Установка для выращивания микроводорослей

сОюз сО 3 е тскихсоциллистическихРЕСПУ 6 ЛИК 7750 Ое плтентнОеССР ИЕ ИЗОБРЕТЕН 5019937/1319.11.9180.08.93, Бюл. ЬЬ 32В,В. Жиляев и В,Н, Кар(21) (22) (46) (76) (56) теэируощих микроорганизмов и микроводорослей. Сущность изобретения: установка содержит соетопропускающий трубчатый реактор, выполненный в виде змеевика с параллельными участками. Расположение труб змеевика в поперечном сечении имеет конфигурацию звездообразной формы, в которой трубы размещены по концентрическим окружностям и, образуют цилиндрические поверхности - слои с источниками света о общем центре, а компоновка озаимного расположения труб в пространстое определена системой математических уравнений, 5 ил. пушаство СС(54) УИ (57) про РАЩИВАНИ обиологическал производство о ивание фотосин 25 Л Изобретение о ромышлен ногрующих микроно для испоЙСТВЕ И МИКРО ТНОСИТ ооыращ организ льзооа биологи я к установкам иоания фотосинмоо и предназия в сельском еской промышд д 2 с 1 с 05 Ос 51 л р чтеэ С 05 (ОгСБ ач оз е ости.адачей, на решение которой напраолеанное изобретение, является пооышепроизоодительности установки.ехнический результат, получаемый ешении задачи, выражается о уоеличе- КПД реактора эа счет оптимизации схеасположения труб реактора с точки ия наиболее полного поглощения сведУе) с 1,о Гс 05 с 21ГС 51 П )1 ЕС 05(1 ГС(2) с и и мы зре тов гает поп гура тру В+В Кэ ка от исто что компо сеченииеэдообразоложены образуют источник асполокен+ 2 2 - 1 Рп 360 8 йо - 121 и л, р122 ++ /Ъ 3 1 Р 1 ен го потоя тел,речнолию эоы распостямНОСТЬа их рчников света и достиовка труб змеевика в имеет сложную конфиной формы, в которой по концентричным окцилиндрическую поами света о центре и ия описывается урао(5)5 А 01 6 33/02, С 12 Й.ИЮдЯ 8.: "1 д- ТБьНРСГ:.",;р 1 = -- (в случае однослойного располо 360ижения труб),где Й 1 - радиус окружности расположениятруб в первом внутреннем слое; 5В 2 - радиус окружности расположениятруб во втором слое;Й - радиус окружности расположениятруб о поле;О - наружный диаметр трубы, 10- расстояние между отводами (шаг расположения труб), пМ - число труб, расположенных в первом слое;ф 1- центральный угол между центрамисоседних труб первого и второго слоя;р - центральный угол между центрамисоседних труб второго и третьего слоя;Ъ- центральный угол между центрамисоседних труб (и - 1)-го и и-го слоя.На фиг,1.изображена установка, вид 20сбоку; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 -разрез Б-Б на фиг,1 (поперечное сечениезмеевика); на фиг.4 - вид сверху (в плане);на фиг.5 - схема расположения труб, в общем виде,Установка состоит иэ змеевика реактора, выполненного из стеклянных труб, имеющих прямолинейные участки 1 с отводами2, компоновка которых в поперечном сечении имеет сложную конфигурацию звездообразной формы и трубы расположены потрем концентричным окружностям и образуют цилиндрическую поверхность, в центре которой установлены источники света 3.Каждый прямолинейный участок 1 труб соединен при помощи отвода 2 с одного торцареактора с соседним, лежащим на другойокружности прямолинейным участком, который в свою очередь связан отводом соследующим прямолинейным участком другой окружности также при помощи отвода,но уже с другого торца реактора, На общемкаркасе 4 смонтированые остальные узлы имеханизмы: бак питательного раствора 5,бак приемный 6, газообменник 7, насос 8,вентилятор 9 с электродвигателем 10, Змеевик реактора соединен с насосом гибкойсвязью 11. Патрубок 12 соединяет змеевикс газообменником, Бак питательного раствора 5 имеет патрубок 14, через которыйпоступает раствор в газообменник 7, Бакприемный 6 имеет патрубок 15 отвода готового продукта, а змеевик снабжен патрубком 16 аварийного слива.55Установка работает следующим образом,В бак 5 заливают питательный раствор, В газообменник 7 загружают раствор и ино.кулят фотосинтезирующей микроводоросли, Оператор включает насос 8, который осуществляет принудительную циркуляцию суспензии микроводоросли из газообменника 7 в змеевик реактора и обратно, После того как суспензия начнет циркулировать по установке, включают источники света 3, световой поток от которых освещает суспенэию, циркулирующую в стеклянном змеевике реактора, при этом клетки микро- водоросли поглощают часть светового потока и эа счет фотосинтеза клеток осуществляется их рост. Компоновочная схема расположения труб змеевика позволяет максимально увеличить световоспринимающую поверхность трубчатого реактора и практически исключить потери света, т.к. расположение труб по концентричным окружностям, имеющим в поперечном сечении сложную звездообразную форму, схема расположения которых описывается уравнениями, позволяет создать вокруг источников света практически сплошную цилиндрическую поверхность и, как следствие этого, производительность установки повышается.При увеличении биомассы клеток микроводоросли происходит потребление углекислого газа и выделение кислорода. Производится автоматический замер кислотности в гаэообменнике 7 и по достижении ее определенной величины осуществляется автоматическая подача углекислого газа из баллона. В автоматическом режиме осуществляется регулировка насыщенности раствора микроводорослью, по достижении определенной величины производят отбор части готового продукта из газообменника 7 в приемный бак 6. Затем осуществляют долив в газообменник 7 из бака 5 питательного раствора в количестве, равном отобранному продукту, Осуществляется контроль за нагревом биомассы от источников свега,. по достижении определенной температуры включают вентилятор 9 для охлаждения змеевика реактора,Предложенные уравнения описывают расположение труб в змеевике при числе труб, равном или большем двух, в случае однослойного или многослойного расположения труб вокруг источников света. В любом из вариантов схема расположения труб такова, что образует цилиндрическую поверхность,Пример конкретного решения уравнений.Имеем: б = 65 мм; 1= 150 мм; и = 7.= 25,704 25,714 О;Значение В 1 найдено с достаточной степенью точности,Применение предлагаемого изобретения позволит повысить производительностьустановки пои промышленном ее применении,Формула изобретенияУстановка для выращивания микроводорослей, содержащая светопропускающийтоубчатый реактор, выполненный в видезмеевика, включающего прямолинейныеучаСтки, расположенные в параллельныхвертикальных плоскостях так, что виткитруб в одной плоскости размещены напротив межвитковых зазоров другой рядом лежащей плоскости, технологическиепатрубки и емкости, насос и источники света, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что расположение труб в змеевике в поперечномсечении имеет конфигурацию звездообраз 188 + 322 - 150 2 188322= 25,6225,714;Находим количество градусов суммы угл в р 1. + р 2 приходящуюся на е лницу рад уса:25,714" - 25,62" = 0,094; 0,094 О- , 0,102875 - -0,914 мм. Последнее заданное значение радиуса В 1 = 188 мм необходимо уменьшить на 0,914 мм.Задаемся радиусом В = 187,1 мм, решаем уравнения: з65(265(2. 65ной формы, трубы в которой размещены по концентрическим окружностям и обраэугот цилиндрические поверхности-слои, при этом источники света расположены в общем центре Окружностей, а компоновка взаимного расположения труо в пространстве, в поперечном сечении определена системой уравненийсЦ 25 п ОГСЬР, саасвип - Есор(огсы 41 Е1д 2" и= пд 51 п ОсС ( ( Ргсоос и - г )Р сов(ОРсы 1 дЕ) В ,Я 2Р 2 В 1 В 2В+В -сов ив Вп - 1 +Вп -2 2 22 Вп - 1 Вп360У 1 +Р 2+,где Й 1 - радиус окружности располокения10труб в первом по отношенио к центру слое;В 2 - радиус окружности расположениятруб во втором слое;Вп - радиус окружности расположениятруб в и-м слое;О - наружный диаметр трубы;1 - расстояние между центрами рядомрасположенных труб в поперечном сечении;р 1 - централ ьн ы й угол между центрамисоседних труб первого и второго слоев,р 2- центральный угол между центрамисоседних труб второго и третьего слоев;р - центральный угол между центрамисоседних труб в слое (и)-м и и-м слое.орректор С. Лисина едакт эводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2872 ВНИИПИ Гос ЧиГ, 5 Составитель Т. Ахмето Техред М,Моргентал Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5