Гелиоустановка для производства кормовой биомассы микроводорослей Советский патент 1992 года по МПК C12M1/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к производству биомассы микроводорослей, используемой в корм сельскохозяйственным животным

Известны установки для производства микроводорослей, содержащие фотореакторы из лучеприемных труб, теплообменники, газообменники, побудители расхода суспензии

Известна также установка для выращивания микроводорослей, содержащая стек- лотрубный фотореактор, побудитель расхода с регулируемым приводом, теплообменник, газообменник, теплоизолирующее укрытие с источником света, блок контроля освещенности с фотоприемником, причем фотоприемник расположен в полости трубы фотореактора, один из выходов блока контроля освещенности соединен с приводом побудителя расхода суспензии, а другой - с исполнительным органом газооб- менника.

Наиболее близкой к предлагаемой является гепиоустановка со стеклотрубным однорядным фотореактором для

производства кормовой биомассы микроводорослей, фотореакгор которой выполнен в виде змеевика из плотно расположенных в горизонтальной г лоскости стеклянных труб

Недостатками этой установки являются низкая производительность в условиях значительных колебаний интенсивности солнечной радиации, сложность изготовления изогнутых ретурбентов, высокая стоимость фотореактора из стеклотрубных элементов В этой гелиоустанс е параметры газового и минерального питания, температуры суспензии являются управляемыми и искусственно поддерживаются на оптимальном уровне за счет применения несложных устройств (теплообменник, газообменник, дозатор минерального питания). Световой режим является неуправляемым стохастически меняющимся параметром, ограничивающим фотосинтез культуры Это приводит к снижению продуктивности микроводорослей, а значит, и производительности гелиоустановки.

Целью изобретения является повышение производительности гелиоустановки

fe

VJ Ь

S

для производства кормовой биомассы микроводорослей.

Поставленная цель достигается тем, что выполненные из прозрачного эластичного материала трубы фотореактора в продольном направлении спаиваются в сплошную горизонтальную трубчатую поверхность, устанавливаются на опорных роликах, а боковые стороны трубчатого фотореактора закрепляются на пружинных растяжках. Такая конструкция фотореактора дает возможность поддерживать оптимальную толщину слоя суспензии микроводорослей путем изменения диаметра трубы за счет изменения скорости потока суспензии.

На фиг,1 изображена гелиоустановка для производства кормовой биомассы микроводорослей; на фиг.2 - фотореактор при максимальном уровне поверхностной освещенности, общий вид: на фиг.З - то же, при минимальном уровне поверхностной освещенности.

Гелиоустановка для производства кормовой биомассы микроводорослей содержит раму, фотореактор 1 из лучеприемных труб, с которым соединены побудитель 2 расхода суспензии, газообменник 3, теплообменник 4, блок контроля освещенности с датчиком 6. Датчик 6 освещенности встроен в полость одной из труб фотореактора 1, что позволяет контролировать уровень освещенности непосредственно в рабочем объеме суспензии. Побудитель 2 расхода суспензии снабжен регулируемым электроприводом, что дает возможность плавно менять подачу суспензии в фотореактор 1 Фотореактор 1 выполнен из цельного куска пленки ПВХ-С с толщиной 150 мкм и представляет собой простой трубчатый змеевик. К нижней части фотореактора в промежутках между трубчатыми поверхностями прикреплены опоры с роликами 7, опирающиеся на нижнюю сторону рамы. Конечные участки трубы фотореактора закреплены на 10 пружинных растяжках 8 к боковым сторонам рамы. Фотореактор имеет размер 1,0x0,8 м. Диаметр трубы при круглой форме сечения равен 50 мм.

В незаполненном состоянии фотореактор 1 представляет собой одну плоскую поверхность. При заполнении его суспензией он приобретает форму плоского змеевика. При изменении подачи побудителя 2 расхода (УС-027-72-02) изменяется форма сечения труб от эллипсовидной до круглой и наоборот. Гелиоустановка работает при давлении 0,01-0,05 МПа. При этом ширина фотореактора уменьшается в 1,35 раза от первоначальной. Гелиоустановка эксплуатируется при естественном освещении.

Гелиоустановка работает следующим образом.

Побудитель 2 расхода суспензии подает суспензию микроводорослей последовательно в газообменник 3, где она обогащается углекислым газом и выделяет кислород, в теплообменник 4. где ее температура стабилизируется, в фотореактор 1, где на свету идет процесс фотосинтеза в клетках. Датчик

6 регистрирует уровень освещенности непосредственно в объеме движущейся суспензии и передает сигнал блоку 5 контроля освещенности, который управляет приводом побудителя расхода. При интенсивной

солнечной радиации уровень средней освещенности в рабочем объеме суспензии достаточно высокий, датчик 6 регистрирует этот уровень освещенности и передает сигнал блоку 5, который воздействует на привод побудителя 2 расхода и заставляет его обеспечивать интенсивную подачу суспензии в фотореактор 1. Давление в трубах фотореактора 1 (фиг.2) при этом возрастает, фотореактор 1 несколько уменьшается по

ширине за счет перекатывания опорных роликов, преодолевая сопротивление пружинящих растяжэк 8, что приводит к увеличению толщины слоя суспензии.

При снижении интенсивности солнечной радиации уровень освещенности в рабочем объеме суспензии падает, датчик 6 регистрирует это падение уровня освещенности, а блок 5 воздействует на привод побудителя 2 расхода и заставляет его

снижать подачу суспензии в фотореактор 1. При этом давление в трубах фотореактора 1 падает, а пружинные растяжки 8, сжимаясь, вытягивают фотореактор 1 (фиг.З) уменьшая тем самым толщину слоя суспензии.

Это приводит к повышению средней освещенности в рабочем объеме

При увеличении интенсивности солнечной радиации процесс повторяется. Таким

образом путем изменения подачи меняется толщина рабочего слоя суспензии и за счет этого средняя освещенность клеток поддерживается стабильно на заданном уровне в условиях стохастически меняющейся интенсивности солнечной радиации, что позволяет повысить производительность гелиоустановки.

Сравнительная эксплуатация предлагаемой гелиоустановки и гелиоустановки со

стеклотрубным фотореактором показала увеличение производительности первой в 1,43 раза и составила 0,67 кг/м3 в сутки абсолютно сухого вещества по сравнению с 0,47 кг/м3 в сутки контрольной. Гелиоустановки работали в одинаковых условиях, в

них культивировался мезофильный штамм хлореллы

Формула изобретения Гелиоустановка для производства кормовой биомассы микроводорослей содержащая раму, трубчатый фотореактор в виде змеевика, побудитель расхода суспензии с регулируемым электроприводом, газооб- менник, теплообменник, блок контроля освещенности с датчиком, вмонтированным в полость трубы фотореактора о т л и ч а0

ю щ а я с я тем, что с целью повышения производительности установки за счет поддержания оптимальной толщины слоя суспензии микроводорослей труба фотореактора выполнена из эластичного материала обеспечивающего изменение ее диаметра при колебаниях скорости потока суспензии, при этом конечные участки трубы подпружинены к двум из сторон рамы а между витками змеевика установлены опоры с роликами, взаимодействующими с третьей стороной рамы

Использование производство кормовой биомассы микроводорослей. Сущность изобретения: трубчатый фотореактор в виде змеевика установлен на раме. Труба фотореактора выполнена из эластичного материала, обеспечивающего изменение ее диаметра при колебаниях скорости потока суспензии, конечные участки трубы подпружинены к двум из сторон рамы, а между витками змеевика установлены опоры с роликами, взаимодействующими с третьей стороной рамы 3 ил.

2

/

I

A-A

соленый uSsmJL.

ill

Z3.Ј

I 1/П

/

coat/smit efy/n