RU2010147435A - Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов - Google Patents

Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов Download PDF

Info

Publication number
RU2010147435A
RU2010147435A RU2010147435/10A RU2010147435A RU2010147435A RU 2010147435 A RU2010147435 A RU 2010147435A RU 2010147435/10 A RU2010147435/10 A RU 2010147435/10A RU 2010147435 A RU2010147435 A RU 2010147435A RU 2010147435 A RU2010147435 A RU 2010147435A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photobioreactor
suspension
carbon dioxide
microorganism
air
Prior art date
Application number
RU2010147435/10A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2458147C2 (ru
Inventor
Александр Анатольевич Шевцов (RU)
Александр Анатольевич Шевцов
Александр Владимирович Пономарёв (RU)
Александр Владимирович Пономарёв
Евгения Сергеевна Шенцова (RU)
Евгения Сергеевна Шенцова
Алексей Викторович Дранников (RU)
Алексей Викторович Дранников
Николай Юрьевич Ситников (RU)
Николай Юрьевич Ситников
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая акад
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая акад, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая акад
Priority to RU2010147435/10A priority Critical patent/RU2458147C2/ru
Publication of RU2010147435A publication Critical patent/RU2010147435A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2458147C2 publication Critical patent/RU2458147C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02Photobioreactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/06Tubular

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов, предусматривающий культивирование фотоавтотрофного микроорганизма, включающее подачу смеси воздуха с углекислым газом в фотобиореактор, циркуляцию смеси воздуха с углекислым газом с дополнительным вводом в контур рециркуляции недостающего количества углекислого газа, освещение рабочей зоны фотобиореактора лампой, водяное охлаждение суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в фотобиореакторе в процессе культивирования, циркуляцию охлаждающей воды в режиме ее непрерывного охлаждения в ультратермостате, подачу в фотобиореактор потоков основной и корректирующей питательных сред, отбор основной части суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора и ее дальнейший отвод в виде готовой биомассы в сборник урожая, подачу оставшейся части суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контур циркуляции с помощью циркуляционной помпы с последующим направлением в фотобиореактор, измерение оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма с целью воздействия на ее расход в линии ее отвода в сборник урожая в виде готовой биомассы, измерение рН суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора с воздействием на расход основной и корректирующей питательных сред, температуры суспензии фотоавтотрофного микроорганизма с воздействием на исполнительный механизм, регулирующий температуру охлаждения воды в ультратермостате, определение концентрации углекислого газа в отработанной смеси воздуха с углекислым газом с воздействием на расход недостающего количества угле

Claims (1)

  1. Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов, предусматривающий культивирование фотоавтотрофного микроорганизма, включающее подачу смеси воздуха с углекислым газом в фотобиореактор, циркуляцию смеси воздуха с углекислым газом с дополнительным вводом в контур рециркуляции недостающего количества углекислого газа, освещение рабочей зоны фотобиореактора лампой, водяное охлаждение суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в фотобиореакторе в процессе культивирования, циркуляцию охлаждающей воды в режиме ее непрерывного охлаждения в ультратермостате, подачу в фотобиореактор потоков основной и корректирующей питательных сред, отбор основной части суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора и ее дальнейший отвод в виде готовой биомассы в сборник урожая, подачу оставшейся части суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контур циркуляции с помощью циркуляционной помпы с последующим направлением в фотобиореактор, измерение оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма с целью воздействия на ее расход в линии ее отвода в сборник урожая в виде готовой биомассы, измерение рН суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора с воздействием на расход основной и корректирующей питательных сред, температуры суспензии фотоавтотрофного микроорганизма с воздействием на исполнительный механизм, регулирующий температуру охлаждения воды в ультратермостате, определение концентрации углекислого газа в отработанной смеси воздуха с углекислым газом с воздействием на расход недостающего количества углекислого газа, отличающийся тем, что культивирование автотрофных микроорганизмов осуществляют в тонком слое на внутренней поверхности цилиндрических прозрачных трубок, установленных в фотобиореакторе, при этом наружную поверхность трубок последовательно охлаждают воздухом и водой с образованием контура рециркуляции по охлаждающему воздуху, смесь воздуха с углекислым газом, подаваемую в фотобиореактор, получают в смесителе, из которого ее выводят по двум потокам, один из которых с помощью коллектора направляют в качестве основного потока в цилиндрические прозрачные трубки фотобиореактора для осуществления абсорбции углекислоты суспензией фотоавтотрофного микроорганизма в тонком слое, а другой - на барботаж суспензии, непрерывно стекающей из цилиндрических прозрачных трубок в нижнюю часть реактора, освещаемую дополнительно установленной люминесцентной лампой, при этом отработанную смесь воздуха с углекислым газом из фотобиореактора возвращают в смеситель в режиме замкнутого цикла с промежуточным сбором в газовую емкость, а пену, возникающую при барботаже, непрерывно выводят из нижней части фотобиореактора в сепаратор-пеногаситель, где ее разделяют на суспензию, возвращаемую в фотобиореактор, и отработанную смесь воздуха с углекислым газом, которую объединяют с отработанной смесью воздуха с углекислым газом на выходе из фотобиореактора и подают в смеситель, после фотобиореактора суспензию фотоавтотрофного микроорганизма подвергают дегазации в десорбере; при этом дополнительно измеряют расходы суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции и в линии подачи в сборник урожая и пены, выводимой из нижней части фотобиореактора в сепаратор-пеногаситель, потоков основной и корректирующей питательных сред, недостающего количества углекислого газа, отработанной смеси воздуха с углекислым газом на входе в смеситель, потоков смеси воздуха с углекислым газом, направляемых в цилиндрические прозрачные трубки и на барботаж, охлаждающего воздуха и охлаждающей воды в контурах рециркуляции, уровень суспензии в фотобиореакторе, концентрацию растворенного кислорода в суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора; при значении оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма ниже установленного значения распределитель потоков направляет суспензию фотоавтотрофного микроорганизма полностью в контур ее рециркуляции, по текущему значению расхода суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции определяют его отклонение от заданного значения, при этом вырабатывается сигнал рассогласования, подаваемый на исполнительный механизм привода циркуляционной помпы, который регулирует расход суспензии до достижения заданного значения текущего расхода; при достижении оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма заданного значения производится ее дозированное разбавление раствором питательной среды, подаваемой в контур рециркуляции, с непрерывным отбором избыточной части суспензии, равной количеству введенной питательной среды, из контура ее рециркуляции в линию отвода в сборник урожая посредством распределителя потоков до уменьшения оптической плотности суспензии ниже заданного значения, при этом соотношение расходов основной и корректирующей питательных сред устанавливают по текущему значению рН суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции; по текущему значению расхода суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции устанавливают расход отработанной смеси воздуха с углекислым газом в смеситель воздействием на регулируемый привод компрессора с коррекцией по текущим расходам смеси воздуха с углекислым газом в линиях подачи на барботаж и в цилиндрические прозрачные трубки; расход недостающего количества углекислого газа в линии его подачи в смеситель устанавливают по текущему расходу отработанной смеси воздуха с углекислым газом с коррекцией по концентрации в ней углекислого газа; при превышении максимально заданного давления смеси воздуха с углекислым газом в газовой емкости и смесителе производят сброс давления смеси воздуха с углекислым газом через предохранительные клапаны; температуру суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в фотобиореакторе регулируют изменением расходов охлаждающего воздуха и охлаждающей воды воздействием на регулируемые приводы вентилятора и насоса соответственно, причем при повышении текущего значения температуры суспензии от оптимального в заданных пределах расход воздуха в контуре его рециркуляции увеличивают пропорционально отклонению текущего значения температуры от оптимального, в случае дальнейшего увеличения текущего значения температуры суспензии фотоавтотрофного микроорганизма выше заданных пределов увеличивают расход воды в контуре ее рециркуляции до тех пор, пока текущее значение температуры суспензии не достигнет заданных пределов; по текущему значению концентрации растворенного в суспензии кислорода в контуре ее рециркуляции устанавливают мощность привода вентилятора в линии отвода газообразного кислорода из десорбера; по расходу пены из нижней части фотобиореактора устанавливают мощность привода сепаратора-пеногасителя; освещенность в фотобиореакторе устанавливают в зависимости от вида и штамма культивируемого фотоавтотрофного микроорганизма, при этом задается промежуток времени, в течение которого освещенность не изменяется, по истечении этого промежутка времени осуществляют контроль текущего значения оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора и его сравнение с заданным значением оптической плотности, при текущем значении оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма ниже заданного значения производится дискретное повышение освещенности в фотобиореакторе через заданные промежутки времени, в конце которых осуществляют сравнение текущего значения оптической плотности с заданным и при выравнивании их значений освещенность в фотобиореакторе остается на достигнутом значении; при дискретном увеличении освещенности синхронно производится дискретное увеличение расхода углекислого газа в смеситель; в случае превышения верхнего заданного значения уровня суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в фотобиореакторе отключают подачу питательной среды в контур рециркуляции, а при достижении нижнего заданного значения уровня осуществляют соответствующее увеличение расхода питательной среды в контур рециркуляции.
RU2010147435/10A 2010-11-19 2010-11-19 Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов RU2458147C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147435/10A RU2458147C2 (ru) 2010-11-19 2010-11-19 Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147435/10A RU2458147C2 (ru) 2010-11-19 2010-11-19 Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010147435A true RU2010147435A (ru) 2012-05-27
RU2458147C2 RU2458147C2 (ru) 2012-08-10

Family

ID=46231394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010147435/10A RU2458147C2 (ru) 2010-11-19 2010-11-19 Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458147C2 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577150C1 (ru) * 2014-12-29 2016-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). Способ производства биомассы фотоавтотрофных микроорганизмов
RU2622081C1 (ru) * 2016-04-28 2017-06-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1621823A1 (ru) * 1988-03-15 1991-01-23 Кишиневский Государственный Университет Им.В.И.Ленина Способ культивировани микроводорослей
SU1666537A1 (ru) * 1989-02-02 1991-07-30 Научно-производственное объединение "Биотехника" Способ культивировани фотосинтезирующих микроорганизмов с периодическим чередованием световых и темновых интервалов облучени суспензии
RU2019564C1 (ru) * 1990-11-01 1994-09-15 Вадим Леонидович Корбут Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов и установка для его осуществления
RU2126053C1 (ru) * 1994-06-30 1999-02-10 Корбут Вадим Леонидович Способ и установка культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов
AU2002349640B2 (en) * 2001-11-16 2007-12-20 Phytoculture Control Co., Ltd. Apparatus for culturing organism and method of culturing organism

Also Published As

Publication number Publication date
RU2458147C2 (ru) 2012-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120107792A1 (en) Systems and methods for delivery of gases to algal cultures
AU2012215362B2 (en) Method and bioreactor for the cultivation of microorganisms
JP2014516550A (ja) V形トラフ光バイオリアクターシステムおよび使用方法
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
JP3240452U (ja) 藻類を成長させるためのシステム
JP2018529367A (ja) ガス供給が遮断可能なバイオリアクター
US11612118B2 (en) Biomass production
US20120202281A1 (en) Light energy supply for photobioreactor system
CN115369041A (zh) 生物质的制造
RU2010147435A (ru) Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов
TW201529843A (zh) 用於微生物大量培養之系統及其所獲得之產物
US20130316439A1 (en) Biomass production
CN216947026U (zh) 一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置
US20120107452A1 (en) Aeration systems for horizontal photobioreactors
S Breitman et al. Microalgae cultivation using photobioreactors for biodiesel production
RU2622081C1 (ru) Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов
TWI692299B (zh) 生物質的製造技術
RU2128701C1 (ru) Способ получения биомассы фотоавтотрофных микроорганизмов и установка для его осуществления
US11512278B2 (en) Biomass production
RU2115723C1 (ru) Способ культивирования галофильных микроорганизмов
SU1130597A1 (ru) Способ культивировани микроводорослей

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131120