CS223288B1

CS223288B1 - Laboratory equipment for growing algae in liquid media

Info

Publication number: CS223288B1
Application number: CS831481A
Authority: CS
Inventors: Josef Necas; Karel Tetik; Josef Sulek
Original assignee: Josef Necas; Karel Tetik; Josef Sulek
Priority date: 1981-11-12
Filing date: 1981-11-12
Publication date: 1983-09-15

Abstract

Laboratorní zařízení pro pěstování řas v tekutých médiích bylo vytvořeno tak, aby bylo úsporné v nároku na prostor a na e- lektrickou energii. Těchto· výhod se dosáhlo vytvořením samostatných kultivačních jednotek a kruhovým uspořádáním celého zařízení. Podstatou vynále>zu je, že středem každé kultivační jednotky prochází zdroj světla, s výhodou trubicový, kolem něhož je ve tvaru mezikruží umístěna kultivační kyveta, která je dole společným dnem spojena s tem- perační nádobou, která je nahoře uzavřená a obklopuje ve tvaru mezikruží kultivační kyvetu, dále obsahuje dolní temperační nádrž spojenou čerpadlem a přepadovým potrubím s horní temperační nádrží, která je spojena s dolní částí každé temperační nádoby, jejíž horní část je spojena s dolní temperační nádrží, dále obsahuje směšovač plynu spojený s kruhovým dispergátorem umístěným na dně kultivační kyvety, přičemž přívod plynů ústí do smčsovače plynů pod úhlem menším jak 90 °. Výhodné uspořádání vzniká tehdy, jestliže dolní temperační nádrž, horní temperační nádrž a směšovač plynů jsou neseny otočnou osou nesoucí ještě otočný stůl, na kterém jsou v kruhu u- místěny kultivační jednotky.Laboratory equipment for liquid algae algae was designed to be economical in space and electricity. These advantages have been achieved by creating separate culture units and a circular arrangement of the entire device. SUMMARY OF THE INVENTION The subject of the invention is that a light source, preferably tubular, is passed through the center of each cultivation unit, around which a culture cuvette is placed in the shape of an annulus, which is connected at the bottom with the tempo vessel which is closed at the top and surrounds the annular shape. the culture cuvette further comprises a lower temperature tank connected by a pump and an overflow line with an upper tempering tank, which is connected to the lower portion of each tempering vessel, the upper portion of which is connected to the lower tempering tank, further comprises a gas mixer connected to the circular disperser disposed at the bottom of the cultivation the cuvettes, the gas inlet entering the gas mixer at an angle of less than 90 °. A preferred arrangement arises when the lower tempering tank, the upper tempering tank and the gas mixer are supported by a rotary axis carrying a rotary table on which the cultivation units are located in a circle.

Description

(54) Lnberatoro* zařízení pro pěstování řas v tekutých médiích(54) Lnberatoro * equipment for growing algae in liquid media

22

Laboratorní zařízení pro pěstování řas v tekutých médiích bylo vytvořeno tak, aby bylo úsporné v nároku na prostor a na elektrickou energii. Těchto· výhod se dosáhlo vytvořením samostatných kultivačních jednotek a kruhovým uspořádáním celého zařízení.The laboratory equipment for growing algae in liquid media has been designed to save space and electricity. These advantages were achieved by creating separate culture units and by circular arrangement of the whole device.

Podstatou vynále>zu je, že středem každé kultivační jednotky prochází zdroj světla, s výhodou trubicový, kolem něhož je ve tvaru mezikruží umístěna kultivační kyveta, která je dole společným dnem spojena s temperační nádobou, která je nahoře uzavřená a obklopuje ve tvaru mezikruží kultivační kyvetu, dále obsahuje dolní temperační nádrž spojenou čerpadlem a přepadovým potrubím s horní temperační nádrží, která je spojena s dolní částí každé temperační nádoby, jejíž horní část je spojena s dolní temperační nádrží, dále obsahuje směšovač plynu spojený s kruhovým dispergátorem umístěným na dně kultivační kyvety, přičemž přívod plynů ústí do smčsovače plynů pod úhlem menším jak 90 °. Výhodné uspořádání vzniká tehdy, jestliže dolní temperační nádrž, horní temperační nádrž a směšovač plynů jsou neseny otočnou osou nesoucí ještě otočný stůl, na kterém jsou v kruhu umístěny kultivační jednotky.It is an object of the invention that a light source, preferably tubular, passes through the center of each cultivation unit, around which a cultivation cuvette is placed in the form of an annulus, which is connected downstream to a tempering vessel which is closed at the top and surrounds the cultivation cuvette. further comprising a lower tempering tank connected by a pump and an overflow line to an upper tempering tank which is connected to a lower portion of each tempering vessel whose upper portion is connected to a lower tempering tank, further comprising a gas mixer connected to a circular disperser located at the bottom of the culture cell; wherein the gas inlet opens into the gas mixer at an angle of less than 90 °. An advantageous arrangement arises when the lower temperature tank, the upper temperature tank and the gas mixer are supported by a rotary axis carrying a rotary table on which the cultivation units are arranged in a circle.

Vynález se týká laboratorního zařízení pro pěstování řas v tekutých médiích, které umožňuje pěstovat různé typy řas vedle sebe za opakovatelných podmínek při nízké spotřebě energie.The present invention relates to a laboratory device for growing algae in liquid media which allows to grow different types of algae side by side under repeatable conditions at low energy consumption.

Pro pěstování řas v tekutých médiích se v laboratořích dosud užívá kultivačních zařízení s lineárním uspořádáním kultivačních kyvet. Takové zařízení obsahuje jednu společnou hranolovitou temperační nádobu z průhledných stěn. V temperační nádobě je přívod a odvod temperované kapaliny a zařízení pro nucený oběh kapaliny. Dále jsou v nádobě za sebou řazené kultivační kyvety. Do· každé kultivační kyvety je zaveden přívod směsi vzduchu a kysličníku uhličitého. Směs plynů je na dně dispergátorem rozdělena do bublinek. Smíšení obou plynů se uskutečňuje ve směšovači, což je obvykle cylindrická krabička, do· které proudí v kolmém směru oba plyny. Podél obou podélných stěn temperační nádoby je vždy jeden panel s několika vodorovně uloženými zářivkami, které prosvěcují temperační lázeň a kultivační kyvety, takže se plně využívá světelné energie vždy jen z jedné půlky zářivky.Cultivation devices with linear arrangement of culture cells have been used in laboratories for the cultivation of algae in liquid media. Such a device comprises one common prismatic tempering vessel made of transparent walls. In the tempering vessel there is an inlet and outlet of the tempered liquid and a device for forced circulation of the liquid. In addition, cultivation cuvettes are arranged in a row. An air / carbon dioxide mixture is introduced into each culture cell. The gas mixture is divided into bubbles at the bottom by a dispersant. The mixing of the two gases takes place in a mixer, which is usually a cylindrical box into which both gases flow in a perpendicular direction. Along the two longitudinal walls of the tempering vessel there is always one panel with several horizontal fluorescent lamps, which illuminate the tempering bath and cultivation cuvettes, so that the light energy is always fully utilized from only one half of the fluorescent lamp.

Uvedené lineární uspořádání je nehospodárné ve spotřebě elektrické energie pro ovládání teploty v temperační lázni a pro osvětlení kultivačních kyvet. Nehospodárnost elektrické energie při udržování teploty temperační lázně je dána tím, že pro všechny kultivační kyvety je jedna společná temperační nádoba, která je zbytečně velká, a proto má i velký obsah. Světelná energie se využívá nehospodárně tím, že jen z jedné poloviny zářivek prochází kultivačními kyvetami, není-li opatřena odrazovými zrcadly.Said linear arrangement is wasteful in the consumption of electrical energy for controlling the temperature in the tempering bath and for illuminating the culture cells. The inefficiency of electric energy in maintaining the temperature of the tempering bath is given by the fact that for all culture cells there is one common tempering vessel, which is unnecessarily large and therefore has a large content. Light energy is used uneconomically by passing only half of the fluorescent tubes through culture cells, unless it is fitted with reflective mirrors.

Uvedené nevýhody odstraňuje laboratorní zařízení pro pěstování řas v tekutých médiích uspořádané podle tohoto vynálezu. Jeho· podstata spočívá v tom, že kolem zdroje světla je umístěna kultivační kyveta ve tvaru mezikruží, kolem níž je temperační nádoba ve tvaru mezikruží, která je uložená na společném dnu, a která je nahoře uzavřená a horní část této temperační nádoby je spojena s dolní temperační nádrží a dolní část temperační nádoby je spojená s horní temperační nádrží a obě tyto nádrže jsou propojeny přepadovým potrubím a čerpadlem a na dně kultivační kyvety je kruhový dispergátor spojený se směšovačem plynů, do kterého přívody plynů ústí pod úhlem menším jak 90 °. Výhodné uspořádání vzniká tehdy, jestliže dolní temperační nádrž, horní temperační nádrž a směšovač plynů jsou neseny otočnou osou otočného stolu, na kterém jsou umístěny stojany pro upevnění zdroje světla, kultivační kyvety a temperační nádoby.These disadvantages are overcome by a laboratory device for growing algae in liquid media arranged in accordance with the present invention. Its essence is that an annulus-shaped cultivation cell is placed around the light source, around which an annulus-shaped annealing vessel is arranged, which is mounted on a common bottom and which is closed at the top and the upper part of the annealing vessel connected to the lower the tank and the lower part of the tank are connected to the upper tank and both tanks are connected by an overflow pipe and a pump and at the bottom of the culture cell is a circular disperser connected to a gas mixer into which the gas inlets flow at an angle of less than 90 °. An advantageous arrangement is provided if the lower temperature tank, the upper temperature tank and the gas mixer are supported by a rotary axis of a turntable on which stands for mounting the light source, the culture cell and the temperature vessel are located.

Všechny výhody nově uspořádaného laboratorního zařízení pro pěstování řas v tekutých médiích vyplývají ze základní zásady, že každá kultivační jednotka má svůj trubicový světelný zdroj, kolem něhož je ve tvaru mezikruží uspořádána kultivační kyveta obklopená temperačním prostorem rovněž ve tvaru mez'kruží. Světelná energie vyzařovaná trubicovým světelným zdrojem proniká po celém obvodu do kultivační kyvety, takže zde vzniká mimořádně vysoké využití světelné i tepelné energie. V důsledku toho vzniká úspora elektrické energie, které se u zařízení podle vynálezu spotřebuje několik desítek watů, zatímco u známých zařízení se spotřebovalo několik set watů. Kromě toho vzniká ještě další úspora elektrické energie v důsledku toho, že je možno tepelně regulovat jen nejnutnější temperační prostor, který má kruhový profil, takže je prostorově výhodnější než hranolový prostor a nemá žádné mrtvé kouty. Jelikož obklopuje prozařovaný kultivační prostor, využije se i tepelná energ’e vyzařovaná světelným zdrojem. Jestliže se toto zařízení uspořádá kruhově, vzniká tím úspora prostoru, což se ocení v malých laboratořích. Takové zařízení lze pak postavit do kouta a jeho otáčením se každá kultivační jednotka stává přístupnou, zatímco u lineárního uspořádání musí být každá kultivační jednotka samostatně přístupná.All the advantages of a newly arranged laboratory device for growing algae in liquid media arise from the basic principle that each cultivation unit has its own tubular light source, around which a cultivation cuvette surrounded by a tempering space also in the form of an annulus is arranged in an annulus. The light energy emitted by the tubular light source penetrates the culture cuvette around the entire perimeter, resulting in an extremely high utilization of both light and thermal energy. As a result, there is an electric power saving, which in the device according to the invention consumes several tens of watts, while in the known devices several hundred watts are consumed. In addition, there is a further saving in electrical energy due to the fact that only the most necessary tempering space having a circular profile can be thermally controlled, so that it is more space-efficient than a prism space and has no dead corners. Since it surrounds the radiated cultivation space, the heat energy emitted by the light source is also used. If this device is arranged in a circular manner, this saves space, which is appreciated in small laboratories. Such a device can then be placed in a corner and by turning it each cultivation unit becomes accessible, while in a linear arrangement each cultivation unit must be separately accessible.

Výkres znázorňuje· ve svislém řezu kruhové uspořádání celého zařízení, v němž jsou pro přehlednost nakresleny pouze dvě kultivační jednotky.The drawing shows, in a vertical section, a circular arrangement of the whole device in which only two cultivation units are drawn for clarity.

Základním principem laboratorního zařízení pro pěstování řas podle tohoto vynálezu je vytvoření samostatných kultivačních jednotek, které lze postavit buď jednotlivě, nebo lineárně, nebo kruhově. Poslední varianta se jeví nejvýhodnější jak z hlediska malé náročnosti na prostor, tak i z hlediska úspor materiálu. Proto v příkladném provedení bude popsáno kruhové uspořádání zařízení.The basic principle of the laboratory algae plant according to the present invention is to create separate cultivation units that can be built either individually or linearly or circularly. The last variant seems to be most advantageous both in terms of low space requirements and in terms of material savings. Therefore, in an exemplary embodiment, the circular arrangement of the device will be described.

Zařízení spočívá na základní desce 1, na které je uložena otočná osa 2, která nese otočný stůl 3. Nad ním je upevněna dolní temperační nádrž 4, horní temperační nádrž 5 a směšovač plynů 6. Obě uvedené nádrže 4, 5 a směšovač plynů 6 mají kruhový profil. V otočném stolu 3 jsou upevněny stojany 7, na kterých jsou držáky 8 pro upevnění kultivačních jednotek, kterých může být například osm. Každá kultivační jednotka se skládá ze zdroje světla 9, který je nejvýhodnější ve tvaru trubice, a z kultivační nádoby. Kultivační nádoba se skládá z kultivační kyvety 10 a z temperační nádoby 11. Kultivační kyveta 10 má tvar mozikruží, jehož dutým středem prochází zdroj světla 9. Kultivační kyveta 10 je nahoře otevřená a dole je uzavřená dnem 21, které je společné pro temperační nádobu 11, která je nahoře uzavřená a obklopuje ve tvaru mezikruží vnější plášť kultivační kyvety 10.The apparatus rests on a base plate 1 on which a rotary axis 2 is supported, which carries a rotary table 3. Above it is fixed a lower tempering tank 4, an upper tempering tank 5 and a gas mixer 6. Both said tanks 4, 5 and the gas mixer 6 have circular profile. Stands 7 are mounted in the rotary table 3, on which there are holders 8 for fastening the cultivation units, for example eight. Each cultivation unit consists of a light source 9, which is most preferably tube-shaped, and a cultivation vessel. The culture vessel consists of a culture cuvette 10 and a temperature vessel 11. The culture cuvette 10 is in the form of a ceramic circle with a light source 9 passing through the hollow center. The culture cuvette 10 is open at the top and closed by bottom 21 common to the temperature vessel 11. it is closed at the top and surrounds the outer shell of the culture cuvette 10 in the form of an annulus.

Temperační systém se skládá z dolní temperační nádoby 4 umístěné centrálně nad otočným stolem 3 a nesené otočnou osou 2. Na této otočné ose 2, nad úrovní horní hra223288 ny kultivačních jednotek, je herní te-mperační nádrž 5, která má rovněž válcový tvar. V ní jsou umístěny potřebné regulační části, jako teploměry, spínací prvky, ohřívací a chladicí systémy, případně ventily atd. Temperační kapalina je čerpadlem 12 a spojovacím potrubím odváděna z dolní temperační nádrže 4 do horní temperační nádrže 5.The tempering system consists of a lower tempering vessel 4 located centrally above the turntable 3 and supported by the rotary axis 2. On this rotary axis 2, above the level of the upper play 223288 of the cultivation units, there is a game temperature tank 5 which is also cylindrical in shape. It contains the necessary regulating parts, such as thermometers, switching elements, heating and cooling systems, possibly valves, etc. The tempering liquid is discharged from the lower tempering tank 4 to the upper tempering tank 5 by a pump 12 and a connecting line.

Tato je opět přepadovým potrubím 13 pro samovolnou cirkulaci spojena s dolní temperační nádrží 4. Z horní temperační nádrže 5 vede přiváděči potrubí 14 do dolní části temperační nádoby 11. Po obrátí stoupá temeprační kapalina nahoru a je z horní části temperační nádoby 11 odváděcím potrubím 15 vedena do dolní temperační nádrže 4.This is again connected to the lower temperature tank 4 via the spillway 13 for spontaneous circulation. From the upper temperature tank 5 the supply line 14 leads to the lower part of the tempering vessel 11. After reversing the temepration liquid rises up and into the lower tempering tank 4.

Biologická hmota pěstovaná v kultivační kývete 10 potřebuje ke svému růstu a pro promíchávání směs vzduchu a kysličníku uhličitého. Tato směs se připravuje ve směšovači plynů 6, který je tvořen menší válcovou nádobou umístěnou na horní temperační nádrži S. Přívod 18 každého plynu ústí do směšované plynů 6 pod úhlem menším jak 90 aby plyny dostaly rotaci a lépe se promíchávaly. Ze směšovače plynů 6 vychází přiváděči potrubí 17, které je zavedeno· do· horní části kultivační kyvety 10 a odtud k jejímu dnu, kde končí dispergátorem 18, který směs plynů vypouští v malých bublinkách. Nejlépe se ovědčTy dispergátory 18 skleněné, které mají kruhový tvar.The biological matter grown in the cultivation rock 10 needs a mixture of air and carbon dioxide for its growth and mixing. This mixture is prepared in a gas mixer 6, which consists of a smaller cylindrical vessel located on the upper tempering tank S. The inlet 18 of each gas flows into the mixed gases 6 at an angle of less than 90 to allow the gases to rotate and mix better. A gas supply line 17 extends from the gas mixer 6, which is introduced into the upper part of the culture cell 10 and from there to the bottom thereof, where it ends with a disperser 18 which discharges the gas mixture in small bubbles. Glass dispersants 18 having a circular shape are most suitable.

Popsané laboratorní zařízení pro pěstování řas v tekutých médiích při nízké spotřebě energ'e lze úspěšně použít pro· dosti přesné a spolehlivé provedeni některých fyziologických, genetických a selekčních pokusů s rasami i zelenými izolovanými buňkami rostlin při nichž se pracuje s nízkými optickými hustotami buněčných suspenzí při nižších úrovních ozáření. Dobře se hodí pro testování růstu a pro selekční práce v oblasti počátečních fází růstu kultur.The described laboratory equipment for growing algae in liquid media at low energy consumption can be successfully used for fairly accurate and reliable carrying out of some physiological, genetic and selection experiments with both plant and green isolated plant cells using low optical densities of cell suspensions at lower levels of exposure. They are well suited for growth testing and selection work in the early stages of culture growth.

Claims

WE WANT

Laboratory equipment for growing algae in liquid media, comprising a light source, a culture cell connected to a mixed gas and a tempering space with an inlet and outlet of a tempering liquid controlled by control, cooling and heating elements, characterized in that it is placed around the light source (9) a culture cuvette (10) in the form of an annulus around which a common temperature vessel (11) is placed on a common bottom (21), the upper part of which is connected to the lower temperature tank (4J) and the lower part of the temperature tank (11) the upper temperature tank (5), the two temperature tanks (4, 5) being connected by an overflow pipe

OF THE INVENTION (13) and the pump (12) and at the bottom of the culture cuvette (10) is a circular dispersant (18) coupled to a gas mixer (6) into which the gas inlets (16) flow at an angle of less than 90

Laboratory equipment for growing algae in liquid media according to claim 1, characterized in that the lower temperature tank (4), the upper temperature tank (5) and the gas mixer (6) are supported by a rotary axis (2) of the turntable (3). on which the stands (7) for fixing the light source (9), the culture cuvette (10) and the tempering vessel (11) are located.