Установка для культивирования микроводорослей

 

Использование: промышленное выращивание микроводорослей как источника кормового белка и пищевых добавок. Сущность изобретения: установка содержит открытую емкость с внутренним покрытием, размещенную в емкости вертикальную продольную перегородку с образованием замкнутого канала дли циркуляции среды vr побудитель расхода суспензии микроводорослей . Боковые торцы перегородки выполнены расширенными с плавным обводом. по бокам перегородки размещены валы со щетками для очистки стенок и дополнительного перемешивания, снабженные реверсивным приводом. Установка снабжена системой слива среды, состоящей из трех вертикальных труб, размещенных в емкости , входные участки которых расположены ступенчато на трех уровнях для отбора среды нэ различных стадиях синхронного роста микроводорослей. Внутреннее покрытие емкости выполнено из стекла. 2 з.п. ф-лы, Зил.

Ы 1757537 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э А 01 G 33/02, С 12 М 3/00

ГOCYQAPCTBEHHblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ I KHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 размещенную s емкости вертикальнув iipoдальную перегородку с образованием замк(21) 4902835/13 (22) 16.01,91 (46) 30.08.92. бюл, % 32 .: .- нутого канала для циркуляции среды и (71) Инстйтут ботаники АН КаэССР;. : побудитель расхода суспензйи микроводо(72) Т.Т.Таубаев и Т.Б.Мусалдинов : .. рослей. Боковые торцы перегородки выпол(56) А.ММуэафаров, Т.Т.Таубаев "Хлорелла", . . иены расширенными с плавным обводом, изд-во "ФАН",Ташкент.1974г.,ст.37-36. . по бокам.перегородки размещены валы со

В.B. Пиневич и др, "Типовая устайовка ": щетками для очистки стенок и дополнительдля массового культивирования однокле- ного перемешивания, снабженные реверточных водорослей", Физиология растений, ::, .сивным приводом. Установка снабжена

Т. И, вып. 6, 1964 r.; стр. 1084-1088, Рис.1, ..:;системой слива среды, состоящей из трех (54) УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВА- вертикальных труб, размещенных в емкоНий МИКРОВОДОРОСЛЕЙ,.::::: -:сти, входные участки которых расположены (57) Испольэовайие: промышленное выра- ступенчато на трех уроенях si отбора срещивание микроводорослей как источника: .ды ка различных стадиях синхронного роста кормового белка и пищевых добавок, Сущ- . микроводорослей. Внутреннее покрытие ф ность изобретения: установка содержит от- . емкости выполнено из стекла; 2 з,п. ф-лы, крытую емкость с внутреннйм покрытием, : 3 ил.

Изобретейие относится к устройстваМ - (В.В.Пиневич и др. "Типовая установка для для промышленного выращивания микро@-, массового культивирования одноклеточных дорослей и может быть использовано для : водорослей". Физиология растений. Т.ll, СЛ йолучения кормовых белково-витаминных вып, 6, 1964, стр. 1084-1088, рис. I). 4 добавок. пищевых продуктов, лекарствей-. : Недостаткомустайовкиявляетсято,что Ql ных, йарфюмерных и rip. препаратов. :, :;:, для строительства ее исйользована дере- ()

Известна неглубокая (8-12 см) установ- вянная доска. Изнутри установки выстлана ка для культивирования микроводорослей малопрочной полиэтиленовой плейкой, (А.М.Музафаров, Т.Т.Таубаев "Хлорелла", .: вследствие чего затруднена санитарная обиэд-во ФАН, Ташкент, 1974, с. 37-38). - : — - " работка. Отсутствие в установке механизмов Недостатком указанных установок яв -;: эффективногопербмешиваниясуспензий,неляется сложность конструкции, больщая;: достаточная аэрация иосМщенность привоэнергоемкость, повышенный расход СО, дит"кснижениюинтенсивности фотосинтеза затруднигельная санитарная обработка и и увеличению физиологйческих неактивных снижение продуктивности за счет ряда фак- клеток. Вследствиечегона внутреннейповерторов,: .; хности установки происходит оседание клеНаиболее близкой к предлагаемой уста- ток, они, накапливаясь на дне, разлагаясь, новке по технической сущности является 4-х являются источником загрязнения суспензии угольная деревянная лотковая установка органическими веществами. При созрееа1757537

30

40 нии культуры (6-8 суток) и постоянном на. хождении суспенэии в установке, в течение

30-60 дней невозможно обеспечить синхронность развития культуры клеток.

Использование готовой 5$-ной углекислоты приводит к значительному ее расходу, требует применения компрессора и связано с большой затратой электроэнергии, С целью повышения производительности, качества койечного продукта и сокращение расхода газа, предлагается блочная латковая установка отличающаяся тем, что внутренняя поверхность ее для ликвидации обрастания клетками водорослей, улучшения эффективности использования световой энергии и удобства профилактической обработки облицована стеклянными плитами произвольной формы, использован инжектор, способствующий эффективному насыщению суспензии дешевым атмосферным углекислым газом и кислородом, которые необходимы для фотосинтеза водорослей, одновременно способствующий также ускорению ламйнарного и турбулентного движения потока суспензии; применено передвижное устройство с лопастными колесами, вертикальные валы со щетками, тросом, предназначенными для поднятия осевших клеток и обеспечивающими дополнительное эффективное перемешивание суспензии; установлены сливные трубы для послойного слива разновозрастн ых синхронных клеток суспензии, Для строительства реактора могут быть использованы типовые железобетонные лотки с радиально закругленными торцевыми стенками, которые от разделительной перегородки с закругленными концами отделены на 0,6 м, ширина лотка 2 м, длина 30 м, высота 80 см. Внутренняя поверхность лотков обложена стекляйными плитками произвольной формы, можно использовать обломки стекла.

Н3 фиг.1 изображена лотковая установка, вид сверху; на фиг,2 — установка в поперечном разрезе, вид сбоку; на фиг.3— система труб для послойного отделения синхронных клеток и облицовочные стеклянные плиты, вид сбоку.

Установка для культивирования микроводораслей состоит иэ корпуса 1, разделительной перегородки 2 с закругленными концами 3, электронасаса 4 с крыльчаткой

5, всасывающей 6 и нагнетательной 7 труб, инжектора 8, ротаметра 9, кран-вентиля рсI таметра 10, рамки 11 с колесами 12, лопастными мешалками 13, со щетками 14 на вертикальных валах 15, ремня 16, реверсивного электромотора 17, редуктора 18, шкивов 19, барабанов 20 для наматывания тросовой ленты 21, системы сливных труб, состоящей иэ верхней трубы 22, средней 23 и нижней 24, снабженных краном 25 и облицовочных стеклянных плит 26.

Установка работает следующим образом. В очищенную и продезинфицированную установку заливается водопроводная вода питьевого качества па уровню 24 см абьемом (15 мз) с температурой в пределах

20-30 С, Культивирование проводится при естественном освещении (около 8-75 тыс.лк), Перемешивание суспензии производится в дневное время, начиная с 8 часов утра до 20 часов вечера. Электронасосы работают в автоматическом режиме (20мин в работающем и 40 мин в неработающем). В воду вводится типовая питательная среда (04) из расчета íà 1 литр воды аммоний сернокислый — 0,2 г; кальций фосфорнокислый однозамещенный — 0,03 г; кальций сернокислый — 0,03 г; натрий двууглекислый — 0,1 г; магний сернокислый — 0,08 г; калий хлористый — 0,025 г; железо хлорное, 1;,-ный раствор — О, t5 мл; почвенный экстракт—

0,5мл, Почвенный экстракт готовится из садовой земли: 1 гр. почвы заливают 3 мл дистиллированной воды (1:3), взбалтывают в течение 5 минут и пропускают через бумажный фильтр, после фильтрации добавляют в среду. В питательную среду добавляются соли микроэлементов. В приготовленную питательную среду вносится исходная синхронная культура микраводорослей, взятая из действующей установки в количестве, обеспечивающем исходную плотность, например, 3-8 млн. клеток на 1 мл суспензии, После этого включается электронасас 4, который создает направленный кольцевой поток суспензии. Суспензия через трубу 6 всасывается в насос, где подхваченная крыльчаткой 5 через нагнетательный трубопровод 7 со скоростью 0,5-0,6 м/сек подается в инжектор 8, который прикреплен на конце нагнетательной трубы 7.

Из-за сильной струи суспензии, находящей под давлением 1 атм через сопла инжектора 8 создается область пониженного давления, где вследствие создавшегося вакуума интенсивно всасывается атмосферный воздух через ротаметр 9, Образуется воздушно-жидкостная смесь, которая под давлением выбрасывается в реактор со скоростью 0,7-0,8 м/сек, Степень снабжения суспензии атмосферным воздухом зависит от скорости выходящей суспензии иэ сопла инжектора 8 от диаметра воздушного отверстия кран-вентиля 10 ротаметра. Так, например, при диаметре отверстия сопла — 14 мм, при помощи насоса (ЗК-9) — 45 м /час в

1757537

17, например, правого вращения вала двигателя и редуктора 18 за счет привода ремней 16 начинает медленно вращаться намоточный барабан 20 и наматывает трос

21 правого лопастного колеса на вертикальном валу 15, приводя его одновременно а 25 медленное вращение и поступательное дви- . жение рамы 11 на колесах 12. В результате чего щетками 14 интенсивно снимаются осевшие клетки с внутренней поверхности

30 лотков облицованных стеклянными плитами 26 и одновременна активно перемешйваются лопастями 13 вся толща суспензии.

Намоточный барабан левого лопастного ко леса в это время отматывег трос. Двигаясь а правом направлении до торцевого 35 края разделительной перегородки 2 а устройстве срабатывает автомат останоаки реверсивного электромотора 17. После его остановки автоматически включается электропривод в обратном направлении. Так ус- 40 тройство работает в течение 40 минут, После автоматически на 20 минут включается электродвигатель 4 для перемешивания суспензии и снабжения воздухом и СО2.

В дальнейшем по мере созревания, т.е. 45 выхода культур на плато, на 3-4-е сутки в реакторах путем отстаивания в ночное время суток за 10-12 часов происходит синхронизация клеток, основанная на естественной се50 диментации.

В каждом реакторе имеется система труб для послойного слива синхронных одновозрастных физиологических активных клеток. Для разделения и перевода синх55 ронных культур клеток а другие реакторы для дальнейшего его выращивания сначала открывают вентиль 25 сливной трубы 22 для слива верхнего полупрозрачного слоя автоспор дочерних клеток, который подается в зависимости от зазора воздушного от" .рстия кран-вентиля инжектора подача воздуха в суспензию по показанию ротаметра достигает от 30 м (час до 50 м /час.

Суспензия после инжектирования, 5 приобретая дополнительно турбулентное движение, течет по лотку и активно перемешивается. Двигаясь по лотку, поток суспензии попадает а зону, всасывающей трубы 6 насоса 4, цикл работы повторяется. 10

Одновременно с отключением электронасоса реактора, перемешиаающего суспензию, автоматически включается . реверсивный электродвигатель 16 с лопастными 13, со щетками 14 на вертикальных 15 . валах 15, Очистительное устройство работает следующим образом; после автоматического включения реверсивного электромотора другой реактор для дальнейшего культивирования, затем открывают вентиль сливной трубы 23 для слива среднего светло-зеленого слоя полузрелых клеток, Темно-зеленый нижний слой суспензии— зрелые материнские клетки — частично остается в реакторе. В дальнейшем, добавляя воду и питательную среду в реакторы продолжают выращивание водорослей.

Использование предложенной установки для культивироаанйя микроводорослей способствует повышению производительности за счет ускоренйя выхода йз плато в

2 раза обеспечивает получение непрерывной синхронной культуры водорослей, что позволяет решить проблему обеспечения посадным материалом и получение качественной биомассы; дает возможность при выращивании водорослей избавиться от сопутствующих микроводорослей-обрастателей, увеличивает выход сухой массы в 4 раза, позволяет использовзть С02 из атмосферы.

Ф а р мул а изобретения

1, Установка для культивирования микроводорослей, содержащая горизонтальную продольную открйтую емкость с внутренним покрытием, патрубком для подвода углекислого газа и системой слива среды, размещенную В емкостй вертикал ьную продольную перегородку с образованием между ней и стенкой емкости замкнутого канала для циркуляции среды и побудитель расхода суспензии микроводорослей, отличающаяся тем, что, с целью повышения проиэаодйтельности, качества конечного продукта и сокра;цения расхода газа, боковые торцы перегородки выполнены расширенными с плавным обводом, в емкости по бокам перегородки размещены вертикальные бйлысо Щбткамй для очистки стенок и дополнительного перемешивания, снабженные реверсивным приводом и установленные с возможностью перемещения вдоль емкости, при этом патрубок для подвода углекислого газа снабжен на выходе эжектором-, а система слива среды состоит из трех труб, входные участки которых размещены в емкости вертикально и их торцы расположены ступенчато на трех уровнях для отбора среды на различных стадиях синхронного роста яйкроводорослей.

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что внутреннее покрытие емкости выполнено из стекла.

3, Установка по п,1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что патрубок для подвода углекислого газа сообщен с атмосферой.

1757537

1757537

Составитель Т,Мусалдинов

Редактор С.Егорова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор И.Муска

Заказ 2945 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101