Установка для культивирования микроводорослей

(19 роз д 01 Оззог,С 12 М 3(00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНГ СССР О ПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ОБРЕТЕН Изобретейие относится к устройствеМ -(В.В,Пиневич и др, "Типовая установка для для промышленного выращивания микрв 0-, массового культивирования одноклеточных дорослей и может быть использовано дляводорослей". Физиология растений, Т,И, облучения кормовых белково-витаминныхвь и, 6, 1964, стр. 1084-1088, рис, 1).добавок, пищевых продуктов, лекарствей-. : Йедостаткомустайовкиявляетсято,что ных, йарфюмерных и пр, препаратов.:, . :,. для строительства ее исйользована дереИэвестна 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 механизмовНедостатком указанных установок яв-;: эФфективногопербмешиваниясуспензий,не- ляется сложность конструкции, больщая;: достаточная аэрация иосМщенность приво- энергоемкость, повышенный расход 002," диткснижениюинтенсиености фотосинтеза затруднигельная санитарная обработка ий увеличению физиологйческих неактивных снижейие продуктивности за счет ряда фак- клеток. Вследствиечегона внутреннейповерторов, : : .; хности установки происходиг 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 созрееа 2(21) 4902835/13 . . размещенную в емкостиеертикальнув про- (22) 16.01,91 .:. дальную перегородку с образованием замк- (46)30.0892. бюл, %32 .: .; нутого канала для циркуггяцйи 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.М.Муэафаров, Т.Т.Таубаев "Хлорелла",:.: нены расширенными с плавным обводом, изд-во "ФАН", Ташкент, 1974 г., ст. 37-36. по бокам перегородки размещены валы соВ.В. 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 г.; 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) Использовэйие: промышленное выра- ступенчато на трех уроенях Для отбора срещивание микроводорослей как источника: .ды ка различных стадиях синхронного роста кормового белка и пищевых добйвок, Сущ- .микроводорослей. Внутреннее покрытие ность изобретения: установка содержит от- . емкости выполненоиз стекла; 2 з,п. ф-лы, крыгую емкость с внутреннйм покрытием,3 ил.поднятия осевших клеток и обеспечиваю- ЗОщими дополнительное эффективное перемешивание суспензии; установлены сливные трубы для послойного слива разновозрастн ых синхронных клеток суспензии,Для строительства реактора могут бытьиспользованы типовые железобетонныелотки с радиально закругленными торцевыми стенками, которые от разделительной перегородки с закругленными концами отделен ы на 0,6 м, ширина лотка 2 м, длина 30 40м, высота 80 см, Внутренняя поверхностьлотков обложена стеклянными плиткамипроизвольной Формы, можно использовать обломки стекла,На 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 микро- водорОслей состоит иэ корпуса 1, разделительной перегородки 2 с закругленными концами 3, электронасоса 4 с крыльчаткой 5, всасывающей 6 и нагнетательной 7 труб, инжектора 8, ротаметра 9, кран-вентиля ротаметра 10, рамки 11 с колесами 12, лопастными мешалками 13, со щетками 14 на вертикальных валах 15, ремня 16, реверсивного электромотора 17, редуктора 18, шкинии 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 лотковая 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 Фотосинтезаводорослей, одновременно способствующий также ускорению ламйнарного и турбулентного движения потока суспензии; применено передвижное устройство с лопастными колесами, вертикальные валы сощетками, тросом, предназначенными для 5 10 15 20 вов 19, барабанов 20 для наматывания тросовой ленты 21, системы сливных труб, состоящей из 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 по уровню 24 см обьемом (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 (20 мин в работающем и 40 мин в неработающем). В воду вводится типовая питательная среда (04) из расчета на 1 литр воды аммоний сернокислый - 0,2 г; кальций фосфорнокислый однозамещенный - 0,03 г; кальций серно- кислый - 0,03 г; натрий двууглекислый - 0,1 г; магний сернокислый - 0,08 г; калий хлористый - 0,025 г; железо хлорное, 1;6-ный раствор - 0,15 мл; почвенный экстракт - 0,5 мл, 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 микроводорослей, взятая из действующей установки в количестве, обеспечивающем исходную плотность, например, 3-8 млн, клеток на 1 мл суспензии, После этого включается электронасос 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 сопло 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 сопло - 14 мм, при помощи насоса (ЗК) - 45 м/час в20 17, например, правого вращения вала двигателя и редуктора 18 за счет привода ремней 16 начикает медленно вращаться намоточный барабан 20 и наматывает трос 21 правого лопастного колеса на вертикальном валу 15, приводя его одновременно в 25медленное вращение и поступательное дви- .жение рамы 11 на колесах 12. В результатечего щетками 14 интенсивно снимаютсяосевшие клетки с внутренней поверхности 30 лотков облицованных стеклянными плитами 26 и одновременна активно перемешйваются лопастями 13 вся толща суспензии. Намоточный барабан левого лопастного колеса в это время отматывег трос. Двигаясь в правом направлении до торцевого 35 края разделительной перегородки 2 в устройстве срабатывает автомат остановки реверсивного электромотора 17, После его остановки автоматически включается электропривод в Обратном направлении. Так ус тройство работает в течение 40 минут, После автоматически на 20 минут включается электродвигатель 4 для перемешивания суспензии и снабжения воздухом и СО 2.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 се 50 диментации.В каждом реакторе имеется систематруб для послойного слива синхронных одновозрастных физиологических активных клеток. Для разделения и перевода синх 55 ронных культур клеток в другие реакторы для дальнейшего его выращивания сначала открывают вентиль 25 сливной трубы 22 для слива верхнего полупрозрачного слоя авто- спор 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 в зону, всасывающей трубы 6 насоса 4, цикл работы повторяется, 10Одновременно с отключением электро- насоса реактора, перемешивающего сус- пензию, автоматически включается . реверсивный электродвигатель 16 с лопастными 13, со щетками 14 ка вертикальных 15 . валах 15,Очистительное устройство работает следующим образом: после автоматического включения реверсивного электромотора другой реактор для дальнейшего культиви" рования, затем открывают вентиль сливной трубы 23 для слива среднего светло-зеленого слоя полузрелых клеток, Темко-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 культивировакйя микроводорослей способствует повышению производительности за счет ускоренйявыхода йа плато в 2 раза обеспечивает получение непрерывной синхронной культуры водорослей, что позволяет решить проблему обеспечения посадным материалом й получение качественной биомассы; дает возможность при выращивании водорослей избавиться от сопутствующих микроводорослей-обрастателей, увеличивает выход сухой массы в 4 раза, позволяет использовать СО 2 из атмосферы. Ф а р мул а изобретения 1, Установка для культивирования микроводорослей, содержащая горизонтальную продольную открытую емкость с внутренним покрытием, патрубком для подвода углекислого газа и системой слива . среды, размещенную В емкостйвертикал ьную продольную перегородку с образованием между ней и стенкой емкости замкнутого канала для циркуляции среды и побудитель расхода суспензии микроводорослей, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения проиэводйтельности, качества конечного продукта й" сокраьцения 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 ка выходе эжектором-; а"система слива среды состоит из трех труб, входные участки которых размещены в емкости вертикально и их торцы расположеныступенчато на трех уровнях для отбора среды на различных стадиях синхронного роста ййкроводорослей.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 Редак ва и ГКНТ СС зводственно-и каз 2945НИИПИ Го оставитель Т,Мусалдиновехред М,МоргенталКорректор И.Муска Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10