Abstract
本研究以氣動式生化反應器(pneumatic bioreactor)的設計、建構與實際操作為重點，並嘗試將之應用於藻類培養上以驗證反應器的性能與表現。一般將此類反應器稱為光生化反應器(photobioreactor)。在設計光生化反應器時有四個重要因素必須考慮：光源、氣體交換、培養液之供給與更新、生物限制。基於能源的理由，增加照光面積和反應器體積的比例以提高光的利用效率是必須的；氣體交換與混合因素則可藉由改變反應器的內部設計，增強其氣液間的質量傳送與混合效果。基於以上諸考量，提出一直立式長矩形氣動式生化反應器。藉變化反應器中的隔板數目、材質與氣體分散器的數目可組成許多不同的反應器，如具單一氣體分散器的有：氣泡塔式(BC1)、氣舉式(ALR1)與網狀隔板氣舉式(NET1)反應器；具雙氣體分散器的有：氣泡塔式(BC2)、氣舉式(ALR2)與網狀隔板氣舉式(NET2)反應器。由實驗證明，各反應器皆有高於傳統氣泡塔反應器(Bubblecolumn)的優異表現。其中NET2反應器的質傳係數最高、混合時間最短是最佳的反應器設計。藻類培養實驗方面，也以NET2反應器的表現最好，培養兩天之最高細胞濃度可達每毫升2.6x10E7個、比生長速率為0.03861/hr。