近場照度分析法應用於具LED光譜調變光生物反應器之研製與測試

Translated title of the thesis: Design and Evaluation of a LED Photobioreactor (PBR) with Multispectral Modulation Using Near-Field Illumination Analysis Method
  • 李 霖

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究以近場式均勻LED陣列設計做為光源設計基礎,設計光譜調變光生物反應器之陣列光源。以雙三角形作為主要光源陣列設計,由笛卡爾坐標系分析目標面及光源間之相對座標位置,其大三角形之最佳間距d0為92mm,而小三角形之間距d為35mm,並分析RGB-LED陣列之光照強度分布情形,藉此在有限的空間條件下得到最佳之照度均勻性。本研究將以Picochlorum sp strain S1b (簡稱S1b;屬綠球藻類) Nannochloropsis sp strain MA1 (簡稱MA1;屬不等長鞭毛藻類) 與Gambierdiscus(渦鞭毛藻;為甲藻門),作為實驗藻種,進行微藻培養實驗,評估此反應器對藻種之生長速率、整體生產力之影響。為比較光譜調變光生物反應器所輸出之混光光譜和微藻培養光譜之相似性,本研究利用正規化相關匹配法(Normalized cross-correlation NCC)進行兩者之相似性比較,以調適出最合適之混光光譜。透過NCC相似性分析比較,可得知,S1b、MA1與Gambierdiscus之培養光譜與混光光譜的NCC值分別為85 9%、74 6%與94 5%。由微藻培養實驗結果,可得知,S1b由反應器之混光光譜培養組與白光LED光譜培養組相比之下,其整體生產力在光強度為20?mol·m-2·s-1時,提升約47%,光強度為40?mol·m-2·s-1時,提升約50%,而光強度為100?mol·m-2·s-1時,提升約25%;對於MA1而言,光強度為20?mol·m-2·s-1時,提升約42%,光強度為40?mol·m-2·s-1時,提升約68%,光強度為100?mol·m-2·s-1時,則產生光抑制;對於Gambierdiscus而言,光強度為20?mol·m-2·s-1時,提升約120%,光強度為40?mol·m-2·s-1時,提升約41%;光強度為100?mol·m-2·s-1時,則產生光抑制。
Date of Award2017 Jan 17
Original languageChinese
SupervisorSheng-Chih Shen (Supervisor)

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