RU177879U1 - Стимулятор роста фототрофов - Google Patents

Стимулятор роста фототрофов Download PDF

Info

Publication number
RU177879U1
RU177879U1 RU2017101862U RU2017101862U RU177879U1 RU 177879 U1 RU177879 U1 RU 177879U1 RU 2017101862 U RU2017101862 U RU 2017101862U RU 2017101862 U RU2017101862 U RU 2017101862U RU 177879 U1 RU177879 U1 RU 177879U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
airlift
phototrophs
gas
microalgae
Prior art date
Application number
RU2017101862U
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Алексеевич Бабушкин
Original Assignee
Виктор Алексеевич Бабушкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Алексеевич Бабушкин filed Critical Виктор Алексеевич Бабушкин
Priority to RU2017101862U priority Critical patent/RU177879U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU177879U1 publication Critical patent/RU177879U1/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G33/00Cultivation of seaweed or algae
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к биотехнологии и может быть использована для обеспечения функций, необходимых для культивирования биомассы фототрофных микроорганизмов и микроводорослей (аэрация, перемешивание, освещение, подогрев, обеспечение воздухом/газом, выведение газа, выработанного растущей культурой) для работы в емкостях, естественных или искусственных водоемах, в помещениях и на открытых территориях, в системе очистных сооружений для биологической очистки воды, для очистки от СO2 воздуха и его обогащения кислородом.Устройство включает в себя разделенный на части полый цилиндр, являющийся разделенным на части эрлифтом, нагревательный элемент 3, светодиодные сборки 4, датчик температуры 5, трубку 6 для подачи газовоздушной смеси в цилиндр, что обеспечивает эрлифтное движение жидкости, ножки 7.Устройство универсально, позволяет создавать системы культивирования биомассы микроводорослей в промышленном масштабе, отличается улучшенной энергоэффективностью.

Description

Полезная модель относится к биотехнологии и может быть использована для обеспечения благоприятных условий роста фототрофов, для выращивания биомассы микроводорослей и микроорганизмов, для работы в емкостях и естественных или искусственных водоемах, в группах устройств (стимуляторов роста фототрофов) или по отдельности, в помещениях и на открытых территориях, в системе очистных сооружений для биологической очистки воды с использованием фототрофов, для очистки от СO2 воздуха и его обогащения кислородом.
Из существующего уровня техники известен вихревой биореактор, состоящий из цилиндрической емкости с крышкой, имеющей расположенное в ней устройство для перемешивания среды и обеспечивающий эффективное и щадящее перемешивание питательной среды и ее насыщение газовоздушной смесью (см, например, патент RU 2538170 С1).
На основе вихревого биореактора изготавливаются биореакторы для культивирования микроводорослей. Перемешивание жидкой среды в биореакторе осуществляется воздушным вихрем за счет перепада давления над поверхностью жидкости и трения воздушного потока об ее поверхность (см, например, http://www.algaereactor.ru/ru/vortex-aquareactors/).
Недостатками данного технического решения являются обеспечение только части функций, необходимых для культивирования (выращивания) биомассы микроводорослей, а именно аэрацию, выведение из культуры выделяемых ею газов, перемешивание, и не обеспечивают освещение и подогрев. Также недостатками являются: сравнительная сложность применения вихревого биореактора для целей получения биомассы микроводорослей в больших, промышленно значимых объемах и в глубоких емкостях.
Из существующего уровня техники известен 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 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. Полезная модель решает задачу снижения себестоимости за счет повышения энергоэффективности и предусматривает использование светодиодных излучателей для освещения культуры микроводорослей (см., например, патент на полезную модель RU 155094 U1).
Недостатками данного технического решения являются
- низкая энергоэффективность: несмотря на повышенную эффективность утилизации светового потока от светодиодного излучателя тепловая энергия, выделяемая светодиодами, не используется и рассеивается во внешней среде;
- отсутствие универсальности: можно применять только по единственному прямому назначению как фотобиореактора - культивирование биомассы двух культур одновременно;
- сложность применения биореактора для целей получения биомассы микроводорослей в больших, промышленно значимых объемах.
Из существующего уровня техники известен Фотобиореактор, выполненный из светопрозрачного, химически и биологически инертного материала в виде плоской панели, составленной из параллельных каналов. Снизу и сверху выходы из каналов соединены общими емкостями из того же материала. В общих емкостях расположены порты для установки датчиков, измеряющих рН, температуру и содержание растворенного кислорода, и штуцеры для ввода добавок или отбора суспензии микроорганизмов. Внизу каждого четного канала светоприемной плоскости с одной стороны и нечетного канала с другой стороны установлены порты для ввода газовой смеси, чтобы суспензия внутри фотобиореактора двигалась за счет эрлифта в половине каналов вверх, а в половине каналов вниз. Фотобиореактор может быть использован для получения биомассы фотосинтезирующих микроорганизмов, создания систем поглощения углекислоты, фотосинтетического получения кислорода, регенерации воздуха в помещениях с затрудненной вентиляцией, а также для получения других ценных продуктов жизнедеятельности фотосинтезирующих микроорганизмов (см., например, патент RU 2451446 С1). Недостатками данного технического решения являются: сложность применения биореактора для целей получения биомассы микроводорослей в больших, промышленно значимых объемах из-за сложности изготовления и трудоемкости обслуживания каналов фотобиореактора.
Из существующего уровня техники известен фотобиореактор для культивирования микроводорослей, состоящий из непрозрачного корпуса, в нижней части которого расположена газораспределительная магистраль, совмещенная с магистралью подачи питательной среды, и штуцером для слива суспензии микроводорослей, причем внутрь корпуса помещены осветительные блоки, оснащенные светодиодными элементами, закрепленными в отверстиях крышки фотобиореактора. Устройство позволяет повысить эффективность культивирования микроводорослей в фотобиореакторе путем интенсификации процесса фотосинтеза за счет размещения осветительных блоков по всему внутреннему объему непрозрачного корпуса (см., например, патент на полезную модель RU 151576 U1).
Недостатками данного технического решения являются сложность применения биореактора для целей получения биомассы микроводорослей в больших, промышленно значимых объемах, отсутствие элементов создающих и контролирующих требуемую температуру.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является расширение арсенала технических средств для промышленного выращивания биомассы микроводорослей, фототрофных микроорганизмов, повышение энергоэффективности.
Данная задача решается за счет того, что заявленное техническое решение Стимулятор роста фототрофов, характеризующийся тем, что он включает в себя: разделенный на части полый цилиндр, являющийся разделенным на части эрлифтом с одним, двумя или несколькими промежутками (разделениями, отверстиями) 1 в стенке, которые получены при соединении соосно и на расстоянии друг от друга двух или более цилиндров 2 (частей цилиндра), размещенный внутри цилиндра и (или) снаружи электрический нагревательный элемент 3, светодиодные сборки 4, закрепленные на цилиндре, датчик температуры 5, трубку 6 для подачи газовоздушной смеси в цилиндр, что обеспечивает эрлифтное движение жидкости, ножки 7 в нижней части цилиндра для обеспечения устойчивости цилиндра и создания зазора (зазоров), необходимого для затягивания снизу циркулирующего потока жидкости в эрлифт. Полый цилиндр может быть выполнен в виде цельной трубы с отверстиями. Светодиодные сборки и электропроводка к нагревательному элементу и светодиодным сборкам могут быть выполнены в герметичном водонепроницаемом устойчивом к агрессивным средам исполнении.
Технический результат. Приведенная совокупность признаков Стимулятора роста фототрофов обеспечивает ряд функций, необходимых для культивирования (выращивания) биомассы фототрофных микроорганизмов и микроводорослей, таких как аэрация, перемешивание, освещение, подогрев, обеспечение воздухом и (или) газом, выведение газа, выработанного растущей культурой и обеспечивает технический результат: универсальность за счет возможности применения в одиночных или объединенных емкостях, естественных или искусственных водоемах (открытых и закрытых), возможность культивирования биомассы микроводорослей в промышленном масштабе, повышение энергоэффективности, выражающееся в утилизации тепла, выделяемого светодиодной сборкой, для обогрева культуры фототрофов.
Устройство поясняется фиг. 1, на которой выполнено схематичное изображение Стимулятора роста фототрофов.
Стимулятор роста фототрофов, включающий в себя разделенный на части полый цилиндр, являющийся разделенным на части эрлифтом с одним, двумя или несколькими промежутками (разделениями, отверстиями) 1 в стенке, которые получены при соединении соосно и на расстоянии друг от друга двух или более цилиндров 2 (частей цилиндра), размещенный внутри цилиндра и (или) снаружи электрический нагревательный элемент 3 (показан условно), светодиодные сборки 4, закрепленные вдоль цилиндра, датчик температуры 5 (показан условно), трубку 6 для подачи газо-воздушной смеси в цилиндр, что обеспечивает эрлифтное движение жидкости, ножки 7 в нижней части цилиндра для обеспечения устойчивости цилиндра и создания зазора, необходимого для затягивания снизу циркулирующего потока жидкости в эрлифт.
Полый цилиндр может быть выполнен в виде цельной трубы с отверстиями. Электропроводка к нагревательному элементу и светодиодным сборкам (на схеме не показаны), а также светодиодные сборки могут быть выполнены в герметичном водонепроницаемом устойчивом к агрессивным средам исполнении.
Работает устройство следующим образом. Стимулятор роста фототрофов погружается в питательную среду с культурой культивируемых микроорганизмов. Внутрь эрлифта по трубке 6 подается газо-воздушная смесь, что создает внутри эрлифта и вокруг него циркуляцию (течение смеси выращиваемой культуры с газовоздушной смесью) через эрлифт и вокруг него, поток циркулирует втягиваясь снизу, выходит сверху и в промежутках 1 между цилиндрами эрлифта (или в отверстиях эрлифта).
Посредством устройства, выращиваемая культура, обеспечивается: светом; газом или газовоздушной смесью; выводом отработанного газа; необходимым и контролируемым теплом, передаваемым от теплоносителя потоком культуры и газо-воздушной смеси; равномерным перемешиванием без образования застойных зон, омыванием емкости и элементов устройства противодействующим их обрастанию.
Через промежутки и прорези в цилиндрах эрлифта 1 поток выходит наружу, создает циркуляцию, омывает светодиодные сборки 4, дополнительно равномерно рассеивая свет, идущий от них.
В емкости (или водоеме), по необходимости, используют одно устройство или их достаточное количество, обеспечивающее функционал в нужном количестве и качестве.
В газо-воздушную смесь при необходимости подаются (подмешиваются) газы, необходимые для роста выращиваемой культуры, (например, углекислый газ). Газовоздушная смесь выводит наружу газы, продуцируемые растущей биомассой (например, кислород).
Дополнительное усилие циркуляции и движению снизу-вверх в эрлифте придает нагревательный элемент 3, передающий тепло циркулирующему потоку выращиваемой культуры.
Дополнительный нагрев выращиваемой культуры обеспечивает теплоотдача светодиодов светодиодной сборки 4.
Снаружи устройства, в выращиваемой культуре, в емкости, закреплены датчики контроля температуры. Нагревательный элемент в сочетании с одним датчиком температуры и подключенным к ним автоматическим регулятором температуры, отключающимся при достижении заданной температуры, обеспечивают подогрев культуры и не позволяют ей перегреваться, отключая нагревательный элемент при достижении культурой заданной температуры. Светодиодное освещение в сочетании с датчиком и подключенными к ним регулятором температуры, также отключается при достижении заданной температуры. Программируемый таймер и фотореле с датчиком контроля светопроницаемости, отключают устройство (устройства) при достижении заданных времени роста и параметра плотности выращиваемой культуры.
Стимулятор роста фототрофов предназначен для обеспечения благоприятных условий роста фототрофов и может применяться для выращивания биомассы микроводорослей и микроорганизмов, для работы в емкостях и естественных или искусственных водоемах, в группах устройств или по отдельности, в помещениях и на открытых территориях, в системе очистных сооружений для применения в последней стадии биологической очистки воды с использованием фототрофов, для очистки от СO2 воздуха и его обогащения кислородом.
Простота конструкции и возможность масштабирования позволяют применять стимулятор роста фототрофов для промышленного производства биомассы микроводорослей и их производных в больших количествах.

Claims (5)

1. Стимулятор роста фототрофов, характеризующийся тем, что он включает в себя: разделенный на части полый цилиндр, являющийся разделенным на части эрлифтом с одним или несколькими промежутками/отверстиями 1 в стенке, которые получены при соединении соосно и на расстоянии друг от друга нескольких цилиндров/частей цилиндра 2, закрепленный на цилиндре электрический нагревательный элемент 3, светодиодные сборки 4, закрепленные на цилиндре, трубку 6 для подачи газовоздушной смеси в цилиндр, что обеспечивает эрлифтное движение жидкости.
2. Стимулятор роста фототрофов по п. 1, характеризующийся тем, что светодиодные сборки и электропроводка к нагревательному элементу и светодиодным сборкам выполнены в герметичном водонепроницаемом исполнении.
3. Стимулятор роста фототрофов по п. 1, характеризующийся тем, что нагревательный элемент размещен частично внутри цилиндра.
4. Стимулятор роста фототрофов по п. 1, характеризующийся тем, что содержит датчик температуры 5, закрепленный снаружи или внутри устройства.
5. Стимулятор роста фототрофов по п. 1, характеризующийся тем, что содержит ножки 7 в нижней части цилиндра для обеспечения устойчивости цилиндра и создания зазора/зазоров, необходимого для затягивания снизу циркулирующего потока жидкости в эрлифт.
RU2017101862U 2017-01-20 2017-01-20 Стимулятор роста фототрофов RU177879U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017101862U RU177879U1 (ru) 2017-01-20 2017-01-20 Стимулятор роста фототрофов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017101862U RU177879U1 (ru) 2017-01-20 2017-01-20 Стимулятор роста фототрофов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU177879U1 true RU177879U1 (ru) 2018-03-15

Family

ID=61628908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017101862U RU177879U1 (ru) 2017-01-20 2017-01-20 Стимулятор роста фототрофов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU177879U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114958597A (zh) * 2022-08-02 2022-08-30 中绿时代(北京)生物科技有限公司 污水处理bebr系统微生物孵化扩繁反应器与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU685221A1 (ru) * 1977-06-30 1979-09-15 Центральный Научно-Исследовательский И Проектно-Экспериментальный Институт Инженерного Оборудования Госгражданстрой Устройство дл выращивани фототрофных микроорганизмов
SU880363A1 (ru) * 1980-04-15 1981-11-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Биотехнический Институт Установка дл выращивани фотоавтотрофных микроорганизмов
SU1055436A1 (ru) * 1982-06-25 1983-11-23 Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Установка дл производства биомассы микроводорослей
RU151576U1 (ru) * 2014-08-22 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) Фотобиореактор

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU685221A1 (ru) * 1977-06-30 1979-09-15 Центральный Научно-Исследовательский И Проектно-Экспериментальный Институт Инженерного Оборудования Госгражданстрой Устройство дл выращивани фототрофных микроорганизмов
SU880363A1 (ru) * 1980-04-15 1981-11-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Биотехнический Институт Установка дл выращивани фотоавтотрофных микроорганизмов
SU1055436A1 (ru) * 1982-06-25 1983-11-23 Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Установка дл производства биомассы микроводорослей
RU151576U1 (ru) * 2014-08-22 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) Фотобиореактор

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114958597A (zh) * 2022-08-02 2022-08-30 中绿时代(北京)生物科技有限公司 污水处理bebr系统微生物孵化扩繁反应器与应用
CN114958597B (zh) * 2022-08-02 2022-09-27 中绿时代(北京)生物科技有限公司 污水处理bebr系统微生物孵化扩繁反应器与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4952511A (en) Photobioreactor
EP3328985B1 (en) Light emitting diode photobioreactors and methods of use
CN101914431B (zh) 一种全塑模块化光生物反应器系统培养微藻的装置与方法
WO2010115655A1 (en) Photobioreactor
CN110760439B (zh) 一种藻类养殖光生物反应釜及含其的连续培养反应系统
WO2016165660A1 (zh) 一种淡水真核微藻养殖方法
WO2016165659A1 (zh) 人工光源微藻养殖装备
CN110699252A (zh) 一种藻类连续培养反应系统
CN205295351U (zh) 一种管道式微藻光生物反应器
CN114606103B (zh) 一种杂合式光生物反应器
RU150345U1 (ru) Установка для культивирования низших фототрофов
RU2477040C2 (ru) Установка для культивирования хлореллы
RU177879U1 (ru) Стимулятор роста фототрофов
CN201605272U (zh) 光合细菌培养罐
CN111465682A (zh) 培养罐
KR101670129B1 (ko) 광 반응 미세조류 배양장치 및 배양방법
CN110713901B (zh) 一种微藻养殖光生物反应釜及含其的连续培养反应系统
CN211005401U (zh) 一种微藻养殖反应釜
CN103131627A (zh) 一种光生物反应装置及应用
RU2450049C2 (ru) Способ культивирования фототрофов и установка для его осуществления
CN102344888A (zh) 循环式光生物反应器
CN202465663U (zh) 一种单细胞藻类连续培养装置
CN110684644B (zh) 一种藻类养殖光生物反应器
CN105647794A (zh) 一种光微藻培育设备
CN211339537U (zh) 一种藻类连续培养反应系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190121