Установка для культивирования микроводорослей на меченых соединениях

 

Использование: относится к биотехнологии , к установкам для культивирования фотосинтезирующих микроводорослей на меченых соединениях при получении биомассы , содержащей меченые вещества. Сущность изобретения: установки содержит реактор с барботером, пеногаситель, систему циркуляции газовой фазы, которая включает теплообменную камеру с терморегулирующим агрегатом, снабженным управляемыми клапанами для подвода углекислого газа и/или паров воды и ожижения кислорода. Камера подключена к реактору через пеногаситель, а к смесительной газовой емкости через газоанализатор. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ж 1755742 А 1 (я)5 А 01 G 33/00, С 12 М 1/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . :,: . 2 (21) 4829105/13;4829285/13 : . : (57) Использование; относится к биотехно(22) 25.05.90 логии, к установкам для культивирования (46) 23.08.92, Бюл. М 31 :. -.. фотосинтезирующих микроводорослей на (71) Институт физиологии растений им ."" меченых соедийениях при получении биоК.А.Тимирязева массы, содержащей меченые вещества. (72) Л.Н. Цоглин, В.Е. Семененк0 и" Сущностьиэобретения:уСтановкасодержит

В.Н,Ежов реактор с барботером, пеногаситель, систе(56) Авторское свидетельство СССР муциркуляции газовой фазы, которая вклюМ 842104, кл. С 12 В 1/10, 1979. чает теплообменную камеру с

Физиология растений, т. 26, вып. 1;" терморегулирующим агрегатом, снабжен1979, с, 215-217. рис. 1.. ным управляемыми клапанами для подвода (54) УСТАНОВ КА ДЛЯ КУЛ ЬТИ ВИРОВА- углекислого газа и/или паров воды и ожижеНИЯ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ НА МЕЧЕЙЫХ ния кислорода. Камера подключена к реакСОЕДИНЕНИЯХ . .. ": тору через пеногаситель, а к смвсительной газовой емкости через газоанализатор. 1 ил.

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к фотореакторйым установкам и может быть использовано для интенсивного культивирования фотосинтвзирующих микроводорослей на меченных органических соединениях, например, уггекислом газе и тяжелой воде, с целью получения биомассы, содержащей меченные вещества, широко используемые в научноисследовательских работах по изучению состава и физиологических особенностей биологических обьектов и в медицине, Известен аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий корпус, устройство для перемешивания в виде жестко закрепленных между собой двух дисков с роликами по их периферии и источник cseта, размещенный между дисками по оси аппарата.

Основным недостатком этого устройства является его невысокая производительность, связанная с периодичностью его заполнения питательной средой и освобождения готовой суспензии.

Известна также установка для культивирования микроводорослей, состоящая иэ прозрачного реактора, снабженного пенсгасителем, обратным холодильником, размещенным в верхней eI.O части, а в нижней части барботером для подачи газовой фазы, технологическими патрубками для ввода питательной среды и инокулята. датчиками контроля режима культивирования и слива готовой суспенэии, системой циркуляции газовой фазы, включающей смесительные добавочные газовые емкости, снабженные патрубками ввода газов и побудителем циркуляции газовой фазы.

Цель изобретения — увеличение времени непрерывной работы, сокращение потерь меченых соединений и повышение производительности.

Поставленная цель достигается новой установкой для культивирования микрово1755742 дорослей на меченых соединениях, содержащей всетопрозрачный реактор с технологическими патрубками и барботером для подачи газов, расположенный над реактором пеногаситель, систему циркуляции газовой фазы, включающую смесительную газовую емкость с клапаном для ввода углекислого газа, патрубками для инертного газа и отвода излишков газа, побудитель циркуляции газовой фазы и газоанализаторы углекислого газа и кислорода. Система циркуляции азовой фазы содержит теплообменную камеру с терморегулирующим агрегатом, снабженным управляемыми клапанами для подвода и замораживания углекислого газа и/или паров воды и ожижения кислорода, патрубком для его отвода, управляемым нагревательным элементом для размораживания агрегата. при этом теплообменная камера подключена к реактору через пеногаситель, а к смесительной газовой емкости через гаэоанализаторы, причем датчики газоанализаторов, управляемый клапан теплообменной камеры и смесительная емкость снабжены блоком управления культивирования и соединены с ним в цепь.

Сущность предлагаемого. технического решения заключается в том, что система циркуляции газовой фазы позволяет ожижать и выводить из установки кислород, выделяемый микроводорослями в процессе фотосинтеза при одновременной корректировке содержания углекислого газа, поступающего в реактор, что обеспечивает непрерывность процесса фотосинтеза микроводорослями на протяжении всего процесса накопления биомассы в условиях оптимальной концентрации углекислого газа, устраняется необходимость периодической продувки установки инертным газом.

На чертеже представлена схема установки для культивирования микроводорослей.

Установка состоит из светопрозрачного реактора 1, сообщенного с пеногасителем 2 в его верхней части и Снабженйого в нижней части барботером 3 для подачи газовой фазы, а также технологическим патрубком для ввода инокулята и питательной среды 4, датчиков контроля режима культивирования 5, клапаном слива готовой суспензии 6 в емкость 7, долива питательной среды из емкости 8 через клапан 9, системы циркуляции газовой фазы, включающей смесительную газовую емкость 10 с клапаном ввода углекислого газа 11, патрубками инертного газа

12 и сброса излишка газа при продувке 13, побудитель циркуляции газовой фазы 14 и газоанализаторы углекислого газа t5 и кислорода 16, причем система циркуляции газовой фазы дополнительно снабжена тенлообменной камерой 17, с терморегули5 рующим агрегатом 18 для подачи хладоагента, замораживающего углекислый газ и/или пары воды, ожижающего кислород, который выводится из теплообменной камеры через патрубок 19, управляемым нагревательным

10 элементом 20 для размораживания теплообменной камеры, блоком управления 21 терморегулирующего агрегата 18, нагревательного элемента 20 и клапана 11, работающим в соответствии с сигналами

15 газоанализаторов 15 и 16.

Установка для культивирования микроводорослей работает следующим образом.

Реактор 1 заполняют питательным раствором и через патрубок 4 вводят инокулят мик20 роводорослей, адаптированных к меченым минеральным элементам питания. Затем при включенном побудителе циркуляции газовой фазы 14 проводят продувку установки азотом через патрубок 12 при открытом клапане 13 для выведения из установки паров обычной воды, немеченного углекислого гаэа и кислорода воздуха. После окончания продувки азотом патрубок 12 закрывают и открывают клапан 11, подающий углекис30 лый газ в смесительную газовую емкость 10;

Заполнение установки углекислым газом контролируется газоанализатором 15, После этого включают свет и начинается процесс культивирования, При достижении

35 заданной плотности суспензии по сигналу с датчика контроля режима культивирования

5 одновременно открываются клапаны 6 и 9, через которые в емкость для сбора биомассы 7 выводится часть суспензии, а из емко40 сти 8 в реактор 1 поступает питательный раствор в равном объеме.

В процессе культивирования происходит снижение концентрации углекислого газа в установке и накопление фотосинтетического кислорода, что регистрируется газоанализаторами 15 и 16. Сигналы с газоанализаторов поступают на блок управления 21, который включает терморегулирующий агрегат 18, подающий хладоагент s теплообменную камеру 17. При поступлении хладоагента в теплообмен ной камере 17 происходит ззмерзание и накопление углекислого газа и паров воды, а также ожижение кислорода, который выводят из установки через патрубок 19. При снижении концентрации кислорода в установкедо заданного уровня по сигналу с газознализатора 16 блок управления 21 закрывает терморегулирующий агрегат 18. что прекращает подачу хладагента. Одновре1755742

Формула изобретения

Установка для культивирования микро- водораслей на меченых соединениях, содержащая светопрозрачный реактор с

Г ( (,"

° 1 (I

Ф

Корректор АМотыль

Составитель Л,Цаглин

Техред М.Моргентал

Редактор Т.Козлова

Заказ 3031 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 менно блок управления 21 включает нагревательный элемент 20, который размораживает накопившиеся углекислый газ и пары воды поступающие в установку, При снижении концентрации углекислого газа в установке ниже заданного уровня по сигналу с гаэоанализатора 15 управляющий блок 21 открывает клапан 11, через ко орый происходит наполнение установки углекислым газом до заданнага уровня;Таким образом при работе заявляемой установки для культивирования микроводо- рослей обеспечивается вывод кислорода из установки и добавление углекислого газа, что делает возможным непрерывный режим культивирования.

Одновременно в установке обеспечивается оптимальный газовый состав, что повышает ее производительность на 30-40% по сравнению с прототипом.

Использование теплообменной камеры позволяет полностью исключить потери меченыхх соединений. технологическими патрубками и барботером для подачи газа. расположенный над реактором пеногаситель, систему циркуляции газовой фазы, включающую смеситель5 ную газовую емкость с клапаном для ввода углекислого газа, патрубками для инертного газа и отвода излишков газа, побудитель циркуляции газовой фазы и газоанализаторы углекислого газа и кислорода, о т л и ч а10 ю щ а я с я тем, чта, с целью увеличения времени непрерывной работы, сокращения потерь меченых соединений и повышения производительности, система циркуляции газовой фазы содержит теплообменную ка15 меру с термарегулирующим агрегатом, снабженным управляемыми клапанами для подвода и замораживания углекислого газа и/или паров воды и ожижения кислорода, патрубком для era отвода, управляемым на2р гревательным элементом для размораживания агрегата, при этом теплообменная камера подключена к реактору через пеногаситель, а к смесительной газовой емкости — через газоанализаторы, ричем

25 датчики газоанализаторов, управляемый клапан теплообменной камеры и смеситель. ная емкость снабжены блоком управления культивирования и соединены с ним в цепь.

15 Хб