光生物反应器中微藻生产的最优光照条件

微藻工业应用的潜力推动了其近期的快速发展。其生长动态依赖于必须优化的不同因素。由于微藻从光合作用获取能量，光是强烈影响其产量的关键因素。光在液体介质中被吸收与散射，辐照度以非线性依赖于生物质浓度的速率朝光生物反应器最暗处指数衰减。最大化产量因而是一个棘手问题，尤其在生长速率被光过剩抑制时。产量优化高度依赖于光沿反应器的分布方式，因此与消光率和背景浊度相关。针对须考虑背景浊度的体系引入了光学深度产量的概念，并提出了最大化产量的全局最优，拓展了补偿条件的概念。该最优条件在于以呼吸作用补偿反应器底部的藻类生长速率。此条件可依据最小可达深度驱动表面生物质产量的优化。我们开发了非线性控制器，并证明了生物质浓度对期望最优值的全局渐近稳定性。