УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ Российский патент 1998 года по МПК A01G31/02 

Предлагаемое изобретение относится к микробиологической промышленности, а более точно к установкам для выращивания микроводорослей, и может быть использовано в парфюмерной, пищевой и медицинской промышленности и в сельском хозяйстве.

Известна установка для выращивания микроводорослей, содержащая последовательно соединенные между собой культиватор с источниками света и теплообменником, побудитель расхода суспензии клеток микроводорослей и инкубационные емкости (авт. св. СССР N 1083944, кл. A 01 G 31/02, 1982 г.).

В указанной установке в инкубационные емкости попеременно сливается суспензия клеток микроводорослей, прошедших световую стадию генерационного цикла развития клеток. В этих емкостях проходит темновая стадия генерационного цикла развития клеток (подготовка клеток к делению, деление клеток). Наличие нескольких инкубационных емкостей значительно удорожает установку.

Известная установка для выращивания микроводорослей, содержащая соединенные между собой газообменник, побудитель расхода суспензии клеток, средство изменения направления движения потока суспензии клеток и светоприемник в виде змеевика (авт. св. СССР N 656592, кл. A 01 G 33/02, 1976 г.).

В указанной установке вся масса клеток микроводорослей, в том числе, клетки, находящиеся на световой стадии генерационного цикла развития клеток, и клетки, находящиеся на темновой стадии генерационного цикла, непрерывно находятся на свету, при температуре, оптимальной для световой стадии, что приводит к следующим недостаткам:
значительному снижению производительности установки и фотоэнергетических характеристик процесса, таких, как эффективность использования световой энергии (КПД фотосинтеза);
ухудшению условий для прохождения темновой стадии генерационного цикла развития клеток.

В основу предлагаемого изобретения была положена задача создания установки для выращивания микроводорослей, в которой было бы предусмотрено такое средство, которое обеспечивало бы оптимальные условия для прохождения темновой стадии генерационного цикла развития клеток микроводорослей (подготовка к делению клеток и само деление клеток), что в свою очередь способствовало бы значительному увеличению производительности установки, улучшению фотоэнергетических показателей процесса, например КПД фотосинтеза.

Это достигается тем, что в установке для выращивания микроводорослей, содержащей последовательно соединенные между собой основной газообменник, побудитель расхода суспензии клеток микроводорослей, средство изменения направления движения суспензии клеток микроводорослей и светоприемник в виде змеевика, согласно предлагаемому изобретению предусмотрен дополнительный газообменник, параллельно соединенный с основным газообменником, при этом основной и дополнительный газообменники служат попеременно инкубационными емкостями для суспензии клеток микроводорослей.

Такое выполнение предлагаемой установки для выращивания микроводорослей позволяет значительно увеличить производительность установки и эффективность использования света (КПД фотосинтеза).

На чертеже изображена общая схема предлагаемой установки для выращивания микроводорослей.

Предлагаемая установка для выращивания микроводорослей, например хлореллы, содержит последовательно соединенные между собой посредством трубопроводов основной газообменник 1, побудитель 2 расхода суспензии клеток микроводорослей, средство 3 изменения направления движения потока суспензии микроводорослей, светоприемник 4 в виде змеевика и теплообменник 5. Параллельно с основным газообменником 1 соединен посредством трубопроводов дополнительный газообменник 6. Основной 1 и дополнительный 6 газообменники попеременно служат инкубационными емкостями для суспензии клеток микроводорослей.

На входных и выходных патрубках газообменников 1 и 6 установлены вентили 7, 8 и 9, 10 соответственно.

Побудитель 2 расхода суспензии выполнен в виде циркуляционного насоса.

Средство 3 изменения направления движения потока суспензии клеток микроводорослей содержит две пары последовательно соединенных между собой вентилей 11, 12 и 13, 14. Обе пары вентилей 11, 12 и 13, 14 параллельно соединены между собой. Светоприемник 4 освещен источником 15 света.

Принцип работы предлагаемой установки для выращивания микроводорослей заключается в следующем.

Перед началом работы газообменники 1 и 6 заполняют суспензией микроводорослей в объемах, обеспечивающих нормальную работу установки. Вентили 8 и 10 газообменника 6 закрывают, а вентили 7 и 9 газообменника открывают. Включают побудитель 2 расхода - циркуляционный насос, и суспензия перекачивается через открытый вентиль 9 газообменника 1 по трубопроводам и открытый вентиль 14 средства 3 (вентили 11, 12, 13 средства 3 закрыты) в светоприемник 4, далее суспензия попадает в теплообменник 5 и через открытый вентиль 11 средства 3 и открытый вентиль 7 снова в газообменник 1. Суспензия начинает циркулировать по замкнутому контуру. В этом время источник 15 света включен.

По окончании световой стадии генерационного цикла развития клеток микроводорослей, обычно это занимает 10-12 ч в зависимости от вида и штамма микроводорослей, выключают циркуляционный насос. Суспензия сливается в газообменник 1, служащий в данный момент инкубационной емкостью, где клетки проходят темновую стадию генерационного цикла. Вентили 7 и 9 газообменника 1 закрывают, а вентили 8 и 10 газообменника 6 открывают. Включают побудитель 2 расхода - циркуляционный насос и суспензия из газообменника 6 через открытый вентиль 10 газообменника 1 по трубопроводам и открытый вентиль 14 поступает в светоприемник 4 и далее - в теплообменник 5 и через открытые вентили 11 и 8 снова в газообменник 6. Суспензия начинает циркулировать по замкнутому контуру. В этом время источник 15 света включен.

По окончании световой стадии генерационного цикла суспензия сливается в газообменник 6, служащий в данный момент инкубационной емкостью, где суспензия проходит темновую стадию генерационного цикла. Таким образом, газообменники 1 и 6 попеременно служат инкубационными емкостями для суспензии, что позволяет значительно увеличить производительность установки и эффективность использования света (КПД фотосинтеза).

Использование: микробиологическая промышленность, выращивание микроводорослей. Сущность изобретения: установка содержит светоприемник с водорослями в виде змеевика, теплообменник, побудитель расхода суспензии, при этом установка включает основной и аналогичный ему газообменник, соединенные трубопроводами параллельно один с другим, причем оба газообменника служат поочередно и в качестве инкубационных емкостей, а также для слива суспензии клеток на период прохождения клетками темновой стадии роста. 1 ил.

Установка для выращивания микроводорослей, содержащая светоприемник в виде змеевика, теплообменник, побудитель расхода суспензии, средство изменения движения потока суспензии для очистки внутренних поверхностей светоприемника и теплообменника и газообменник, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным газообменником, аналогичным основному, соединенным трубопроводами параллельно с основным, при этом оба газообменника служат поочередно также в качестве инкубационных емкостей и для слива суспензии клеток на период прохождения ими темновой стадии генерационного цикла.