RU1813782C - Установка дл выращивани микроводорослей - Google Patents

Abstract

Использование: в управл емом биосинтезе при промышленном производстве микроводорослей . Сущность изобретени : установка содержит фотореактор, насос, смеситель , циклон, систему терморегулировани  температуры суспензии и теплоаккумулиру- ющие шары. Система терморегулировани  температуры суспензии включает аккумулирующую емкость и тепловой насос с приспо- соблением дл  реверсировани . Теплоаккумулирующие шары размещены с возможностью перемещени  в системе циркул ции суспензии. Каждый теплоаккумули- рующий шар содержит эластичную оболочку, заполненную теплоаккумулирую- щим материалом, температура плавлени  которого равна температуре фотосинтеза. 1 ил.

Description

Ю

С

Изобретение относитс  к области управл емого биосинтеза, к промышленному производству фотоавтотрофных микроводорослей и может быть использовано в микро- .биологической, пищевой отрасл х промышленности, а также в сельском хоз йстве дл  производства кормов.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности путем стабилизации оптимальных температурных режимов культивировани  и улучшени  юсвещенно-; сти среды культивировани .

На чертеже изображена схема установки дл  выращивани  микроводорослей.

Установка дл  выращивани  микроводорослей содержит фотореактор 1, насос 2, св занный всасывающим 3 и нагнетательным 4 патрубками с входом и выходом фотореактора 1, вертикальный теплообменник 5, смеситель 6, объединенные в систему циркул ции суспензии. Установка содержит подсоединенный к всасывающему патрубку

3 насоса 2 циклон 7, систему терморегулировани  температуры суспензии и Теплоаккумулирующие шары 8. Средн   часть циклона 7тангенциально св зана с выходом 9 фотореактора 1, Система терморегулировании температуры суспензии включает аккумулирующую емкость 10 и тепловой насос 11 с приспособлением дл  реверсировани  12. Один из теплообменных приборов 13 установлен в средней части вертикального теплообменника 5, а другой 14 - в аккумулирующей емкости 10. Теплоаккумулирующие шары 8 размещены с возможностью перемещени  о системе циркул ции суспензии. Каждый из шаров 8 содержит эластичную оболочку, заполненную теплоаккумулиру- щим материалом, температура плавлени  которого равна температуре фотосинтеза. Смеситель 6 выполнен в виде струйного насоса , камера всасывани  15 которого соединена с нагнетательным патрубком 4 насоса 2, вакуумна  камера 16 соединена трубоп-.

W

VI с

N3

роводами 17с размещенными на них вентил ми 18 с нижней и верхней част ми вертикального теплообменника 5, а нагнетательна  к.амера 19 соединена с вхо- дом фотореактора 1. В циклоне 7 над дном установлена тарельчата  сетка 20 с образованием сборной емкости дл  биомассы и размещено приспособление 21 дл  выпуска последней из установки. Верхн   часть циклона 7 св зана с верхней частью вертикаль- ного теплообменника 5, а нижн   часть циклона 7 в зоне над сеткой 19 св зана с нижней частью вертикального теплообменника 5 соответственно трубопроводами 22 и 23.

Установка дл  выращивани  микрово- дорослей работает следующим образом.

В летнее, жаркое врем  суспензи  хлореллы вместе с теплоаккумулирующими шарами 8 прокачиваетс  через фотореактор 1. Подверга сь воздействию активного солнечного облучени  при теплом окружающем, фотореактор 1 воздухе, суспензи  хлореллы начинает нагреватьс . При этом нагреваетс  и теплоаккумулирующий материал - па- рафин в шарах 8. Температура фазового перехода парафина путем подбора его состава находитс  о зоне оптимальной температуры фотосинтеза. До полного перехода парафина в шарах 8 из твердого в жидкое состо ние температура суспензии поддерживаетс  на некотором посто нном оптимальном дл  фотосинтеза уровне.

В конце пути по фотореактору 1 весь парафин внутри полиэтиленового шара 8 переходит в расплавленное состо ние и всплывает при попадании в циклон 7 по патрубку выхода 9 фотореактора 1,.так как в расплавленном состо нии парафин легче воды. Хлорелла оседает через тарельчатую сетку 20 На дно циклона 7 и сливаетс  через приспособление 21. Из центральной части циклона 7 через нагнетательный патрубок 4 насосом 2 чиста  суспензи  (без шаровых аккумул торов 8) подаетс  в камеру всасы- вани  15 струйного насоса смесител  0 и, истека  из нее, создает разрежение в камере 16. Вследствие разрежени  из верхней части циклона 7 по трубопроводу 22 тепло- аккумулирующие шары 8 с небольшим коли- чеством суспензии попадают в верхнюю часть вертикального теплообменника 5. В летнее врем  тепловой насос 11 с помощью приспособлени  12 переключен так, что теп- лообменный прибор 13  вл етс  испарите- лем, а теплообменный прибор 14 - соответственно конденсатором, В этом случае происходит охлаждение суспензии в вертикальном теплообменнике 5 и нагрев .теплоносител  в аккумулирующей емкости

10. Таким образом, в вертикальном теплообменнике 5 происходит охлаждение суспензии и фазовый переход парафина из жидкого состо ни  в твердое.

При этом теплоаккумулирующие шары 8 опускаютс  и по трубопроводу 17 засасываютс  вместе с холодной суспензией в смеситель б - струйный насос, где смешиваютс  с потоком теплой суспензии, охлажда  ее, и подаютс  в фотореактор 1...

В холодное осеннё-весеннее врем , когда температура окружающей среды значительно ниже оптимальной температуры фотосинтеза хлореллы, в фотореактор 1 закачиваетс  струйным насосом тепла  суспензи  с шаровыми аккумул торами 8, парафин в которых находитс  в расплавленном состо нии. При этом суспензи  не охлаждаетс  до перехода парафина из жидкого состо ни  в твердое.

Процесс циркул ции происходит следующим образом.

С выхода 9 фотореактора 1 суспензи  попадает в циклон 7, где холодна  ее часть вместе с холодными теплоаккумулирующими шарами 8 опускаетс  на тарельчатую сет-- ку 20, при этом биомасса сквозь сетку проходит и оседает на дне циклона 7 и периодически выпускаетс . Насфсом 2 холодна  суспензи  подаетс  в смеситель 6 - струйный насос, в камеру всасывани  15.

Вследствие разрежени , создаваемого струйным насосом, с тарельчатой сетки 20 циклона 7 по трубопроводу 23 (при закрытом трубопроводе 22) термоаккумулирую- щие шары 8 и часть суспензии поступают в нижнюю часть вертикального теплообменника 5. В зимнее врем  тепловой насос 11 переключен на использование тепла аккумулирующей емкости 10. В этом случае теплообменный прибор 13  вл етс  конденсатором, и суспензи  с теплоаккумулирующими шарами 8 нагреваетс , шары 8 всплывают и засасываютс  вместе с нагретой суспензией в струйный насос, где смешиваютс  с холодной суспензией до оптимальной температуры и подаютс  в фотореактор 1.

При этом происходит стабилизаци  температуры в фотореакторе до окончани  фазового перехода парафина в теплоаккумулирующих шарах 8 из жидкого состо ни  в твердое. Кроме того, теплоаккумулирующие шары обуславливают по вление дополнительных составл ющих сил трени , что приводит, в определенной мере, к очистке внутренних поверхностей фотореактора 1 от оседающей на них хлореллы, поддержива  тем самым высокую светопро- пускную способность.

Claims (1)

1. Использование установки дл  выращивани  микроводорослей позвол ет умень- шить вли ние перепадов температур на рост культуры микроводорослей и обеспечивает необходимую освещенность дл  ее роста, что в свою очередь обеспечит повышение производительности устройства. Формула изо-бретени  Установка дл  выращивани  микроводорослей , содержаща  фотореактор, насос, св занный всасывающим и нагнетательным патрубками с входом и выходом фотореактора , вертикальный теплообменник, смеситель , объединенные в систему циркул ции суспензии, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности путем стабилизации оптимальных температурных режимов культивировани  и улучшени  освещенности среды культивировани , установка содержит подсоединен- ный к всасывающему патрубку насоса циклон, средн   часть которого тангенциально св зана с выходом фотореактора, систему терморегулировани  температуры суспензии, включающую аккумулирующую емкость и тепловой насос с приспособлением дл  реверсировани , один из теплообменных приборов которого установлен в средней части вертикального теплообменника , а другой в аккумулирующей емкости, и теплоаккумулирующие шары, размещенные с возможностью перемещени  в системе циркул ции суспензии, каждый из которых содержит эластичную оболочку, заполненную теплоаккумулирующим материалом , температура плавлени  которого равна температуре фотосинтеза, при этом смеситель выполнен в виде струйного насоса , камера всасывани  которого соединена с нагнетательным патрубком насоса, ваку- умна  камера соединена трубопроводами с размещенными на них вентил ми с нижней и верхней частью вертикального теплообменника , а нагнетательна  камера соединена с входом фотореактора, при этом в циклоне над дном установлена тарельчата  сетка с образованием сборной емкости дл  биомассы и размещено приспособление дл  выпуска последней из установки, верхн   часть циклона св зана с верхней частью вертикального теплообменника, а нижн   часть циклона в зоне над сеткой св зана с нижней частью вертикального теплообменника .