Установка для выращивания микроводорослей Советский патент 1992 года по МПК C12M1/00 A01G31/02 

Изобретение относится к биосинтезу и может быть использовано в микробиологической и пищевой промышленности, а также в сельском хозяйстве для промышленного производства фототрофных микроводорослей.

Известны установки для выращивания микроводорослей, включающие параллельно расположенные в ряд светопрозрачные трубы для суспензии микроводорослей, сообщенные одна с другой трубопроводами, установленные на несущий каркас.

Недостатками известных устройств являются невысокие эффективности использования световой энергии Солнца для фотосинтеза микроводорослей и невозможность регулирования энергии светового потока в различные сезоны года.

Известна также установка для выращивания микроводорослей-содержащая парал- лельно расположенные в ряд светопрозрачные трубы для суспензии микроводорослей, сообщенные одна с другой трубопроводами, установленные на несущем каркасе и поворотном основании, снабженном системой слежения за Солнцем и приводным механизмом, отражатели-концентраторы света, размещенные под трубами.

Однако известная установка Heflocta- точно полно обеспечивает равномерность освещения культуры микроводорослей, а также делает невозможным регулировать степень интенсивности светового потока от Солнца, что приводит в результате к снижению эффективности использования саето%1

сл

о

вой энергии. В известной установке не обеспечивается также достаточная равномерность освещения культуры в процессе цикла культивирования.

Целью изобретения является обеспечение более полного и равномерного освещения культуры микроводорослей, а также регулирование степени интенсивности светового потока и повышение тем самым производительности установки.

Использование установке для выращивания микроводорослей системы концентрации необходимой для фотосинтеза длин волн светового потока Солнца интенсифицирует наработку биомассы фототроф- ных микроводорослей и позволяет в несколько раз сократить размеры фотореактора при сохранении заданной производительности по биомассе. За счет утренних и вечерних часов удлиняется время интенсивного фотосинтеза. Система регулирования фокуса обеспечивает оптимальное облучение суспензии при различной интенсивности солнечного света.

Поставленная цель достигается тем, что установка для выращивания микроводорослей, содержащая параллельно расположенные в ряд светопрозрачные трубы для суспензии микроводорослей, сообщенные одна с другой трубопроводами, установленные на несущем каркасе и поворотном основании, снабженном системой слежения за Солнцем и приводным механизмом, отражатели-концентраторы света, размещенные под трубами, причем отражатели-концентраторы установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно светопрозрач- ных труб для изменения фокусировки отра- женного светового потока и имеют светоселективные покрытия, (обеспечивающие) для отражения длин световых волн в диапазонах 400...500 и 600...700 нм, при этом отражатели-концентраторы снабжены системой теплообменных труб для отвода избытков тепла.

На фиг. 1 показана установка для выращивания микроводорослей, вид сбоку; на фиг, 2 - то же, но с выдвинутыми за пределами фокусов светопрозрачными трубами; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1.

Установка для выращивания микроводорослей выполнена в виде параллельно расположенных в ряд светопрозрэчных труб 1 для суспензии микроводорослей, которые последовательно соединены между собой трубопроводами 2. Соединенные между собой трубы 1 установлены на несущем каркасе 3 и поворотном основании 4, снабженном системой слежения за Солнцем и приводным механизмом (не показаны). Под светопрозрачными трубами 1 на несущем каркасе 2 установлены отражатели-концентраторы 5 света Причем с помощью направляющих 6, тележек 7 и механизма 8, привода блока 9, отражателей- концентраторов 5 последние выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно светопрозрач0 ных труб 1, Это обеспечивает изменение фотокусировки отраженного светового потока на последние. Отражатели-концентраторы 5 имеют, например, параболическую форму с линейным фокусом, а на их поверх5 ности 10 и 11 (фиг 2) нанесены селективно отражающие солнечный свет покрытия, отражающими соответственно световые волны длиной 400...500 и 600. 700 нм Указанный диапазон световых волн непос0 редственно участвует в процессе фотосинтеза микроводорослей В блок 9 отражателей-концентраторов 5 света, который выполнен из теплопроводного материала, вмонтирована охлаждающая,

5 например, с помощью проточной воды система теплообменных труб 12, обеспечивающих отвод тепла от поверхностей отражателей-концентраторов 5 и предотвращающих тепловое облучение прозрачных

0 труб 1 Следует также отметить, что плоскости блока 9 отражателей-концентраторов 5 с линейным фокусом и прозрачных труб 1 параллельны, причем каждая из прозрачных труб 1 расположена в фокальной

5 плоскости соответствующего отражателя- концентратора 5.

Установка работает следующим образом,

С помощью побудителя расхода (не по0 казан) суспензия фототрофных микроводорослей прокачивается по стеклянным трубам 1, при этом суспензия интенсивно облучается световым потоком, отраженным от селективных покрытий 10 и 11 отражате5 лей-концентраторов 5 в необходимом диапазоне световых волн. Волны длиной 400...500 и 600...700 нм принимают основ- ное участие в фотосинтезе и обуславливают прирост биомассы микроводорослей. Для

0 ограничения избыточного теплового облучения труб 1 со стороны концентраторов 5 блок 9, на котором они смонтированы, постоянно охлаждается водой протекающей

5 по встроенному коллектору 12 из теплообменных труб. С помощью поворотного основания и и системы слежения за Солнцем (не показана) обеспечивается постоянная оптимальная ориентировка каркаса 3 на Солнце и, как следствие, высокая интенсивность облучения труб 1 в течение светового дня В

холодное время года при недостаточной энергии солнечного излучения блок 9 отражателей-концентраторов 5 с помощью механизма 8 привода устанавливается относительно прозрачных труб 1 так чтобы последние располагали, в линейном фокусе отражателей-концентраторов 5 При избытке солнечного света в летнее время блок 9 с помощью механизма 8 перемещается вдоль направляющих 6, при этом происходит расфокусировка прозрачных труб 1 относительно отражателей 5 и, как следствие, уменьшается интенсивность светового облучения труб 1. Величина расфокусировки определяет интенсивность облучения суспензии и поддержания оптимальных условий фотосинтеза при различных погодных условиях.

Формула изобретения Установка для вырпщивэиия микрово- дорослей, содержащая параллельно расположенные в ряд светопрозрачные трубы для

0

5

0

суспензии микроводорослей, сообщенные одна с другой трубопроводами, установлен ные на несущем каркасе и поворотном основании, снабженном системой слежения за Солнцем и приводным механизмом, отражатели-концентраторы света, размещенные под светопрозрачными трубами, отличающаяся тем, что, с целью более полного, равномерного освещения культуры микроводорослей, обеспечения регулирования степени интенсивности светового потока и повышения тем самым производительности, отражатели-концентраторы установленысвозможностьювозвратно-поступательного перемещения относительно светопрозрачных труб для изменения фокусировки отраженного светового потока и имеют светоселективные покрытия для отражения длин световых волн в диапазонах 400-500 нм и 600-700 нм, при этом отражатели-концентраторы снабжены системой теплообменных труб для отвода избытка тепла

Использование: микробиологическая промышленность, получение биомассы микроводорослей как источника корма и пищевого белка. Сущность изобретения: установка содержит параллельно располо-,- . т 1 женные в ряд светолрозрачные трубы для суспензии микроводорослей. сообщенные одна с другой трубопроводами, установленные на несущем каркасе и поворотном основании, снабженном системой слежения зз Солнцем и приводным механизмом, отражатели-концентраторы света, размещенные под свегопрозрачными трубами Отражатели-концентраторы установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно светопрозрач- ных труб для изменения фокусировки отра- женного светового потока и имеют светоселективные покрытия для отражения длин световых волн в диапазонах 400-500 нм и 600-700 нм, при этом отражатели-концентраторы снабжены системой теплооб- менных труб для отвода избытка тепла. Установка обеспечивает высокую производительность при различных погодных условиях и временах года, 3 ил.

в

Фиг.1

ФигЗ