光照生物反應器(光生物反應器)是用于培養(yǎng)光合微生物(如微藻、光合細菌)或具有光合作用能力的組織、細胞的裝置，其核心原理是通過人工調(diào)控光照、溫度、營養(yǎng)等環(huán)境參數(shù)，模擬并優(yōu)化自然光合作用條件，實現(xiàn)高效生物質(zhì)生產(chǎn)或目標產(chǎn)物合成。
 

　　光照生物反應器主要類型與結構特點：

 

　　開放式光生物反應器
 

　　結構：通常為水平式或傾斜式的淺池或跑道池，依賴自然光照或外部光源(如熒光燈、LED)。
 

　　特點：
 

　　優(yōu)點：成本低、易操作、適合大規(guī)模培養(yǎng)(如螺旋藻、小球藻)。
 

　　缺點：易受外部環(huán)境干擾(如溫度、污染)，光合轉(zhuǎn)化效率低，需大量光照但實際利用率有限。
 

　　案例：1969年Oswald設計的跑道池反應器，通過槳輪或旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動培養(yǎng)液循環(huán)。
 

　　密閉式光生物反應器
 

　　結構：采用透明材料(如玻璃、塑料管道)構建封閉系統(tǒng)，配備光源(LED、光纖導光)、循環(huán)裝置、控溫系統(tǒng)及傳感器。
 

　　特點：
 

　　優(yōu)點：可連續(xù)生產(chǎn)，環(huán)境控制精準(溫度、pH、溶氧)，產(chǎn)氫效率高，污染風險低。
 

　　缺點：建造成本高，后期可能因藻體黏壁、溶氧蓄積等問題影響性能。
 

　　細分類型：
 

　　管道式：長徑比大，光程短，適合高密度培養(yǎng)。
 

　　扁平箱式/平板式：通過調(diào)節(jié)采光方向優(yōu)化光分布，但結構復雜、能耗高。
 

　　光纖光生物反應器：利用光纖傳輸光線，提高深層受光均勻性。