8]LED光谱对纤细角毛藻和亚心形扁藻生长的影响[J]. 苗洪利,周晓光,刘逢学,李跃鹏,梅浩,王晶. 光学学报. 2010(04)
[9]中国新能源发展研究[J]. 刘琦. 电网与清洁能源. 2010(01)
[10]微藻生物柴油产业化技术中的若干科学问题及其分析[J]. 李元广,谭天伟,黄英明. 中国基础科学. 2009(05)
博士论文
[1]组合转子强化传热机理及性能研究[D]. 张震.北京化工大学 2014
硕士论文
[1]随动式动态混合设备混合性能的实验研究[D]. 杨优生.北京化工大学 2017
[2]温度对四种微藻生物大分子及油脂特性的影响[D]. 赵婷.青岛科技大学 2016
[3]能源微藻生物反应器内辐射传递的数值模拟[D]. 王新峰.哈尔滨工业大学 2013
[4]管式振荡流光生物反应器中微藻的培养[D]. 牛春林.浙江大学 2012
[5]日本的节能降耗经验对我国的启示与对策建议[D]. 于双行.河北大学 2009
[6]LED光源促进微藻生长的研究[D]. 毛安君.中国海洋大学 2007
本文编号：3628796
【文章来源】：北京化工大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 微藻能源的研究背景
1.2 微藻的种类和培养基
1.2.1 微藻的种类
1.2.2 培养基的种类
1.3 光对微藻生长的影响
1.3.1 光合作用机理
1.3.2 光照强度对微藻生长的影响
1.3.3 光质对微藻生长的影响
1.3.4 光暗周期对微藻生长的影响
1.3.5 光衰减对微藻生长的影响
1.4 光生物反应器的研究现状
1.4.1 光生物反应器类型
1.4.2 管式反应器结构及光学特性研究
1.5 本文研究工作
第二章 小型组合转子管式光生物反应器及光暗周期研究
2.1 小型组合转子管式光生物反应器设计
2.2 实验方案
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 培养方式
2.2.4 实验数据测量、计算
2.3 实验结果
2.3.1 不同培养装置对小球藻生长的影响
2.3.2 光暗周期对小球藻生长的影响
2.3.3 转子对小球藻的光学影响
2.4 本章小结
第三章 立式组合转子管式光生物反应器实验台设计
3.1 当前微藻培养系统
3.2 立式组合转子管式光生物反应器结构设计
3.2.1 装置结构
3.3 反应器主要仪器参数
3.4 反应器工作原理及其结构特点
3.4.1 反应器工作原理
3.4.2 反应器结构特点
3.4.3 反应器光学特点
3.5 流量与转子转速关系式推导
3.5.1 实验装置及方法
3.5.2 实验数据处理
3.6 本章小结
第四章 转子转速对小球藻光源利用率及培养效果的影响
4.1 实验原理
4.1.1 实验原理及方法
4.1.2 实验培养方式
4.1.3 实验步骤
4.2 实验结果
4.2.1 高转速组合转子管式光生物反应器
4.2.2 光管管式光生物反应器
4.2.3 低转速组合转子管式光生物反应器
4.2.4 锥形瓶静态培养
4.3 实验结果对比和分析
4.3.1 光密度对比
4.3.2 溶氧量和PH对比
4.3.3 比生长速率对比
4.3.4 生物量积累对比
4.3.5 转子转速对光源的利用率对比
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国生物质能源发展现状与战略思考[J]. 闫金定. 林产化学与工业. 2014(04)
[2]蛋白核小球藻的光衰减模型及藻细胞受光特性参数的模拟[J]. 黄建科,康少锋,李元广,李伟. 过程工程学报. 2014(02)
[3]光照对光生物反应器中微藻高密度光自养培养的影响[J]. 李永富,孟范平,李祥蕾,马冬冬. 中国生物工程杂志. 2013(02)
[4]我国近期化石能源发展的展望、特点及其生产储运安全的重要性[J]. 严陆光,黄常纲,谭宗颖,冯霞. 电工电能新技术. 2012(03)
[5]LED单色光谱及复合光谱对赤潮优势种中肋骨条藻生长的作用[J]. 苗洪利,孙丽娜,田庆震,周晓光,王晶. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2011(10)
[6]光照对中肋骨条藻和利玛原甲藻生长的影响[J]. 苗洪利,孙丽娜,田庆震,王晶. 光电子.激光. 2011(05)
[7]微藻能源技术开发和产业化的发展思路与策略[J]. 黄英明,王伟良,李元广,谢静莉,范建华,陶黎明. 生物工程学报. 2010(07)
[8]LED光谱对纤细角毛藻和亚心形扁藻生长的影响[J]. 苗洪利,周晓光,刘逢学,李跃鹏,梅浩,王晶. 光学学报. 2010(04)
[9]中国新能源发展研究[J]. 刘琦. 电网与清洁能源. 2010(01)
[10]微藻生物柴油产业化技术中的若干科学问题及其分析[J]. 李元广,谭天伟,黄英明. 中国基础科学. 2009(05)
博士论文
[1]组合转子强化传热机理及性能研究[D]. 张震.北京化工大学 2014
硕士论文
[1]随动式动态混合设备混合性能的实验研究[D]. 杨优生.北京化工大学 2017
[2]温度对四种微藻生物大分子及油脂特性的影响[D]. 赵婷.青岛科技大学 2016
[3]能源微藻生物反应器内辐射传递的数值模拟[D]. 王新峰.哈尔滨工业大学 2013
[4]管式振荡流光生物反应器中微藻的培养[D]. 牛春林.浙江大学 2012
[5]日本的节能降耗经验对我国的启示与对策建议[D]. 于双行.河北大学 2009
[6]LED光源促进微藻生长的研究[D]. 毛安君.中国海洋大学 2007
本文编号：3628796
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