Инсталация за непрекъснато култивиране на планктонни водорасли
Собственици на патент RU 2571939:
Изобретението се отнася до биотехнологиите, по-специално до технологията за непрекъснато култивиране на планктонни водорасли, главно хлорела. Инсталацията съдържа два аквариума за суспензия, разположени на рамката, лампи, контейнери за приготвяне на хранителен разтвор и за събиране и съхранение на готовата суспензия, свързани с аквариумите чрез тръбопроводи. Два аквариума за окачване на микроводорасли са монтирани на рамка с възможност за промяна на разстоянието между тях и са свързани помежду си в долната част на вертикалните стени с тръбопровод за балансиране на обема на окачването в двата аквариума. Всеки аквариум за суспензия има два дренажни отвора, единият от които е направен в долната част на страничната стена за източване на готовата суспензия от хлорела и отвеждането й през тръбопровода към контейнера за събиране и съхранение на суспензията, а вторият отвор е направен в долната равнина. Един от суспензионните резервоари е конфигуриран да отглежда майчина култура и да осигурява един биотехнологичен процес. Лампите във всеки аквариум са разположени ексцентрично по отношение на надлъжната му ос. Лампата, поставена между аквариумите, се монтира на отделна рамка, независимо от рамката и аквариумите, с възможност за свободно движение и сваляне при преминаване на соларно осветление. Контейнерът за хранителния разтвор се поставя на ниво над аквариумите и има два отвора, направени във вертикалната странична стена, първият от които е разположен на ниво 0,5 обем, а вторият е в долния слой с възможност за свързване на тръбопроводи към тях за оттичане на хранителния разтвор в аквариумите. ТЕХНИЧЕСКИ ДЕЙСТВИЕ: Изобретението осигурява повишена производителност на отглеждане на хлорела, лекота на използване и безопасност. 2 болен.
Изобретението се отнася до биотехнологиите, а именно до технологията и дизайна на процеса на култивиране на едноклетъчни водорасли, главно планктонни, като хлорела, и може да се използва в микробиологични предприятия и директно в животновъдни ферми за приготвяне на фураж - суспензия от хлорела.
Известни са растение за отглеждане на хлорела и лампа. Инсталацията включва система от биореактори, които са свързани към станцията за приготвяне на хранителни разтвори и към биореактора за разтвор на въглероден диоксид. Лампите, монтирани в тялото на биореакторите с хлорела, са оборудвани с охладителна система. Под системата от биореакторни секции са разположени и свързани смесителни, регулиращи, миещи и дрениращи устройства. На входа биореакторът е свързан с капацитета на готовия продукт (виж Български патент за изобретение № 2540011, обнародван 27.01.2015 г.).
Недостатъкът на известното устройство е сложността на конструкцията и сложността на неговото изпълнение, а също така се характеризира с висока консумация на енергия за производството на суспензия от хлорела и се характеризира с ниска производителност. Най-същественият недостатък на това устройство е необходимостта от наличие на допълнителна инсталация за производство на майчината култура, която зарежда системата от биореактори след всеки цикъл на култивиране.
Съществен недостатък на тази настройка е необходимостта от въвеждане на оригиналната майчина култура в аквариумите след завършване на всеки цикъл на култивиране, който е четири дни, докато в същото време, за да се получи майчината култура, е необходимо да има допълнителен аквариум с отделна поддръжка.
Техническият резултат от изобретението е да се увеличи производителността на отглеждане на хлорела порадинепрекъснатост на процеса на култивиране, лекота на поддръжка на инсталацията и спестяване на енергийни ресурси, изразходвани за растежа на хлорела, както и повишаване на надеждността на инсталацията.
- инсталацията се състои от два аквариума, които са свързани помежду си чрез отвори в долната част на вертикалните стени с тръбопровод, оборудван с кран;
- всеки аквариум има два дренажни отвора, като единият е разположен в долната част на страничната стена и е предназначен за източване на суспензията от хлорела, вторият е разположен в долната равнина и е предназначен за отстраняване на дънни утайки и вода за измиване по време на дезинфекция на вътрешните стени на аквариума;
- аквариумите са разположени на рамката с възможност за свободно движение за промяна на разстоянието между тях, което е свързано с необходимостта от регулиране на светлинния поток от лампата;
- между аквариумите има лампи, като те са монтирани на отделна рамка, независимо от аквариумите, с възможност за премахване при преминаване към соларно осветление;
- лампите в аквариумите са разположени ексцентрично спрямо надлъжната ос, а в десния резервоар отдясно и в левия - отляво;
- контейнерът за приготвяне на хранителния разтвор е поставен на ниво над аквариумите и има два отвора във вертикалната странична стена: първият на ниво 0,5 обем, вторият в долния слой, към който са свързани тръбопроводи с кранове за оттичане на хранителната среда в аквариумите;
- биотехнологията за отглеждане на хлорела е насочена към непрекъснато производство, докато готовите продукти от един аквариум се източват ежедневно, а от втория, през свързващия маркуч, суспензията се влива в празния аквариум, в резултат на което обемите в двата резервоара се балансират, след което и дватааквариумът се добавя към хранителната среда и процесът на култивиране се повтаря. Един аквариум играе ролята на растяща култура майка, но не е автономен, а е вграден в единен биотехнологичен процес.
Наличието на горните отличителни характеристики в комбинация с характеристиките, които са общи за известните и заявени технически решения, е достатъчно и необходимо за постигане на горния технически резултат при прилагане на заявеното изобретение.
Изобретението е илюстрирано с чертежи, в които фигура 1 е схематично изображение на общ изглед на инсталацията, фигура 2 е лампа.
Инсталацията за непрекъснато култивиране на планктонни водорасли - фигура 1 - включва аквариуми 2, поставени върху рамката 1. Между аквариумите 2 има лампи 3 с монтирани в тях лампи 4, закрепени на отделна рамка 10, независима от аквариума.
Лампите 11 са монтирани в аквариуми и са разположени ексцентрично спрямо надлъжната ос, а в десния контейнер отдясно и в левия - отляво.
Лампите 4 (фигура 2) в лампата 3 (фигура 1) са разположени в стъклена тръба 17 и са свързани към източник на захранване 18 (фигура 1). Лампата 3 е оборудвана с вентилатор 16, монтиран под стъклената тръба 17. Долната част на лампата 3 е прикрепена към рамката 10 (фигура 1), за да постави лампата 3 между аквариумите 2 (фигура 1).
Контейнерът за приготвяне на хранителния разтвор 6 е разположен на ниво над аквариумите 2 и във вертикалната странична стена има един отвор на ниво 0,5 от обема 12 и вторият в долната равнина на контейнера, към който са свързани тръбопроводи 5 за източване на хранителния разтвор в аквариумите.
Аквариумите 2 са свързани помежду си чрез отвори в долната част на вертикалните стени чрез тръбопровод с кран 8.
Аквариумите 2 имат два дренажни отвора, докато единият е разположен в долната част на страничната стена 13 и е предназначен за източване на суспензията от хлорела, вторият е разположен в долната равнина 14 и е предназначен за отстраняване на дънни утайки и вода за измиване по време на дезинфекция на вътрешните стени на аквариума.
Готовата суспензия се изпомпва през тръбопровод 7 от помпа 15 в контейнер 9.
Инсталацията работи по следния начин. Изходният материал, майчината култура на хлорела, се излива в един аквариум. Отворете крана на тръбопровода, свързващ аквариумите, и балансирайте суспензията в резервоарите. Хранителният разтвор, съдържащ необходимите компоненти, се въвежда първо в един аквариум с помощта на горния тръбопровод и след това се пълни във втория през тръбопровода на дъното на резервоара. Оптичната плътност в така напълнените аквариуми е от 1,1 до 1,2 D (440).
Постигането на оптимално осветление се осъществява чрез рационално използване на лампи. Например, в началния етап на култивиране, когато светлината преминава през цялата дебелина на суспензията, достатъчно е да включите лампата, разположена между аквариумите, или лампите, които са инсталирани в аквариумите, и тъй като оптичната плътност се увеличава по време на растежа на клетките, осветлението трябва да се увеличи и след това всички лампи на инсталацията се включват. Такова осветяване на културата отговаря на физиологичните нужди на клетките, като силата на светлината се увеличава с размера на клетките. Така осветлението с лампи е 10-12 часа на ден. При използване на слънчева светлина процесът на отглеждане продължава през светлата част на деня. Благодарение на този режим на осветление се постигат значителни икономии на енергия.
В процеса на отглеждане на водорасли в аквариуми, както визкуствена и естествена светлина през деня, оптималната температура за култура се поддържа от 28 до 30 ° C, през нощта - от 23 до 25 ° C.
Културата достига необходимата оптична плътност от 1,4 до 1,8 D (440) през дневния период на отглеждане. Биотехнологията на култивиране на хлорела е насочена към непрекъснато производство, когато суспензията на хлорела от един аквариум се източва ежедневно, а от втория суспензията тече през свързващия тръбопровод в празния аквариум, в резултат на което обемите на суспензията в двата резервоара се балансират, след което се добавя хранителна среда към двата аквариума и процесът на култивиране се повтаря непрекъснато. Един аквариум е предназначен за отглеждане на майчината култура, но не е автономен, а е вграден в един биотехнологичен процес, тъй като изхвърлянето на готовите продукти се извършва на свой ред. Веднъж от левия резервоар, следващия път готовият продукт се източва от десния резервоар и всички необходими стъпки се повтарят, така че цикълът на култивиране на хлорела е един ден.
Надеждността на инсталацията се дължи на конструктивни характеристики, които не изискват автоматичен контрол на биотехнологичния процес, което елиминира допълнителното оборудване, софтуерно управление и намалява разходите за енергия.
Предложената инсталация за непрекъснато култивиране на планктонни водорасли позволява да се осигури висока продуктивност поради благоприятните условия на светлинния режим и производството на продукти благодарение на вградената в биотехнологичния процес на отглеждане майчина култура хлорела.
Инсталация за непрекъснато култивиране на планктонни водорасли, предимно хлорела, съдържаща два аквариума за окачване, разположени на рамката,лампи, поставени в аквариумите и между тях, всяка от които е изработена под формата на стъклена тръба с поставени в нея лампи и има монтиран вентилатор под стъклената тръба, а лампите между аквариумите са монтирани вертикално посредством пластини в горната част на всяка лампа за закрепване между аквариумите и с възможност за опиране на тях, контейнер за приготвяне на хранителен разтвор и контейнер за събиране и съхранение на готовата суспензия, свързани към аквариумите чрез тръбопроводи, а два аквариума за суспензия на микроводорасли са свързани помежду си в долната част на вертикалните стени с тръбопровод за изравняване на обема на суспензията в двата аквариума, като всеки суспензионен аквариум има два дренажни отвора, единият от които е направен в долната част на страничната стена за източване на готовата суспензия от хлорела и източването й по тръбопровод в контейнер за събиране и съхранение на суспензията. окачване, а вторият отвор е направен в долната равнина и е предназначен за отстраняване на дънни утайки и вода за измиване по време на дезинфекция на вътрешните стени на аквариума, докато аквариумите са монтирани на рамка с възможност за промяна на разстоянието между тях, а един от окачените аквариуми е направен с възможност за отглеждане на майчина култура и осигуряване на един биотехнологичен процес, лампите във всеки аквариум са разположени ексцентрично по отношение на надлъжната му ос s, а в десния резервоар - отдясно, а в левия - отляво, а лампата, поставена между аквариумите, е монтирана на отделна рамка, независимо от рамката и аквариумите с възможност за свободно движение и отстраняване при превключване на слънчева светлина, резервоарът за хранителен разтвор е разположен на ниво над аквариумите и има два отвора, направени във вертикалната странична стена, първият от които е разположен наниво от 0,5 обема, а вторият - в долния слой с възможност за закрепване на тръбопроводи към тях за източване на хранителния разтвор в аквариуми.