光生物反应器脱除空气中CO2的模型研究

微藻光生物反应器具有脱除空气中CO₂能力。从光生物反应器构型、进气流速、混合传质,及微藻光合/呼吸速率等方面,探讨气升式光生物反应器脱除空气中CO₂效果,提出了时间离散化和集中参数法两种分析方法。运用集中参数法建立了气升式柱型光生物反应器脱除CO₂的数学模型,模拟了藻液中溶氧浓度（DO）、pH随时间的变化情况,及进气CO₂浓度影响,预测并验证了光照条件下出气CO₂、O2浓度的变化趋势。模拟结果和实验数据基本吻合,所提出的模型对光生物反应器的优化设计、微藻的高密度培养,及CO2去除能力预测具有参考意义。     

封闭式光生物反应器研究进展

国际上80～90年代,封闭式光生物反应器是微藻生物技术的重要研究热点,也是微藻生物技术产业化的关键技术之一。本文较全面地介绍了用于微藻大规模培养的封闭式光生物反应器研究现状。将封闭式光生物反应器分为柱式、管式、板式和光导纤维反应器等类型。工业放大前景的管式和板式光生物反应器采取了典型个案分析的方法,列表比较了典型反应器的主要技术参数,并对它们的技术发展趋势进行了归纳总结。     

微藻养殖中的新型光生物反应器系统

目前世界上微藻的大规模养殖仍普遍采用开放池式生产系统,该系统具有许多不足之处;开发高效、易于控制的新型生产系统是今后开展的趋势。本文对一些新型光生物反应器系统如优化的浅水道工生产系统、密闭管道式、发酵罐式光生物反应器、高密度藻类光生物反应器以及其它类型的光生物反应器进行了较为详细的介绍。     

光生物反应器培养微藻研究进展

微藻具有固定CO2和净化有机废水的能力,在环保、食品饲（饵）料、医药和生物能源开发等领域备受关注,但规模化培养及其产业化仍是研究的难点,亟待解决。就常用于大规模培养微藻的光生物反应器的特点和结构进行了综述。其中,封闭式微藻光生物反应器能够较好地调控藻种的培养条件、不易遭受污染,藻种的纯度容易控制,但培养规模小,生产成本较高;而开放式微藻光生物反应器无法精确控制藻种生长环境,但生产规模大、产量高、生产成本低,因此应用广泛。最佳的方法是综合两者优点,即首先利用封闭式微藻光生物反应器进行中试放大,大量繁殖藻种,然后投入开放式微藻光生物反应器内进行大规模商业生产,此方法有望成为微藻光生物反应器的发展方向,以期为微藻大规模培养提供参考借鉴。     

管道式光生物反应器的设计和性能

该文概述了管道式光生物反应器在设计上对性能的要求,对影响光生物反应器培养效率的各种生长条件如光能利用效率、CO2利用效率、环境温度、溶解氧等问题进行了探讨,指出高效并可自动调节的藻液循环混合系统对于高密度海藻培养是非常重要的,提出了能否自动清洗光生物反应器内壁是判断光生物反应器是否可用于工业化生产的关键。     

用管式光生物反应器培养螺旋藻的研究

微藻大规模培养主要有敞开式大池培养和封闭式光生物反应器培养两种主要方式。管式光生物反应器是封闭式光生物反应器的主要类型之一。与其它类型相比,管式光生物反应器放大较易,成本较低。国外关于管式光生物反应器已有不少研究［１～３］但关于管式光生物反应器产率与光强和光暗比的关系等方面的研究尚未得出明确的结论。国内管式光生物反应器的研究较少［４］,尚未见有关管式光生物反应器中微藻悬浮液流变特性基础参数和产率影响因素的报道。螺旋藻是丝状体蓝藻,螺旋藻蛋白质含量高,其蛋白质所含必需氨基酸丰富,是国内外大规模商业…     

光照对光生物反应器中微藻高密度光自养培养的影响

光生物反应器是实现微藻高密度培养的重要装置,其设计的关键技术之一是选择合适的光照方式。根据国内外近十年来的相关研究成果,重点介绍了入射光性质(光源、光强、光质和光暗循环)和光能分布对微藻生长的影响,评述了用于微藻高密度培养的光照技术,展望了进一步的研究方向,为高效光生物反应器的设计和优化提供参考。     

聚球藻7002在光生物反应器中的光自养培养

通过对聚球藻7002在光生物反应器中的培养,研究了光强在聚球藻7002培养液中的衰减规律,得到了培养过程光强随藻细胞浓度和光程距离变化的关系式,即I=I₀exp［-(-0.0239+0.0777OD₇₅₀)·L］。并对培养过程特性及培养温度、外加CO₂浓度和光照强度对藻细胞生长的影响进行了较为详细的研究,得到了反应器中较为适宜的聚球藻7002的培养条件,藻细胞培养密度达到3.4g/L(干重),体积产率达到0.57g/(L·d)的较高水平。     

光生物反应器中螺旋藻培养条件的优化

利用正交实验对搅拌式光生物反应器中钝顶螺旋藻(Spirulina platensis Geitl)的培养条件即搅拌速度、通气量和光照强度进行优化.实验结果表明:当培养温度为30℃时,通过正交实验所获得的最佳培养条件为搅拌转速120 r·min-1,通气量80 L·h-1,光照强度5000lx.在最佳培养条件下,收获时螺旋藻的干重为1.922 g·L-1.根据回归模型得到相应的优化条件为:光照强度5000lx,通气量150L·h-1,搅拌转速111.70r·min-1,收获量(干重)的预测值为2.293 g·L-1.另外,10%的接种量有利于螺旋藻的生长.     

光生物反应器培养大型海藻细胞或组织

许多大型海藻含有具潜在重要药用价值的次生代谢物质,通常这些物质在藻体中含量极微,大型海藻体本身也不像微藻那样易在短期内大量获取,并且这些物质化学结构复杂,这使得直接提取或者人工合成极为困难。利用光生物反应器培养大型海藻细胞或组织,可以经济、无限量和资源循环再利用的方式,在植物体外合成生产重要的海洋植物次生代谢物质。光生物反应器所提供的可调控和工程优化的培养环境有望成为优化次生代谢物生物合成的有效手段。光生物反应器培养大型海藻细胞或组织也是大型海藻养殖业育苗技术发展的一个重要方向。综述了近10年来光生物反应器培养大型海藻细胞或组织在培养条件以及生长动力学模型方面国内外的研究进展,并对该领域未来可能的研究方向作一展望。     

微藻固定CO2研究进展

空气中CO2浓度升高所导致的温室效应已成为重大的环境问题,受到人们普遍关注.概述了高效固定CO2微藻藻种的筛选和培养方法,分析了微藻固定CO2的无机碳利用形式和浓缩机制,讨论了高效光生物反应器设计和运行目标,简要介绍了微藻(酶)-膜生物反应器集成新技术.并认为今后的研究方向主要是在进一步探索微藻固定CO2有关机理的基础上,构建高效固定CO2的转基因微藻,开发高效膜生物反应集成系统.     

CO2超临界萃取金银花挥发油工艺及抗炎活性研究

采用CO2超临界萃取的方法从金银花中提取挥发油,用小鼠耳肿胀模型对其提取物进行抗炎实验。通过正交试验设计CO2超临界萃取得到最佳提取工艺条件是:温度35℃、压力12 MPa,CO2流量4.0 kg/h,时间1.5h,其得率为1.08%,是共水蒸馏法得率的43.2倍。小鼠耳肿胀模型进行抗炎实验表明,无论是局部给药还是灌胃给药CO2-SFE金银花挥发油均有显著抗炎活性。优选得到的工艺简单、稳定、可行且提取物抗炎效果好。     

Removal of carbamazepine and sulfamethoxazole by MBR under anoxic and aerobic conditions

This study reveals for the first time that near-anoxic conditions (dissolved oxygen, DO=0.5 mg/L) can be a favorable operating regime for the removal of the persistent micropollutant carbamazepine by MBR treatment. The removal efficiencies of carbamazepine and sulfamethoxazole by an MBR were systematically examined and compared under near-anoxic (DO=0.5 mg/L) and aerobic (DO>2 mg/L) conditions. Preliminary batch tests confirmed that sulfamethoxazole is amenable to both aerobic and anoxic biotransformation. However, carbamazepine-a known persistent compound-showed degradation only under an anoxic environment. In good agreement with the batch tests, during near-anoxic operation, under a high loading of 750 μg/Ld, an exceptionally high removal (68±10%) of carbamazepine was achieved. In contrast, low removal efficiency (12±11%) of carbamazepine was observed during operation under aerobic conditions. On the other hand, an average removal efficiency of 65% of sulfamethoxazole was achieved irrespective of the DO concentrations.     

CO2浓度升高对大豆冠层光合速率影响的数值模拟研究

利用美国Li-6200光合测定系统对鲁豆4号叶片光合速率进行了大量测定研究,确定了大豆叶片光-光合作用模式,模式中考虑了CO2浓度对光合作用速率的影响,在此基础上进一步测定了大豆冠层结构,建立了一个大豆冠层光合速率数值模式.利用GXH-305红外线CO2分析仪外接50×50×120cm同化箱对冠层光合速率进行了实际测定,结果表明当CO2浓度低于660ppm时,模式可以较好地模拟出CO2浓度升高对群体光合速率的影响,平均相对误差为7.41%.本文所测得的大量实验数据,为研究CO2浓度升高对大豆生长影响提供了更加可靠的模型参数,同时也为进一步建立自然状况下大豆生长数值模式提供了一定的理论依据.     

CO2对牟氏角毛藻高密度培养的影响

以牟氏角毛藻为材料,通过对比实验研究了CO2和CO2通入方式对光合生物反应器中高密度培养的牟氏角毛藻的生长速度和细胞密度的影响;并以水体pH值为指标,控制CO2的通入数量,进而研究了牟氏角毛藻在我们自行研制的卧式光合生物反应器中的生长情况.结果表明细胞悬浮培养达到一定密度之后,CO2的供应,可以有效地提高生长速度和细胞密度.对CO2通入方式的实验结果表明,不同的CO2通入方式,产生的效果不同,其中以空气和纯CO2混合后通入,效果最好.     

根际二氧化碳浓度对马铃薯植株生长的影响

以汽雾法栽培方式为基础,建立根际气体环境研究系统,研究了根际不同CO₂浓度连续处理36d对马铃薯植株生长的影响.结果表明,随着根际CO₂处理时间的延长,根际380～920 μmol·mol^-1 CO₂处理和380 μmol·mol^-1CO₂处理之间马铃薯植株的株高、茎粗、叶面积、鲜重、根系长度、匍匐茎和块茎等生育指标生长变化比较一致,呈现明显的二阶段增长特点;与3 600 μmol·mol^-1高CO₂处理的根际比较,前2个处理植株生长发育旺盛,块茎产量明显增加,说明根际一定浓度CO₂富积,对马铃薯生长有促进作用,而根际过高浓度CO₂环境,则对马铃薯生长有抑制作用.根际3 600μmol·mol^-1高CO₂处理与沙培处理植株的地上茎粗和叶面积、地下匍匐茎和块茎数量等非常接近,表现在植株生长矮小,块茎产量较少,说明沙培处理植株生长发育比较弱,其原因可能与根际较高浓度CO₂的影响有关.     

The effect of dissolved oxygen (DO) concentration on the glycosylation of recombinant protein produced by the insect cell-baculovirus expression system.

The effect of dissolved oxygen concentration on human secreted alkaline phosphatase (SEAP) glycosylation by the insect cell-baculovirus expression system was investigated in a well-controlled bioreactor. Oligomannose-type N-linked glycans (i.e., Man2 to Man6 and Man3F) were present in SEAP produced by Spodoptera frusiperda Sf-9 (Sf-9) and Trichoplusia ni BTI-Tn-5B1-4 (Tn-5B1-4) insect cell lines. The relative amounts of the most highly processed glycans (i.e., Man3F and Man2 in the SEAP from Sf-9 and Tn-5B1-4 cells, respectively) were significantly higher at 50% of air saturation than at either 10% or 190% of air saturation. That is, glycan processing was inhibited at both low and high dissolved oxygen concentrations.     

Dissolved oxygen concentration and emergence of sea trout fry from natural redds in tributaries of the River Rhine

A total of 4289 sea trout Salmo trutta alevins swam up from six of eleven covered redds. They emerged only from those redds where the mean dissolved oxygen level was >6·9 mg l⁻¹ and the Sorting coe.cient, an indicator of intragravel void space, was <5. These results are discussed in relation to field studies using artificially buried salmonid eggs but also in relation to the ongoing programme for the reintroduction of Atlantic salmon in tributaries of the River Rhine.     

森林生态系统CO2通量的研究方法及研究进展

介绍了测量森林生态系统CO2通量的微气象法和箱式法。其中,微气象学方法着重介绍了涡旋相关法和驰豫涡旋积累法的基本原理及数据分析过程中应注意的问题。并简要介绍了能量平衡法和空气动力学法。箱式法主要介绍了其测定基本原理和数据的模型化处理及应注意的问题。同时,对近年来欧洲和美洲在森林生态系统CO2通量研究中所取得的进展进行了概述。