Установка для выращивания микроводорослей

 

Использование: в управляемом биосинтезе при промышленном производстве микроводорослей . Сущность изобретения: установка содержит фотореактор, насос, смеситель , циклон, систему терморегулирования температуры суспензии и теплоаккумулирующие шары. Система терморегулирования температуры суспензии включает аккумулирующую емкость и тепловой насос с приспособлением для реверсирования. Теплоаккумулирующие шары размещены с возможностью перемещения в системе циркуляции суспензии. Каждый теплоаккумулирующий шар содержит эластичную оболочку, заполненную теплоаккумулирующим материалом, температура плавления которого равна температуре фотосинтеза. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ @й;: щ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4840214/13 (22} 19.06.90 (46) 07,05.93. Бюл. 3Ф 17 (71) Научно-производственное объединение

"Солнце" (72) Ч. А. Аманов, М. Х. Аширбаев и Ч. С. Курбанниязов (56) Авторское свидетельство СССР

Ь 1062258, кл. А 01 6 31/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР. .М 1055435, кл. А 01 G 31/02, 1983.. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

МИКРОВОДОРОСЛЕЙ (57) Использование: в управляемом биосинтезе при промышленном производстве мик-Изобретение относится к области управляемого биосинтеза, к промышленному производству фотоавтотрофных микроводорослей и может быть использовано в микро,биологической, пищевой отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве для производства кормов. Целью изобретения является повыше= ние производительности путем стабилизации оптимальных температурных режимов культивирования и улучшения, освещенно- сти среды культивирования.

На чертеже изображена схема установки для выращивания микроводорослей.

Установка для выращивания микроводорослей содержит фотореактор 1, насос 2, связанный всасывающим 3 и нагнетательным 4 патрубками с входом и выходом фотореактора 1, вертикальный теплообменник 5, смеситель 6, объединенные в систему циркуляции суспенэии. Установка содержит подсоединенный к всасывающему патрубку а9> ъЖао 1813782 А1 (я)5 С 12 М 3/00, А 01 G 31/02 роводорослей. Сущность изобретения: установка содержит фотореактор, насос, смеситель, циклон, систему терморегулирования температуры суспенэии и теплоаккумулирующие шары. Система терморегулирования температуры суспензии включает аккумулирующую емкость и тепловой насос с приспособлением для реверсирования.

Теплоаккумулирующие шары размещены с возможностью перемещения в системе циркуляции суспензии. Каждый теплоаккумулирующий шар содержит эластичную оболочку, заполненную теплоаккумулирующим материалом, температура плавления которого равйа температуре фотосинтеза.

1 ил.

3 насоса 2 циклон 7, систему терморегулирования температуры суспенэии и теплоаккумулирующие шары 8. Средняя часть циклона 7тангенциально связана с выходом

9 фотореактора 1. Система терморегулированин температуры суспенэии включает аккумулирующую емкость 10 и тепловой насос

11 с приспособлением для реверсирования

12, Один из теплообменных приборов 13 установлен в средней части вертикального теплообменника 5, а другой 14 — в аккумулируащей емкости 10. Теплоаккумулирующие шары 8 размещены с воэможностью перемещения в системе циркуляции суспензии, Каждый из шаров 8 содержит эластичную оболочку, заполненную теплоаккумулирущим материалом, температура плавления которого равна температуре фотосинтеза.

Смеситель 6 выполнен в виде струйного насоса, камера всасывания 15 которого соединена с нагнетательным патрубком 4 насоса

2, вакуумная камера 16 соединена трубоп-.

1813782

4 роводами17 с размещенными на них вентилями 18 с нижней и верхней частями вертикального теплообменника 5, а нагнетательная камера 19 соединена с вхо, дом фотореактора 1. В циклоне 7 над дном установлена тарельчатая сетка 20 с образованием сборной емкости для биомассы и размещено приспособление 21 для выпуска последней из установки. Верхняя часть циклона 7 связана с верхней частью вертикального теплообменника 5, а нижняя часть . циклона 7 в зоне над сеткой 19 связана с нижней частью вертикального теплообменника 5 соответственно трубопроводами 22 и

23;

Установка для выращивания микроводорослей работает следующим образом.

В летнее, жаркое время суспензия хлореллы вместе с теплоаккумулирующими шарами 8 прокачивается через фотореактор 1, Подвергаясь воздействию активного солнечного облучения при теплом окружающем, фотореактор 1 воздухе, суспензия хлореллы начинает нагреваться. При этом нагревается и теплоаккумулирующий материал — парафин в шарах 8. Температура фазового перехода парафина путем подбора его состава находится в зоне оптимальной температуры фотосинтеза. До полного перехода парафина в шарах 8 из твердого в жидкое состояние температура суспензии поддерживается на некотором постоянном оптимальном для фотосинтеза уровне.

В конце пути по фотореактору 1 весь парафин внутри полиэтиленового шара 8 переходит в расплавленное состояние и всплывает при попадании в циклон 7 по патрубку выхода 9 фотореактора 1,.так как в расплавленном состоянии парафин легче воды. Хлорелла оседает через тарельчатую сетку 20.на дно циклона 7 и сливается через приспособление 21. Из центральной части циклона 7 через нагнетательный патрубок 4 насосом 2 чистая суспензия (без шаровых аккумуляторов 8) подается в камеру всасывания 15 струйного насоса смесителя 6 и, истекая из нее, создает разрежение в камере 16. Вследствие разрежения из верхней части циклона 7 по трубопроводу 22 теплоаккумулирующие шары 8 с небольшЪм количеством суспензии попадают в верхнюю часть вертикального теплообменника 5. В летнее время тепловой насос 11 с помощью приспособления 12 переключен так„что теплообменный прибор 13 является испарителем, а теплообменный прибор 1 — соответственно конденсатором, В этом случае происходит охлаждение суспензии в вертикальном теплообменйике 5 и нагрев .теплоносителя в аккумулирующей емкости

50 лирующими шарами 8 нагревается, шары 8 всплывают и засасываются вместе с нагретой суспензией в струйный насос, где смешиваются с холодной суспензией до оптимальной температуры и подаются в фотореактор 1.

Приэтом происходитстабилизациятемперэтуры в фотореакторе до окончания фазового перехода парафина в теплоаккумулирующих шарах 8 из жидкого состояния в твердое, Кроме того, теплоаккумулирующие шары обуславливают появление дополнительных составляющих сил трения, что приводит. в определенной мере, к очистке внутренних поверхностей фотореактора I от оседающей на них хлореллы, поддерживая тем самым высокую светопропускную способность.

10. Таким образом, в вертикальном теплообменнике 5 происходит охлаждение суспензии и фазовый переход парафина из жидкого состояния в твердое.

5 При этом теплоаккумулирующие шары 8 опускаются и по трубопроводу 17 засасыва.ются вместе с холодной суспенэией в смеситель 6-струйный насос, где смешиваются с потоком теплой суспензии, охлаждая ее, и

10 подаются в фотореактор 1.

В холодное осенне-весеннее время, когда температура окружающей среды значительно ниже оптимальной температуры фотосинтеза хлореллы, в фотореактор 1 за15 качивается струйным насосом теплая суспензия с шаровыми аккумуляторами 8, парафин в которых находится в расплавленном состоянии. При этом суспензия не охлаждается до перехода парафина из

20 жидкого состояния в твердое.

Процесс циркуляции происходит следующим образом.

С выхода 9 фотореактора 1 суспензия попадает в циклон 7, где холодная ее часть

25 вместе с холодными теплоаккумулирующими шарами 8 опускается на тарельчатую сетку 20, при этом биомасса сквозь сетку проходит и оседает на дне циклона 7 и периодически выпускается. Насосом 2 холод30 ная суспензия подается в смеситель 6— струйный насос, в камеру всасывания 15.

Вследствие разрежения, создаваемого струйным насосом, с тарельчатой сетки 20 циклона 7 по трубопроводу 23 (при закры35 том трубопроводе 22) термоаккумулирующие шары 8 и часть суспензии поступают в нижнюю часть вертикального теплообмен-. ника 5. В зимнее время тепловой насос 11 переключен на использование тепла акку40 мулирующей емкости 10. В этом случае теплообменный прибор 13 является конденсатором, и суспензия с теплоаккуму1813782

Составитель В. Конгстантинов

Техред М.Моргентал Корректор Л, Пилипенко

Редактор С. Кулакова

Заказ 1812 Тираж Падписйое

ВН ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/6

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

Использование установки для выращивания микроводорослей позволяет умень-. шить влияние перепадов температур на рост культуры микроводорослей и обеспе. чивает необходимую освещенность для ее 5 роста, что в свою очередь обеспечит повышение производительности устройства.

Формула изобретения

Установка для выращивания микроводорослей, содержащая фотореактор, насос, 10 связанный всасывающим и нагнетательным патрубками с входом и выходом фотореактора, вертикальный теплообменник, смеситель, обьединенные в систему циркуляции суспензии, отличающаяся тем, что, с 15 целью повышения производительности путем стабилизации оптимальных температурных режимов культивирования и улучшения освещенности среды культивирования. установка содержит подсоединен- 20 ный к всасывающему патрубку насоса циклон. средняя часть которого тангенциально связана с выходом фотореактора, систему терморегулирования температуры суспензии, включающую аккумулирующую 25 емкость и тепловой насос с приспособлением для реверсирования, один из теплообменных приборов которого установлен в средней части вертикального теплообменника, а другой в аккумулирующей емкости, и теплоаккумулирующие шары, размещенные с возможностью перемещения в системе циркуляции суспензии, каждый из которых содержит эластичную оболочку, заполненную теплоаккумулирующим материалом, температура плавления которого равна температуре фотосинтеза, при этом смеситель выполнен в виде струйного насоса, камера нсасывания которого соединена с нагнетательным патрубком насоса, вакуумная камера соединена трубопроводами с размещенными на них вентилями с нижней и верхней частью вертикального теплообменника, а нагнетательная камера соединена с входом фотореактора. при этом в циклоне над дном установлена тарельчатая сетка с образованием сборной емкости для биомассы и размещено приспособление для выпуска последней из установки, верхняя часть циклона связана с верхней частью вертикального теплообменника, а нижняя часть циклона в зоне над сеткой связана с нижней частью вертикального теплообменника.