RU2458147C2 - Method of control of photoautotrophic microorganism cultivation process - Google Patents

Method of control of photoautotrophic microorganism cultivation process Download PDF

Info

Publication number
RU2458147C2
RU2458147C2 RU2010147435/10A RU2010147435A RU2458147C2 RU 2458147 C2 RU2458147 C2 RU 2458147C2 RU 2010147435/10 A RU2010147435/10 A RU 2010147435/10A RU 2010147435 A RU2010147435 A RU 2010147435A RU 2458147 C2 RU2458147 C2 RU 2458147C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
suspension
photobioreactor
carbon dioxide
microorganism
air
Prior art date
Application number
RU2010147435/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010147435A (en
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 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 академия (ГОУ ВПО ВГТА) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА)
Priority to RU2010147435/10A priority Critical patent/RU2458147C2/en
Publication of RU2010147435A publication Critical patent/RU2010147435A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458147C2 publication Critical patent/RU2458147C2/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS 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
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02—Photobioreactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS 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
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/06—Tubular

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: initial nutrient medium together with an inoculated autotrophic microorganism is supplied from a technological container into an input section of a photobioreactor with forming a suspension film of a photoautotrophic microorganism flowing down by gravity on an internal surface of transparent cylindrical tubes. Simultaneously, mixed air and carbon dioxide are reverse-flow supplied inside the tubes with using sleeves with suspension film outflow. The photoautotrophic microorganism suspension flowing in the internal surface of the transparent cylindrical tubes gets into a light section wherein it is continuously illuminated with a fluorescent tube. From the transparent cylindrical tubes, the photoautotrophic microorganism suspension flows down in an output section of the photobioreactor wherein it is bubbled to saturate the cells with carbon dioxide additionally and illuminated with a horizontal toroidal lamp. An external surface of the transparent cylindrical tubes is sequentially cooled in cooling air in the light section and in cooling water in the cooling section with cooling air and cooling water flowing in the respective recirculation loops. The photoautotrophic microorganism suspension is added with a nutrient medium of main and correction flows supplied into a technological container at first and then into the suspension recirculation loop at the input of the input section of the photobioreactor. Waste mixed air and carbon dioxide are supplied from the photobioreactor into the mixer by means of a compressor through the mixed air and carbon dioxide recirculation loop and temporarily collected in a gas tank. Post-bubble foam is continuously discharged from a lower section of the photobioreactor into an anti-foaming separator and separated into a suspension supplied into the input section of the photobioreactor and mixed air and carbon dioxide combined with waste mixed air and carbon dioxide in a regulation loop, while being temporarily collected in the gas tank and supplied into the mixer with extra saturation of waste mixed air and carbon dioxide with a required amount of carbon dioxide. Carbon dioxide saturated mixed air and carbon dioxide are discharged from the mixed by two ducts one of which being a main flow is reverse-flow directed inside the transparent cylindrical tubes; the other one is supplied into the output portion of the photobioreactor when bubbling the suspension. From the output portion of the photobioreactor, the microorganism suspension is discharged from the suspension recirculation loop with intermediate vented out oxygen release accompanying a cultivation process with using a desorber; another portion of the photoautotrophic microorganism suspension is discharged in a finished biomass collector to be measured for the required values for the purpose of creating optimal conditions for photoautotrophic microorganism cultivation.
EFFECT: invention provides higher effectiveness of photoautotrophic microorganism cultivation, enabled integration of the presented method into the current production lines, improved energy efficiency and performance of photoautotrophic microorganism cultivation.
2 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматизации процессов микробиологических производств и может быть использовано при автоматизации процесса культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов.The invention relates to the automation of microbiological production processes and can be used to automate the cultivation of photoautotrophic microorganisms.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов [Патент РФ №2019564, МПК5 C12Q 3/00. Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов и установка для его осуществления / В.Л.Корбут. - №2005112085; заявл. 01.11.1990; опубл. 15.09.1994. Бюл. №26], включающий регулирование температуры суспензии фотоавтотрофных микроорганизмов, подачу суспензии в фотореактор, поддержание максимального значения интенсивности фотосинтеза путем изменения температуры суспензии и совмещения фотосинтеза с управляемым теплообменом, обогащение суспензии углекислым газом в газообменнике, освещение фотобиореактора искусственным источником света, охлаждение суспензии в процессе культивирования холодным теплоносителем, удаление выделившегося в результате культивирования кислорода с помощью его разбавления воздухом, измерение концентрации кислорода в суспензии и в воздухе, температуры суспензии, регулирование расхода холодного теплоносителя.The closest in technical essence and the achieved effect is a method of cultivation of photosynthetic microorganisms [RF Patent No. 20159564, IPC 5 C12Q 3/00. The method of cultivation of photosynthetic microorganisms and installation for its implementation / V.L. Korbut. - No. 2005112085; declared 11/01/1990; publ. 09/15/1994. Bull. No. 26], including controlling the temperature of the suspension of photoautotrophic microorganisms, feeding the suspension into the photoreactor, maintaining the maximum value of photosynthesis intensity by changing the temperature of the suspension and combining photosynthesis with controlled heat transfer, enriching the suspension with carbon dioxide in a gas exchanger, lighting the photobioreactor with an artificial light source, cooling the suspension during cultivation cold coolant, removal of oxygen released as a result of oxygen cultivation with Dilution air, measuring the oxygen concentration in the slurry and the air temperature of the suspension, cold coolant flow regulation.

Однако известный способ имеет ряд недостатков:However, the known method has several disadvantages:

- не позволяет в полной мере обеспечить стабилизацию pH суспензии в процессе культивирования из-за отсутствия оперативного регулирования подачи питательной среды и создать оптимальные условия для биохимических реакций, обеспечивающих стабильность прироста клеток микроорганизмов;- it is not possible to fully ensure the stabilization of the pH of the suspension during the cultivation process due to the lack of operational regulation of the supply of the nutrient medium and to create optimal conditions for biochemical reactions that ensure the stability of the growth of microorganism cells;

- не предусматривает отвод пены, образующейся при вводе газовоздушной смеси в суспензию, что затрудняет перемещение суспензии по трубопроводам и снижает эффективность поглощения энергии освещения;- does not provide for the removal of foam formed when the gas-air mixture is introduced into the suspension, which makes it difficult to move the suspension through pipelines and reduces the efficiency of absorption of lighting energy;

- при продувании суспензии воздухом возможно ингибирование процесса фотосинтеза кислородом вследствие его неполного удаления;- when blowing the suspension with air, it is possible to inhibit the process of photosynthesis with oxygen due to its incomplete removal;

- не позволяет в полной мере увеличить скорость прироста клеток в процессе культивирования фотоавтотрофного микроорганизма, так как не поддерживает определенного соотношения между количеством молекул CO2 и количеством квантов света в соответствии с реакцией фотосинтеза за счет синхронного изменения освещенности от источника света и концентрации углекислого газа в газовоздушной смеси;- it does not allow to fully increase the cell growth rate during the cultivation of a photoautotrophic microorganism, since it does not support a certain ratio between the number of CO 2 molecules and the number of light quanta in accordance with the photosynthesis reaction due to the synchronous change in the illumination from the light source and the concentration of carbon dioxide in the gas-air mixtures;

- не позволяет сократить поле допуска на температуру суспензии и сузить ее разброс в процессе культивирования, что негативно влияет на устойчивость накопления биомассы и интенсивность процесса биосинтеза для мезофильных и криофильных фотоавтотрофных микроорганизмов;- does not allow to reduce the tolerance on the temperature of the suspension and to narrow its spread during cultivation, which negatively affects the stability of biomass accumulation and the intensity of the biosynthesis process for mesophilic and cryophilic photoautotrophic microorganisms;

- не позволяет снизить энергозатраты на единицу получаемой биомассы из-за отсутствия точности и надежности управления технологическими параметрами в процессе культивирования фотоавтотрофного микроорганизма.- does not allow to reduce energy consumption per unit of biomass due to the lack of accuracy and reliability of the control of technological parameters during the cultivation of photoautotrophic microorganism.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов; интенсификация синтеза биологически активных веществ; создание возможности для встраивания предлагаемого способа в существующие производственные линии при алголизации выпускаемой продукции; снижение энергетических затрат процесса культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов за счет точности и надежности управления технологическими параметрами.An object of the invention is to increase the efficiency of cultivation of photoautotrophic microorganisms; intensification of the synthesis of biologically active substances; the creation of opportunities for embedding the proposed method in existing production lines during algolization of products; reduction of energy costs of the cultivation of photoautotrophic microorganisms due to the accuracy and reliability of the control of technological parameters.

Для решения технической задачи изобретения в способе управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов, предусматривающем подачу суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в фотобиореактор, обогащение суспензии углекислым газом, освещение фотобиореактора искусственным источником света, охлаждение суспензии в процессе культивирования холодным теплоносителем, удаление выделившегося в результате культивирования кислорода, измерение концентрации растворенного в суспензии кислорода и температуры суспензии, регулирование расхода холодного теплоносителя, новым является то, что культивирование фотоавтотрофных микроорганизмов осуществляют в пленке суспензии, стекающей по внутренней поверхности цилиндрических прозрачных трубок, установленных в фотобиореакторе, при этом наружную поверхность трубок охлаждают последовательно охлаждающим воздухом и охлаждающей водой, являющихся холодными теплоносителями; в суспензию фотоавтотрофного микроорганизма на входе в фотобиореактор непрерывно вводят питательную среду, подготовку которой осуществляют из составляющих ее основного и корректирующего потоков, подаваемых сначала в технологическую емкость, а затем в контур рециркуляции суспензии на входе в фотобиореактор; в качестве искусственного источника света используют две люминесцентные лампы; получают смесь воздуха с углекислым газом в смесителе и выводят ее из смесителя по двум потокам, один из которых направляют вовнутрь цилиндрических прозрачных трубок в противоточном режиме со стекающей пленкой суспензии фотоавтотрофного микроорганизма для осуществления абсорбции углекислого газа пленкой суспензии, а другой - на барботаж суспензии, непрерывно заполняющей нижнюю часть фотобиореактора; отработанную смесь воздуха с углекислым газом из фотобиореактора сначала выводят в газовую емкость, а затем возвращают в смеситель в режиме замкнутого цикла с дополнительной подпиткой углекислым газом; пену, возникающую при барботаже, непрерывно выводят из нижней части фотобиореактора в сепаратор-пеногаситель, где ее разделяют на суспензию, возвращаемую в фотобиореактор, и смесь воздуха с углекислым газом, которую объединяют с отработанной смесью воздуха с углекислым газом в контуре ее рециркуляции перед смесителем; после фотобиореактора из суспензии фотоавтотрофного микроорганизма выделяют образовавшийся в процессе культивирования кислород в десорбере с последующим возвратом одной части суспензии в фотобиореактор и выводом другой ее части в виде готовой биомассы в сборник урожая; дополнительно измеряют оптическую плотность суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора, расход суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции на входе в фотобиореактор и в линии подачи в сборник урожая; расход пены из нижней части фотобиореактора в сепаратор-пеногаситель; pH суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре ее рециркуляции; расходы основного и корректирующего потоков питательной среды, подаваемых в контур рециркуляции суспензии на входе в фотобиореактор; расходы углекислого газа и смеси воздуха с углекислым газом, направляемых в цилиндрические прозрачные трубки и на барботаж; расходы охлаждающего воздуха и охлаждающей воды; уровень суспензии в нижней части фотобиореактора; и осуществляют стабилизацию оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора в интервале заданных значений; причем при отклонении оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма от интервала заданных значений в меньшую сторону сначала синхронно увеличивают освещенность цилиндрических прозрачных трубок и концентрацию углекислого газа в смеси с воздухом до достижения их максимального значения, затем увеличивают расход питательной среды на входе в фотобиореактор до достижения его максимального значения и затем воздействуют на соотношение расходов суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции суспензии и линии отвода из контура рециркуляции в сборник урожая путем увеличения расхода суспензии в контуре рециркуляции, снижая при этом производительность фотобиореактора по готовой биомассе, а при отклонении оптической плотности суспензии от интервала заданных значений в большую сторону сначала воздействуют на соотношение расходов суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции суспензии и линии отвода из контура рециркуляции в сборник урожая путем увеличения расхода суспензии в сборник урожая, увеличивая при этом производительность фотобиореактора по готовой биомассе, затем снижают расход питательной среды и освещенность до выхода оптической плотности суспензии на верхнюю границу заданного интервала значений; подготовку питательной среды осуществляют по заданной величине pH суспензии в контуре ее рециркуляции воздействием на соотношение расходов основного и корректирующего потоков питательной среды; устанавливают расход смеси воздуха с углекислым газом по расходу суспензии на входе в фотобиореактор воздействием на расход углекислого газа, подаваемого по линии подпитки в смеситель, с коррекцией по концентрации углекислого газа в смеси воздуха с углекислым газом на выходе из фотобиореактора; 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 для охлаждения наружной поверхности трубок; по текущему значению концентрации растворенного в суспензии кислорода в контуре ее рециркуляции воздействуют на расход кислорода в линии отвода из десорбера; по расходу пены из нижней части фотобиореактора устанавливают мощность привода сепаратора-пеногасителя.To solve the technical problem of the invention, in a method for controlling the cultivation of photoautotrophic microorganisms, comprising supplying a suspension of a photoautotrophic microorganism to a photobioreactor, enriching the suspension with carbon dioxide, lighting the photobioreactor with an artificial light source, cooling the suspension during cultivation with a coolant, removing the oxygen released from the cultivation, measuring the concentration in oxygen suspension and suspension temperature, reg lation cold coolant flow, new is that culturing photoautotrophic microorganisms is performed in a slurry film flowing on the inner surface of the cylindrical transparent tubes mounted in a photobioreactor, wherein the outer surface of the tubes is cooled successively cooling air and the cooling water is cold heat transfer media; a nutrient medium is continuously introduced into the suspension of the photoautotrophic microorganism at the inlet of the photobioreactor, the preparation of which is carried out from its main and correction flows, which are supplied first to the process vessel and then to the suspension recirculation loop at the inlet of the photobioreactor; two fluorescent lamps are used as an artificial light source; get a mixture of air with carbon dioxide in the mixer and remove it from the mixer in two streams, one of which is directed inside the cylindrical transparent tubes in countercurrent mode with a flowing film of a suspension of a photoautotrophic microorganism to absorb carbon dioxide by a film of a suspension, and the other to bubble the suspension continuously filling the bottom of the photobioreactor; the exhaust mixture of air with carbon dioxide from the photobioreactor is first removed to a gas tank, and then returned to the mixer in a closed cycle mode with additional carbon dioxide recharge; the bubble bubble foam is continuously withdrawn from the bottom of the photobioreactor to an antifoam separator, where it is separated into a slurry returned to the photobioreactor, and a mixture of air with carbon dioxide, which is combined with the exhaust mixture of air with carbon dioxide in its recirculation loop in front of the mixer; after the photobioreactor, the oxygen formed during the cultivation process in the stripper is isolated from the suspension of the photo-autotrophic microorganism, followed by the return of one part of the suspension to the photobioreactor and the withdrawal of its other part in the form of the finished biomass to the harvester; additionally measure the optical density of the suspension of the photo-autotrophic microorganism at the exit of the photobioreactor, the flow rate of the suspension of the photo-autotrophic microorganism in the recirculation loop at the inlet of the photobioreactor and in the supply line to the harvester; foam consumption from the lower part of the photobioreactor to the antifoam separator; pH of a suspension of a photoautotrophic microorganism in its recirculation loop; the costs of the main and correcting flows of the nutrient medium supplied to the slurry recirculation loop at the entrance to the photobioreactor; costs of carbon dioxide and a mixture of air with carbon dioxide sent to cylindrical transparent tubes and to bubble; cooling air and cooling water costs; suspension level at the bottom of the photobioreactor; and carry out stabilization of the optical density of the suspension photoautotrophic microorganism at the exit of the photobioreactor in the range of specified values; moreover, when the optical density of the suspension of the photoautotrophic microorganism deviates from the set value interval to the lower side, first, the illumination of cylindrical transparent tubes and the concentration of carbon dioxide in the mixture with air are simultaneously increased to their maximum value, then the flow rate of the nutrient medium at the inlet to the photobioreactor is increased to its maximum value and then affect the ratio of the flow rates of the suspension of the photoautotrophic microorganism in the suspension recirculation loop and drainage lines from the recirculation circuit to the harvester by increasing the suspension flow rate in the recirculation circuit, while reducing the biomass productivity of the photobioreactor, and when the optical density of the suspension deviates from the set value range upward, they first affect the flow ratio of the photoautotrophic microorganism suspension in the recirculation circuit slurry and discharge lines from the recirculation circuit to the harvester by increasing the flow rate of the slurry to the harvester, while increasing the productivity of the photobioreactor according to the finished biomass, then they reduce the consumption of the nutrient medium and the illumination until the optical density of the suspension reaches the upper boundary of the specified range of values; the preparation of the nutrient medium is carried out at a given pH value of the suspension in the circuit of its recirculation by affecting the ratio of the costs of the main and correcting flows of the nutrient medium; establish the flow rate of the mixture of air with carbon dioxide by the flow rate of the suspension at the inlet of the photobioreactor by affecting the flow rate of carbon dioxide supplied through the feed line to the mixer, adjusted for the concentration of carbon dioxide in the mixture of air with carbon dioxide at the outlet of the photobioreactor; when exceeding the maximum specified pressure of the mixture of air with carbon dioxide in the gas tank and the mixer, the pressure of the mixture of air with carbon dioxide is released through the safety valves; the temperature of the suspension of the photoautotrophic microorganism in the photobioreactor is controlled by changing the flow rates of cooling air and cooling water to cool the outer surface of the tubes; according to the current value of the concentration of oxygen dissolved in the suspension in the recirculation loop, they affect the oxygen flow in the exhaust line from the stripper; the foam consumption from the bottom of the photobioreactor sets the drive power of the separator-defoamer.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности культивирования вследствие интенсификации прироста биомассы и синтеза биологически активных веществ за счет повышения точности и надежности управления технологическими параметрами, а также за счет увеличения числа потенциально возможных управляющих воздействий на процесс культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов; кроме того, технический результат заключается в создании условий для встраивания предлагаемого способа в существующие производственные линии при алголизации выпускаемой продукции, а также в повышении энергетической эффективности благодаря снижению удельных энергозатрат.The technical result of the invention is to increase the cultivation efficiency due to the intensification of biomass growth and the synthesis of biologically active substances by increasing the accuracy and reliability of controlling process parameters, as well as by increasing the number of potential control actions on the cultivation of photoautotrophic microorganisms; in addition, the technical result consists in creating the conditions for embedding the proposed method in existing production lines during algolization of products, as well as in increasing energy efficiency by reducing specific energy costs.

На фиг.1 представлена схема, реализующая предлагаемый способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов.Figure 1 presents a diagram that implements the proposed method for controlling the cultivation of photoautotrophic microorganisms.

Схема содержит фотобиореактор 1, состоящий из входной секции 2, секции освещения 3, охлаждения 4 и выходной секции 5, содержащий люминесцентные лампы: цилиндрическую 6 и тороидальную 7, прозрачные цилиндрические трубки 8, патрубки для ввода в трубки 8 смеси воздуха с углекислым газом 9 и барботер 10; сборник урожая 11 и технологическую емкость 12; ультратермостаты для регенерации охлаждающего воздуха 13 и охлаждающей воды 14; смеситель воздуха с углекислым газом 15; газовую емкость 16; десорбер кислорода 17; сепаратор-пеногаситель 18; циркуляционную помпу 19; насос 20, компрессор 21, вентиляторы 22 и 23; коллектор 24; распределители потоков 25 и 26; микропроцессор 27; контуры рециркуляции: суспензии фотоавтотрофного микроорганизма 0.1.1, смеси воздуха с углекислым газом 5.7, охлаждающего воздуха 3.2, охлаждающей воды 1.1; линии подачи: готовой биомассы в сборник урожая 0.1.2, основного 0.2.1 и корректирующего 0.2.2 потоков питательной среды, углекислого газа 5.4, смеси воздуха с углекислым газом в прозрачные цилиндрические трубки 5.7.1 и в барботер 5.7.2; линии отвода: готовой биомассы из сборника урожая 0.1.3, пены из выходной секции фотобиореактора 0.3, суспензии из сепаратора-пеногасителя 0.1.4, смеси воздуха с углекислым газом из сепаратора-пеногасителя 5.7.3, кислорода 3.7, смеси воздуха с углекислым газом из смесителя 5.7.4 и из газовой емкости 5.7.5; датчики: TE - температуры, FE - расхода, LE - уровня, pH - среды, QE - оптической плотности, CE - концентрации; И - исполнительные механизмы; ↓ - входные каналы управления; ↑ - выходные каналы управления.The circuit contains a photobioreactor 1, consisting of an inlet section 2, a lighting section 3, cooling 4 and an output section 5, containing fluorescent lamps: a cylindrical 6 and a toroidal 7, transparent cylindrical tubes 8, nozzles for introducing air mixture with carbon dioxide 9 into the tubes 8 and bubbler 10; harvester 11 and technological capacity 12; ultra-thermostats for the regeneration of cooling air 13 and cooling water 14; carbon dioxide air mixer 15; gas tank 16; oxygen stripper 17; defoamer separator 18; circulation pump 19; pump 20, compressor 21, fans 22 and 23; collector 24; flow distributors 25 and 26; microprocessor 27; recirculation circuits: suspensions of a photo-autotrophic microorganism 0.1.1, a mixture of air with carbon dioxide 5.7, cooling air 3.2, cooling water 1.1; supply lines: finished biomass to the harvester 0.1.2, the main 0.2.1 and the correcting 0.2.2 flows of the nutrient medium, carbon dioxide 5.4, a mixture of air with carbon dioxide into transparent cylindrical tubes 5.7.1 and into the bubbler 5.7.2; drainage lines: finished biomass from the harvester 0.1.3, foam from the output section of the photobioreactor 0.3, slurry from the defoamer separator 0.1.4, air-carbon dioxide mixture from the defoamer 5.7.3, oxygen 3.7, air-carbon dioxide mixture from mixer 5.7.4 and from the gas tank 5.7.5; sensors: TE - temperature, FE - flow rate, LE - level, pH - medium, QE - optical density, CE - concentration; And - actuators; ↓ - input control channels; ↑ - output control channels.

Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов осуществляется следующим образом.The method of controlling the cultivation of photoautotrophic microorganisms is as follows.

Исходную питательную среду фотоавтотрофного микроорганизма подают из технологической емкости 12 во входную секцию 2 пленочного фотобиореактора 1, где на внутренней поверхности прозрачных цилиндрических трубок 8 формируется пленка суспензии фотоавтотрофного микроорганизма, которая гравитационно стекает вниз. Одновременно вовнутрь прозрачных цилиндрических трубок 8 с помощью патрубков 9 подают смесь воздуха с углекислым газом в противоточном режиме с истечением пленки суспензии. При течении по внутренней поверхности прозрачных цилиндрических трубок 8 суспензия фотоавтотрофного микроорганизма попадает в секцию освещения 3, в которой ее непрерывно освещают цилиндрической люминесцентной лампой 6. В результате совместного воздействия на суспензию смеси воздуха с углекислым газом и освещения осуществляют процесс культивирования, характеризующийся абсорбцией углекислого газа из его смеси с воздухом (газовой фазы) пленкой суспензии. Абсорбция способствует перемещению молекул CO2 к клеткам фотоавтотрофного микроорганизма и их усвоению. При этом протекает реакция фотосинтеза, сопровождающаяся накоплением органического вещества в клетках, их ростом и развитием.The initial nutrient medium of the photoautotrophic microorganism is fed from the process vessel 12 to the input section 2 of the film photobioreactor 1, where a film of the suspension of the photoautotrophic microorganism is formed on the inner surface of the transparent cylindrical tubes 8, which gravitationally flows down. At the same time, a mixture of air with carbon dioxide in countercurrent mode with the expiration of the suspension film is fed into the transparent cylindrical tubes 8 by means of nozzles 9. When flowing along the inner surface of the transparent cylindrical tubes 8, the suspension of the photo-autotrophic microorganism enters the lighting section 3, in which it is continuously illuminated by a cylindrical fluorescent lamp 6. As a result of the combined exposure of the suspension to a mixture of air and carbon dioxide and lighting, a cultivation process is carried out, characterized by the absorption of carbon dioxide from its mixture with air (gas phase) film of suspension. Absorption promotes the movement of CO 2 molecules to the cells of the photoautotrophic microorganism and their absorption. In this case, the photosynthesis reaction proceeds, accompanied by the accumulation of organic matter in the cells, their growth and development.

Из прозрачных цилиндрических трубок 8 суспензия фотоавтотрофного микроорганизма стекает в выходную секцию 5 фотобиореактора, где подвергается барботажу смеси воздуха с углекислым газом посредством барботера 10 и освещается горизонтальной тороидальной люминесцентной лампой 7. Наличие барботера в нижней части фотобиореактора позволяет дополнительно насытить клетки фотоавтотрофного микроорганизма углекислым газом, что совместно с освещением горизонтальной лампой дает возможность осуществлять фотосинтез клеткам и в выходной секции, а также предотвратить седиментацию клеток на внутренние стенки выходной секции фотобиореактора при использовании штаммов фотоавтотрофных микроорганизмов, не обладающих планктонными свойствами.From the transparent cylindrical tubes 8, the suspension of the photo-autotrophic microorganism flows into the output section 5 of the photobioreactor, where it sparges the air-carbon dioxide mixture by means of a bubbler 10 and is illuminated by a horizontal toroidal fluorescent lamp 7. The presence of a bubbler in the lower part of the photobioreactor allows to saturate the microautotrophic microorganism cells together with illumination by a horizontal lamp it makes it possible to carry out photosynthesis to cells in the output section, and also to prevent sedimentation of cells on the inner walls of the output section of the photobioreactor when using strains of photoautotrophic microorganisms that do not have planktonic properties.

В результате совместной работы люминесцентных ламп 6 и 7 выделяется теплота, которую следует отводить для обеспечения необходимых условий процесса культивирования фотоавтотрофного микроорганизма и высокого качества готовой биомассы. Поэтому в способе предусмотрено последовательное охлаждение наружной поверхности прозрачных цилиндрических трубок 8 холодными теплоносителями - охлаждающим воздухом в секции освещения 3 и охлаждающей водой в секции охлаждения 4. При этом охлаждающий воздух и охлаждающая вода перемещаются по контурам рециркуляции соответственно 3.2 и 1.1 с помощью вентилятора 22 и насоса 20 с регенерацией в ультратермостатах 13 и 14.As a result of the joint work of fluorescent lamps 6 and 7, heat is released, which should be removed to provide the necessary conditions for the cultivation of a photoautotrophic microorganism and high quality finished biomass. Therefore, the method provides for sequential cooling of the outer surface of the transparent cylindrical tubes 8 with cold coolants — cooling air in the lighting section 3 and cooling water in the cooling section 4. In this case, cooling air and cooling water are moved along the recirculation circuits 3.2 and 1.1, respectively, using fan 22 and a pump 20 with regeneration in ultra-thermostats 13 and 14.

Отработанную смесь воздуха с углекислым газом из фотобиореактора подают в смеситель 15 с помощью компрессора 21 по контуру рециркуляции смеси воздуха с углекислым газом 5.7 с промежуточным сбором в газовую емкость 16. Пену, возникающую при барботаже суспензии в секции 5 фотобиореактора, непрерывно отводят по линии 0.3 в сепаратор-пеногаситель 18. В сепараторе-пеногасителе пену разделяют на суспензию, возвращаемую в секцию 2 фотобиореактора по линии 0.1.4, и смесь воздуха с углекислым газом, которую по линии 5.7.3 направляют в контур рециркуляции смеси воздуха с углекислым газом 5.7 и тем самым объединяют с отработанной смесью воздуха с углекислым газом, выходящей из фотобиореактора в смеситель 15. В смесителе дополнительно осуществляют насыщение отработанной смеси воздуха с углекислым газом по линии 5.4 количеством углекислого газа, равным использованному при культивировании фотоавтотрофного микроорганизма в фотобиореакторе.The exhaust mixture of air with carbon dioxide from the photobioreactor is fed to the mixer 15 using a compressor 21 along the recirculation circuit of the mixture of air with carbon dioxide 5.7 with an intermediate collection into the gas tank 16. The foam that occurs when the suspension is bubbled in section 5 of the photobioreactor is continuously discharged along the 0.3 v line defoamer separator 18. In the defoamer separator, the foam is divided into a suspension returned to section 2 of the photobioreactor via line 0.1.4, and a mixture of air with carbon dioxide, which is sent through line 5.7.3 to the recirculation loop and air with carbon dioxide 5.7 and thereby combine with the exhaust mixture of air with carbon dioxide leaving the photobioreactor in the mixer 15. In the mixer, the exhaust mixture is additionally saturated with carbon dioxide through line 5.4 by the amount of carbon dioxide equal to that used in the cultivation of the photoautotrophic microorganism in photobioreactor.

Из смесителя 15 полученную смесь воздуха с углекислым газом с помощью распределителя потоков 25 разделяют на два потока, один из которых направляют в качестве основного потока по линии 5.7.1 в коллектор 24 с последующим вводом вовнутрь цилиндрических прозрачных трубок, а другой по линии 5.7.2 в барботер 10. Коллектор 24 конструктивно выполнен таким образом, что позволяет разделить основной поток на равные части, количество которых соответствует числу прозрачных цилиндрических трубок 8.From the mixer 15, the resulting mixture of air with carbon dioxide using the stream distributor 25 is divided into two streams, one of which is sent as the main stream through line 5.7.1 to the collector 24 with the subsequent introduction of cylindrical transparent tubes into the inside, and the other along line 5.7.2 into the bubbler 10. The collector 24 is structurally designed in such a way that allows you to divide the main stream into equal parts, the number of which corresponds to the number of transparent cylindrical tubes 8.

Из секции 5 фотобиореактора суспензию фотоавтотрофного микроорганизма выводят в контур рециркуляции суспензии фотоавтотрофного микроорганизма 0.1.1 циркуляционной помпой 19 с выделением из суспензии в десорбере 17 образовавшегося в процессе культивирования кислорода и его отводом по линии 3.7 посредством вентилятора 23.From the photobioreactor section 5, the suspension of the photo-autotrophic microorganism is discharged into the recirculation loop of the suspension of the photo-autotrophic microorganism 0.1.1 by a circulation pump 19 with the release of the oxygen formed during the cultivation process from the suspension in the stripper 17 and its removal through line 3.7 by means of a fan 23.

Одну часть суспензии возвращают в фотобиореактор по контуру рециркуляции суспензии фотоавтотрофного микроорганизма 0.1.1, а другую в качестве готовой биомассы отводят в сборник урожая 11. Отбор готовой биомассы в сборник урожая по линии 0.1.2 осуществляют с помощью распределителя потоков 26, откуда по линии 0.1.3 ее подают в основное производство (в случае встраивания предлагаемого способа в существующие производственные линии при алголизации выпускаемой продукции) или отпускают в качестве готовой продукции потребителю.One part of the suspension is returned to the photobioreactor along the recirculation loop of the suspension of the photo-autotrophic microorganism 0.1.1, and the other as the finished biomass is taken to the harvester 11. The selection of the finished biomass to the harvester along the line 0.1.2 is carried out using the flow distributor 26, from where along the line 0.1 .3 it is fed into the main production (in the case of incorporating the proposed method into existing production lines during algolization of products) or released as a finished product to the consumer.

Информация о ходе процесса культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов с помощью датчиков передается в микропроцессор 27, который по заложенному в него программно-логическому алгоритму осуществляет оперативное управление технологическими параметрами посредством исполнительных механизмов с учетом накладываемых на них ограничений, обусловленных как интенсивным получением биомассы, так и экономической целесообразностью.Information on the progress of the cultivation of photoautotrophic microorganisms using sensors is transmitted to the microprocessor 27, which, according to the programmed logic algorithm, provides operational control of technological parameters by means of actuators, taking into account the restrictions imposed on them, due to both intensive biomass production and economic feasibility.

Микропроцессор 27 непрерывно сравнивает текущее значение оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма с интервалом заданных значений. При отклонении оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма от интервала заданных значений в меньшую сторону микропроцессор 27 сначала синхронно увеличивает освещенность цилиндрических прозрачных трубок 8 лампами 6, 7 и концентрацию углекислого газа в смеси с воздухом путем увеличения его расхода в смеситель 15 по линии 5.4 до достижения их максимального значения.The microprocessor 27 continuously compares the current value of the optical density of the suspension photoautotrophic microorganism with an interval of the specified values. When the optical density of the suspension of the photoautotrophic microorganism deviates from the set value interval to a smaller side, the microprocessor 27 first synchronously increases the illumination of the cylindrical transparent tubes with 8 lamps 6, 7 and the concentration of carbon dioxide in the mixture with air by increasing its flow rate to the mixer 15 along line 5.4 to achieve their maximum values.

Синхронное увеличение освещенности цилиндрических прозрачных трубок и концентрации углекислого газа объясняется необходимым условием в реализации процесса культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов, в основе которого лежит реакция фотосинтеза [Мокроносов А.Т. и др. Фотосинтез. Физиолого-экологические и биохимические аспекты. - 2006. - 448 с].A synchronous increase in the illumination of cylindrical transparent tubes and the concentration of carbon dioxide is explained by the necessary condition for the implementation of the cultivation of photoautotrophic microorganisms, which is based on the photosynthesis reaction [Mokronosov AT and other photosynthesis. Physiological, environmental and biochemical aspects. - 2006. - 448 s].

Если синхронное увеличение освещенности цилиндрических прозрачных трубок и концентрации углекислого газа не позволяет вывести текущее значение оптической плотности фотоавтотрофного микроорганизма на интервал заданных значений, то микропроцессор увеличивает расход питательной среды на входе в фотобиореактор 1 до достижения его максимального значения.If the synchronous increase in the illumination of cylindrical transparent tubes and the concentration of carbon dioxide does not allow to bring the current value of the optical density of the photoautotrophic microorganism into the interval of the set values, then the microprocessor increases the flow rate of the nutrient medium at the inlet of the photobioreactor 1 to its maximum value.

Если по результату сравнения текущая величина оптической плотности суспензии не выйдет на интервал заданных значений, то микропроцессор воздействует на соотношение расходов суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции суспензии 0.1.1 и линии отвода 0.1.2 из контура рециркуляции в сборник урожая 11 путем увеличения расхода суспензии в контуре рециркуляции, снижая при этом производительность фотобиореактора по готовой биомассе.If, according to the result of the comparison, the current optical density of the suspension does not fall within the specified value range, then the microprocessor affects the ratio of the flow rates of the suspension of the photo-autotrophic microorganism in the suspension recirculation loop 0.1.1 and the discharge line 0.1.2 from the recirculation loop to the harvester 11 by increasing the flow rate of the suspension in recirculation circuit, while reducing the productivity of the photobioreactor in the finished biomass.

При отклонении оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма от интервала заданных значений в большую сторону микропроцессор 27 сначала воздействует на соотношение расходов суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции суспензии 0.1.1 и линии отвода из контура рециркуляции в сборник урожая 0.1.2 путем увеличения расхода суспензии в сборник урожая, увеличивая при этом производительность фотобиореактора по готовой биомассе, затем снижает расход питательной среды в линиях 0.2.1 и 0.2.2, освещенность и концентрацию углекислого газа в смеси с воздухом до выхода оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на верхнюю границу заданного интервала значений.If the optical density of the suspension of the photo-autotrophic microorganism deviates from the set value range upward, the microprocessor 27 first affects the ratio of the flow rates of the suspension of the photo-autotrophic microorganism in the 0.1.1 suspension recirculation circuit and the discharge line from the recirculation circuit to the crop collector 0.1.2 by increasing the flow rate of the suspension to the crop collector while increasing the productivity of the photobioreactor in the finished biomass, then it reduces the consumption of the nutrient medium in lines 0.2.1 and 0.2.2, illumination and end tration of carbon dioxide in air mixture to exit the optical photoautotrophic organism suspension density in the upper limit values predetermined interval.

Соотношение расходов основной и корректирующей питательных сред соответственно в линиях 0.2.1 и 0.2.2 устанавливают по текущему значению pH суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции 0.1.1. Оптимальной для большинства фотоавтотрофных микроорганизмов является нейтрально-щелочная или слабощелочная среда. В процессе их культивирования, как правило, происходит «защелачивание» суспензии, поэтому основная питательная среда должна иметь щелочную реакцию, а корректирующая - кислую. В качестве корректирующей среды используют нитрат аммония NH4NO3.The ratio of the flow rates of the main and corrective nutrient media in lines 0.2.1 and 0.2.2, respectively, is established by the current pH of the suspension of the photoautotrophic microorganism in the 0.1.1 recirculation loop. Optimal for most photoautotrophic microorganisms is a neutral alkaline or slightly alkaline environment. In the process of their cultivation, as a rule, the alkalization of the suspension occurs, therefore, the main nutrient medium should have an alkaline reaction, and the corrective one should have an acid reaction. As a correction medium, ammonium nitrate NH 4 NO 3 is used .

Микропроцессор 27 по текущему расходу основного потока питательной среды в линии 0.2.1 устанавливает расход смеси воздуха с углекислым газом в контуре ее рециркуляции 5.7.The microprocessor 27 determines the flow rate of the mixture of air with carbon dioxide in the recirculation loop 5.7 for the current flow rate of the main flow of the nutrient medium in line 0.2.1.

По текущему значению расхода суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции 0.1.1 микропроцессор 27 устанавливает расход отработанной газовоздушной смеси в смеситель 15 по контуру рециркуляции 5.7 воздействием на регулируемый привод компрессора 21 с коррекцией по текущим расходам газовоздушной смеси в линиях подачи на барботаж 5.7.2 и в цилиндрические прозрачные трубки 5.7.1.Based on the current value of the flow rate of the suspension of the photoautotrophic microorganism in the recirculation circuit 0.1.1, the microprocessor 27 sets the flow rate of the exhaust gas mixture to the mixer 15 along the recirculation circuit 5.7 by acting on the adjustable drive of the compressor 21 with correction for the current flow rate of the gas-air mixture in the supply lines for bubbling 5.7.2 and in cylindrical transparent tubes 5.7.1.

Микропроцессор устанавливает расход углекислого газа в смеситель 15 по линии 5.4 по текущему значению расхода отработанной газовоздушной смеси в контуре рециркуляции 5.7 с коррекцией по текущему значению концентрации в смеси углекислого газа.The microprocessor sets the flow of carbon dioxide to the mixer 15 through line 5.4 according to the current value of the flow rate of the exhaust gas mixture in the recirculation loop 5.7 with correction for the current value of the concentration in the mixture of carbon dioxide.

При превышении максимально заданного давления смеси воздуха с углекислым газом в газовой емкости 16 и смесителе 15 осуществляется аварийный сброс давления смеси воздуха с углекислым газом через предохранительные клапаны соответственно по линиям 5.7.5 и 5.7.4. Установка газовой емкости 16 обусловлена необходимостью обеспечения устойчивой и бесперебойной совместной работы всех элементов схемы, в случае возмущающих внутренних и внешних воздействий.If the maximum specified pressure of the mixture of air and carbon dioxide is exceeded in the gas tank 16 and mixer 15, the pressure of the mixture of air and carbon dioxide is accidentally released through the safety valves along lines 5.7.5 and 5.7.4, respectively. The installation of the gas tank 16 is due to the need to ensure stable and uninterrupted joint operation of all elements of the circuit in the case of disturbing internal and external influences.

Температуру суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в фотобиореакторе микропроцессор регулирует изменением расходов охлаждающего воздуха и охлаждающей воды соответственно в контурах рециркуляции 3.2 и 1.1 воздействием на регулируемые приводы вентилятора 22 и насоса 20.The microprocessor controls the temperature of the suspension of the photoautotrophic microorganism in the photobioreactor by changing the flow rates of cooling air and cooling water in the recirculation loops 3.2 and 1.1, respectively, by acting on the adjustable drives of fan 22 and pump 20.

Применение охлаждающего воздуха и охлаждающей воды в качестве холодных теплоносителей в различных секциях фотобиореактора обусловлено его конструктивными особенностями, в частности наличие в секции освещения люминесцентной лампы не позволяет цилиндрические трубки охлаждать водой.The use of cooling air and cooling water as cold coolants in various sections of the photobioreactor is due to its design features, in particular, the presence of a fluorescent lamp in the lighting section does not allow cylindrical tubes to be cooled with water.

По текущему значению концентрации растворенного в суспензии кислорода в контуре рециркуляции 0.1.1 микропроцессор устанавливает мощность регулируемого привода вентилятора 23 в линии 3.7 отвода газообразного кислорода из десорбера 17.According to the current value of the concentration of oxygen dissolved in the suspension in the recirculation circuit 0.1.1, the microprocessor sets the power of the adjustable drive of the fan 23 in the line 3.7 of the removal of gaseous oxygen from the stripper 17.

По текущему значению расхода пены в линии 0.3 микропроцессор устанавливает необходимую мощность регулируемого привода сепаратора-пеногасителя 18.At the current value of the foam flow rate in line 0.3, the microprocessor sets the required power of the adjustable drive of the separator-defoamer 18.

В случае превышения верхнего заданного значения уровня суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в секции 5 фотобиореактора микропроцессор отключает подачу питательной среды из технологической емкости 12 в контур рециркуляции 0.1.1, а при достижении нижнего заданного значения уровня суспензии в секции 5 осуществляет соответствующее увеличение расхода питательной среды из емкости 12 в контур рециркуляции 0.1.1.If the upper preset value of the suspension level of the photoautotrophic microorganism in section 5 of the photobioreactor is exceeded, the microprocessor cuts off the supply of the nutrient medium from the process vessel 12 to the recirculation circuit 0.1.1, and when the lower preset value of the suspension level in section 5 is reached, it carries out a corresponding increase in the consumption of the nutrient medium from the tank 12 to the recirculation loop 0.1.1.

Примеры реализации способа.Examples of the method.

Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов реализован в опытно-промышленных условиях на территории Воронежского экспериментального комбикормового завода.The method of controlling the process of cultivation of photoautotrophic microorganisms is implemented in experimental conditions on the territory of the Voronezh experimental feed mill.

Процесс культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов осуществлялся по описанному выше способу с использованием пленочного фотобиореактора [Патент РФ №2363728, МПК7 C12M 1/04, C12M 1/06, B01D 3/28. Пленочный аппарат / А.А.Шевцов, Е.С.Шенцова, А.В.Дранников, А.В.Пономарев - №2008118450; заявл. 13.05.2008; опубл. 10.08.2009, Бюл №22] со следующими техническими характеристиками:The process of cultivation of photoautotrophic microorganisms was carried out according to the method described above using a film photobioreactor [RF Patent No. 2363728, IPC 7 C12M 1/04, C12M 1/06, B01D 3/28. Film apparatus / A.A.Shevtsov, E.S.Shentsova, A.V. Drannikov, A.V. Ponomarev - No. 2008118450; declared 05/13/2008; publ. 08/10/2009, Bull No. 22] with the following technical characteristics:

температура культивированияcultivation temperature 20…50°С20 ... 50 ° C

оптическая плотность суспензии фотоавтотрофного микроорганизма:optical density of a photoautotrophic microorganism suspension:

исходной суспензииinitial suspension 0,2…0,4 ед. опт. пл.0.2 ... 0.4 units opt. pl. готовой суспензииfinished suspension 1,5…2,0 ед. опт. пл.1.5 ... 2.0 units opt. pl. производительность по готовой суспензииfinished slurry performance 400…600 дм3/сут400 ... 600 dm 3 / day

расход смеси воздуха с углекислым газом:carbon dioxide air flow rate:

в прозрачные цилиндрические трубкиinto transparent cylindrical tubes 0,30 м3/(ч·л)0.30 m 3 / (h · l) на барботажto bubbling 0,07 м3/(ч·л)0,07 m 3 / (h · l) концентрация углекислого газа в смеси с воздухомconcentration of carbon dioxide mixed with air 3…8%3 ... 8% начальная освещенностьinitial illumination 10…50 клк10 ... 50 klk расход питательной средыmedium flow rate 5 дм3/ч5 dm 3 / h начальный расход охлаждающего воздухаinitial cooling air flow 1,0…1,5 м3/ч1,0 ... 1,5 m 3 / h начальный расход охлаждающей водыinitial cooling water flow 0,05…0,15 м3/ч0.05 ... 0.15 m 3 / h

габаритные размеры корпуса:overall dimensions of the case:

высотаheight 3,2 м3.2 m диаметрdiameter 1,1 м1.1 m

характеристики цилиндрических прозрачных трубок:characteristics of cylindrical transparent tubes:

высотаheight 2,5 м2.5 m диаметрdiameter 0,07 м0.07 m

Процесс культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов заключался в дозированной подаче основного и корректирующего потоков питательной среды, смеси воздуха с углекислым газом, охлаждающего воздуха и охлаждающей воды для компенсации тепловых выделений от ламп. Из контура рециркуляции суспензии фотоавтотрофного микроорганизма отводили кислород, образующийся в процессе фотосинтеза клеток. При достижении суспензией фотоавтотрофного микроорганизма заданного значения оптической плотности вследствие увеличения числа клеток микроорганизма в суспензии ее часть - «готовая суспензия» отводили в сборник урожая с одновременным подводом эквивалентного по объему количества питательной среды.The process of cultivation of photoautotrophic microorganisms consisted in a dosed supply of the main and corrective flows of the nutrient medium, a mixture of air with carbon dioxide, cooling air and cooling water to compensate for heat emissions from lamps. Oxygen formed during the photosynthesis of cells was removed from the photo-autotrophic microorganism suspension recirculation loop. When the suspension of the photoautotrophic microorganism reaches the specified optical density due to an increase in the number of microorganism cells in the suspension, part of it — the “finished suspension” —were discharged into the harvest collector while supplying an equivalent volume of nutrient medium.

Стабилизация температуры суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в процессе культивирования осуществлялась следующим образом. Единственным фактором, вызывавшим дестабилизацию температурного режима, являлся нагрев суспензии фотоавтотрофного микроорганизма люминесцентными лампами, поэтому отклонение текущего значения температуры суспензии, как правило, происходило только в большую сторону от интервала заданных значений. Для охлаждения использовались охлаждающий воздух и охлаждающая вода с температурой 10°С. Известно, что колебания температуры суспензии в пределах 5°С благоприятно сказываются на интенсивности прироста биомассы [Константинов А.С. и др. // Вестник Моск. ун-та (сер. биология). - 1998. - №1. - С.47-50].The stabilization of the temperature of a suspension of a photoautotrophic microorganism during cultivation was carried out as follows. The only factor causing the destabilization of the temperature regime was the heating of the suspension of the photoautotrophic microorganism by fluorescent lamps, therefore, the deviation of the current value of the suspension temperature, as a rule, occurred only to a larger side from the interval of the set values. For cooling, cooling air and cooling water with a temperature of 10 ° C were used. It is known that fluctuations in the temperature of the suspension within 5 ° C favorably affect the intensity of the growth of biomass [Konstantinov A.S. et al. // Vestnik Mosk. University (ser. biology). - 1998. - No. 1. - S. 47-50].

Пример №1. В качестве объекта культивирования использована зеленая микроскопическая водоросль Chlorella vulgaris (штамм УА-1-20).Example No. 1. As an object of cultivation, green microscopic alga Chlorella vulgaris (strain UA-1-20) was used.

В белке Chlorella vulgaris содержатся все незаменимые аминокислоты, различные микроэлементы, природный антибиотик хлореллин, арахидоновая кислота (условно незаменимая, нормализует репродуктивную функцию), хлон «А» (индуцирует выработку интерферона). Для клеток Chlorella vulgaris нормой является выделение в суспензию различных полезных продуктов обмена веществ (экзаметаболитов) [Станчев П. // Гидробиология. - 1980. - №10. - С.70-77.].The protein Chlorella vulgaris contains all the essential amino acids, various trace elements, the natural antibiotic chlorellin, arachidonic acid (conditionally essential, normalizes the reproductive function), chlone "A" (induces the production of interferon). For cells of Chlorella vulgaris, the norm is the isolation of various useful metabolic products (exametabolites) into a suspension [Stanchev P. // Hydrobiology. - 1980. - No. 10. - S.70-77.].

В качестве питательной среды для культивирования Chlorella vulgaris использовалась среда Тамия (в модификации Кузнецова и Владимировой), имевшая следующий состав, г/л:As a nutrient medium for the cultivation of Chlorella vulgaris, Tamiya medium (modified by Kuznetsov and Vladimirova) was used, which had the following composition, g / l:

1. KNO3 1. KNO 3 5,05,0 2. MgSO4·7H2O2. MgSO 4 · 7H 2 O 2,52.5 3. KH2PO4·3H2O3. KH 2 PO 4 · 3H 2 O 1,251.25 4. Na2EDTA4. Na 2 EDTA 0,0370,037 5. FeSO4·7H2O5. FeSO 4 · 7H 2 O 0,0090.009

6. Микроэлементы - 1 мл6. Microelements - 1 ml

Состав раствора микроэлементов, г/л:The composition of the solution of trace elements, g / l:

6.1. H3BO3 6.1. H 3 BO 3 2,8602,860 6.2. MnCl2·4Н2О6.2. MnCl 2 · 4H 2 O 1,8101,810 6.3. ZnSO4·7H2O6.3. ZnSO 4 · 7H 2 O 0,2220.222 6.4. MoO3 6.4. Moo 3 0,0150.015 6.5. NH4VO3 6.5. NH 4 VO 3 0,0230,023

Культивирование зеленой микроскопической водоросли Chlorella vulgaris проводилось по предлагаемому способу управления со следующими технологическими параметрами:The cultivation of green microscopic algae Chlorella vulgaris was carried out according to the proposed control method with the following technological parameters:

заданный интервал значений температуры культивированияset temperature range of cultivation temperature 20…37°С20 ... 37 ° C

оптическая плотность суспензии:optical density of the suspension:

исходной суспензииinitial suspension 0,4 ед. опт. пл.0.4 units opt. pl. готовой суспензииfinished suspension 1,5…1,7 ед. опт. пл.1.5 ... 1.7 units opt. pl. начальная освещенностьinitial illumination 10…15 клк10 ... 15 klk начальный расход охлаждающего воздухаinitial cooling air flow 1,3…1,5 м3/ч1.3 ... 1.5 m 3 / h начальный расход охлаждающей водыinitial cooling water flow 0,10…0,15 м3/ч0.10 ... 0.15 m 3 / h

Выход суспензии микроскопической водоросли Chlorella vulgaris (штамм УА-1-20) по предлагаемому способу составил 470…510 дм3/сут при концентрации абсолютно сухих веществ 3,5…3,7 г/л.The output of a suspension of microscopic algae Chlorella vulgaris (strain UA-1-20) by the proposed method was 470 ... 510 dm 3 / day at a concentration of absolutely dry substances of 3.5 ... 3.7 g / l.

Пример №2. В качестве объекта культивирования использована цианобактерия Spirulina platensis (Nordst.) Geitl. (спирулина).Example No. 2. The cyanobacterium Spirulina platensis (Nordst.) Geitl was used as the cultivation object. (spirulina).

Биомасса Spirulina platensis, получаемая из ее суспензии, используется в качестве пищевой добавки в рационе человека и животных. Клетки Spirulina platensis - богатый источник микроэлементов (йод, селен и пр.). Спирулина используется в медицине, косметике, животноводстве, птицеводстве и т.д. Из биомассы Spirulina platensis получают аминокислоты, протеин, углеводы, липиды, пигменты, витамины и т.д. [Берестов В.А. Спирулина: вчера, сегодня, завтра. - С.-Пб.: Лань, 2002].The biomass of Spirulina platensis, obtained from its suspension, is used as a dietary supplement in the diet of humans and animals. Spirulina platensis cells are a rich source of trace elements (iodine, selenium, etc.). Spirulina is used in medicine, cosmetics, animal husbandry, poultry farming, etc. Amino acids, protein, carbohydrates, lipids, pigments, vitamins, etc. are obtained from the biomass of Spirulina platensis. [Berestov V.A. Spirulina: yesterday, today, tomorrow. - S.-Pb .: Doe, 2002].

В качестве питательной среды для культивирования Spirulina platensis использовалась среда Зарукка, имевшая следующий состав, г/л:As a nutrient medium for the cultivation of Spirulina platensis, Zarukka medium was used, which had the following composition, g / l:

1. NaHCO3 1. NaHCO 3 16,816.8 2. K2HPO4·3H2O2. K 2 HPO 4 · 3H 2 O 0,660.66 3. NaNO3 3. NaNO 3 2,52.5 4. K2SO4·4H2O4. K 2 SO 4 · 4H 2 O 1,01,0 5. NaCl5. NaCl 1,01,0 6. Na2EDTA6. Na 2 EDTA 0,080.08 7. FeSO4·7H2O7. FeSO 4 · 7H 2 O 0,010.01 8. CaCl4·2H2O8. CaCl 4 · 2H 2 O 0,040.04 9. MgSO4·7H2O9. MgSO 4 · 7H 2 O 0,20.2 10. Раствор микроэлементов по 1 мл10. A trace element solution of 1 ml  

Состав растворов микроэлементов, г/л:The composition of the solutions of trace elements, g / l:

Раствор 1.Solution 1. Раствор 2.Solution 2. 10.1. H3BO3 10.1. H 3 BO 3 2,8602,860 10.6. NiSO4·7H2O10.6. NiSO 4 · 7H 2 O 0,0450,045 10.2. MnCl2·4H2O10.2. MnCl 2 · 4H 2 O 1,8101,810 10.7. NH4VO3 10.7. NH 4 VO 3 0,0230,023 10.3. ZnSO4·7H2O10.3. ZnSO 4 · 7H 2 O 0,2220.222 10.8. Na2WO4·2H2O10.8. Na 2 WO 4 · 2H 2 O 0,0180.018 10.4. CuSO4·5H2O10.4. CuSO 4 · 5H 2 O 0,0800,080 10.9. CoCl2·6H2O10.9. CoCl 2 · 6H 2 O 0,0440,044 10.5. MoO3 10.5. Moo 3 0,0150.015 10.10. K2Cr2(SO4)2·24H2O10.10. K 2 Cr 2 (SO 4 ) 2 · 24H 2 O 0,0960,096

Культивирование цианобактерии Spirulina platensis (Nordst.) Geitl проводилось по предлагаемому способу управления со следующими технологическими параметрами:The cultivation of cyanobacteria Spirulina platensis (Nordst.) Geitl was carried out according to the proposed control method with the following technological parameters:

температура культивирования:cultivation temperature:

заданный интервал значений температуры культивированияset temperature range of cultivation temperature 29…43°С29 ... 43 ° C

оптическая плотность суспензии:optical density of the suspension:

исходной суспензииinitial suspension 0,2 ед. опт. пл.0.2 units opt. pl. готовой суспензииfinished suspension 1,9…2,1 ед. опт. пл.1.9 ... 2.1 units opt. pl. начальная освещенностьinitial illumination 25…30 клк25 ... 30 klk начальный расход охлаждающего воздухаinitial cooling air flow 1,0…1,1 м3/ч1,0 ... 1,1 m 3 / h начальный расход охлаждающей водыinitial cooling water flow 0,05…0,10 м3/ч0.05 ... 0.10 m 3 / h

Выход суспензии цианобактерии Spirulina platensis по предлагаемому способу составил 400…415 дм3/сут при концентрации 4,0…4,3 г А.С.В./л.The output of the suspension of cyanobacteria Spirulina platensis by the proposed method was 400 ... 415 dm 3 / day at a concentration of 4.0 ... 4.3 g A.V. / l.

Таким образом, предлагаемый способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов позволяет:Thus, the proposed method for controlling the cultivation of photoautotrophic microorganisms allows:

- создать оптимальные условия для прироста клеток микроорганизмов за счет стабилизации pH суспензии в процессе культивирования;- create optimal conditions for the growth of cells of microorganisms by stabilizing the pH of the suspension during cultivation;

- улучшить перемещение суспензии по трубопроводам и повысить эффективность поглощения энергии освещения вследствие отвода пены, образующейся при вводе газовоздушной смеси в суспензию;- to improve the movement of the suspension through pipelines and to increase the efficiency of absorption of lighting energy due to the removal of foam formed when the gas-air mixture is introduced into the suspension;

- увеличить скорость прироста клеток в процессе культивирования фотоавтотрофного микроорганизма за счет синхронного изменения освещенности от источника света и концентрации углекислого газа в газовоздушной смеси;- increase the cell growth rate during the cultivation of photoautotrophic microorganism due to the synchronous change in illumination from the light source and the concentration of carbon dioxide in the gas-air mixture;

- обеспечить устойчивость накопления биомассы и интенсивность процесса биосинтеза для мезофильных и криофильных фотоавтотрофных микроорганизмов за счет сужения поля допуска на температуру суспензии и уменьшения ее разброса в процессе культивирования;- ensure the stability of biomass accumulation and the intensity of the biosynthesis process for mesophilic and cryophilic photoautotrophic microorganisms by narrowing the tolerance to the temperature of the suspension and reducing its dispersion during cultivation;

- снизить удельные энергозатраты на 10…12% за счет повышения точности и надежности управления технологическими параметрами в процессе культивирования фотоавтотрофного микроорганизма;- reduce specific energy consumption by 10 ... 12% by increasing the accuracy and reliability of controlling process parameters during the cultivation of photoautotrophic microorganism;

- встраивать предлагаемую технологию в состав имеющихся производственных линий.- embed the proposed technology in existing production lines.

Claims (1)

Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов, предусматривающий подачу суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в фотобиореактор, обогащение суспензии углекислым газом, освещение фотобиореактора искусственным источником света, охлаждение суспензии в процессе культивирования холодным теплоносителем, удаление выделившегося в результате культивирования кислорода, измерение концентрации растворенного в суспензии кислорода и температуры суспензии, регулирование расхода холодного теплоносителя, отличающийся тем, что культивирование фотоавтотрофных микроорганизмов осуществляют в пленке суспензии, стекающей по внутренней поверхности цилиндрических прозрачных трубок, установленных в фотобиореакторе, при этом наружную поверхность трубок охлаждают последовательно охлаждающим воздухом и охлаждающей водой, являющихся холодными теплоносителями, в суспензию фотоавтотрофного микроорганизма на входе в фотобиореактор непрерывно вводят питательную среду, подготовку которой осуществляют из составляющих ее основного и корректирующего потоков, подаваемых сначала в технологическую емкость, а затем в контур рециркуляции суспензии на входе в фотобиореактор, в качестве искусственного источника света используют две люминесцентные лампы, получают смесь воздуха с углекислым газом в смесителе и выводят ее из смесителя по двум потокам, один из которых направляют вовнутрь цилиндрических прозрачных трубок в противоточном режиме со стекающей пленкой суспензии фотоавтотрофного микроорганизма для осуществления абсорбции углекислого газа пленкой суспензии, а другой - на барботаж суспензии, непрерывно заполняющей нижнюю часть фотобиореактора, отработанную смесь воздуха с углекислым газом из фотобиореактора сначала выводят в газовую емкость, а затем возвращают в смеситель в режиме замкнутого цикла с дополнительной подпиткой углекислым газом, пену, возникающую при барботаже, непрерывно выводят из нижней части фотобиореактора в сепаратор-пеногаситель, где ее разделяют на суспензию, возвращаемую в фотобиореактор, и смесь воздуха с углекислым газом, которую объединяют с отработанной смесью воздуха с углекислым газом в контуре ее рециркуляции перед смесителем, после фотобиореактора из суспензии фотоавтотрофного микроорганизма выделяют образовавшийся в процессе культивирования кислород в десорбере с последующим возвратом одной части суспензии в фотобиореактор, и выводом другой ее части в виде готовой биомассы в сборник урожая, дополнительно измеряют оптическую плотность суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора, расход суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции на входе в фотобиореактор и в линии подачи в сборник урожая, расход пены из нижней части фотобиореактора в сепаратор-пеногаситель, pH суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре ее рециркуляции, расходы основного и корректирующего потоков питательной среды, подаваемых в контур рециркуляции суспензии на выходе в фотобиореактор, расходы углекислого газа и смеси воздуха с углекислым газом, направляемых в цилиндрические прозрачные трубки и на барботаж, расходы охлаждающего воздуха и охлаждающей воды, уровень суспензии в нижней части фотобиореактора, и осуществляют стабилизацию оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма на выходе из фотобиореактора в интервале заданных значений, причем при отклонении оптической плотности суспензии фотоавтотрофного микроорганизма от интервала заданных значений в меньшую сторону сначала синхронно увеличивают освещенность цилиндрических прозрачных трубок и концентрацию углекислого газа в смеси с воздухом до достижения их максимального значения, затем увеличивают расход питательной среды на входе в фотобиореактор до достижения его максимального значения, и затем воздействуют на соотношение расходов суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции суспензии и линии отвода из контура рециркуляции в сборник урожая путем увеличения расхода суспензии в контуре рециркуляции, снижая при этом производительность фотобиореактора по готовой биомассе, а при отклонении оптической плотности суспензии от интервала заданных значений в большую сторону сначала воздействуют на соотношение расходов суспензии фотоавтотрофного микроорганизма в контуре рециркуляции суспензии и линии отвода из контура рециркуляции в сборник урожая путем увеличения расхода суспензии в сборник урожая, увеличивая при этом производительность фотобиореактора по готовой биомассе, затем снижают расход питательной среды и освещенность до выхода оптической плотности суспензии на верхнюю границу заданного интервала значений, подготовку питательной среды осуществляют по заданной величине рН суспензии в контуре ее рециркуляции воздействием на соотношение расходов основного и корректирующего потоков питательной среды, устанавливают расход смеси воздуха с углекислым газом по расходу суспензии на входе в фотобиореактор воздействием на расход углекислого газа, подаваемого по линии подпитки в смеситель, с коррекцией по концентрации углекислого газа в смеси воздуха с углекислым газом на выходе из фотобиореактора, 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 для охлаждения наружной поверхности трубок, по текущему значению концентрации растворенного в суспензии кислорода в контуре ее рециркуляции воздействуют на расход кислорода в линии отвода из десорбера, по расходу пены из нижней части фотобиореактора устанавливают мощность привода сепаратора-пеногасителя. A method of controlling the process of cultivation of photoautotrophic microorganisms, which includes feeding a suspension of a photoautotrophic microorganism into a photobioreactor, enriching the suspension with carbon dioxide, illuminating the photobioreactor with an artificial light source, cooling the suspension during cultivation with a coolant, removing oxygen released from the cultivation, measuring the concentration of oxygen dissolved in the suspension and temperature , coolant flow rate regulation, from characterized in that the cultivation of photoautotrophic microorganisms is carried out in a film of a suspension flowing down the inner surface of cylindrical transparent tubes installed in a photobioreactor, while the outer surface of the tubes is successively cooled by cooling air and cooling water, which are cold heat carriers, into a suspension of a photoautotrophic microorganism at the entrance to the photobioreactor introduce a nutrient medium, the preparation of which is carried out from the components of its main and corrective about the flows supplied first to the technological tank, and then to the slurry recirculation loop at the entrance to the photobioreactor, two fluorescent lamps are used as an artificial light source, a mixture of air and carbon dioxide in the mixer is obtained and it is removed from the mixer in two streams, one of which directed into the cylindrical transparent tubes in countercurrent mode with a flowing film of a suspension of a photoautotrophic microorganism to absorb carbon dioxide by a film of a suspension, and the other on a barbo even the suspension continuously filling the lower part of the photobioreactor, the exhaust mixture of air with carbon dioxide from the photobioreactor is first discharged into a gas tank, and then returned to the mixer in a closed cycle mode with additional carbon dioxide replenishment, the foam arising from the bubbling is continuously removed from the lower part of the photobioreactor in a defoamer separator, where it is separated into a suspension returned to the photobioreactor, and a mixture of air with carbon dioxide, which is combined with an exhaust mixture of air with carbon dioxide gas in the recirculation loop in front of the mixer, after the photobioreactor from the suspension of the photo-autotrophic microorganism, the oxygen formed during cultivation in the stripper is released, followed by the return of one part of the suspension to the photobioreactor, and the withdrawal of the other part in the form of the finished biomass to the crop collector, the optical density of the photo-autotrophic suspension is additionally measured microorganism at the exit of the photobioreactor, flow rate of a suspension of a photoautotrophic microorganism in the recirculation loop at the entrance to the photobioreacto p and in the supply line to the harvester, the flow of foam from the bottom of the photobioreactor to the defoamer, the pH of the suspension of the photo-autotrophic microorganism in its recirculation loop, the costs of the main and correction flows of the nutrient medium supplied to the recirculation loop of the suspension at the outlet of the photobioreactor, carbon dioxide costs and air-carbon dioxide mixtures directed to cylindrical transparent tubes and to bubbler, cooling air and cooling water flow rates, suspension level in the lower part of the photobioreactor, and wasp they stabilize the optical density of the suspension of the photo-autotrophic microorganism at the outlet of the photobioreactor in the range of the set values, and when the optical density of the suspension of the photo-autotrophic microorganism deviates from the set value range to the lower side, they first synchronously increase the illumination of the cylindrical transparent tubes and the concentration of carbon dioxide in the mixture with air to reach their maximum values, then increase the flow rate of the nutrient medium at the entrance to the photobioreactor until maximum value, and then affect the ratio of the flow rates of the suspension of the photo-autotrophic microorganism in the recirculation circuit of the suspension and the discharge line from the recirculation circuit to the crop collector by increasing the flow rate of the suspension in the recirculation circuit, while reducing the productivity of the photobioreactor in the finished biomass, and when the optical density of the suspension deviates from the suspension the range of setpoints to a large extent, first affect the ratio of the flow rate of a suspension of photoautotrophic microorganism in the circuit suspension and discharge lines from the recirculation circuit to the harvester by increasing the flow rate of the suspension to the harvester, while increasing the biomass productivity of the photobioreactor, then reduce the flow rate of the nutrient medium and the illumination until the optical density of the suspension reaches the upper boundary of the specified value range, preparation of the nutrient medium carry out at a given pH value of the suspension in the circuit of its recirculation by affecting the ratio of the costs of the main and correcting nutrient flows medium, set the flow rate of the mixture of air with carbon dioxide by the flow rate of the suspension at the inlet of the photobioreactor by affecting the flow rate of carbon dioxide supplied through the feed line to the mixer, adjusted for the concentration of carbon dioxide in the mixture of air with carbon dioxide at the outlet of the photobioreactor, when exceeding the maximum specified the pressure of the mixture of air with carbon dioxide in the gas tank and the mixer release the pressure of the mixture of air with carbon dioxide through the safety valves, the temperature of the suspension microorganism in the photobioreactor is controlled by changing the flow rates of cooling air and cooling water to cool the outer surface of the tubes, according to the current value of the concentration of oxygen dissolved in the suspension in its recirculation loop, they affect the flow of oxygen in the exhaust line from the stripper, and the drive power is set by the flow of foam from the bottom of the photobioreactor defoamer separator.
RU2010147435/10A 2010-11-19 2010-11-19 Method of control of photoautotrophic microorganism cultivation process RU2458147C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147435/10A RU2458147C2 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Method of control of photoautotrophic microorganism cultivation process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147435/10A RU2458147C2 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Method of control of photoautotrophic microorganism cultivation process

Publications (2)

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

Family

ID=46231394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010147435/10A RU2458147C2 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Method of control of photoautotrophic microorganism cultivation process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458147C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577150C1 (en) * 2014-12-29 2016-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). Method of production of biomass of photoautotrophic microorganisms
RU2622081C1 (en) * 2016-04-28 2017-06-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). Method for managing the process of photoavtotrophic microorganisms cultivation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1621823A1 (en) * 1988-03-15 1991-01-23 Кишиневский Государственный Университет Им.В.И.Ленина Method of cultivating microalgae
SU1666537A1 (en) * 1989-02-02 1991-07-30 Научно-производственное объединение "Биотехника" Method for cultivation of photosynthesizing microorganisms with periodical alternate of light and dark intervals suspension irradiation
RU2019564C1 (en) * 1990-11-01 1994-09-15 Вадим Леонидович Корбут Method for cultivating photosynthesizing microorganisms and apparatus for carrying out same
RU2126053C1 (en) * 1994-06-30 1999-02-10 Корбут Вадим Леонидович Method and installation for cultivation of photosynthesizing microorganisms
RU2364622C2 (en) * 2001-11-16 2009-08-20 Фитокалчер Контрол Ко., Лтд. Device for organism cultivation and method of organism cultivation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1621823A1 (en) * 1988-03-15 1991-01-23 Кишиневский Государственный Университет Им.В.И.Ленина Method of cultivating microalgae
SU1666537A1 (en) * 1989-02-02 1991-07-30 Научно-производственное объединение "Биотехника" Method for cultivation of photosynthesizing microorganisms with periodical alternate of light and dark intervals suspension irradiation
RU2019564C1 (en) * 1990-11-01 1994-09-15 Вадим Леонидович Корбут Method for cultivating photosynthesizing microorganisms and apparatus for carrying out same
RU2126053C1 (en) * 1994-06-30 1999-02-10 Корбут Вадим Леонидович Method and installation for cultivation of photosynthesizing microorganisms
RU2364622C2 (en) * 2001-11-16 2009-08-20 Фитокалчер Контрол Ко., Лтд. Device for organism cultivation and method of organism cultivation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577150C1 (en) * 2014-12-29 2016-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). Method of production of biomass of photoautotrophic microorganisms
RU2622081C1 (en) * 2016-04-28 2017-06-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). Method for managing the process of photoavtotrophic microorganisms cultivation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010147435A (en) 2012-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fan et al. Optimization of carbon dioxide fixation by Chlorella vulgaris cultivated in a membrane‐photobioreactor
US9382508B2 (en) Method and bioreactor for the cultivation of microorganisms
US20120107792A1 (en) Systems and methods for delivery of gases to algal cultures
WO2016165660A1 (en) Method for farming freshwater eukaryotic microalgae
WO2016165659A1 (en) Artificially lighted microalgae farming apparatus
WO2011102593A2 (en) Photobioreactor for high-density microalgae culturing, and a microalgae culturing and harvesting method using the same
CN205295351U (en) Pipeline type microalgae photobioreactor
CA2760336A1 (en) Method of culturing photosynthetic organisms
CN104250058B (en) The comprehensive treatment method for wastewater of fowl droppings fermenting liquid production Water soluble fertilizer
EP3167042A1 (en) Bioreactor with interruptible gas supply
RU2458147C2 (en) Method of control of photoautotrophic microorganism cultivation process
TW201529843A (en) System for mass cultivation of microorganisms and products therefrom
CN204737957U (en) A photobioreactor for algae culture
CN104250617A (en) Microalga breeding method
CN108395993B (en) Use method of microbubble photobioreactor for economic microalgae culture
CN112899125B (en) Microalgae efficient carbon sequestration device and nutrient supplement control method
CN103827287A (en) Method and device for feeding gases or gas mixtures into a liquid, suspension, or emulsion in a reactor in a specific manner
CN102304463B (en) Spirulina culture system and method based on silica white production system
KR102086617B1 (en) Method for the production of biomass of aerobic microorganisms
CN109251847A (en) Utilize the device and method of sunlight culture photosynthetic microorganism
WO2021224811A1 (en) Plant and process for the production of photosynthetic microorganisms
RU2128701C1 (en) Method and installation for preparing biomass of photoautotrophic microorganisms
RU2622081C1 (en) Method for managing the process of photoavtotrophic microorganisms cultivation
CN114045220B (en) Method for culturing microalgae by using deep-color biogas slurry
CN210560455U (en) Vertical and horizontal gas-electricity double-power chlorella photobioreactor

Legal Events

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

Effective date: 20131120