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研究生:張惟閔
論文名稱:微藻培養於新型光生化反應器之系統開發
論文名稱(外文):Development of a Novel Photobioreactor System for Cultivation of Microalgae
指導教授:吳文騰
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:微藻生化柴油光生化反應器直立網板Nannochloropsis oculata
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本研究利用新型光生化反應器培養藻類生產油脂,並將其作為原料轉化為生化柴油。此反應器主要以直立網板為中心,藻液在網板上形成薄膜流動,如此可以改善一般傳統開放式反應器光線分部不均勻、攪拌不完全和單位土地面積的生產量過低的缺點。本研究由七隻微藻篩選出油脂含量高達63﹪的Nannochloropsis oculata,探討其最適化的培養環境。最後將Nannochloropsis oculata培養於直立網板反應器上,探討直立網板反應器的操作條件,並與平面培養池比較,其最終生質量約為平面培養池的兩倍,證明直立網板反應器確實提升單位土地面績的利用效率。
目錄
目錄 I
圖目錄 III
表目錄 Ⅳ
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 4
2-1 藻類簡介 4
2-1-1影響藻類之環境因子 4
2-1-2光合作用 7
2-2 藻類應用於生化柴油 9
2-3 藻類培養簡介 11
第三章 實驗材料及方法 15
3-1 菌種 15
3-2 培養基 16
3-2-1 100﹪ASW/U 16
3-2-2 I/55 medium 19
3-2-3 Walen’s medium 21
3-3 實驗培養條件 24
3-4 光生化反應器裝置 24
3-5 實驗設備與配置 24
3-6 實驗分析方法 26
3-6-1 藻細胞濃度分析方法 26
3-6-2 藻細胞乾重分析方法 26
3-6-3 直接萃取生化柴油方法 27
3-6-4 脂肪酸分析條件 27
第四章 實驗結果與討論 30
4-1 藻類分析方法之建立 30
4-1-1 藻類成長狀態之分析方法 30
4-1-2 生化柴油之萃取與分析 31
4-2 藻種篩選 33
4-2-1 生長量和油脂含量之分析 33
4-2-2 脂肪酸組成之分析 34
4-2-3生化柴油產量之分析 34
4-3 藻類培養條件之研究 40
4-3-1 氮源之影響 40
4-3-2 培養溫度之影響 42
4-3-1 海水鹽度之影響 44
4-4 新型光生化反應器培養條件探討 46
4-4-1 直立網板反應器與平面培養池之比較 46
4-4-2 循環流速之影響 48
4-4-3 光照之影響 50
4-4-4 二氧化碳濃度 52
第五章 結論與未來展望 54
5-1 結論 54
5-2 未來展望 55
參考文獻 46
圖目錄

圖1-1 直立網版新型光生化反應器裝置圖 3
圖2-1 利用油脂生產生化柴油之酯化反應式 10
圖4-1 藻細胞乾重V.S. OD682値 30
圖4-2 各藻種停滯期前後期之比較
(A)生質量(B)油脂含量 36
圖4-3 各藻種停滯期前後油脂產量之分析 39
圖4-4 擬球藻培養於不同氮源中的生長曲線 41
圖4-5 擬球藻培養於不同溫度中的生長曲線 43
圖4-6 擬球藻培養於不同海水鹽度中的生長曲線 45
圖4-7 擬球藻培養於不同反應器中的生長曲線 47
圖4-8 擬球藻培養於不同循環流速的生長曲線 49
圖4-9 擬球藻培養於不同光照的生長曲線 51
圖4-10 擬球藻培養於不同二氧化碳濃度的生長曲線 53

表目錄
表2-1藻類產品的商業應用 6
表2-2光合作用 8
表2-3藻類反應器分類 13
表2-4開放系統與密閉系統之優缺點比較 14
表3-1 ASW-主要成份stock 17
表3-2 ASW-Fe/EDTA solution 18
表3-3 ASW-Trace metals solution 18
表3-4 ASW-Vitamin solution 18
表3-5 I/55-主要成份stock 19
表3-6 I/55-PII Trace Metals solution 20
表3-7 Walen’s Medium-Nutrient solution 22
表3-8 Walen’s Medium-Trace metal solution 22
表3-9 Walen’s Medium-Vitamin solution 22
表3-10 各藻類所使用之培養基 23
表3-11 實驗儀器與設備表 25
表4-1 不同萃取方法之比較 32
表4-2 不同萃取方法之脂肪酸組成 32
表4-3 各藻種停滯期前期之脂肪酸組成 37
表4-4 各藻種停滯期後期之脂肪酸組成 38
表4-5 乾重、油脂含量和油脂產量於不同氮源 41
表4-6 乾重、油脂含量和油脂產量於不同溫度 41
表4-7 乾重、油脂含量和油脂產量於不同海水鹽度 41
表4-8 乾重、油脂含量和油脂產量於不同反應器 41
表4-9 乾重、油脂含量和油脂產量於不同循環流速 41
表4-10 乾重、油脂含量和油脂產量於不同光照 41
表4-11 乾重、油脂含量和油脂產量於不同二氧化碳濃度 41
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