RU155631U1

RU155631U1 - VERTICAL INSTALLATION FOR CULTIVATION OF BENTNOUS ALGAE

Info

Publication number: RU155631U1
Application number: RU2015116793/13U
Authority: RU
Inventors: Валентина Петровна Саловарова; Николай Юрьевич Мерлин; Юрий Леонидович Кулишенко; Алексей Александрович Приставка; Татьяна Владимировна Илющенко
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2015-10-10

Abstract

Вертикальная установка для культивирования бентосных микроводорослей, состоящая из вертикальной ёмкости из светопроницаемого, химически и биологически инертного материала, имеющая штуцер ёмкости с вентилем для ввода питательной среды, стартовой порции микроводорослей и слива зрелой суспензии, снабжённая съёмными внутренними полочками, вертикальным стержнем с верхними и нижними колёсными парами, щёточками и электродвигателем для его перемещения, оборудованная лампами, отличающаяся тем, что ёмкость закрыта сверху вставной крышкой, имеет более низкую заднюю стенку для выведения наружу верхней части вертикального стержня, верхние колёсики которого выполнены по типу вагонных, перемещаются по уголку с т-образным бруском и располагаются по разные его стороны, при этом верхняя часть вертикального стержня п-образно изогнута, несёт приспособление с зубчатой рейкой для открывания вентиля с зубчатым колёсиком, служащего для подачи в ёмкость вертикальной установки питательной среды из бачка для питательной смеси с растворённым в ней под давлением углекислым газом; при этом вертикальный стержень оборудован съёмными щёточками и гибкой трубкой с отверстиями, выходящей из закреплённого на полочке задней стенки ёмкости вышеуказанного бачка; на полочке задней стенки ёмкости также закреплены наружно располагающийся электродвигатель с демультипликатором, таймером и шкивами для тросика, прикреплённого к верхней части вертикального стержня. и переключатель электродвигателя на реверс; ёмкость снабжена отдельно стоящими светоотражающими пластинами с регулируемым наклоном.A vertical plant for the cultivation of benthic microalgae, consisting of a vertical tank of translucent, chemically and biologically inert material, having a tank fitting with a valve for introducing a nutrient medium, a starting portion of microalgae and the discharge of a mature suspension, equipped with removable inner shelves, a vertical rod with upper and lower wheels in pairs, brushes and an electric motor for moving it, equipped with lamps, characterized in that the container is closed on top by an insert lid, and has a lower back wall for leading out the upper part of the vertical rod, the upper wheels of which are made like carriage ones, move along the corner with a t-shaped bar and are located on its different sides, while the upper part of the vertical rod is u-shaped, curved a gear rack for opening a valve with a gear wheel, which serves to feed into the tank a vertical installation of the nutrient medium from the reservoir for the nutrient mixture with carbon dioxide dissolved in it under pressure; at the same time, the vertical rod is equipped with removable brushes and a flexible tube with holes emerging from the tank of the aforementioned tank fixed on a shelf; An external motor with a demultiplier, a timer and pulleys for a cable attached to the top of the vertical rod are also fixed on the shelf of the back wall of the tank. and a motor switch for reverse; the tank is equipped with freestanding reflective plates with an adjustable tilt.

Description

Полезная модель относится к микробиологической промышленности и сельскому хозяйству и предназначена для выращивания бентосных микроводорослей, используемых в качестве биоактивных добавок и витаминных подкормок для животных и птицы в условиях малых форм хозяйствования.The utility model relates to the microbiological industry and agriculture and is intended for the cultivation of benthic microalgae, used as bioactive additives and vitamin top dressing for animals and poultry in small-scale farming.

Известен вертикальный фотобиореактор (патент CN 101838606 A) который состоит из светоприемной части, освещаемой с одной или двух сторон и выполненной из светопрозрачного химически и биологически инертного материала, состоящей из параллельных каналов, причем сверху и снизу выходы из каналов соединены общими емкостями, выполненными из того же материала, в которых расположены один или несколько штуцеров для ввода добавок или отбора суспензии микроорганизмов и вывода газа из фотобиореактора, а внизу части каналов установлены порты для ввода газовой смеси, чтобы суспензия внутри фотобиореактора двигалась за счет аэролифта как вверх, так и вниз.Known vertical photobioreactor (patent CN 101838606 A) which consists of a light receiving portion illuminated from one or two sides and made of a translucent chemically and biologically inert material consisting of parallel channels, with the top and bottom of the channel exits connected by common containers made of that the same material, in which one or more fittings are located for introducing additives or taking a suspension of microorganisms and removing gas from the photobioreactor, and ports for introducing gas are installed at the bottom of the channels howl mixture to the slurry within the photobioreactor airlift moved due both up and down.

Недостатками указанного фотобиореактора являются необходимость в аэролифте для обогащения газовой среды и перемешивания суспензии, а также сложность в очищении внутренних поверхностей каналов от загрязнений и обрастаний и отсутствием приборов контроля.The disadvantages of this photobioreactor are the need for an airlift to enrich the gaseous medium and mix the suspension, as well as the difficulty in cleaning the inner surfaces of the channels from contamination and fouling and the lack of monitoring devices.

Наиболее близка к предложенной модели выбранная в качестве прототипа вертикальная установка для культивирования бентосных и планктонных микроводорослей, макрофитов и высших водных растений (патент RU 148845) состоящая из светоприемной поверхности в виде вертикальной емкости с параллельными стенками, выполненными из светопроницаемого, химически и биологически инертного материала, освещаемая лампами, имеющая штуцера с вентилями для ввода питательной среды, стартовой порции суспензии микроводорослей, слива зрелой суспензии и ввода углекислого газа, и датчики измерения РН; сверху емкость закрыта герметичной крышкой и содержит противоположно расположенные ящики: первый с электромотором, демультипликатором, таймером, активным шкивом, рычагом выключения электромотора и включения таймера, второй - с пассивным шкивом и механизмом регулирования его натяжения; емкость содержит противоположно расположенные верхние и нижние ниши для колесных пар стержня; внутри емкости установлены друг над другом съемные полочки для выращивания водорослей и перемещается съемный вертикальный стержень с верхними и нижними колесными парами и закрепленными на нем параллельно полочкам емкости длинными щеточками, очищающими верхние поверхности полочек от биопленки и перемешивающие питательный раствор; на корпусе емкости снаружи закреплен фотометрический датчик; в верхней части корпуса выше уровня жидкости установлены штуцер с вентилем для перепуска газовой среды, предохранительный клапан сброса газовой среды, манометр для измерения давления газовой среды и датчик уровня углекислого газа в газовой среде.Closest to the proposed model is selected as a prototype vertical plant for the cultivation of benthic and planktonic microalgae, macrophytes and higher aquatic plants (patent RU 148845) consisting of a light-receiving surface in the form of a vertical tank with parallel walls made of translucent, chemically and biologically inert material, illuminated by lamps, having a fitting with valves for introducing a nutrient medium, a starting portion of a suspension of microalgae, draining a mature suspension and introducing carbon gas layer, and pH measurement sensors; the container is closed by a sealed lid and contains opposite boxes: the first with an electric motor, a multiplier, a timer, an active pulley, a lever for turning off the electric motor and turning on the timer, and the second with a passive pulley and a mechanism for adjusting its tension; the container contains opposite upper and lower niches for the wheel pairs of the rod; removable shelves for growing algae are mounted on top of each other inside the tank and a removable vertical shaft with upper and lower wheelsets and long brushes fixed on it parallel to the tank shelves, which clean the upper surfaces of the shelves from the biofilm and mix the nutrient solution; a photometric sensor is mounted on the outside of the container; in the upper part of the housing above the liquid level, a fitting with a valve for bypassing the gas medium, a safety valve for venting the gas medium, a pressure gauge for measuring the pressure of the gas medium and a carbon dioxide level sensor in the gas medium are installed.

Недостатками прототипа являются необходимость в герметизации всей емкости с целью уменьшения расхода подаваемого в нее углекислого газа; расположение электродвигателя внутри герметичной емкости и необходимость в его гидроизоляции, что ведет к дополнительным расходам и неудобству в его обслуживании; отсутствие дополнительной подачи питательного смеси, способствующей сохранению оптимальной концентрации питательных элементов во время вегетации и ведущей к увеличению удельной производительности.The disadvantages of the prototype are the need to seal the entire tank in order to reduce the flow rate of carbon dioxide supplied to it; the location of the electric motor inside the sealed container and the need for its waterproofing, which leads to additional costs and inconvenience in its maintenance; the lack of an additional supply of the nutrient mixture, which helps to maintain the optimal concentration of nutrients during the growing season and leads to an increase in specific productivity.

Задача предлагаемой полезной модели направлена на устранение вышеуказанных недостатков.The objective of the proposed utility model is aimed at eliminating the above disadvantages.

Поставленная задача решается предлагаемой вертикальной установкой для культивирования бентосных микроводорослей, состоящей из вертикальной емкости из светопроницаемого, химически и биологически инертного материала, имеющей штуцер емкости с вентилем для ввода питательной среды, стартовой порции микроводорослей и слива зрелой суспензии, снабженной съемными внутренними полочками, вертикальным стержнем со щеточками, имеющим верхние и нижние колесные пары, электродвигателем для перемещения вертикального стержня и люминесцентными лампами; установка снабжена обеспечивающими ее устойчивость двумя задними и двумя передними съемными опорными стойками, расположенными под определенным углом к ней отличающаяся тем, что емкость имеет на передней и двух боковых стенках сверху уголки для фиксации вставной крышки и закрыта вставной крышкой; задняя стенка вертикальной установки ниже остальных и образует между ней и вставной крышкой щель, служащую для выведения наружу верхней части вертикального стержня, при этом верхняя часть вертикального стержня п-образно изогнута, а его щеточки съемные; верхние колесики вертикального стержня выполнены по типу вагонных, перемещаются снаружи бруску и располагаются по разные его стороны для большей устойчивости вертикального стержня; брусок закреплен на уголке, который, в свою очередь, прикреплен снаружи к металлическому каркасу или к самой емкости; с целью перемещения вертикального стержня к задней стенке, по всей ее ширине, прикреплена полочка, на которой установлен электродвигатель с демультипликатором и таймером, перемещающий вдоль задней стенки емкости с помощью шкивов, тросик к которому жестко прикреплена верхняя часть вертикального стержня; противоположно электродвигателю на полочке закреплен переключатель электродвигателя на реверс; переключатель срабатывает от давления штырька, установленного на верхней части вертикального стержня; на указанной полочке жестко закреплен бачок с герметичной крышкой; в стенке бачка установлены предохранительный клапан давления, первый штуцер с вентилем для подачи в бачок под давлением углекислого газа из баллона и второй штуцер с вентилем с зубчатым колесиком для подачи из бачка в емкость вертикальной установки дополнительной питательной смеси с растворенным в ней под давлением углекислым газом; на верхней части вертикального стержня ниже тросика прикреплено приспособление для автоматического поворачивания зубчатого колесика вентиля второго штуцера, состоящее из горизонтально расположенного и прикрепленного своим дном к верхней части вертикального стержня ящичка; в верхней горизонтальной его стенке прорезана продольная щель для перемещения винта с гайкой; указанная гайка прикреплена к установленной в ящичке свободно перемещающейся в горизонтальном направлении п-образно изогнутой пластинке с отверстием под винт; внутри пластинки прочно закреплен упругий резиновый брусок с каналом для вышеуказанного винта; резиновый брусок выступает из пластинки на расстояние, равное высоте зубчиков зубчатого колесика вентиля второго штуцера; к наружной части резинового бруска прочно прикреплена рейка с зубчиками; при перемещении вертикального стержня в прямом и обратном направлении рейка с зубчиками открывает и закрывает вентиль с зубчатым колесиком второго штуцера; если вентиль второго штуцера с рычагом для его поворачивания на верхней части вертикального стержня крепится прочная пластинка; во втором штуцере закреплена гибкая трубка из биологически и химически инертного материала; указанная гибкая трубка, образуя свободную петлю, прикреплена к вертикальному стержню по всей его высоте и имеет отверстия на уровне съемных щеточек вертикального стержня, служащие для подачи питательной смеси с растворенным углекислым газом к микроводорослям каждой из съемных полочек.The problem is solved by the proposed vertical plant for the cultivation of benthic microalgae, consisting of a vertical tank of translucent, chemically and biologically inert material, having a tank fitting with a valve for introducing a nutrient medium, a starting portion of microalgae and the discharge of a mature suspension equipped with removable internal shelves, a vertical rod with brushes with upper and lower wheelsets, an electric motor for moving the vertical rod and luminescent lamps Pami; the installation is equipped with two rear and two front removable support legs, ensuring its stability, located at a certain angle to it, characterized in that the tank has corners on the front and two side walls on top for fixing the plug-in cover and is closed by the plug-in cover; the rear wall of the vertical installation is lower than the others and forms a gap between it and the insert cover, which serves to bring out the upper part of the vertical rod, while the upper part of the vertical rod is u-shaped curved, and its brushes are removable; the upper wheels of the vertical rod are made like a carriage, move outside the bar and are located on its different sides for greater stability of the vertical rod; the block is fixed on the corner, which, in turn, is attached externally to the metal frame or to the container itself; in order to move the vertical rod to the rear wall, along its entire width, a shelf is attached on which an electric motor with a demultiplier and a timer is installed, moving along the back wall of the tank with pulleys, a cable to which the upper part of the vertical rod is rigidly attached; opposite to the electric motor, a switch of the electric motor to reverse is fixed on the shelf; the switch is triggered by the pressure of the pin mounted on the upper part of the vertical rod; a tank with a sealed lid is rigidly fixed on the indicated shelf; a pressure relief valve is installed in the tank wall, a first fitting with a valve for supplying carbon dioxide from the cylinder to the tank under pressure and a second fitting with a valve with a gear wheel for supplying an additional nutrient mixture with carbon dioxide dissolved in it from the tank into the tank for vertical installation; on the upper part of the vertical rod below the cable is attached a device for automatically turning the gear of the valve of the second fitting, consisting of a box horizontally located and attached with its bottom to the upper part of the vertical rod; a longitudinal slot is cut in its upper horizontal wall for moving a screw with a nut; said nut is attached to a p-shaped curved plate with a hole for a screw installed in a box and moving freely in the horizontal direction; an elastic rubber block with a channel for the above screw is firmly fixed inside the plate; a rubber block protrudes from the plate to a distance equal to the height of the teeth of the gear wheel of the valve of the second fitting; to the outer part of the rubber bar, a rail with teeth is firmly attached; when moving the vertical rod in the forward and reverse direction, the rail with teeth opens and closes the valve with the gear wheel of the second fitting; if the valve of the second fitting with a lever for turning it on the upper part of the vertical rod, a strong plate is attached; in the second fitting, a flexible tube of biologically and chemically inert material is fixed; this flexible tube, forming a free loop, is attached to the vertical rod along its entire height and has holes at the level of removable brushes of the vertical rod, which serve to supply the nutrient mixture with dissolved carbon dioxide to the microalgae of each of the removable shelves.

Установка иллюстрируется чертежами:Installation is illustrated by drawings:

Фиг. 1 установка, вертикальный разрез с детализацией.FIG. 1 installation, vertical section with detail.

Установка состоит из емкости 1 (Фиг. 1), вдвижной крышки 2, фиксирующих уголков 3; снабжена съемными полочками 4, вертикальным стержнем 5 со съемными щеточками, который перемещается с помощью верхней и нижней колесных пар 6 по уголку 7 с бруском и дну емкости, люминесцентными лампами 8, полочкой 9 для крепления электродвигателя с оборудованием и бачка для дополнительной питательной смеси 10.The installation consists of a container 1 (Fig. 1), a sliding cover 2, fixing angles 3; equipped with removable shelves 4, a vertical rod 5 with removable brushes, which moves with the help of the upper and lower wheelsets 6 along the corner 7 with the bar and the bottom of the tank, fluorescent lamps 8, a shelf 9 for attaching an electric motor with equipment and a tank for additional nutrient mixture 10.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

При выращивании микроводорослей в емкость 1 заливается через штуцер емкости с открытым вентилем до необходимого уровня питательная смесь и стартовая порция микроводорослей, после чего вентиль емкости закрывается; в бачок дополнительного питания 10, при закрытом вентиле с зубчатым колесиком второго штуцера, заливается через горловину со снятой герметичной крышкой порция питательной смеси, после чего в бачок с завинченной герметичной крышкой подается под определенным давлением через открытый вентиль первого штуцера углекислый газ; далее регулируется при ослабленном винте ящичка положение зубчатой рейки, которая должна приоткрывать вентиль с зубчатым колесиком при прямом перемещении вертикального стержня 5 и закрывать его при обратном перемещении указанного стержня; после регулировки указанный винт затягивается; далее на таймере устанавливается временной интервал между включениями таймером электродвигателя, при включении таймера вернувшимся в обратном направлении вертикальным стержнем электродвигатель выключается; при недостаточном уровне внешней освещенности включаются лампы 8; светоотражающие пластины устанавливаются таким образом, чтобы свет от ламп 8 установки или внешнего источника света наиболее полно отражался на съемные полочки с водорослями; в ходе выращивания микроводорослей из бачка дополнительного питания 10 по гибкой трубочке с отверстиями подается, при перемещении вертикального стержня, дополнительное питание и растворенный углекислый газ для увеличения продуктивности микроводорослей; при выращивании макрофитов и высшей водной растительности съемные щеточки вертикального стержня удаляются; после окончания периода выращивания микроводорослей они взмучиваются перемещением вертикального стержня 5 со съемными щеточками, вентиль емкости открывается, и суспензия микроводорослей сливается из установки; при уходе за установкой и очищении ее стенок вдвижная крышка 2 выдвигается, гибкая трубочка снимается со второго штуцера, затем приподнимается вертикальный стержень 5, устанавливается щеточками параллельно задней стенке емкости и извлекается из нее, далее извлекаются полочки 4, начиная с верхней; после ухода за установкой полочки 4 возвращаются на свои места, начиная с нижней; следом за полочками устанавливаются вертикальный стержень 5 со щеточками и вдвижная крышка 2, а гибкая трубочка закрепляется на втором штуцере.When growing microalgae, a nutrient mixture and a starting portion of microalgae are poured into the tank 1 through the nozzle of the tank with an open valve to the required level, after which the valve of the tank closes; in the auxiliary supply tank 10, with the valve closed with the gear wheel of the second fitting, a portion of the nutrient mixture is poured through the neck with the sealed cover removed, after which carbon dioxide is supplied under the specified pressure through the open valve of the first fitting to the tank with the screwed tight cover; then, when the screw of the drawer is loosened, the position of the gear rack is adjusted, which should open the valve with the gear wheel when the vertical rod 5 is directly moved and close it when the specified rod is moved back; after adjustment, the specified screw is tightened; then on the timer, the time interval between switching on the timer of the electric motor is set, when the timer is turned on, the vertical motor returns in the opposite direction and turns off; with insufficient ambient light, lamps 8 are turned on; reflective plates are installed so that the light from the lamps 8 of the installation or an external light source is most fully reflected on removable shelves with algae; during the cultivation of microalgae from the additional supply tank 10 through a flexible tube with holes, additional food and dissolved carbon dioxide are supplied, when moving the vertical rod, to increase the productivity of microalgae; when growing macrophytes and higher aquatic vegetation, removable brushes of a vertical rod are removed; after the period of growing microalgae, they are stirred up by moving the vertical rod 5 with removable brushes, the valve of the container opens, and the suspension of microalgae is drained from the installation; when caring for the installation and cleaning its walls, the sliding cover 2 extends, the flexible tube is removed from the second fitting, then the vertical rod 5 is lifted, installed with brushes parallel to the back wall of the container and removed from it, then the shelves 4 are removed, starting from the top; after maintenance of the installation, shelves 4 return to their places, starting from the bottom; After the shelves, a vertical rod 5 with brushes and a sliding cover 2 are installed, and a flexible tube is fixed to the second fitting.

Claims

A vertical plant for the cultivation of benthic microalgae, consisting of a vertical tank of translucent, chemically and biologically inert material, having a tank fitting with a valve for introducing a nutrient medium, a starting portion of microalgae and the discharge of a mature suspension, equipped with removable inner shelves, a vertical rod with upper and lower wheels in pairs, brushes and an electric motor for moving it, equipped with lamps, characterized in that the container is closed on top by an insert lid, and has a lower back wall for leading out the upper part of the vertical rod, the upper wheels of which are made like carriage ones, move along the corner with a t-shaped bar and are located on its different sides, while the upper part of the vertical rod is u-shaped, curved a gear rack for opening a valve with a gear wheel, which serves to feed into the tank a vertical installation of the nutrient medium from the reservoir for the nutrient mixture with carbon dioxide dissolved in it under pressure; at the same time, the vertical rod is equipped with removable brushes and a flexible tube with holes emerging from the tank of the aforementioned tank fixed on a shelf; An external motor with a demultiplier, a timer and pulleys for a cable attached to the top of the vertical rod are also fixed on the shelf of the back wall of the tank. and a motor switch for reverse; the tank is equipped with freestanding reflective plates with adjustable tilt.