Установка для культивирования микроводорослей на меченых соединениях

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 6 33/00, С 12 М 1/36 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ 1 .,: . 29285/13: .: (57) Использование; относится к биотехнологии, к установкам для культивирования 31: - ., фотосинтезирующих микроводорослей на иологии растений им.меченых соедийенияхпри получении биомассы, содержащей меченые вещества.В,Е. СемененкО и"Сущностьиэобретения."установкасодержиреактор с барботером, пеногаситель, систетельство СССР муциркуляции газовой фазы,которая вклю/10, 1979. чает теплообменную камеру с стений, т. 26, вып. 1; терморегулирующим агрегатом, снабженс. 1. ным управляемыми клапанами для подвода ЛЯ КУЛЬТИВИРОВА- углекислого газа и/или паров воды и ожиже- ОСЛЕЙ НА МЕЧЕЙЫХ ния кислорода. Камера подключена к реактору через пеногаситель, а к смесительной газовой емкости через газоанализатор. 1 ил.(54) УСТАНОВКА ДНИЯ МИКРОВОДОРСОЕДИНЕНИЯХ т Основным недостатком этого устройстявляется его невысокая производительсть, связанная с периодичностью его Изобретение относится к области био- . заполнения питательной средой и освобожтехнологии, в частности к фотореакьторйцм дения готовой суспензии. установкам и может быть использовано для Известна такжеустановкадля культивиинтенсивного культивирования фотосинте- рования микроводорослей, состоящая иэ а зирующих микроводорослей на меченных прозрачного реактора, снабженного пенс- органических соединениях, например, угле- гасителем, обратным холодильником, раэ- у кислом газе и тяжелой воде, с целью получв-мещенным в верхней его части, а в нижней у ния биомассы, содержащей меченные части барботером для подачи газовой фазы, вещества, широко используемые в научно- технологическимипатрубкамидля ввода пиисследовательских работах по изучениюсо- тательной среды и инокулята, датчиками става и физиологических особенностей контроля режима культивирования и слива биологических объектов и в медицине, .: готовой суспенэии, системой циркуляцииИзвестенвппврвтдлякультивировенив гвзовой фвзы, включающей сыесительные )и микроорганизмов, содержащий корпус, уст- добавочные газовые емкости, снабженные .ь ройство для перемешивания в виде жестко патрубками ввода газов и побудителем цирзакрепленных между собой двух дисков С куляции газовой фазы. роликами по их периферии и источник све- Цель изобретения - увеличение времета, размещенный между дисками по оси ап- ни непрерывной работы, сокращение попа рата. терь меченых соединений и повышениепроизводительности. ва Поставленная цель достигается новой но установкой для культивирования микроводорослей на меченых соединениях, содержащей всетопрозрачный реактор с технологическими патрубками и барботером для подачи газов, расположенный над реактором пеногаситель, систему циркуляции га зовой фазы, включающую смесительную газовую емкость с клапаном для ввода углекислого газа, патрубкзми для инертного газа и отвода излишков газа, побудитель циркуляции газовой фазы и газоанализато ры углекислого газа и кислорода. Система циркуляции газовой фазы содержит тепло- обменную камеру с терморегулирующим агрегатом, снабженным управляемыми клапанами для подвода и замораживания 15 углекислого газа иили паров воды и ожижения кислорода, патрубком для его отвода, управляемым нагревательным элементом для размораживания агрегата, при этом теплообменная камера подключена к реак тору 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 ожи жать и выводить из установки кислород, выделяемый микроводорослями в процессе фотосинтеза при одновременной корректировке содержания углекислого газа, поступающего в реактор, что обеспечива ет 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.45Установка 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 такжетехнологическим патрубком для 50 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 15 и кислорода 16, причем система циркуляции газовой фазы дополнительно снабжена тедлообменной камерой 17, с терморегулирующим агрегатом 18 для подачи хладоагента, замораживающего углекислый гаэ и/илипары воды, ожижающего кислород, который выводится из теплообменной камеры через патрубок 19, управляемым нагревательнымэлементом 20 для размораживания тепло- обменной камеры, блоком управления 21 терморегулирующего агрегата 18, нагревательного элемента 20 и клапана 11, работающим в соответствии с сигналамигазоанализаторов 15 и 16.Установка для культивирования микро- водорослей работает следующим образом. Реактор 1 заполняют питательным раствором и через патрубок 4 вводят инокулят микроводорослей, 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 газа и кислорода воздуха. После окончания продувки азотом патрубок 12 закрывают и открывают клапан 11, подающий углекислый газ в смесительную газовую емкость 10; Заполнение установки углекислым газом контролируется газоанализатором 15, После этого включают свет и начинается процесс культивирования, При достижении 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 емкости 8 в реактор 1 посгупает питательный раствор в равном объеме.В процессе культивирования происходит снижение концентрации углекислого газа в установке и накопление фотосинтетического кислорода, что регистрируется гаэоанализаторами 15 и 16. Сигналы с газоанализаторов поступают на блок управления 21, который включает терморегулирующий агрегат 18, подающий хладоагент в 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 СЗ Составитель Л,ЦоглинТехред М.Моргентал Редактор Т.Козлова Корректор А.Мотыл каэ 303 ВНИИ Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 ьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 вен но-из иэ 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 заданного 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 О по сравнению с прототипом.Использование теплообменной камеры позволяет полностью исключить потери меченыхх соединений. ф о р мул а изобретения Установка для культивирования микро-водорослей на меченых соединениях, содержащая светопрозрачный реактор с технологическими патрубками и барботером для подачи газа. расположенный над реактором пеногаситель, систему циркуляции газовой фазы, включающую смеситель ную газовую емкость с клапаном для вводауглекислого газа, патрубками для инертного газа и отвода излишков газа, побудитель циркуляции газовой Фазы и газоанализаторы углекислого газа и кислорода, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличениявремени непрерывной работы, соращения потерь меченых соединений и повышения производительности, система циркуляции газовой фазы содержит теплообменную ка меру с терморегулирующим агрегатом,снабженным управляемыми клапанами для подвода и замораживания углекислого газа и/или паров воды и ожижения кислорода, патрубком для его отвода, управляемым на гревательным элементом для размораживания агрегата, при этом теплообменная камера подключена к реактору через пеногаситель, а к смесительной газовой емкости - через газоанализаторы, причем 25 датчики газоанализаторов, управляемыйклапан теплообменной камеры и смеситель ная емкость снабжены блоком управления культивирования и соединены с ним в цепь, 15 Ю