玻璃管推进的光生物反应器

微藻已经成为营养和化妆品行业的一种活性成分资源，尤其是它们的蛋白质含量非常高。针对皮肤护理和瘦身的化妆品和膳食补充剂都使用了微藻。这些微小的多用途单细胞物种富含用于化妆品、食品补充剂、化肥和生物燃料等重要成分。研究人员和公司正在投入大量资金，在称为光生物反应器的封闭系统中培育和收获微藻。研究表明，玻璃管是促进光生物反应器收获过程的最佳材料。什么是光生物反应器?微藻是如何在其中培养的?而玻璃管又是如何改善栽培过程的呢?

图1所示。光生物反应器玻璃管(SCHOTT AG -玻璃管)。

微藻是单细胞光合微生物，可以在不同的介质中生长。它们是各种化学品的有前途的原料，适用于不同的商业领域，包括化妆品、药品、营养食品、保健应用和食品着色剂。虾青素就是一个例子，它是一种红色色素，属于一组被称为类胡萝卜素的化学物质。据说这种抗氧化剂对健康有很多好处，尤其是对皮肤、心脏和关节。微藻,尤其是h . pluvialis，是天然虾青素最丰富的来源。此外，这些微小的微生物可以将光、水和二氧化碳转化为所谓的藻类生物量，可用于化肥、高价值化学品和液体燃料。微藻的光合效率是陆地植物的五倍，它的潜力吸引了研究人员和公司的极大兴趣，他们不断致力于通过为微藻创造合适的环境来优化微藻的培养和收获过程。

光生物反应器:微藻的最佳环境

这些光养微生物能够在不同的环境条件下生长。自然地，它们存在于淡水和海水系统中。然而，在这样的开放系统中，微藻在没有保护的情况下会受到各种不断变化的环境影响。相比之下，研究人员和工程师已经能够构建灵活的系统，作为培养和保护微藻的最佳环境。这些系统被称为光生物反应器(PBRs)，它们被定义为维持生物活性环境的封闭系统，通过利用光源培养光养生物。

基本上，pbr就像太阳能接收器。它们通过透明的壁吸收光线，用于微生物的光合作用。然而，多余的光被转化为热能，这可能会导致过热和潜在的培养失败。出于这个原因，采用了低成本和可靠的冷却技术，如喷水或浸泡在水浴中。光生物反应器将微藻从其直接的大气中分离出来，并允许精确控制影响培养过程的环境因素。

一种常见的pbr是管式反应器。它由特殊配置的透明管组成，可以最佳地捕捉光线。管道可以是直的、螺旋的或环形的，而反应器的不同几何形状包括水平的、垂直的、锥形的、螺旋的和a形的设计。它们的制造相对简单，适合在室外使用，也适合通过添加额外的油管段来扩大工艺规模。

与开放式系统相比，光生物反应器具有许多优点，特别是在污染风险最小化、二氧化碳损失低、可复制的种植环境条件和面积要求更小方面。然而，它们相对较难清洗，并且所使用的灯管材料可能会影响光线穿透到封闭环境中。因此，试管的材料选择对于为微藻创造理想的栖息地至关重要。

图2。藻类培养的开放式系统。

pbr的理想材料

PBR管的源材料在决定微藻生长的动态方面起着至关重要的作用，因为它们直接影响系统的总效率。它们通常由高分子材料制成，如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和UV-PVC(聚氯乙烯)，或相对更高效的玻璃。

基于塑料的系统具有中等透明度，需要定期清洗，因为随着时间的推移，细菌会在管壁上积累，形成生物膜。玻璃pbr避免了这个问题，因为玻璃具有更光滑的表面，减少了生物膜的形成。它也更透明，更容易清洗。

但并非所有的玻璃材料都是一样的。为了选择合适的玻璃类型，需要考虑某些要求。它必须能稳定抵抗紫外线，耐化学物质，在某些情况下，还必须耐盐水。此外，壁薄的玻璃管被发现导致更高的工艺效率。更长的玻璃管，以及，可以减少生物污染，这导致更多的连续性栽培。

玻璃pbr是可持续的系统，具有持久的坚固性和有效性。其原因是玻璃管材料具有优异的物理性能。杜兰^®玻璃管从SCHOTT是高质量硼硅酸盐玻璃的一个例子。它具有较高的耐化学和耐水解性，最佳的透明度和使用寿命，使其成为光生物反应器的首选材料。它带来了最佳的光输入，从而导致高生长速率。事实上，是管状的由DURAN制造的系统^®玻璃管，微藻可以在一周内收获惊人的数量。除此之外，它的化学惰性保护微藻培养不受任何污染，其高度光滑的内表面允许全年持续大规模培养。据估计，DURAN的寿命为50年^®玻璃管可以提供可持续的寿命。

材料选择更容易

在此之前，为光生物反应器找到理想的材料可能很困难。然而，随着肖特玻璃管等主要供应商在PBR材料和藻类培养方面提供最佳解决方案和支持，材料选择从未如此容易。他们精湛的材料组合在Matmatch上列出必威地址确保研究人员和工程师可以轻松找到他们需要的材料，并直接与肖特人员联系。

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图3。玻璃基光生物反应器中藻类的培养(SCHOTT AG -玻璃管)。