微藻光自养培养过程中剪切力对藻细胞的伤害作用机制及其调控

项目名称： 微藻光自养培养过程中剪切力对藻细胞的伤害作用机制及其调控

项目编号： No.31402319

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 农业科学

项目作者： 黄建科

作者单位： 华东理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 微藻可通过吸收二氧化碳进行光合作用合成油脂、蛋白质及色素等其它高附加值物质，在能源、碳减排及食品等领域具有重要应用价值。混合是影响微藻光自养培养的关键因素之一，它具有提高细胞光暗循环频率及气液传质等促进藻细胞生长的作用。然而，目前在微藻光自养培养及光生物反应器的优化与放大过程中，过度地强调混合对藻细胞生长的促进作用而往往忽视了混合产生的剪切力对藻细胞的伤害作用。迄今，国内外有关剪切力对藻细胞可能产生伤害的主要区域（进气区域、湍流区域、壁面边界层及气液表面）的认识存在着分歧，尚未明晰剪切力对藻细胞伤害作用的机制。本项目拟采用计算流体力学计算获得光生物反应器中的剪切力等流体动力学参数；然后，结合微藻光自养培养，确定对藻细胞产生伤害作用的主要流体动力学行为及其区域；最后，建立具有最佳混合调控策略的微藻高效光自养培养工艺。本项目的研究结果可为微藻光自养培养及光生物反应器的优化与放大提供坚实的基础。

中文关键词： 微藻培养；光生物反应器；混合；剪切力；计算流体力学

英文摘要： Microalgae can assimilate CO2 and conduct photosynthesis to synthesis and accumulate the lipid, protein and other high-value compound such as pigment. Mixing is one of the key factors for photoautotrophic growth. Mixing can increase algal cell growth thro

英文关键词： Microalgae cultivation；Photobioreactor；Mixing；Shear stress；Computational fluid Dynamics