การเพาะเลี้ยงไมโครสาหร่ายด้วยโฟโตบีโอรีแอคเตอร์

โฟโตบีโอรีแอคเตอร์ (Photobioreactor) ใช้สำหรับเพาะเลี้ยงไมโครสาหร่ายในภาชนะใสแบบปิดหรือกึ่งปิด ซึ่งมักมีการออกแบบเป็นทรงท่อ แผ่นเรียบ หรือถุง ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมการรับแสง อุณหภูมิ การจ่ายก๊าซ CO2 และการเติมสารอาหารได้อย่างแม่นยำ ที่สำคัญคือช่วยป้องกันการปนเปื้อนจากภายนอก ทำให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถรักษาวัฒนธรรมเชื้อเดี่ยว (Monoculture) ของสายพันธุ์ไมโครสาหร่ายที่มีมูลค่าทางเศรษฐกิจในความหนาแน่นของเซลล์และความบริสุทธิ์ที่สูงกว่าการเพาะเลี้ยงในบ่อเปิดได้อย่างมาก การควบคุมนี้แลกมาด้วยต้นทุนด้านทุนและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่อหน่วยของมวลชีวภาพที่สูงกว่าบ่อเปิดแบบราซเวย์อย่างมาก ด้วยเหตุนี้โฟโตบีโอรีแอคเตอร์จึงมักสงวนไว้สำหรับการใช้งานที่มีมูลค่าสูง เช่น ไมโครสาหร่ายเป็นอาหารมีชีวิตสำหรับการอนุบาลโรติเฟอร์และตัวอ่อนหอย สารสีพิเศษและสารประกอบโภชนเภสัช หรือสายพันธุ์ที่บอบบางเกินไปหรือไม่สามารถแข่งขันกับสิ่งปนเปื้อนได้ในบ่อเปิด มากกว่าการผลิตมวลชีวภาพปริมาณมากและราคาต่ำที่บ่อเปิดยังคงเป็นทางเลือกที่ประหยัดกว่า การให้แสงสว่างถือเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมหลักในระดับอุตสาหกรรม เนื่องจากปรากฏการณ์ที่เซลล์บังแสงกันเอง (Self-shading) เมื่อความหนาแน่นของเซลล์เพิ่มขึ้น จะจำกัดปริมาณแสงที่ส่องไปถึงเซลล์ในชั้นที่ลึกขึ้น หมายความว่าการออกแบบโฟโตบีโอรีแอคเตอร์ (เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ความยาวเส้นทางแสง การกวนเพื่อหมุนเวียนเซลล์ระหว่างโซนที่มีแสงสว่างและโซนร่มเงา) จะกำหนดผลผลิตสูงสุดที่ระบบสามารถทำได้โดยตรง โดยไม่คำนึงว่าจะมีการจัดการสารอาหารและอุณหภูมิได้ดีเพียงใด สำหรับโรงเพาะฟักสัตว์น้ำโดยเฉพาะ ไมโครสาหร่ายที่ปลูกด้วยโฟโตบีโอรีแอคเตอร์ให้คุณภาพอาหารมีชีวิตที่สม่ำเสมอและปราศจากการปนเปื้อนมากกว่าการเพาะเลี้ยงสาหร่ายในบ่อเปิด ซึ่งเป็นความคุ้มค่าด้านความน่าเชื่อถือที่กิจการในระยะตัวอ่อน (ซึ่งการปนเปื้อนหรือการล่มสลายของวัฒนธรรมสาหร่ายอาจทำให้ตัวอ่อนทั้งชุดเสียหายได้) มักมองว่าคุ้มค่ากับต้นทุนการผลิตต่อหน่วยที่สูงกว่า