光照發酵罐是用于培養微藻、藍細菌、光合細菌等光合微生物的核心設備,廣泛應用于生物能源、功能性食品、環境修復和生物醫藥等領域。其集光照、溫控、攪拌、通氣與在線監測于一體,運行復雜,使用過程中常因環境、操作或設備因素出現異常。掌握
光照發酵罐常見問題的識別與應對方法,對保障培養成功率、提高細胞產量至關重要。

1、光照不均或光強不足
這是影響光合效率的主要問題。可能原因包括:
LED燈珠老化或局部損壞:定期檢查光源亮度,發現暗區或衰減應及時更換燈帶或調整布局。
玻璃罐壁結垢或污染:長期運行后,藻類或礦物質附著罐壁,降低透光率。應定期清洗罐體內外表面,必要時用稀酸(如1%鹽酸)浸泡去除鈣質沉積。
光程過長:高密度培養時,光穿透深度有限,導致底層細胞缺光。可通過降低培養體積、增加攪拌或采用側照式光源改善。
2、培養液溫度過高
盡管LED發熱較低,但長時間光照仍可能導致升溫。應:
啟用冷卻系統:確保夾套冷卻水循環暢通,水溫控制在設定范圍內。
調節光照強度或周期:在高溫季節適當降低光強或采用間歇光照(如脈沖式),減少熱積累。
改善通風:保持設備周圍空氣流通,避免密閉空間積熱。
3、細胞生長緩慢或停滯
CO2供應不足:光合自養微生物依賴CO2作為碳源。檢查氣路是否堵塞,流量計是否正常,CO2濃度是否達標(通常1-5%)。
營養失衡:確認培養基配方正確,關鍵元素(如氮、磷、鐵)未耗盡,必要時補料。
pH波動大:光合作用消耗CO2會導致pH上升(可達pH9以上),抑制生長。應啟用pH自動控制系統,通過補充CO2或酸液調節至適宜范圍(如pH7-8)。
4、攪拌不均或細胞損傷
攪拌速度過低:導致細胞沉降、營養分布不均。應調整轉速,確保液體充分混合但不產生強剪切力。
攪拌速度過高:高剪切力會破壞脆弱的藻類細胞。應選用低剪切槳葉(如螺旋槳),并優化轉速。
5、污染問題(細菌或雜藻)
滅菌不全:每次使用前后應對罐體、管路、過濾器進行高溫高壓滅菌(121℃,30分鐘)。
操作不規范:接種、取樣時未在無菌環境下進行。應嚴格在超凈臺操作,使用火焰滅菌接種環。
氣體過濾失效:檢查空氣和CO2過濾器是否破損或超期使用,及時更換。