Установка для выращивания микроводорослей

 

i>) 5I0202

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.02.74 (21) 1999763/15 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.76, Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 01.06.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 578.683(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. А. Ахтямов, Я. Я. Суханов и К. Д. Мандалака

Республиканский проектный институт «Узгипросельстрой» и Республиканское управление птицеводческой промышленности (71) Заявители (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРОВОДОРОСЛЕИ

Изобретение относится к устройствам для выращивания микроводорослей, например хлореллы, и может быть использовано для обогащения ею кормов зелеными витаминными добавками.

Известные установки для выращивания одноклеточных водорослей в значительной степени подвержены влиянию суточных и сезонных изменений температуры и освещенности внешней среды, не обеспечивают постоянной и оптимальной освещенности культуральной жидкости по всей ее толще, вследствие чего малопроизводительны и требуют больших затрат на единицу выпускаемой продукции.

С целью повышения производительности, в установку введены фонтанирующие насадки, позволяющие производить тщательное перемешивание культуральной среды, равномерное освещение всей ее толщи источниками искусственного излучения, вмонтированными как внутри, так и снаружи фонтанных полусфер, с интенсификацией освещения за счет улавливания и направленного использования рассеянного света системой отражателей внутри фонтанных полусфер, создание для культуры непрерывного чередования режима дня и ночи (фонтан-день, бассейн-ночь) в любое время года и суток с одновременным поддержанием оптимальной температуры для развития водорослей, и стабильности рН среды, а также дополнительной подачей в суспензию углекислого газа. При этом интенсивность освещения культуральной жидкости регулиру5 ется изменением площади поверхностного слоя фонтанной полусферы, изменением количества подаваемой .на фонтан суспензии и изменением толщины пленки полусферы путем увеличения или уменьшения выходного

10 сечения насадочного устройства фонтана.

Указанные конструктивные решения, а также использование малого бассейна для приготовления инокулята позволяют довести коэффициент продуктивного использования ус15 тановки до 70 — 80%, вместо 25% у большинства известных культиваторов.

На чертеже схематически изображена предлагаемая установка для выращивания микроводорослей.

20 Установка включает малый 1 и большой 2 бассейны. Малый бассейн 1 разделен .на две секции 3 и 4 перегородкой 5. Малый 1 и большой бассейн 2 снабжены фонтанными насадками 6, обеспечивающими фонтан типа полу25 сферы, стационарными отражателями света 7 и 8, передвижным (съемным) отражателем света 9 (у малого бассейна на чертеже не показан), которые покрываются полированной фольгой. Для удлинения светового дня и воз30 можности работать в пасмурные дни и ночью, 510202 снаружи и изнутри фонтанных полусфер установлены искусственные осветители 10 (на чертеже наружные осветители не показаны). Насосы 11 и 12 транспортируют культивируемую суспензию соответственно из большого и малого бассейнов к фонтанным насадкам 6. Насос 11 имеет возможность подать суспензию из большого бассейна 2 в малый бассейн 1, а насос 12 — перекачивать суспензию из секции

3 в секцию 4 малого бассейна, а также из любой секции малого бассейна 1 в большой бассейн 2. Воздуховод 13 используется для подачи подогретого воздуха в смеси с углекислым газом в большой и малый бассейны.

Подогретый воздух в смеси или без углекислого газа особенно нужен в зимнее время, когда наружный воздух намного отличается от температуры суспензии, и служит помимо питания суспензии также для ее подогрева и тщательного перемешивания. Подогреватель воздуха (на чертеже не показан) устанавливается до воздуходувки 14. Углекислый газ из баллонов или от других газовых отходов. содержащих углекислоту, подводится к воздуходувке 14. Для подачи смеси углекислого газа с воздухом в толщу культивируемой суспензии на дне бассейнов располагаются перфорированные трубы, соединенные с воздуховодом 13. Для подачи готовой продукции к месту назначения имеется трубопровод 15.

Для слива зараженной суспензии и промывной воды бассейны 1 и 2 имеют сбросные трубопроводы (на чертеже не показаны) . Для подвода к бассейнам 1 и 2 питательного раствора, а также дезинфицирующей смеси и промывной воды в случаях заражения суспензии имеется трубопровод 16. Дополнительно к бассейнам 1 и 2 подведен водопровод с артезианской водой и подогревателем воды (на чертеже не показано). Для поддержания оптимальных температур насосы 11 и 12 имеют водоподогреватели (на чертеже не показаны).

На подающем трубопроводе к фонтанам установлены регуляторы 17.

Для регулирования рН среды культиватор имеет бачки с кислой и щелочной средой (на чертеже не показаны), Культиватор имеет и другие контрольно-измерительные приборы, бассейны культиватора тарированы.

Установка работает следующим образом.

В секцию 3 малого бассейна 1 заливают одну тонну питательной среды рецепта, предлагаемого ВНИИбиотехника или рецепта № 0,4

Уханьского гидробиологического института и вводят 10 литров суспензии, приготовленной в лаборатории, плотностью 500 †6 10 клеток в 1 мл. Затем посевной материал тщательно перемешивается с воздухом, содержащим

0,5 — 10 /О углекислого газа, подаваемым воздуходувкой 14 по воздуховодам 13, для увеличения и ускорения фотосинтеза насосом 12 посевной материал перекачивается через фонтанный насадок 6 секции 3. При этом строго поддерживается рН среды в пределах 6 — 7, температура суспензии в пределах 30 — 40 С и концентрации азота, фосфора и углекислоты.

Приготовление посевного материала продолжается круглые сутки. В ночное время фотосинтез происходит за счет искусственных ос5 ветителей 10, установленных изнутри и снаружи полусфер фонтана, что способствует быстрому росту микроводорослей. При достижении плотности микроводорослей 500—

600 10 клеток в 1 мл. суспензия разбавляется

10 пятью тоннами подогретой питательной среды и процес культивирования продолжается вышеуказанным способом до получения плотности клеток 500 — 600 10 в 1 мл. Получив указанную плотность клеток, суспензия при по15 мощи насоса 12 распределяется поровну (по три тонны) в секции 3 и 4 малого бассейна

1. Добавляют в каждую секцию по три тонны питательной среды и процесс культивирования материала продолжают вышеуказанным пу20 тем до достижения плотности микроводорослей порядка 500 — 600 10 клеток в 1 мл. После чего из двенадцати тонн приготовленной суспензии девять тонн насосом 12 перекачивается из малого бассейна 1 в большой бас25 сейн 2. В большой и малый бассейны добавляется питательная среда, соответственно

27 — 9 тонн и в течение суток (в ночное время используется искусственное освещение), суспензия насосами 12 и 11 перекачивается через

30 фонтанный насадок до получения определенной плотности клеток, например 500 †6 10 клеток в 1 мл. При этом поддерживаются и контролируются все вышеперечисленные составляющие: рН среды, температура, содер35 жанне азота, фосфора, углекислоты, тщательное перемешивание как через фонтанное устройство, так и через перфорированные трубы.

По достижении установленной плотности клеток микроводорослей, суспензия из боль40 шого бассейна 2 насосом 11 через трубопровод

15 перекачиваются потребителю, а из малого оассейна одна часть суспензии в количестве девять тонн насосом 12 перекачивается в большой бассейн 2.

45 В малый и большой бассейны вновь добавляется соответственно 9 — 27 тонн питательной среды по рецепту ВНИИбиотехника или рецепту № 0,4 Уханьского гидробиологического института, и цикл повторяется до тех пор, 50 пока по тем или иным причинам (заражение микроводорослей включениями, заболевание, профилактика и т. д.) не потребуется замена суспензии.

Предлагаемая установка объемом 48 м

55 обеспечивает производство пасты в количестве 200 — 250 кг/сутки.

Толщина фонтанирующей плоскости на чертеже показана условно пунктирной линией с точкой, в зависимости от освещенности (силы

60 света), регулируется фонтанной насадкой 6 с целью предотвращения угнетения и регулирования освещения каждой клетки микроводорослей прямыми и отраженными лучами света и тем самым обеспечивает ускорение их

65 фотосинтеза. Кроме того, отражателями света

510202

Формула изобретения

17

Составитель В. Строев

Техред М. Семенов

Корректор А. Степанова

Редактор Н, Аристова

Заказ 1169 15 Изд. № 1283 Тира>к 723 Подписное

ЦНИИПИ Государственного коиитета Совета Министров СССР по делак1 изобретений и открытий

113035, Москва, УК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

7, 8 и 9 дополнительно обеспечивают максимальное освещение суспензии за световой день. Отражатель 9 может менять свое положение в зависимости от местонахождения солнца, а в ночное время может быть снятым.

Площадь фонтанной сферы может регулироваться количеством подаваемой на фонтанный насадок суспензии. Продолжительность фонтанирования регулируется включением или выключением электродвигателей насосов 11 и 12. Фонтанирование суспензии дает возможность хорошего перемешивания всей суспензии. Кроме того, перемешивание в оассейнах

1 и 2 осуществляется воздухом, содержащим

0,5 — 10 углекислого газа, подаваемого по трубам 13 воздуходувкой 14, перемешивание может производиться и без подачи углекислого таза. Температура суспензии поддерживается в пределах 30 — 40 С от воздухонагревательных и водоподогревательных установок.

Благодаря наличию искусственного освещения как снаружи, так и изнутри полусфер фонтанов, а также наличию отражателей света, посевной и производственный бассейны работают и в ночное время. Пространство над бзссеп .амп,".окрывается стеклянным или плепоч1:ы:;1 огр; н<дением. В летний период в южных районах страны стекло покрывается меловым раствором для снижения инсоляции

5 с целью предотвращения угнетания микроводорослей и создания оптимальной освещенности для наибольшего фотосинтеза, 1. Установка для выращивания микроводорослей, включающая бассейн для маточной культуры и рабочей бассейн, соединенные между собой трубопроводами с насосами, 15 отличающаяся тем, что, с целью повышен: ë производительности, бассейны снабжены фонтанирующими насадками с системой искусственного освещения.

2. Установка по п. 1, отл ич а ю щ а я с я

20 тем, что бассейн для маточной культуры выполнен из двух секций, каждая из которых снабжена фонтанирующим устройством.

3. Установка по пп. 1 и 2, отл и ча ю щаяся тем, что на бассейнах размещены светоотра25 жатели.