细菌藻类培养反应器是用于异养细菌与光合藻类在受控环境下进行纯培养或混合培养的综合性生物反应平台。其核心在于通过精确调控不同的关键环境参数，以满足两类微生物迥异的代谢需求：细菌依赖有机碳源和氧气进行化能异养，而藻类依赖光能和二氧化碳进行光合自养。系统设计需兼具通用性与专业性，适用于工艺开发、高值产物生产和生态模拟研究。
一、设备组成
基础设备包括主体培养容器（玻璃/不锈钢/透明材质）、驱动与混合系统（搅拌器或气升循环装置）、环境控制模块（温控、pH/DO监测与调节）、气体供给单元（空气、CO₂、N₂及其混合与过滤系统）、光照系统（针对藻类的可调LED阵列）、补料与采样单元及中央控制与数据采集系统。
二、工作原理
系统通过为微生物创造并维持最优生长环境而工作。对于细菌培养，核心是保证高传氧速率，通过搅拌与通气为快速代谢提供充足溶解氧，并控制温度与pH。对于藻类培养，核心是保证高效光能利用与碳供应，通过光照系统提供适宜光强与光谱，通入含CO₂的空气作为碳源，并通过混合使细胞循环于光暗区域，同时需有效移除光合作用产生的氧气以防止抑制。
三、设计方法
设计首先明确目标微生物及其代谢类型。细菌主导设计侧重计算氧传递系数与功率输入，选择高剪切搅拌与高效冷却。藻类主导设计侧重计算光程与光分布，优化反应器几何形状以增大透光比，并采用低剪切混合（如气升式）。混合培养设计则需折衷，可能采用分区或时序控制策略。
四、操作流程
基本流程包括：1）系统准备与灭菌（细菌要求严格无菌，藻类可降低）；2）培养基配制与灌装；3）环境参数设定（细菌设定温度、pH、DO；藻类增加光照与CO₂浓度）；4）接种；5）过程运行与监控（细菌关注DO与补料，藻类关注光照与O₂积累）；6）收获与采样；7）系统清洁。
五、维护保养
日常维护包括：每次运行后彻底清洁，防止生物膜形成；定期校准pH和DO电极；检查所有密封件的完整性；保养驱动部件。针对细菌系统，需重点检查消泡系统和机械密封。针对藻类系统，需清洁透光表面保持透光率，检查LED光源效能，并确保气体分布器无堵塞。建立维护日志，保障系统长期稳定。
