多级进气平板式光生物反应器微藻培养性能模拟研究.docx

安徽农业科学，Journal of 安徽农业科学，Journal of Anhui Agn．Sci．2015，43(21)：31—33，150 责任编辑李占东责任校对况玲玲 多级进气平板式光生物反应器微藻培养性能模拟研究 崔海龙，赵剑光 (中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛266003) 摘要利用计算流体力学(cFD)方法模拟主要操作参数对多级进气平板式光生物反应器的混合传动、传质及传光性能的影响。结果表 明，当3种操作参数通气分配比例、反应器底部度数、隔板长度比例分别为1：2：3、300、3：2：1时，反应器的混合传动性能最佳；操作参数分 别为1：3：2、450、3：2：l时，反应器传质性能最佳；操作参数分别为3：2：1、45。、2：2：3时，反应器传光性能最佳。模拟试验结果对平板式光 生物反应器的优化设计具有重要的参考价值。 关键词 多级进气；光生物反应器；传动；传质；传光；计算流体力学 中图分类号S188；0359 文献标识码A 文章编号0517—6611(2015)21—031一03 Simulation Study of Multistage Intake玎at Plate Photobioreactor Microalgae Culture Performance CIII IIai-long，zllA0 Jian-guang(College of Food Science and Engineering，Ocean University of China，Qingdao，Shandong 266003) Abstract 髓e influences of main operating parameters including mixing．mass transfer and light transfer performances of multistage intake flat plate photobioreactor were stimulated by computational fluid dyna“cs(CFD)．ne results were as follows：The three operating parameters of ventilation distribution ratio．degree bottom of the and baffie len舢SCales for tlle optimum mixing performance were 1：2：3．300．3 ：2：l respectively；the operating parameters for the optimum mass transfer performance were 1：3：2，450，3：2：1 respectively；the operating parameters for the optimum light transfer performance were 3：2：1，450．2：2：3 respectively．The stimulating results have important reference value the optimization and design of flat plate photobiorector． Key words Multistage intake；Photobioreactors；Mixing；Mass transfer；Light transfer；Computational fluid dynamics 微藻是一类分布广泛，光合作用利用度高，只能在显微 气气孔，每个通气孑L间隔1 on，分布器的中心线与挡板下沿 镜下才能分辨其形态的微小藻类类群。随着对微藻研究的 处于同一水平高度。 日益成熟，其在食品及保健品、能源、医药、环保等领域得到 广泛应用 。微藻的大规模商业化培养是未来微藻发展的 趋势，然而用于微藻培养的光生物反应器技术不佳却严重制 约微藻的商业化发展拉J。近年来随着计算流体力学(CFD) 技术的发展，CFD技术在光生物反应器的优化设计领域因其 研发周期短、成本低、可以全面研究反应器流场特性等优势 而得到了广泛应用并取得了一定的研究成果，提高了光生物 反应器微藻培养性能。 研究光生物反应器微藻培养性能的提升过程中，研究者 必须综合考虑反应器性能的多个因素旧o。因此在反应器优 化设计上，该研究与已有的研究光生物反应器文献中选择的 评价参数相同H“1，笔者选择平均湍动能(ATK)作为评价反 图I 试验装置及刚格划