光照發酵罐是一種集光生物反應與發酵過程于一體的多功能生物反應器，專為培養光合微生物（如微藻、藍細菌、光合細菌）或光響應工程菌而設計。與傳統發酵罐不同，
光照發酵罐通過內置或外置光源系統提供可控光照，滿足光合生物生長所需的光能，廣泛應用于生物燃料、功能性食品、生物醫藥、環境治理和合成生物學等領域。其高效運行依賴于多個關鍵部件的協同配合，各具不同功能與技術特點。
1、光照系統
作為核心部件，光照系統提供適宜波長與強度的光源，模擬自然光照條件。通常采用高亮度LED陣列，具備以下優勢：
波長可調：可選擇紅光（660nm）、藍光（450nm）或全光譜組合，匹配不同微生物的光吸收峰。
光強可控：通過調節電流或脈沖寬度（PWM）實現光照強度的精確調控（如0–200μmol/m2/s），滿足不同生長階段需求。
低熱輻射：LED發熱量小，減少對培養溫度的干擾，避免局部過熱損傷細胞。
2、生物反應罐體
通常采用高透光性材料（如硼硅玻璃或光學級透明塑料）制成，確保光線高效穿透。罐體設計為柱狀或平板式，優化光程與光照均勻性。部分型號配備雙層夾套，用于通入冷卻水以控制光照產生的熱量。
3、攪拌與混合系統
由電機、攪拌槳（如螺旋槳、槳式或磁力攪拌）組成，用于促進營養物質均勻分布、防止細胞沉降，并增強氣液傳質。常采用低剪切力攪拌設計，避免損傷敏感的光合細胞。
4、通氣與氣體交換系統
包括空氣壓縮機、過濾器、氣體流量計和分布器（如微孔曝氣頭）。用于向培養液中通入CO2（光合自養所需）或O2/空氣（好氧代謝），同時排出代謝廢氣。氣體經0.22μm濾膜過濾，防止污染。
5、溫控系統
由加熱帶、冷卻夾套、循環水泵和溫度傳感器組成，結合PID控制器，將培養溫度穩定在設定范圍（如25–35℃），確保光合酶活性與細胞生長。
6、傳感器與在線監測系統
集成pH、溶解氧（DO）、溫度、光密度（OD）等傳感器，實時監測培養環境參數。部分設備配備熒光探頭，用于檢測葉綠素或代謝產物。
7、控制系統與軟件平臺
采用PLC或計算機控制系統，實現光照周期（如12h光/12h暗）、溫度、pH、轉速、氣體流量等參數的自動調節與數據記錄。支持遠程監控與實驗程序編輯，提升自動化水平。
8、進樣與取樣裝置
設有無菌進樣口和取樣閥，便于添加營養液、接種或中途取樣分析，減少污染風險。
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更新時間：2025-09-01
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