光照生物反應(yīng)器(光生物反應(yīng)器)是用于培養(yǎng)光合微生物(如微藻、光合細(xì)菌)或具有光合作用能力的組織、細(xì)胞的裝置，其核心原理是通過人工調(diào)控光照、溫度、營養(yǎng)等環(huán)境參數(shù)，模擬并優(yōu)化自然光合作用條件，實(shí)現(xiàn)高效生物質(zhì)生產(chǎn)或目標(biāo)產(chǎn)物合成。
光照生物反應(yīng)器主要類型與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
開放式光生物反應(yīng)器
結(jié)構(gòu)：通常為水平式或傾斜式的淺池或跑道池，依賴自然光照或外部光源(如熒光燈、LED)。
特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：成本低、易操作、適合大規(guī)模培養(yǎng)(如螺旋藻、小球藻)。
缺點(diǎn)：易受外部環(huán)境干擾(如溫度、污染)，光合轉(zhuǎn)化效率低，需大量光照但實(shí)際利用率有限。
案例：1969年Oswald設(shè)計(jì)的跑道池反應(yīng)器，通過槳輪或旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)液循環(huán)。
密閉式光生物反應(yīng)器
結(jié)構(gòu)：采用透明材料(如玻璃、塑料管道)構(gòu)建封閉系統(tǒng)，配備光源(LED、光纖導(dǎo)光)、循環(huán)裝置、控溫系統(tǒng)及傳感器。
特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：可連續(xù)生產(chǎn)，環(huán)境控制精準(zhǔn)(溫度、pH、溶氧)，產(chǎn)氫效率高，污染風(fēng)險(xiǎn)低。
缺點(diǎn)：建造成本高，后期可能因藻體黏壁、溶氧蓄積等問題影響性能。
細(xì)分類型：
管道式：長徑比大，光程短，適合高密度培養(yǎng)。
扁平箱式/平板式：通過調(diào)節(jié)采光方向優(yōu)化光分布，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高。
光纖光生物反應(yīng)器：利用光纖傳輸光線，提高深層受光均勻性。
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