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微藻在能源、食品、饲料和环保等领域具有重要的应用价值,光生物反应器(Photobioreactor, PBR)是微藻培养的核心装置。随着目前微藻能源研究热潮的兴起,对规模化、高性能光生物反应器的需求尤为迫切,因此,光生物反应器的优化与放大就显得尤为重要。平板式光生物反应器具有比表面积大,光程短,占地面积小等优点,成为当今封闭式光生物反应器的研究重点。本文即以平板式光生物反应器为研究对象,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)和微藻培养实验结合的方法,通过关联微藻培养结果和反应器中混合特性及藻细胞受光特性,进一步验证了笔者所在实验室前期初步确定的影响反应器性能的关键因素,并基于关键因素,初步开展了平板式光生物反应器的放大研究。上述工作为光生物反应器的优化方法和放大准则的建立提供了理论基础。本文首先利用CFD对A类和C类平板式光生物反应器进行模拟计算,得到一系列混合特性及藻细胞受光特性参数,并以平均径向速度和光暗循环周期为标准对其性能进行评价。A类平板式光生物反应器性能从高到低分别为A5反应器,A3反应器和A0反应器,C类平板式光生物反应器性能从高到低依次为C4反应器,C3反应器,C0反应器。然后,采用蛋白核小球藻光诱导实验对A类和C类平板式光生物反应器性能进行验证,培养结果与CFD预测结果非常一致,结果表明：对于相同光程和规模的平板式光生物反应器,平均径向速度越大,光暗循环周期越小,其性能越优。同时,对平板式光生物反应器进行了放大研究,通过对光生物反应器放大前后蛋白核小球藻培养结果和反应器中混合特性及藻细胞受光特性的综合分析,表明要保持反应器在放大前后具有相同的性能,必须保持其光暗循环周期、比光照速率和体积平均光强一致。最后,初步研究了平板式光生物反应器中流体剪切力对蛋白核小球藻光自养生长的影响,结果表明：蛋白核小球藻能够耐受的最大流体剪切力在10×10-2Pa以内,且对流体剪切力的敏感程度与藻细胞生理状态有关。