Установка для производства биомассы водорослей Советский патент 1979 года по МПК A01G33/02 

Изобретение относится к устройствам для производства биомассы микроводорослей в промышленных масштабах и может быть использовано для культивирования фотоавтотрофных микроводорослей в микробиологической и медицинской промышленностях и сельском хозяйстве. Известны установки для выращивания микроводорослей, содержащие культиватор с перемешивающим устройством, устройство для подачи питательного раствора, накопительную емкость и средства автоматики 1. В культиваторах указанных установок, несмотря на различный характер, перемешивания суспензии микроводорослей, клетки микроводорослей в течение всего генерационного периода находятся на свету. Известна также установка фотоавтотрофного синтеза в условиях естественного и искусственного освещения 2. Установка содержит культиватор с искусственной досветкой, побудитель расхода, емкость для питательного раствора, емкость для сбора суспензии, системы автоматического поддержания температуры и рН. Однахко в известной установке не учитывается способность клеток эффективно поглощать лучистую энергию только в световой период генерационного цикла, продолжительность Которого у разных штаммов различна. Это приводит к резкому снижению производительности культиватора, так как лучистая энергия расходуется на освещение клеток, уже прошедших световую стадию развития. В усчовиях искусственного освещения, что наиболее важно для районов с коротким световым днем, указанный недостаток приводит к значительным дополнительным расходам электроэнергии и, соответственно к повыщению себестоимости продукции. Целью изобретения является устранение указанного недостатка и повышение производительности установки при снижении расхода электроэнергии. Это достигается тем, что установка для фотоавтотрофного синтеза в условиях естественного и искусственного освещения снабжена инкубационными емкостями. Предлагаема:я установка представлена на чертеже. Установка состоит из культиватора I с искусственной досветкой 2 и теплообменным устройством 3, побудителя расхода 4. емкости 5 для приготовления питательного раствора с электроклапаном 6, накопительной емкости 7 с электроклапаном 8, инкубационных емкостей 9-12 и автоматического командного ycTpoficTBa 13. Побудитель расхода через всасыпаюший И и напорный 15 патрубки и электроклапаны 16, 17 связан с кyльтивatopoм. Инкубационные емкости через электроклапаны 18-21 соединены с всасывающим патрубком побудителя расхода, а через электроклапаны 22-25 - с напорным патрубком.

Установка работает следующим образом. Суспензия микроводорослей из инкубационной емкости 9 побудителем расхбда 4 перекачивается в культиватор 1. При этом по сигналу командного устройства 13 электроклапаны 17 и 18 открываются, а остальные - закрываются.

После подачи всего объема суспензии из инкубационной емкости 9 в культиватор 1 по сигналу -командного устройства 13 электроклапан 18 закрывается, а электроклапан 16 открывается, и в культиваторе побудителем расхода 4 осуществляется циркуляция суспензии, в процессе которой клетки микроводорослей проходят световую стадию развития.

По окончании световой стадии по сигналу командного устройства 13 электроклапан 17 закрывается, а электроклапан 22 открывается, и суспенаия из культиватора 1 сливается в неосвещаемую инкубационную емкость 9 самотеком или при помощи побудителя расхода 4. В емкости 9 клетки микроводорослей проходят темновую стадию развития.

Далее закрываются электроклапаны 16 и 22, открываются электроклапаны 17, .19, и суспензия подается побудителем расхода 4 из инкубационной емкости 10 в культиватор 1. После подачи всего объема суспензии из инкубационной емкости 10 в куль-, тиватор 1 электроклапан 19 закрывается, электроклапан 16 открывается, и. процесс фотосинтеза n6BtOpfteTCff айалогйчно вышеописанному.

Суспензия из культиватора I после про хождения светового периода сливается снова в инкубационную емкость 10. Количество инкубационных емкостей определяется соотношением светового и темнового периода генерационного цикла развития выращиваемого щтамма.

Для увеличения продолжительности светового дня в тех районах, где это необходимо, на культиваторе I предусмотрена система искусственной досвстки 2. Температура суспензии на заданном уровне поддерживается с помощью теплообменного устройства

3. расположенного на днише культиватора. После достиження рабочей плотности суспензия микроводорослей через электриклапа( 8, расположенный на напорном патрубке 15 побудителя расхода 4 направляется в накопительную емкость 7 или непосредственно из культиватора 1, или из инкубационных емкостей 9-12. Подача суспензии в накопительную емкость 7 осуществляется побудителем расхода 4 или самотеком. Подача питательного раствора производится из емкости 5 через электроклапан б, размешенный на всасывающем патрубке 14. непосредственно в культиватор I или в инкубационные емкости 9-12.

Предлагаемая конструкция установки для производства биомассы микроводорослей имеет следующие преимущества: увеличивается среднечасовая производительность установки в расчете на единицу площади, освещаемой солнцем (или искусственными источниками света), в среднем на 30%; высвобождаются производственные площади; увеличивается эффективность использования световой энергии; экономится электроэнергия за счет использования циркуляционного насоса для перекачивания суспензии в инкубационные емкости и обратно, подачи питательного раствора и слива суспензии в накопительную емкость.

Формула изобретения

Установка для производства биомассы микроводорослей, содержащая культиватор хо светопрозрачным корпусом, осветительным устройством и побудитель расхода жид,.костй с напорным и всасывающим патрубка,1лн, отличающаяся тем, что, с целью повы шенйя производительности, установки без увеличения энергозатрат, установка сиаббкенаи й куб анионными емкостями для проведения тем новой стадии культивироЬвния микроводорослей, при этом напорный патрубок побудителя расхода жидкости соединен трубопроводами с входнь ми щтуцерамй инкубационных емкостей и культиватора, а всасывающий патрубок побудителя расхода - « выходными щтуцерами указанных емкостей и культиватора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Промыщленные установки для культивирования микроводорослей (обзор). Изд. ОНТИТЭИ микробпром, с. 14-17, 20-21.

2.Труды ВНИИ биотехника, вып. 1. М., изд. ОНТИТЭИ микробпром, 1973, с. 155- 161.

Г