Способ определения интенсивности фотосинтеза фотосинтезирующих организмов

 

Изобретение относится к измерительной технике, применяемой при измерении интенсивности фотосинтеза фотосинтезирующих микроорганизмов, например микроводорослей в промышленных и лабораторных условиях. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения измерения интенсивности фотосинтеза фотосинтезирующих организмов в условиях насыщения суспензии последних растворенным кислородом. Чистый кислород, выделившийся из суспензии в результате фотосинтеза микроводорослей в газообразном виде, разбавляют атмосферным воздухом, определяют расход атмосферного воздуха, подаваемого на разбавление кислорода, определяют объем суспензии, находящейся в технологической линии производства микроводорослей, определяют нормирующий коэффициент путем деления значения расхода воздуха, подаваемого для разбавления кислорода, на объем суспензии, находящейся в технологической линии производства микроводорослей, измеряют концентрации кислорода в атмосферном воздухе и в воздушно-кислородной смеси после разбавления атмосферным воздухом кислорода, определяют разность этих концентраций, определяют значение интенсивности фотосинтеза путем умножения значения нормирующего коэффициента на значение разности концентраций кислорода в воздушно-кислородной смеси и в атмосферном воздухе. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

151)5 А 01 С 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4433946) 30-1 3 (22) 31. 03. 88 (46) 15. 08. 90. Бюл. У. 30 (71) Всесоюзный научно-исследователь. ский биотехнический институт (72) В.Л.Корбут (53) 664.036(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1393351,кл. А О 1 С 7/00 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИИТЕНСИВНОСТИ ФОТОСИИТЕЗА ФОТОСИНТЕЗИРУ1011(ИХ

0PГАИИЗИОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике, применяемой при измерении интенсивности фотосинтеза фотосинтеэирующих микроорганизмов, например микроводорослей, в промышленных и лабораторных условиях. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения измерения интенсивности фотосинтеза фотосинтезирующих организмов в условиях насыщения суспенэ ии по сле дн их рас тв оре ни ым к и слородом. Чистый кислород, выделившийИзобретение относится к измерительной технике, применяемой при измерении интенсивности фотосинтеза фотосинтезирующих микроорганизмов, . например микроводорослей, в промышленных и лабораторных условиях.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет обеспечения измерения интенсивности фотосинтеза фотосинтезирующих организмов в условиях насыщения суспенÄÄSUÄÄ 1 4 24 А1

2 ся из суспензии в результате фотосинтеза микроводорослей в газообразном виде, разбавляют атмосферным воздухам, определяют расход атмосферного воздуха, подаваемого на разбавление кислорода, определяют объем суспенэии, находящейся в технологической линии производства микроводорослей, определяют нормирующий коэффициент путем деления значения расхода воздуха, подаваемого для разбавления кислорода, на объем суспензии, находящейся в технологической линии производства микроводорослей, измеряют концентрации кислорода в атмосферном воздухе и в воздушно- р кислородной смеси после разбавления атмосферным воздухом кислорода, определяют разность этих концентраций, определяют значение интенсивности фо- С тосинтеза путем умножения значения нормирующего коэффициента на значение разности концентраций кислорода > в воздушно-кислородной смеси и в атмосферном воздухе. 1 ил. зии последних растворенным кислородом.

При осуществлении способа на выходе фотореактора микроводорослей

Р чистый кислород, выделяющийся из суспензии микроводорослей в результате фотосинтеза в газообразном виде,разбавляют атмосферным воздухом, определяют расход атмосферного воздуха, подаваемого на разбавление кислорода, объем суспенэии, находящейся

1584824

=, 0,00013 лО /

К = Vf/ c °

25, в технологической линии производства микроводорослей, и нормирующий коэффициент путем деления значения расхода воздуха подаваемого дя разУ

5 бавления кислорода, на объем суспензии, находящейся в технологической линии производства микроводорослей, измеряют концентрации кислорода в ат. мосферном воздухе и в воздушно-кислородной смеси после разбавления ат, мосферным воздухом кислорода, выделяющегося в результате фотосинтеза.

На основе материального баланса

МоЕНо вывести уравнение для измерения интенсивности фотосинтеза микроводорослей

1 = К(Свих C8x)

r,где Ф вЂ” интенсивность фотосинтеза микро в одо ро слей, лО /л . мин; . СП

К вЂ” нормирующий коэффициент

Ч вЂ” расход атмосферного воэду1 ха поступающего для разбавления кислорода, выделя- . ющегося из суспензии в результате фотосинтеза,л/мин;

6 — объем суспенэии микроводос рослей, находящейся в технологической линии производ- ства микроводорослей, л;

С „ - концентрация кислорода в атмосферном воздухе, л;

С щ - концентрация кислорода в воздушно-кислородной смеси после разбавления кислорода 40 атмосферным воздухом, выделяющимся в результате фотосинтеза, л.

Это уравнение справедливо для случая интенсивного перемешивания в про- 45 цессе смешивания кислорода, выделяющегося в результате фотосинтеза, и .атмосферного воздуха при постоянных значениях: Ч С 8х и с, Таким образом, как видно из урав50 нения, для получения значения интенсивности фотосинтеза необходимо измерить концентрации кислорода в воздушно-кислородной смеси после разбавления атмосферным воздухом кис 5 лорода, вМделяющегося в результате фотосинтеза, и в атмосферном воздухе, определить их разность и умножить ее на нормирующий коэффициент К-.-V / Ü .

Пример. Измерение фотосинтеза микроводорослей.

В технологической линии промышленного культиватора микроводорослей находится 10000 л.суспенэии, которая при стационарных условиях циркулирует по замкнутому контуру: насос— фотореактор — измерительная емкость— гаэообменник — насос.

В гаэоприемную часть измерительной емкости с расходом V = 10 л/мин подают атмосферный воздух с концентрацией кислорода 22 об.Е, газоанализаторами измеряют концентрации кислорода С 8ы„= 35 об.7. и С 8„= 22, об.7, или С,„= 0,35 л и С 8„= 0,22 л, В результате расчета по формуле получаем значение интенсивности фотосин те э а микрово доро слей.

Ф = 10/10000 (0,35 — 0,22) т.е. Ф = 1,3 лО /мин.на всю суспенэию, находящуюся в культиваторе микроводорослей. устройство для измерения интенсивности фотосинтеза микроводорослей состоит из измерительной емкости 1, устанавливаемой в технологической линии производства микроводорослей после фотореактора микроводорослей и соединенной с ним трубопроводом 2, побудителя 3 расхода атмосферного воздуха, соединенного с измерительной емкостью 1 через трубопровод 4, газоанализатора 5 концентраций кислорода атмосферного воздуха, соединенного с трубопроводом 4 транспорта атмосферного воздуха трубопроводом 6, а также линией 7 передачи информации с вычислительным устройством 8, гаэоанализатора концентраций 9 кисло- рода воздушно-кислородной смеси, соединенного с трубопроводом 10 транспорта воздушно-кислородной смеси, выходящим из измерительной емкости 1, трубопроводом 11 и с вычислительным устройством 8 линией 12 передачи информации.

Вычислительное устройство 8 соединено с газоанализаторами 5 .и 9, снабжено устройствами ввода информации о расходе атмосферного воздуха через измерительную емкость 1 и о количестве суспенэии микроводорослей в технологической линии производства

15848 микроводорослей и устройством вывода информации об интенсивности фотосинтеза потребителю через линию

13 передачи информации, Измерительная емкость 1 состоит иэ газоприемной части 14, которая оснащена съемной крышкой 15 с укрепленным на ней электровентилятором 16, штуцерами 17 и 18 и суспензиеприемной части 19, оснащенной штуцерами

20 и 21.

Измерительное устройство работает следующим образом.

Суспензия вместе с газообразным кислородом, выделяющимся .в процессе фотосинтеза в фотореактфре, поступает в суспензиеприемную часть .,19 измерительной емкости по трубопроводу

2 через штуцер 20, в измерительной 20 емкости 1 происходит разделение газообразного кислорода и суспензии микроводорослей — газообразный кислород поступает в газоприемную часть

14 измерительной емкости 1, а су- 25 спенэия микроводорослей выходит через штуцер 2 1 (сечение штуцера должно быть таким, чтобы подцерживалась стабильность уровня суспензии в измерительной емкости 1) в техноло- 3р гическую линию производства микро-. водорослей, затем газообразный кислород интенсивно перемешивается.вентилятором 16: с атмосферным воздухом,подаваемым с постоянным расходом побудителем 3 расхода воздуха через трубопровод 4 и штуцер 17, воздушнокислородная смесь выходит через шту.,,,цер 18 и трубопровод 10 в атмосферу, часть атмосферного воздуха, поступаю- 4р щего в измерительную емкость 1 из трубопровода 4, по трубопроводу 6 подается в газоанализатор 5 концентраций кислорода, часть воздушно-кислородной смеси из трубопровода 10 по 45 трубопроводу 11 подается в гаэоанализатор 9 концентраций кислорода, информация о концентрациях кислорода . в атмосферном воздухе и воздушно-кислородной смеси с газоанализаторов 5р

5 и 9 концентраций кислорода поступает по линиям 7 и 12 передачи информации в вычислительное устройство 8, которое на основании поступающей информации и информации о расходе атмосферного воздуха через измерительную емкость 1 и количестве суспензии микроводорослей в технологической линии производства микроводо24 6 рослей, вводимой в вычислительное устройство вычисляет интенсивность

Ф ( фотосинтеза микроводорослей и передает результат в линию 13 передачи информации. Устанавливая различные значения расхода подаваемого в измерительную емкость атмосферного воздуха, можно обеспечивать необходимую скорость разбавления кислорода, выделяющегося в результате фотосинтеза и тем самым необходимые точ- ность и диапазон измерений интенсивности фотосинтеза микровПдорослей.

Таким образом, предлагаемый способ измерения интенсйвности фотосин- ° теза микроводорослей ;ф* йидляет;измерять уровень интенсивности фото синтеза микроводорослей в условиях насыщающих концентраций растворенного кислорода на входе и выходе фотореактора при стационарных условиях, обеспечивать желаемый диапазон и точность измерения интенсивности фотосинтеза.

В случае нескольких технологических линий проиэв ьаства микроводорослей для определениф4концентраций кислорода в атмосферном воздухе (С д ) используется один газоанализатор на все технологические линии.

Возможно также управление несколькими технологическими линиями производства микроводорослей на основе измерения фотосинтеза микроводорослей в одной из них.

Суспенэиеприемная часть измерительной емкости может и отсутствоваТь, вместо нее может быть использован трубопровод для транспорта суспепэии с вертикальным отводом для выхода образующегося в результате фотосинтеза кислорода в газоприемную часть. измерительной емкости.

Фо рмула из обре тения

Способ определения интенсивности фотосинтеза фотосинтезирующих орга- . низмов, предусматривающий установление заданного расхода воздушного потока, измерение концентраций газового компонента в воздушном потоке в выходном и входном каналах и установление разности концентраций, возникающей вследствие фотосинтеза фотосинтезирующих организмов, с последующим определением интенсивности фотосинтеза, пропорциональной

158482 4

Составитель И. Протасевич

Редактор Л. Веселовская Техред M. Хода««ч Корре кто р Л. Па тай

Заказ 2279 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.. жгород, ул. Гагарина,101 формирующему коэффициенту, скорости воздушного потока и разности кон11ентраций газового компонента, о тличающийся тем,что,сцелью расширения технологических возможностей за счет обеспечения изме( ения интенсивности фотосинтеза фо осинтеэирующих организмов в услови ях насыщения суспенэии последних ра-. створенным кислородом, установление разности концентраций газового компонента осуществляют в воздушном потоке выходного и входного каналов

5 измерительной камеры, выполненной с газоотделительной емкостью для улавливания газового компонента, а в качестве последнего используется кислород, выделяющийся в виде пузырей н процессе фотосинтеза из суспензий Йотосинтеэирующих организмов.