Установка для выращивания микроводорослей

)5 С 12 МЗ/ 01 6 31/ ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРкот 1 ил АНИЕ ИЗОБР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1062258, кл. А 01 6 31/02, 1983.Авторское свидетельство СССР. еМ 1055435, кл. А 01 6 31/02, 1983. . (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ(57) Использование: в управляемом биосинтезе при промышленном производстве микИзобретение 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 повышение производительности путем стабилизации оптимальных температурных режимов культивирования и улучшения , освещенно- сти среды культивирования.На чертеже изображена схема установ-. ки для выращивания микроводорослей.Установка для выращивания микроводорослей содержит фотореактор 1, насос 2, связанный всасывающим 3 и нагнетательным 4 патрубками с входом и выходом фото- реактора 1, вертикальный теплообменник 5, смеситель 6, объединенные в систему циркуляции суспенэии. Установка содержит подсоединенный к всасывающему патрубку 2роводорослей. Сущность изобретения: установка содержит фотореактор, насос, смеси- тель, 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 плавленияорого равйа температуре фотосинтеза. 3 насоса 2 циклон 7, систему терморегули- а рования температуры суспенэии и теплоаккумулирующие шары 8. Средняя часть циклона 7 тангенциально связана с выходом а 9 фотореактора 1, Система терморегулиро- Ор ванин температуры суспенэии включает ак- д кумулирующую емкость 10 и тепловой насос 11 с приспособлением для реверсирования 12, Один из теплообменных приборов 13 . установлен в средней части вертикального ф теплообменника 5, а другой 14 - в аккумули- Ю рующей емкооти 10. Теплоеккумулирующие ) 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 4роводами 17 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 дномустановлена 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 снижней частью вертикального теплообменника 5 соответственно трубопроводами 22 и 23;РУстановка 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 весьпарафин 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 тепло- аккумулирующие шары 8 с небольшЪм количеством суспензии попадают в верхнюю часть вертикального теплообменника 5. В летнее время тепловой насос 11 с помощью приспособления 12 переключен такчто теплообменный прибор 13 является испарителем, а теплообменный прибор 1 - соответственно конденсатором, В этом случае происходит охлаждение суспензии в вертикальном теплообменйике 5 и нагрев45 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 втеплоаккумулирующих 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 1 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 изжидкого состояния в твердое.5 При этом теплоаккумулирующие шары 8опускаются и по трубопроводу 17 засасыва.ются вместе с холодной суспенэией в смеситель 6-струйный насос, где смешиваютсяс потоком теплой суспензии, охлаждая ее, и10 подаются в фотореактор 1.В холодное осенне-весеннее время, когда температура окружающей среды значительно ниже оптимальной температурыфотосинтеза хлореллы, в фотореактор 1 за 15 качивается струйным насосом теплая суспензия с шаровыми аккумуляторами 8,парафин в которых находится в расплавленном состоянии. При этом суспензия не охлаждается до перехода парафина из20 жидкого состояния в твердое.Процесс циркуляции происходит следующим образом,С выхода 9 фотореактора 1 суспензияпопадает вциклон 7, где холодная ее часть25 вместе с холодными теплоаккумулирующими шарами 8 опускается на тарельчатую сетку 20, при этом биомасса сквозь сеткупроходит и оседает на дне циклона 7 и периодически выпускается. Насдсом 2 холод 30 наясуспензия подается в смеситель 6 -струйный насос, в камеру всасывания 15.Вследствие разрежения, создаваемогоструйным насосом, с тарельчатой сетки 20циклона 7 по трубопроводу 23 (при закры 35 том трубопроводе 22) термоаккумулирующие шары 8 и часть суспензии поступают внижнюю часть вертикального теплообмен-.ника 5. В зимнее время тепловой насос 11переключен на использование тепла акку 40 мулирующей емкости 10. В этом случае теплообменный прибор 13 является конденсатором, и суспензия с теплоаккуму1813782 Составитель В. КонгстантиновРедактор С. Кулакова Техред М.Моргентал КорректОр Л, Пилипенко аказ 1812 Тираж Падписйое ВН ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,ул.Гагарина, 10О 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 изобретенияУстановка для выращивания микроводорослей, содержащая фотореактор, насос, 10 связанный всасывающим и нагнетательным патрубками с входом и выходом фотореактора, вертикальный теплообменник, смеси- тель, обьединенные в систему циркуляции суспензии, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с 15 целью повышения производительности путем стабилизации оптимальных температурных режимов культивирования и улучшения освещенности среды культивирования, установка содержит подсоединен 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, вакуумнаякамера 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 зоненад сеткой связана с нижней частью вертикального теплообменника.