RU2643256C1 - Installation and method for chlorella plancton strains cultivation - Google Patents

Installation and method for chlorella plancton strains cultivation Download PDF

Info

Publication number
RU2643256C1
RU2643256C1 RU2016141940A RU2016141940A RU2643256C1 RU 2643256 C1 RU2643256 C1 RU 2643256C1 RU 2016141940 A RU2016141940 A RU 2016141940A RU 2016141940 A RU2016141940 A RU 2016141940A RU 2643256 C1 RU2643256 C1 RU 2643256C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aquariums
aquarium
chlorella
culture
solution
Prior art date
Application number
RU2016141940A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Богданов
Владимир Ефимович Грабарник
Original Assignee
Николай Иванович Богданов
Владимир Ефимович Грабарник
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 Николай Иванович Богданов, Владимир Ефимович Грабарник filed Critical Николай Иванович Богданов
Priority to RU2016141940A priority Critical patent/RU2643256C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2643256C1 publication Critical patent/RU2643256C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G33/00Cultivation of seaweed or algae
    • 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
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: installation contains aquariums of transparent material arranged on frame, interconnected by a pipeline including drain holes connected to the finished suspension container and the nutrient solution container, and luminaires placed between the aquariums. There are three aquariums for suspension on the frame, the total volume of the two side aquariums is equal to the volume of the central one, the lamps are located vertically between the side aquariums and horizontally above the central container. All of them are united in a luminaire, consisting of a single frame fixed to the stand frame, with a possibility of its transfer to a vertical position when maintaining the aquariums and switching to sunlight. Containers for nutrient solution preparation are exposed at a level above the aquariums, and each aquarium has a separate container with the corresponding volume. In the bottom wall of each container has an opening to which pipelines for nutrient solution draining are connected. Each aquarium has three openings, one of which serves to balance the suspension volumes, the second - to drain the finished suspension, the third is located in the lower plane and is designed to remove bottom sediments and washing water while washing the aquarium, and a container for the nutrient solution. Aquariums and the container for collection and storage of finished products are interconnected by a pipeline. In the method, chlorella strains are grown using a light source, optimal nutrient medium and temperature conditions. Optimal lighting in the initial period of cultivation is achieved by vertically located lamps between the aquariums. During the growth of cells and increase of the optical density of the culture, horizontal lamps located above the central aquarium are connected. The culture which has reached the normative optical density, is poured alternately, once from the central aquarium, next time from two side containers. The original culture flows into the empty aquarium after draining the culture through the connecting pipeline, after which a nutrient solution is added. Stock culture production is integrated into a single biotechnological process, which is carried out alternately in the central or side containers. Cultivation is carried out in different regimes using separate plankton strains: Chlorella vulgaris IGF C-111, Chlorella vulgaris BIN, Chlorella kessleri VKPM Al-12 and nutrient solution optimal for each of them in terms of 1 l of tap water: Mode I: Culture of Chlorella vulgaris IGF C111 strain, block 1: Nitric-phosphorus solution 0.3 ml, copper-cobalt solution 0.5 ml; block 2: Solution of carbon dioxide obtained using a material containing fiber (straw or wheat germ), pH 6.0-7.0, 10.0 ml. Mode II: Culture of Chlorella vulgaris BIN strain, block 1: Nitric-phosphorus solution 0.6 ml, copper-cobalt solution 1.0 ml, block 2: Solution of carbon dioxide obtained using a grain material (wheat, holer oats), pH 5.0-6.0, 5.0-10.0 ml. Mode III: Culture of Chlorella vulgaris VKPM Al-12 strain, block I: Nitric-phosphoric solution 0.9 ml, Copper-cobalt solution 1.5 ml, Potassium sulphate solution 1.0 ml, block 2; Solution of carbon dioxide obtained with using grain material (holer oats), pH 5.0-6.0, 30.0 ml, intended for obtaining: according to Mode I - fodder for farm animals, according to Mode II - reservoir algolizant, according to Mode III - chlorella biomass.
EFFECT: inventions allow to optimize cultivated crops lighting.
2 cl, 3 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к конструкции установки для обеспечения роста одноклеточных водорослей, преимущественно планктонных, например хлореллы, и способу ее выращивания, нуждающейся в источнике света, питательной среде и поддержании оптимальных температурных условий, предназначенной для выпаивания сельскохозяйственным животным, проведения альголизации водоемов и получения биомассы.The invention relates to biotechnology, namely, to the design of the installation for ensuring the growth of unicellular algae, mainly planktonic, for example, chlorella, and to a method for growing it, which needs a light source, a nutrient medium and maintaining optimal temperature conditions, intended for feeding agricultural animals, carrying out algolization of water bodies and biomass production.

Известна установка для выращивания планктонных водорослей, в частности хлореллы, выполненная в виде аквариума из прозрачного материала, в котором вертикально установлены светильники со стационарно размещенными в них лампами, под которыми расположены вентиляторы для регулирования температуры в процессе культивирования микроводорослей (патент РФ на изобретение №2268923, опубл. 21.01.2016). Устройство имеет низкую производительность и высокие затраты ручного труда для обеспечения работоспособности установки.A known installation for growing planktonic algae, in particular chlorella, made in the form of an aquarium made of transparent material, in which fixtures are installed vertically with lamps stationary in them, under which fans are located to control the temperature during the cultivation of microalgae (RF patent for the invention No. 2268923, published on January 21, 2016). The device has low productivity and high manual labor costs to ensure the operation of the installation.

Известна установка для выращивания планктонных водорослей, в частности хлореллы, содержащая каркас с установленной на нем емкостью, а также светильник, выполненный в виде стеклянной трубы с размещенными внутри лампами и вентилятором под трубой. Каждая из емкостей представлена аквариумом, выполненным в виде прямоугольного параллелепипеда из прозрачного стекла с одним отверстием на нижней плоскости для слива готовой суспензии и по меньшей мере тремя отверстиями в верхней плоскости для размещения датчиков внутри аквариума, установки трубопроводов для подачи питательной среды и санитарного обслуживания. Светильники расположены между аквариумами и опираются на них пластинами, закрепленными в верхней части каждого светильника. Система обслуживания автоматизирована (патент РФ на изобретение №2485174, опубл. 20.06.2013).A known installation for growing planktonic algae, in particular chlorella, containing a frame with a tank installed on it, as well as a lamp made in the form of a glass pipe with lamps placed inside and a fan under the pipe. Each of the containers is represented by an aquarium made in the form of a rectangular parallelepiped made of transparent glass with one hole in the lower plane for draining the finished suspension and at least three holes in the upper plane for placing sensors inside the aquarium, installing pipelines for supplying nutrient medium and sanitary maintenance. The luminaires are located between the aquariums and rest on them with plates fixed at the top of each luminaire. The service system is automated (RF patent for the invention No. 2485174, publ. 06/20/2013).

Одним из недостатков этой установки является невысокая производительность в силу конструктивных особенностей расположения светильников между аквариумами, которые затрудняют их обслуживание. Существенным недостатком этой установки является необходимость введения в аквариумы исходной маточной культуры после завершения каждого цикла культивирования, который составляет четверо суток; в то же время для получения маточной культуры необходимо иметь дополнительный аквариум с отдельным обслуживанием.One of the disadvantages of this installation is its low productivity due to the design features of the location of the lamps between the aquariums, which complicate their maintenance. A significant drawback of this setup is the need to introduce into the aquariums the original uterine culture after the completion of each cultivation cycle, which is four days; at the same time, to obtain a uterine culture, it is necessary to have an additional aquarium with separate maintenance.

Известна установка (прототип) для непрерывного выращивания планктонных водорослей, преимущественно хлореллы. Установка состоит из двух аквариумов для суспензии, светильников, емкости для приготовления питательного раствора, а также емкости для сбора и хранения готовой суспензии, соединенной с аквариумами трубопроводом. Аквариумы для суспензии микроводорослей установлены на каркасе и соединены между собой в нижней части вертикальных стенок трубопроводом для уравновешивания объема суспензии в обоих аквариумах. Каждый аквариум имеет два сливных отверстия, одно из них находится в нижней части боковой стенки для слива готовой суспензии хлореллы и ее отвода по трубопроводу в емкость для сбора и хранения суспензии, а второе отверстие расположено в нижней плоскости и предназначено для удаления донных осадков и обмывочных вод. Светильники в каждом аквариуме расположены эксцентрично по отношению к продольной оси. Светильник, размещенный между аквариумами, крепится на отдельной раме независимо от каркаса и аквариумов с возможностью свободного перемещения и съема при переходе на солнечное освещение. Емкость для питательного раствора размещена по уровню выше аквариумов и имеет два отверстия, расположенных в вертикальной боковой стенке, первое из которых находится на уровне 0,5 от объема, а второе - в придонном слое с возможностью присоединения к ним трубопроводов для слива питательного раствора в аквариумы. Возможность выращивания маточной культуры в аквариумах обеспечивается единым биотехнологическим процессом (патент РФ на изобретение №2571939, опубл. 27.12.2015).A known installation (prototype) for the continuous cultivation of planktonic algae, mainly chlorella. The installation consists of two aquariums for suspension, fixtures, a container for preparing a nutrient solution, as well as a container for collecting and storing the finished suspension, connected to the aquariums by a pipeline. Aquariums for a suspension of microalgae are mounted on a frame and are interconnected in the lower part of the vertical walls by a pipeline to balance the volume of the suspension in both aquariums. Each aquarium has two drain holes, one of them is located in the lower part of the side wall for draining the finished chlorella suspension and draining it through a pipe into the container for collecting and storing the suspension, and the second hole is located in the lower plane and is designed to remove bottom sediments and washing water . The lights in each aquarium are eccentric with respect to the longitudinal axis. The luminaire located between the aquariums is mounted on a separate frame regardless of the frame and aquariums with the possibility of free movement and removal when switching to sunlight. The container for the nutrient solution is placed at a level above the aquariums and has two openings located in the vertical side wall, the first of which is at the level of 0.5 of the volume, and the second in the bottom layer with the possibility of connecting pipelines to them to drain the nutrient solution into the aquariums . The possibility of growing uterine culture in aquariums is provided by a single biotechnological process (RF patent for the invention No. 2571939, publ. 12/27/2015).

Одним из недостатков этой установки является то, что лампы в аквариумах заключены в стеклянные обечайки. Данная конструкция крепления ламп внутри аквариума отличается трудоемкостью исполнения, а также значительно уменьшает уровень потока света, в результате чего снижается производительность установки. Существенным недостатком установки является работа только в одном режиме культивирования, предназначенном для получения биомассы.One of the disadvantages of this installation is that the lamps in the aquariums are enclosed in glass shells. This design of mounting lamps inside the aquarium is labor intensive and also significantly reduces the level of light flux, resulting in reduced installation performance. A significant disadvantage of the installation is the work in only one cultivation mode, designed to produce biomass.

Технический результат изобретения заключается в оптимизации освещения культуры путем выноса ламп, объединенных в светильник, за пределы емкостей и выполнении различных режимов культивирования для получения продукции.The technical result of the invention is to optimize the illumination of the culture by moving the lamps, combined into a lamp, outside the containers and performing various cultivation modes to produce products.

Для достижения данного технического результата в предлагаемой установке для выращивания хлореллы, включающей подставку с установленными на нее аквариумами для суспензии микроводорослей, лампы располагают вертикально между боковыми аквариумами и горизонтально над центральной емкостью, при этом все лампы объединяют в светильник, состоящий из единой рамы, и закрепляют на каркасе с возможностью ее перевода в вертикальное положение при обслуживании аквариумов и переходе на солнечное освещение. Для получения продукции используются различные режимы культивирования, для каждого из которых применяются отдельные планктонные штаммы и питательные растворы.To achieve this technical result, in the proposed installation for growing chlorella, including a stand with aquariums mounted on it for suspension of microalgae, the lamps are placed vertically between the side aquariums and horizontally above the central tank, while all the lamps are combined into a lamp consisting of a single frame and fixed on the frame with the possibility of its translation in a vertical position when servicing aquariums and switching to sunlight. To obtain products, various cultivation modes are used, for each of which separate planktonic strains and nutrient solutions are used.

При сравнительном анализе заявленного изобретения и известного по RU 2571939 С1, 27.12.2015 можно вывести следующие существенные признаки:In a comparative analysis of the claimed invention and known according to RU 2571939 C1, 12/27/2015, the following significant features can be derived:

- установка состоит из трех аквариумов, при этом суммарный объем двух боковых равен объему центрального, которые неравноценны не только по функциональной нагрузке, но и разнятся по конструктивному устройству, а также способу культивирования в них хлореллы;- the installation consists of three aquariums, while the total volume of the two side tanks is equal to the volume of the central one, which are not only equivalent in terms of functional load, but also vary in design structure, as well as in the method of cultivating chlorella in them;

- каждый аквариум имеет по три сливных отверстия: два расположены в нижней части боковой стенки аквариума, одно из которых служит для слива готовой суспензии, второе для уравновешивания объемов суспензии в аквариумах; третье расположено в нижней плоскости и предназначено для удаления донных осадков и обмывочных вод при мойке аквариума;- each aquarium has three drain holes: two are located in the lower part of the side wall of the aquarium, one of which serves to drain the finished suspension, the second to balance the volume of suspension in the aquariums; the third is located in the lower plane and is designed to remove bottom sediments and washing water when washing the aquarium;

- лампы располагаются вертикально между боковыми аквариумами и горизонтально над центральной емкостью, при этом все лампы объединены в светильник, состоящий из единой рамы, закрепленной на каркасе подставки, с возможностью ее перевода в вертикальное положение при обслуживании аквариумов и переходе на солнечное освещение;- the lamps are located vertically between the side aquariums and horizontally above the central capacity, while all the lamps are combined into a lamp consisting of a single frame fixed to the frame of the stand, with the possibility of its translation in a vertical position when servicing aquariums and switching to sunlight;

- достижение оптимального освещения в начальный период культивирования осуществляется путем включения вертикально расположенных ламп, находящихся между аквариумами; в процессе роста клеток и увеличения оптической плотности культуры подключают горизонтальные лампы, расположенные над центральным аквариумом;- achieving optimal lighting in the initial period of cultivation is carried out by turning on vertically located lamps located between the aquariums; in the process of cell growth and an increase in the optical density of the culture, horizontal lamps connected above the central aquarium are connected;

- емкости для приготовления питательного раствора выставлены по уровню выше аквариумов, при этом каждый аквариум имеет отдельную емкость с соответствующим ему объемом и отверстием в нижней стенке каждой емкости, к которым присоединены трубопроводы для слива питательного раствора;- tanks for preparing the nutrient solution are set at a level higher than the aquariums, with each aquarium having a separate tank with its corresponding volume and a hole in the bottom wall of each tank, to which pipelines for draining the nutrient solution are connected;

- культура, достигшая нормативной оптической плотности, сливается попеременно: один раз из центрального аквариума, в следующий раз из двух боковых емкостей;- the culture that has reached the normative optical density merges alternately: once from the central aquarium, next time from two side tanks;

- в освободившийся аквариум после слива культуры через соединительный трубопровод перетекает исходная культура, в результате уравновешиваются объемы во всех аквариумах, после чего добавляется питательный раствор;- the initial culture flows into the empty aquarium after the culture is drained through the connecting pipe, as a result, the volumes in all aquariums are balanced, after which the nutrient solution is added;

- получение маточной культуры встроено в единый биотехнологический процесс, который осуществляется попеременно в центральной или боковых емкостях;- obtaining a uterine culture is embedded in a single biotechnological process, which is carried out alternately in the central or side tanks;

- установка позволяет использовать различные режимы культивирования, при этом для каждого режима культивирования предназначены свой планктонный штамм и питательный раствор;- the installation allows you to use different cultivation modes, while each regime of cultivation is designed for its own planktonic strain and nutrient solution;

- каждый режим культивирования предназначен для получения отдельного вида продукции, которая используется по различным направлениям хозяйственной деятельности.- Each cultivation mode is designed to produce a separate type of product that is used in various areas of economic activity.

Наличие перечисленных выше отличительных признаков в совокупности с признаками, общими для известного и заявленного технических решений, является достаточным и необходимым в достижении технического результата при реализации заявленного изобретения.The presence of the above distinguishing features in combination with features common to the known and claimed technical solutions is sufficient and necessary to achieve a technical result in the implementation of the claimed invention.

Изобретение поясняется чертежами, на которых: фигура 1 - схематическое изображение общего вида установки, фигура 2 - расположение ламп светильника, фигура 3 - вертикальное положение светильника.The invention is illustrated by drawings, in which: figure 1 is a schematic representation of a General view of the installation, figure 2 is the location of the lamp lamps, figure 3 is the vertical position of the lamp.

Установка для выращивания планктонных штаммов хлореллы - фигура 1 - включает размещенные на каркасе 1 аквариумы 2, выполненные из прозрачного материала. В состав установки входит три аквариума - два боковых и один расположенный в центре, при этом объем центрального аквариума равен суммарному объему двух боковых. Освещение аквариумов 2 достигается двумя категориями ламп - одни установлены вертикально (ДНаТ) 3 и находятся между аквариумами 2, другие над центральным аквариумом в горизонтальном положении (ДНаЗ) 4. Все лампы крепятся на отдельной независимой от аквариумов раме 5, образуя единый светильник (фигура 2).Installation for growing planktonic strains of chlorella - figure 1 - includes placed on the frame 1 aquariums 2 made of transparent material. The installation includes three aquariums - two lateral and one located in the center, while the volume of the central aquarium is equal to the total volume of two lateral. Lighting of aquariums 2 is achieved by two categories of lamps - one is installed vertically (DNaT) 3 and is located between the aquariums 2, the other above the central aquarium in a horizontal position (DNaZ) 4. All lamps are mounted on a separate frame 5 independent of the aquariums, forming a single lamp (figure 2 )

Светильник (фигура 2) подключен к источнику питания 6 (фигура 1) и крепится к каркасу 1 (фигура 1) с возможностью перевода его в вертикальное положение (фигура 3).The lamp (figure 2) is connected to a power source 6 (figure 1) and is attached to the frame 1 (figure 1) with the possibility of translating it into a vertical position (figure 3).

Емкости для приготовления питательного раствора 7 выставлены по уровню выше аквариумов 2 и в нижней плоскости имеют отверстия, к которым присоединены трубопроводы 8 для слива питательного раствора в аквариумы 2, при этом каждый аквариум имеет отдельную емкость.Tanks for preparing the nutrient solution 7 are set a level above the aquariums 2 and have openings in the lower plane to which pipelines 8 are connected to drain the nutrient solution into the aquariums 2, with each aquarium having a separate container.

Аквариумы 2 соединены между собой через отверстия в нижней части вертикальных стенок трубопроводом с краном 9.Aquariums 2 are interconnected through openings in the lower part of the vertical walls by a pipeline with a crane 9.

Аквариумы 2 имеют по два сливных отверстия, при этом одно расположено в нижней части боковой стенки 10 и предназначено для слива суспензии хлореллы, второе расположено в нижней плоскости 14 и предназначено для удаления донных осадков и обмывочных вод при санитарной обработке полости аквариума.Aquariums 2 have two drain holes, one of which is located in the lower part of the side wall 10 and is designed to drain the chlorella suspension, the second is located in the lower plane 14 and is designed to remove bottom sediments and washing water during the sanitary treatment of the aquarium cavity.

Аквариумы и емкость для сбора и хранения готовой продукции соединены между собой трубопроводом. Готовая суспензия по трубопроводу 11 насосом 12 перекачивается в емкость 13.Aquariums and a container for collecting and storing finished products are interconnected by a pipeline. The finished suspension through the pipe 11 by the pump 12 is pumped into the tank 13.

Способ культивирования планктонных штаммов хлореллы осуществляется с помощью предлагаемой установки следующим образом. Маточной культурой хлореллы заливают центральный аквариум. Открывают кран трубопровода, соединяющий аквариумы, и уравновешивают в емкостях суспензию. Предлагаемая установка предназначена для культивирования планктонных штаммов на оптимальной для каждого из них питательной среде, которая содержит необходимые компоненты, состоящие из двух блоков: первый блок, включает минеральные вещества, второй - органические. Для каждого режима культивирования предназначена своя питательная среда из расчета на 1 л водопроводной воды:A method of cultivating planktonic strains of chlorella is carried out using the proposed installation as follows. The uterine culture of chlorella is poured into the central aquarium. The pipeline valve connecting the aquariums is opened and the suspension is balanced in the tanks. The proposed installation is intended for the cultivation of planktonic strains on the optimal nutrient medium for each of them, which contains the necessary components, consisting of two blocks: the first block includes minerals, the second - organic. Each culture regime has its own nutrient medium per 1 liter of tap water:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Питательную среду вводят в каждый аквариум в соответствии с режимом культивирования из емкостей по трубопроводу. Температура суспензии в заправленных таким образом аквариумах должна соответствовать оптимальной - 28-30°С, оптическая плотность от 1,0 до 1,2 D (440).The nutrient medium is introduced into each aquarium in accordance with the mode of cultivation from the tanks through the pipeline. The temperature of the suspension in the aquariums filled in this way should correspond to the optimum temperature - 28-30 ° С, optical density from 1.0 to 1.2 D (440).

Оптимальное освещение осуществляется путем рационального использования светильника, подбора необходимых ламп: например, лампы ДНаТ устанавливают в вертикальное положение между аквариумами, лампы ДНаЗ размещают горизонтально над центральным аквариумом. Увеличение светоотдачи ламп достигается за счет свободного крепления к раме как вертикальных, так и горизонтальных источников света.Optimum illumination is carried out by the rational use of the lamp, the selection of the necessary lamps: for example, DNaT lamps are installed in a vertical position between aquariums, DNaZ lamps are placed horizontally above the central aquarium. An increase in the light output of the lamps is achieved due to the free fastening to the frame of both vertical and horizontal light sources.

Такое устройство светильника позволяет на начальной стадии культивирования, когда свет проходит через всю толщу суспензии, включать вертикальные лампы, находящиеся между аквариумами. По мере роста клеток и возрастания оптической плотности для увеличения освещенности включаются лампы, расположенные горизонтально над центральным аквариумом. Таким образом достигается освещение, соответствующее оптимальным физиологическим потребностям клеток в процессе культивирования. Освещение культуры лампами составляет 12 часов в сутки. При использовании солнечного света процесс культивирования длится в течение светового дня, при этом требуется соблюдать оптимальный термический режим суспензии, не допуская ее перегрева. За счет такого режима освещения достигается значительная экономия электроэнергии и оптимальная освещенность культуры.Such a device allows the lamp at the initial stage of cultivation, when the light passes through the entire thickness of the suspension, include vertical lamps located between the aquariums. As the cells grow and optical density increases, lamps located horizontally above the central aquarium turn on to increase the illumination. In this way, illumination is achieved corresponding to the optimal physiological needs of the cells during cultivation. Lighting the culture with lamps is 12 hours a day. When using sunlight, the cultivation process lasts during daylight hours, while it is necessary to observe the optimal thermal regime of the suspension, preventing its overheating. Due to this lighting mode, significant energy savings and optimal illumination of the culture are achieved.

В процессе выращивания водорослей в аквариумах как при искусственном, так и при естественном освещении в дневное время поддерживается оптимальная температура 28-30°С, в ночное от 23 до 25°С, что соответствует биологии развития и способствует интенсивности роста и размножения клеток.In the process of growing algae in aquariums, both in artificial and in natural light, the optimum temperature is maintained at daytime of 28-30 ° С, at night from 23 to 25 ° С, which corresponds to the developmental biology and promotes the growth and reproduction of cells.

При культивировании по Режиму I культура достигает оптической плотности от 1,4 до 1,8 D (440) (далее - нормативной оптической плотности) за четырехсуточный период выращивания, при этом ежесуточно в суспензию хлореллы добавляется раствор углекислого газа по блоку 2.When cultivated according to Mode I, the culture reaches an optical density of 1.4 to 1.8 D (440) (hereinafter referred to as the normative optical density) for a four-day growing period, and a carbon dioxide solution is added to the chlorella suspension daily in block 2.

При культивировании по Режиму II культура достигает нормативной оптической плотности за двое суток, при этом в суспензию хлореллы на вторые сутки, как и в первые, добавляется раствор углекислого газа по блоку 2.When cultivated according to Mode II, the culture reaches the normative optical density in two days, while the carbon dioxide solution in block 2 is added to the chlorella suspension on the second day, as on the first,.

При культивировании по Режиму III культура достигает нормативной оптической плотности за одни сутки при однократном добавлении раствора углекислого газа по блоку 2.When cultivated according to Mode III, the culture reaches the standard optical density in one day with a single addition of a carbon dioxide solution in block 2.

Биотехнология культивирования хлореллы независимо от выбранного режима не предусматривает отдельной установки для выращивания маточной культуры, так как слив готовой суспензии хлореллы по истечению периода выращивания осуществляется поочередно (один раз из центрального аквариума, второй - из боковых), и все действия повторяются, тем самым обеспечивая необходимый режим получения суспензии хлореллы.The biotechnology of chlorella cultivation, regardless of the selected mode, does not provide a separate installation for growing the uterine culture, since the finished suspension of chlorella is discharged alternately after the cultivation period (once from the central aquarium, the second from the side aquariums), and all actions are repeated, thereby ensuring mode of obtaining a suspension of chlorella.

Пример 1. Предлагаемую установку используют по Режиму I как описано выше. Исходной суспензией хлореллы с оптической плотностью от 1,4 до 1,8 D (440) на основе штамма Chlorella vulgaris ИФР № С-111 (RU 1751981) заполняют центральную емкость и открываю краны в остальные аквариумы для уравновешивания суспензии во всех емкостях. Заливают питательную среду из емкостей, по уровню расположенных выше аквариумов, каждая из которых предназначена для своего аквариума. Светильник переводят в горизонтальное положение и включают свет на 12 часов. В процессе выращивания в аквариумах поддерживают температуру 28-30°С в дневное и 23-25°С в ночное время. Выращивают культуру в течение четырех суток, при этом ежесуточно добавляют раствор углекислого газа. Готовность суспензии хлореллы устанавливают по оптической плотности, которая должна достигнуть нормативной. Готовую суспензию в количестве 0,5 от общего объема сливают из центрального или боковых аквариумов. Освободившиеся емкости моют, и процесс повторяется. Культура, выращенная таким образом, используется для выпаивания сельскохозяйственным животным.Example 1. The proposed installation is used according to Mode I as described above. The initial suspension of chlorella with an optical density of 1.4 to 1.8 D (440) based on the Chlorella vulgaris strain IGF No. C-111 (RU 1751981) is used to fill the central container and open the taps in the remaining aquariums to balance the suspension in all containers. Pour the nutrient medium from the tanks, at the level of the aquariums located above, each of which is designed for its own aquarium. The lamp is moved to a horizontal position and turn on the light for 12 hours. During cultivation in aquariums, the temperature is maintained at 28-30 ° C during the day and 23-25 ° C at night. The culture is grown for four days, while a solution of carbon dioxide is added daily. The readiness of the suspension of chlorella is determined by the optical density, which should reach the standard. The finished suspension in an amount of 0.5 of the total volume is drained from the central or side aquariums. The empty containers are washed and the process is repeated. A crop grown in this way is used for feeding to farm animals.

Пример 2. Предлагаемую установку используют по Режиму II как описано выше. Исходной суспензией хлореллы с нормативной оптической плотностью на основе штамма Chlorella vulgaris BIN (RU 2192459) заполняют центральную емкость и открывают краны в остальные аквариумы для уравновешивания суспензии во всех аквариумах. Заливают питательную среду из емкостей, по уровню расположенных выше аквариумов, каждая из которых предназначена для своего аквариума. Светильник переводят в горизонтальное положение и включают свет на 12 часов. В процессе выращивания в аквариумах поддерживают температуру 28-30°С в дневное и 23-25°С в ночное время. Выращивают культуру в течение двух суток. Готовность суспензии хлореллы устанавливают по оптической плотности, которая должна соответствовать нормативной. Готовую суспензию в количестве 0,5 от общего объема поочередно сливают из центрального или боковых аквариумов. Освободившиеся емкости моют и процесс повторяется. Культура, выращенная таким образом, используется для альголизации водоемов и очистки сточных вод.Example 2. The proposed installation is used according to Mode II as described above. An initial suspension of chlorella with a standard optical density based on the Chlorella vulgaris BIN strain (RU 2192459) is filled in the central container and the taps are opened in the remaining aquariums to balance the suspension in all aquariums. Pour the nutrient medium from the tanks, at the level of the aquariums located above, each of which is designed for its own aquarium. The lamp is moved to a horizontal position and turn on the light for 12 hours. During cultivation in aquariums, the temperature is maintained at 28-30 ° C during the day and 23-25 ° C at night. Grow a culture for two days. The readiness of the suspension of chlorella is determined by the optical density, which must comply with the normative. The finished suspension in an amount of 0.5 of the total volume is alternately drained from the central or side aquariums. The empty containers are washed and the process repeats. A culture grown in this way is used to algolize water bodies and treat wastewater.

Пример 3. Предлагаемую установку используют по Режиму III как описано выше. Исходной суспензией хлореллы с нормативной оптической плотностью на основе штамма Chlorella kessleri ВКПМ Al-12 (RU 2613424) заполняют центральную емкость и открывают краны в остальные аквариумы для уравновешивания суспензии во всех аквариумах. Заливают питательную среду из емкостей, по уровню расположенных выше аквариумов, каждая из которых предназначена для своего аквариума и имеет трубопровод, соединяющий емкость с питательной средой с аквариумом. Светильник переводят в горизонтальное положение и включают свет на 10 часов, далее отключают свет на 2 часа и повторно включают на 10 часов. Выращивают культуру в течение одних суток. В процессе выращивания в аквариумах поддерживают температуру 28-30°С в дневное и 23-25°С в ночное время. Готовность суспензии хлореллы устанавливают по показанию оптической плотности, которая должна соответствовать нормативной. Готовую суспензию в количестве от 0,5 общего объема поочередно сливают из центрального или боковых аквариумов. Освободившиеся емкости моют, и процесс повторяется. Культура, выращенная таким образом, используется для получения биомассы.Example 3. The proposed installation is used according to Mode III as described above. The initial suspension of chlorella with a normative optical density based on the Chlorella kessleri VKPM Al-12 strain (RU 2613424) is filled in the central container and the taps are opened in the remaining aquariums to balance the suspension in all aquariums. The medium is poured from the tanks, at the level of the aquariums located above, each of which is designed for its own aquarium and has a pipeline connecting the tank with the medium to the aquarium. The lamp is placed in a horizontal position and turns on the light for 10 hours, then turn off the light for 2 hours and then turn it on for 10 hours. Grow a culture within one day. During cultivation in aquariums, the temperature is maintained at 28-30 ° C during the day and 23-25 ° C at night. The readiness of the suspension of chlorella is determined by the reading of the optical density, which must comply with the standard. The finished suspension in an amount of from 0.5 of the total volume is alternately drained from the central or side aquariums. The empty containers are washed and the process is repeated. A crop grown in this way is used to produce biomass.

Надежность работы и удобство обслуживания установки обусловлены конструктивными особенностями, которые облегчают осуществление биотехнологического процесса. Установка не нуждается в дополнительном приборном оформлении или программном управлении и экономно расходует электроэнергию.The reliability and ease of maintenance of the installation are due to design features that facilitate the implementation of the biotechnological process. The installation does not need additional instrumentation or software control and economically consumes electricity.

Предлагаемая установка расширяет спектр использования планктонных штаммов хлореллы за счет приспособленных под каждый штамм режимов культивирования, а также позволяет применять установку для получения продукции, которая используется в различных направлениях хозяйственной деятельности.The proposed installation expands the range of use of planktonic strains of chlorella due to the regimes of cultivation adapted to each strain, and also allows the installation to be used to produce products that are used in various areas of economic activity.

Claims (4)

1. Установка для выращивания планктонных штаммов хлореллы, содержащая расположенные на каркасе аквариумы из прозрачного материала, связанные между собой трубопроводом, включающим сливные отверстия, соединенные с емкостью готовой суспензии и емкостью для питательного раствора, светильники, размещенные между аквариумами, отличающаяся тем, что на каркасе расположены три аквариума для суспензии, при этом суммарный объем двух боковых равен объему центрального, лампы расположены вертикально между боковыми аквариумами и горизонтально над центральной емкостью, все они объединены в светильник, состоящий из единой рамы, закрепленной на каркасе подставки, с возможностью ее перевода в вертикальное положение при обслуживании аквариумов и переходе на солнечное освещение, емкости для приготовления питательного раствора выставлены по уровню выше аквариумов, при этом каждый аквариум имеет отдельную емкость с соответствующим ему объемом, и в нижней стенке каждой емкости имеется по отверстию, к которым присоединены трубопроводы для слива питательного раствора, каждый аквариум имеет по три отверстия, одно из которых служит для уравновешивания объемов суспензии, второе для слива готовой суспензии, третье расположено в нижней плоскости и предназначено для удаления донных осадков и обмывочных вод при мойке аквариума и емкости для питательного раствора, аквариумы и емкость для сбора и хранения готовой продукции соединены между собой трубопроводом.1. Installation for growing planktonic strains of chlorella, containing located on the frame of aquariums made of transparent material, interconnected by a pipe including drain holes connected to the tank of the finished suspension and the tank for the nutrient solution, lamps placed between the aquariums, characterized in that on the frame there are three aquariums for suspension, while the total volume of the two side aquariums is equal to the volume of the central one, the lamps are located vertically between the side aquariums and horizontally above central capacity, all of them are combined into a lamp consisting of a single frame fixed to the frame of the stand, with the possibility of its translation in a vertical position when servicing aquariums and switching to sunlight, containers for preparing nutrient solution are set at a level above the aquariums, with each aquarium has a separate tank with a corresponding volume, and in the bottom wall of each tank there is an opening to which pipelines for draining the nutrient solution are connected, each aquarium has three holes each, one of which serves to balance the volume of the suspension, the second to drain the finished suspension, the third is located in the lower plane and is designed to remove bottom sediment and washing water when washing the aquarium and the tank for nutrient solution, aquariums and a container for collection and storage finished products are interconnected by a pipeline. 2. Способ выращивания планктонных штаммов хлореллы с помощью установки по п. 1 на оптимальных питательных средах, включающий источник света, питательную среду и оптимальные температурные условия, отличающийся тем, что достижение оптимального освещения в начальный период культивирования осуществляют путем включения вертикально расположенных ламп, находящихся между аквариумами, в процессе роста клеток и увеличения оптической плотности культуры подключают горизонтальные лампы, расположенные над центральным аквариумом, культуру, достигшую нормативной оптической плотности, сливают попеременно, один раз из центрального аквариума, в следующий раз из двух боковых емкостей, в освободившийся аквариум после слива культуры через соединительный трубопровод перетекает исходная культура, после чего добавляют питательный раствор, получение маточной культуры встроено в единый биотехнологический процесс, который осуществляют попеременно в центральной или боковых емкостях, а культивирование выполняют в различных режимах с использованием отдельных планктонных штаммов: Chlorella vulgaris ИФР С-111, Chlorella vulgaris BIN, Chlorella kessleri ВКПМ Al-12 и оптимального для каждого из них питательного раствора из расчета на 1 л водопроводной воды:2. A method of growing planktonic strains of chlorella using the apparatus of claim 1 on optimal nutrient media, comprising a light source, a nutrient medium and optimal temperature conditions, characterized in that the achievement of optimal illumination in the initial period of cultivation is carried out by turning on vertically located lamps located between aquariums, in the process of cell growth and an increase in the optical density of the culture, horizontal lamps located above the central aquarium are connected, the culture reached of the normative optical density, it is alternately drained, once from the central aquarium, the next time from two side tanks, into the empty aquarium after the culture is drained through the connecting pipe, the initial culture flows, after which the nutrient solution is added, the preparation of the uterine culture is integrated into a single biotechnological process, which is carried out alternately in the central or lateral containers, and cultivation is performed in various modes using separate planktonic strains: Chlorella vulga ris IGF S-111, Chlorella vulgaris BIN, Chlorella kessleri VKPM Al-12 and the optimal nutrient solution for each of them, based on 1 liter of tap water:
Figure 00000003
Figure 00000003
предназначенных для получения: по Режиму I - корма для сельскохозяйственных животных, по Режиму II - альголизант водоемов, по Режиму III - биомассы хлореллы.intended to receive: according to Mode I - feed for farm animals, according to Mode II - an algolizant of water bodies, according to Mode III - chlorella biomass.
RU2016141940A 2016-10-26 2016-10-26 Installation and method for chlorella plancton strains cultivation RU2643256C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141940A RU2643256C1 (en) 2016-10-26 2016-10-26 Installation and method for chlorella plancton strains cultivation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141940A RU2643256C1 (en) 2016-10-26 2016-10-26 Installation and method for chlorella plancton strains cultivation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2643256C1 true RU2643256C1 (en) 2018-01-31

Family

ID=61173535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016141940A RU2643256C1 (en) 2016-10-26 2016-10-26 Installation and method for chlorella plancton strains cultivation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2643256C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU189640A1 (en) *
JPS517177A (en) * 1974-07-05 1976-01-21 Yowa Kogyo Kk Ryokusoruino nokobaiyohoho oyobi sochi
RU2176667C1 (en) * 2000-04-21 2001-12-10 Богданов Николай Иванович Method of culturing microalga based on strain "chlorella vulgaris ifr n c-111"
JP4747303B2 (en) * 2004-04-20 2011-08-17 国立大学法人 鹿児島大学 Algal forcing cultivation apparatus and cultivation method
CN102577922A (en) * 2011-12-30 2012-07-18 北京工业大学 Submerged plant and algae coculture equipment
RU2485174C1 (en) * 2011-11-25 2013-06-20 Николай Иванович Богданов Plant for growing planktonic algae
RU2571939C1 (en) * 2015-04-15 2015-12-27 Николай Иванович Богданов Plant for continuous growing planktonic algae
CN105505741A (en) * 2015-12-24 2016-04-20 獐子岛集团股份有限公司 Relay type microalgae and kelp integrated cultivation system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU189640A1 (en) *
JPS517177A (en) * 1974-07-05 1976-01-21 Yowa Kogyo Kk Ryokusoruino nokobaiyohoho oyobi sochi
RU2176667C1 (en) * 2000-04-21 2001-12-10 Богданов Николай Иванович Method of culturing microalga based on strain "chlorella vulgaris ifr n c-111"
JP4747303B2 (en) * 2004-04-20 2011-08-17 国立大学法人 鹿児島大学 Algal forcing cultivation apparatus and cultivation method
RU2485174C1 (en) * 2011-11-25 2013-06-20 Николай Иванович Богданов Plant for growing planktonic algae
CN102577922A (en) * 2011-12-30 2012-07-18 北京工业大学 Submerged plant and algae coculture equipment
RU2571939C1 (en) * 2015-04-15 2015-12-27 Николай Иванович Богданов Plant for continuous growing planktonic algae
CN105505741A (en) * 2015-12-24 2016-04-20 獐子岛集团股份有限公司 Relay type microalgae and kelp integrated cultivation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203661815U (en) Indoor mariculture ecological circulatory system
WO2021088128A1 (en) Algae culture photobiological reaction kettle and continuous culture reaction system comprising same
CN204070174U (en) Eel cultivation pool
RU2477040C2 (en) Plant to cultivate chlorella
RU2571939C1 (en) Plant for continuous growing planktonic algae
CN104521726B (en) Grading breeding device for breeding through biogas slurry and breeding method of grading breeding device
KR101657489B1 (en) Circulation-type high-density culturing apparatus of microalgae using air
RU2643256C1 (en) Installation and method for chlorella plancton strains cultivation
EP2540814A1 (en) Photobioreactor for the continuous culture of microalgae and a modular system comprising said photobioreactors
RU2011147970A (en) PLANT FOR GROWING PLANKTON ALGAE
CN202603412U (en) Automatic temperature control and drainage flower and fish co-culturing water culture box
TW201828808A (en) Vertical coral aquaculture device characterized by achieving the purposes of mass propagation and aquacultural refinement
JP5909757B1 (en) Daphnia culture set and Daphnia continuous culture method
CN205874418U (en) Domestic spirulina culture apparatus
CN202374871U (en) Energy-efficient factory circulating water stichopus japonicus seedling protection facility
CN201301313Y (en) Photosynthetic bacteria culturing device
CN205233161U (en) Indoor aquatic products biological incubation test device
CN104521727B (en) Breeding device for breeding through biogas slurry and breeding method of breeding device
CN203546020U (en) Algae high-density culture apparatus
HRP20170369T1 (en) A system to produce feedstock for biogas production
CN106010951A (en) Household spirulina culture device
CN107980610B (en) Controllable circulating device for stimulating megaalgae spores to diffuse
CN105660349A (en) Novel water-cultivated flower field planting basket
CN207525247U (en) algae culture system
CN202799889U (en) Colorful and water-saving fish tank

Legal Events

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

Effective date: 20181027

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191112

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201027

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210923