RU155094U1 - Комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов - Google Patents
Комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов Download PDFInfo
- Publication number
- RU155094U1 RU155094U1 RU2015123581/10U RU2015123581U RU155094U1 RU 155094 U1 RU155094 U1 RU 155094U1 RU 2015123581/10 U RU2015123581/10 U RU 2015123581/10U RU 2015123581 U RU2015123581 U RU 2015123581U RU 155094 U1 RU155094 U1 RU 155094U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- leds
- microalgae
- biomass
- production
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов, состоящий из корпуса, имеющего внешнюю цилиндрическую стенку, разделенного соосно вложенными в него средней и внутренней цилиндрическими стенками на внешнюю, среднюю и внутреннюю секции, внешняя и средняя секции герметизированы посредством общих, верхнего и нижнего, торцевых фланцев и имеют отдельные, расположенные на нижнем и верхнем фланцах входные и выходные патрубки соответственно для пропускания через секции рабочей жидкости, внутренняя и средняя цилиндрические стенки выполнены из светопроницаемого материала, а на внутреннюю сторону внешней цилиндрической стенки нанесено светоотражающее покрытие, во внутренней секции расположен излучатель в виде группы светодиодов со спектром излучения в видимом диапазоне, оси потоков излучения светодиодов направлены радиально от центра корпуса к его периферии и имеют равномерное угловое распределение в плоскости проекции, перпендикулярной общей оси секций, светодиоды соединены кабелем с управляемым блоком питания.
Description
Полезная модель относится к технологиям получения растительного сырья из микроводоросли для последующего использования в биотопливной энергетике, пищевой промышленности, сельском хозяйстве и для производства препаратов для научных исследований.
Биомасса фотосинтезирующих микроорганизмов широко используется в качестве сырья растительного происхождения для приготовления пищевых и кормовых добавок, косметических средств. В последние десятилетия интенсивно ведутся работы по созданию технологий производства из микроводорослей биотоплив третьего поколения для использования на транспорте и в энергетике.
Себестоимость биомассы, произведенной в искусственных условиях, определяется, главным образом, энергетическими затратами, поскольку процесс фотосинтеза характеризуется высокой энергоемкостью. Так, для синтеза 1 кг биомассы микроводоросли (MB) поглощают порядка 15 МДж солнечной энергии в специфическом диапазоне ФАР (фотосинтетически активная радиация).
Общим недостатком известных устройств является низкая эффективность использования искусственного излучения и, следовательно, высокая стоимость единицы произведенного сырья.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности использования светового потока при проведении процесса фотосинтеза биомассы микроводорослей.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает повышение энергоэффективности фотобиореактора за счет более полного использования световой энергии при его последовательном пропускании через одновременно выращиваемые культуры микроводорослей, имеющие различия в спектральном составе фотосинтетической активной радиации за счет использования двух секций в последовательном пропускании через них светового потока.
Технический результат достигается тем, что комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов состоит из корпуса, имеющего внешнюю цилиндрическую стенку, разделенного соосно вложенными в него средней и внутренней цилиндрическими стенками на внешнюю, среднюю и внутреннюю секции, внешняя и средняя секции герметизированы посредством общих, верхнего и нижнего, торцевых фланцев и имеют отдельные, расположенные на нижнем и верхнем фланце входные и выходные патрубки, соответственно, для пропускания через секции рабочей жидкости, внутренняя и средняя цилиндрические стенки выполнены из светопроницаемого материала, а на внутреннюю сторону внешней цилиндрической стенки нанесено светоотражающее покрытие, во внутренней секции расположен излучатель в виде группы светодиодов со спектром излучения в видимом диапазоне, оси потоков излучения светодиодов направлены радиально от центра корпуса к его периферии и имеют равномерное угловое распределение в плоскости проекции, перпендикулярной общей оси секций, светодиоды соединены кабелем с управляемым блоком питания.
Сущность полезной модели поясняется фиг 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 представлена общая схема комбинированного фотобиореактора.
На фиг. 2 представлена схема распределения осей потоков излучения светодиодов.
Комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов содержит корпус 1, имеющий внешнюю цилиндрическую стенку 2, разделенного соосно вложенными в него средней 3 и внутренней 4 цилиндрическими стенками на внешнюю 5, среднюю 6 и внутреннюю 7 секции, внешняя и средняя секции герметизированы посредством двух общих торцевых фланцев 8 и 9. На нижнем фланце 8 установлены входные патрубки 10 и 11 внешней и средней секции, соответственно. На верхнем фланце 9 установлены выходные патрубки 12 и 13 внешней и средней секции, соответственно. Патрубки служат для пропускания рабочей жидкости через внешнюю и среднюю секции. Внутренняя 4 и средняя 3 цилиндрические стенки выполнены из светопроницаемого материала (например, стекла, поликарбоната и др.). На внутреннюю сторону внешней цилиндрической стенки 2 нанесено светоотражающее покрытие 14, во внутренней секции расположен излучатель 15 в виде группы светодиодов 16 со спектром излучения в видимом диапазоне. Оси 17 потоков излучения светодиодов направлены радиально от центра корпуса к его периферии и имеют равномерное угловое распределение, т.е. повернуты на один и тот же угол 20 относительно друг друга, в плоскости проекции, перпендикулярной общей оси секций, светодиоды соединены кабелем 18 с управляемым блоком питания 19.
Работа фитобиореактора на примере культивирования микроводоросли Chlorella vulgaris биотопливного и кормового назначения в едином процессе с микроводорослью Porphyridium cruentum с высоким содержанием фикоэритрина для приготовления пищевых красителей осуществляется следующим образом.
Из управляемого блока питания 19 по кабелю 18 подают требуемое напряжение на светодиоды 16 излучателя 15, расположенного во внутренней секции 7. Оси 17 потоков излучения светодиодов направлены радиально от центра корпуса к его периферии и равномерно распределены в проекции, перпендикулярной общей оси, образуя равные углы 20 относительно друг друга, что обеспечивает равномерность освещения культивируемых микроводорослей, которые подают через входные патрубки 10 и 11 в секции 5 и 6 корпуса 1 фотобиореактора. Через входной патрубок 10 во внешнюю секцию 5 подают рабочую жидкость, содержащую взвешенный инокулят культуры Porphyridium cruentum а, в среднюю секцию 6 через входной патрубок 11 подают рабочую жидкость, содержащую взвешенный инокулят культуры Chlorella vulgaris. Рабочая жидкость также содержит растворенные биогенные компоненты (соединения элементов N, P, Mg и др., обычно используемые при культивировании соответствующих видов микроводоросли, или стандартные смеси биогенных компонентов такие как, широко применяемая среда Тамия). Одновременно с рабочей жидкостью в секции 5 и 6 подают углекислый газ, который поднимается вверх и, растворяясь, питает клетки микроводоросли. Протекающая через секции 5 и 6 рабочая жидкость находится под действием излучения, поступающего от светодиодов 16 через светопроницаемые цилиндрические стенки 4 и 3, в результате чего происходит одновременный фотосинтез биомассы обоих культур. Выращенную биомассу Porphyridium cruentum и Chlorella vulgaris, выводят из фотобиореактора вместе с рабочей жидкостью через выходные патрубки 12 и 13, соответственно. При этом эффективность использования световой энергии и, соответственно, энергии, потребляемой фотобиореактором, обеспечивается за счет того, что излучение, которое не было поглощено клетками Chlorella vulgaris в секции 6, проходит в секцию 5 и активизирует процессы фотосинтеза клеток Porphyridium cruentum, находящихся в секции 5. В результате удельная энергоемкость производства биомассы микроводорослей в расчете на единицу произведенной биомассы возрастает не менее чем на 25%, по сравнению с обычным фотобиореактором, предназначенным для производства одной культуры микроводоросли. Кроме этого, как показывают эксперименты (Roth P., et al. Isolation and application of phycoerythrin from Porphyridium cruentum // Zentralbl. Mikrobiol. - 1989. - 144, No 7. - P. 517-529), выбор пары культур, рассматриваемой в данном примере, обеспечивает 50-процентное увеличение выхода фикоэритрина из биомассы Porphyridium cruentum, который является ценным натуральным сырьем для пищевой промышленности.
Claims (1)
- Комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов, состоящий из корпуса, имеющего внешнюю цилиндрическую стенку, разделенного соосно вложенными в него средней и внутренней цилиндрическими стенками на внешнюю, среднюю и внутреннюю секции, внешняя и средняя секции герметизированы посредством общих, верхнего и нижнего, торцевых фланцев и имеют отдельные, расположенные на нижнем и верхнем фланцах входные и выходные патрубки соответственно для пропускания через секции рабочей жидкости, внутренняя и средняя цилиндрические стенки выполнены из светопроницаемого материала, а на внутреннюю сторону внешней цилиндрической стенки нанесено светоотражающее покрытие, во внутренней секции расположен излучатель в виде группы светодиодов со спектром излучения в видимом диапазоне, оси потоков излучения светодиодов направлены радиально от центра корпуса к его периферии и имеют равномерное угловое распределение в плоскости проекции, перпендикулярной общей оси секций, светодиоды соединены кабелем с управляемым блоком питания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123581/10U RU155094U1 (ru) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | Комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123581/10U RU155094U1 (ru) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | Комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU155094U1 true RU155094U1 (ru) | 2015-09-20 |
Family
ID=54148157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015123581/10U RU155094U1 (ru) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | Комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU155094U1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168056U1 (ru) * | 2016-06-24 | 2017-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ИГУ") | Установка для выращивания микроводорослей |
RU2714636C1 (ru) * | 2019-11-05 | 2020-02-18 | Общество с ограниченной ответственностью "АЯ ПРОЕКТ" | Устройство тонкослойного культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов для утилизации углекислого газа |
RU198017U1 (ru) * | 2019-12-24 | 2020-06-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Камера фотобиореактора |
RU2788401C1 (ru) * | 2019-11-05 | 2023-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "АЯ ПРОЕКТ" | Устройство тонкослойного культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов для утилизации углекислого газа |
-
2015
- 2015-06-19 RU RU2015123581/10U patent/RU155094U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168056U1 (ru) * | 2016-06-24 | 2017-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ИГУ") | Установка для выращивания микроводорослей |
RU2714636C1 (ru) * | 2019-11-05 | 2020-02-18 | Общество с ограниченной ответственностью "АЯ ПРОЕКТ" | Устройство тонкослойного культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов для утилизации углекислого газа |
RU2788401C1 (ru) * | 2019-11-05 | 2023-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "АЯ ПРОЕКТ" | Устройство тонкослойного культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов для утилизации углекислого газа |
RU198017U1 (ru) * | 2019-12-24 | 2020-06-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Камера фотобиореактора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ramaraj et al. | Cultivation of green microalga, Chlorella vulgaris for biogas purification | |
Khalili et al. | Influence of nutrients and LED light intensities on biomass production of microalgae Chlorella vulgaris | |
Ho et al. | Combining light strategies with recycled medium to enhance the economic feasibility of phycocyanin production with Spirulina platensis | |
de Farias Silva et al. | Carbohydrate productivity in continuous reactor under nitrogen limitation: effect of light and residence time on nutrient uptake in Chlorella vulgaris | |
ES2622628T3 (es) | Proceso para la producción de microalgas, cianobacterias y metabolitos de las mismas | |
CN202246648U (zh) | 一种适合柱状微藻反应器的旋转式密闭布光装置 | |
CN103834567A (zh) | 一种微藻培养方法 | |
CN108410737B (zh) | 一种紫球藻的两步培养法 | |
Pattanaik et al. | Effect of LED lights on the growth of microalgae | |
Fatemeh et al. | Effects of environmental factors on the growth, optical density and biomass of the green algae Chlorella vulgaris in outdoor conditions | |
RU155094U1 (ru) | Комбинированный фотобиореактор для производства биомассы микроводорослей разных видов | |
KR100818203B1 (ko) | 세포 순환 광생물반응기 및 이를 이용한 광합성 미생물의배양 방법 | |
Sarkar et al. | Effect of different illumination patterns on the growth and biomolecular synthesis of isolated Chlorella Thermophila in a 50 L pilot-scale photobioreactor | |
CN105532263A (zh) | Led蓝、白光相间光照蛹虫草的栽培方法 | |
Choi et al. | Optimum conditions for cultivation of Chlorella sp. FC-21 using light emitting diodes | |
CN101803600B (zh) | 雨生红球藻细胞生长促进剂及其使用方法 | |
Bhat et al. | Effect of photoperiod and white LED on biomass growth and protein production by Spirulina | |
KR101287384B1 (ko) | Led 광파장의 혼합을 이용한 미세조류의 성장 및 지질함량 향상 방법 | |
KR101670129B1 (ko) | 광 반응 미세조류 배양장치 및 배양방법 | |
Yim et al. | Internally illuminated photobioreactor using a novel type of light-emitting diode (LED) bar for cultivation of Arthrospira platensis | |
CN106635768B (zh) | 生物微藻光合反应器及其使用方法 | |
US10711232B2 (en) | Bioreactor for microalgae | |
WO2013133481A1 (ko) | 비닐 시트형 광생물반응기 및 이의 제작방법 | |
CN201962280U (zh) | 一种藻类细胞培养反应器 | |
Zittelli et al. | Industrial Production of Microalgal Cell‐Mass and Secondary Products‐Species of High Potential: Mass Cultivation of Nannochloropsis in Closed Systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160620 |