RU2753766C1 - Biocomplex for production of chlorella - Google Patents

Biocomplex for production of chlorella Download PDF

Info

Publication number
RU2753766C1
RU2753766C1 RU2020108350A RU2020108350A RU2753766C1 RU 2753766 C1 RU2753766 C1 RU 2753766C1 RU 2020108350 A RU2020108350 A RU 2020108350A RU 2020108350 A RU2020108350 A RU 2020108350A RU 2753766 C1 RU2753766 C1 RU 2753766C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chlorella
biomass
microalgae
growing
bowl
Prior art date
Application number
RU2020108350A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анастасия Геннадьевна Чистякова
Светлана Валерьевна Ильвицкая
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет по землеустройству"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет по землеустройству" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет по землеустройству"
Priority to RU2020108350A priority Critical patent/RU2753766C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753766C1 publication Critical patent/RU2753766C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • 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
    • C12M1/42Apparatus for the treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves
    • 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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of biotechnology for the agroindustrial complex, in particular, to designing and equipping complexes intended for cultivation of microalgae. The autonomous biocomplex for production of chlorella comprises a cattle barn equipped with a feed preparation assembly and an organic waste storage configured to process and deliver the waste, silos, a chlorella and microalgae growing block. The biocomplex has an open tank with a water supply system and consists of an administrative block and a production block of the building with laboratories and a storage tank. The chlorella and microalgae growing block is formed by open-type bioreactors and a multi-level vertical growing house serving as a closed photobioreactor. The multi-level vertical growing house consists of closed photobioreactors for growing chlorella. The growing house is located in the centre of the building through a passage and is equipped with supply and exhaust ventilation chambers for ventilation of chlorella, located in the basement of the production block. Biogas units for heating reactors are located on the lower level of the growing house. Each open-type bioreactor has a supply and exhaust unit with heat recovery and humidification for ventilation of chlorella and is made in the form of a reinforced concrete bowl with a wind generator installed in the centre of the bowl for additional power generation for mixing and purging biomass through pipes with nozzles. A pump for purging the biomass with carbon dioxide is located at the bottom of each bowl, wherein all open-type bioreactors are located on the slope on both sides of the production block with laboratories at different levels and are interconnected by pipes configured for free flow of the biomass of chlorella, microalgae through pipes from one bowl to another under the impact of gravity. A part of the resulting biomass is therein transferred as feed for cattle and into the silos by means of delivery means, a part of the resulting organic fertiliser is returned to the bioreactors by means of delivery means to create a nutrient medium, and the remaining part thereof is supplied to the biogas units wherein the biomass releases energy by fermentation for heating the reactors.
EFFECT: invention ensures the achievement of the technical result consisting in increasing productivity, improving the quality of the resulting products while simultaneously conserving the environment and expanding the range of technological capabilities.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к агропромышленному комплексу, в частности к проектированию комплексов, предназначенных для выращивания микроводорослей.The invention relates to an agro-industrial complex, in particular to the design of complexes for growing microalgae.

В последнее время в различных отраслях сельского хозяйства актуальным направлением становится использование ресурсосберегающих технологий. Одним из таких направлений служит использование в качестве витаминно-кормовой добавки и профилактического средства против болезней биомассы такой микроводоросли, как хлорелла [1].Recently, in various sectors of agriculture, the use of resource-saving technologies has become a topical direction. One of these areas is the use of such microalgae as chlorella as a vitamin feed supplement and a prophylactic agent against biomass diseases [1].

Биомасса водорослей, получаемая при культивировании под открытым небом, используется для изучения их кормовых достоинств как источника белка и физиологически активных соединений. Положительные результаты свидетельствуют необходимости проведения дальнейшей исследовательской работы и последующего внедрения в производство [2].The biomass of algae obtained during cultivation in the open air is used to study their nutritional benefits as a source of protein and physiologically active compounds. Positive results indicate the need for further research work and subsequent implementation in production [2].

Вместе с тем в более широком плане разработка способов промышленного культивирования одноклеточных фотосинтезирующих микроводорослей является одним из путей введения процесса фотосинтеза в промышленное производство. Последствия такого явления своеобразной индустриализации фотосинтеза трудно переоценить [3].At the same time, in a broader sense, the development of methods for the industrial cultivation of unicellular photosynthetic microalgae is one of the ways of introducing the process of photosynthesis into industrial production. It is difficult to overestimate the consequences of such a phenomenon of a kind of industrialization of photosynthesis [3].

Таким образом, использование хлореллы во многих производственных ветвях деятельности общества даст положительные результаты, такие как повышение продуктивности, улучшение качества получаемой продукции, увеличение прибыли, что в дальнейшем может привести многие отрасли к переходу на более новый и высокий уровень развития, при этом снижая негативное воздействие на окружающую среду. Но для дальнейшей работы в данной области необходимо биокомплексы, в которых есть возможности не только для производства микроводоросли, но и для ее исследования и дальнейшего продвижения в различных отраслях.Thus, the use of chlorella in many production branches of society will give positive results, such as increasing productivity, improving the quality of the products obtained, increasing profits, which in the future can lead many industries to transition to a new and higher level of development, while reducing the negative impact on the environment. But for further work in this area, biocomplexes are needed, in which there are opportunities not only for the production of microalgae, but also for its research and further advancement in various industries.

Важные условия для продуктивного биотехнологического производства хлореллы - это солнечный свет, тепло, вода, питательная среда, насыщенная микроэлементами, и углекислый газ. Поддержание данных параметров обеспечивается благодаря современным системам автоматического управления мощностью системы обогрева на основе биогаза, исполнительными механизмами режима питания минеральными веществами, досвечивания искусственными источниками освещения, концентрации углекислого газа и другим инженерным оборудованием [4].Sunlight, heat, water, micronutrient nutrient media and carbon dioxide are important conditions for productive biotechnological production of chlorella. The maintenance of these parameters is ensured thanks to modern systems of automatic control of the power of the heating system based on biogas, actuators of the regime of feeding with minerals, supplementary lighting with artificial sources of illumination, concentration of carbon dioxide and other engineering equipment [4].

Энергия ветра преобразуется ветроэнергетическими установками (ВЭУ) в механическую энергию, для работы водяных насосов, подвижных сопел для продувки и сбора хлореллы, а также в зимнее время для производства электроэнергии, когда основные чаши для летнего производства хлореллы не используются, а предприятие имеет повышенное энергопотребление. Таким образом, автоматизация и механизация технологических процессов позволит увеличить объемы данного производства и сделать его круглосуточным и круглогодичным.Wind energy is converted by wind turbines (WPPs) into mechanical energy, for the operation of water pumps, movable nozzles for blowing and collecting chlorella, as well as in winter for electricity production, when the main bowls for summer chlorella production are not used and the plant has increased energy consumption. Thus, automation and mechanization of technological processes will increase the volume of this production and make it round-the-clock and year-round.

Известно устройство - плавучий биореактор, включающий в себя один установленный на поверхности водоема герметичный контейнер из мягкого светопроницаемого полимерного материала с трубопроводами с запорной арматурой для загрузки исходных сырьевых компонентов, разгрузки микроводорослей и подачи и отбора газов из контейнера. Контейнер снабжен горизонтальным каркасом в форме поверхности кругового полого цилиндра, основания которого посредством стержней соединены между собой по образующим. На одной оси с каркасом смонтирован вал. Трубопроводы для загрузки исходных сырьевых компонентов и подачи газов, а также разгрузки микроводорослей и отбора газов смонтированы в основаниях каркаса контейнера. Биореактор снабжен понтоном, шарнирно сочлененным с контейнером посредством одноплечих рычагов, смонтированных на валу контейнера с возможностью его свободного вращения и качания по вертикали [5]. Однако известный биореактор для выращивания микроводорослей имеет существенные недостатки. Светопроницаемый полимерный материал имеет достаточно низкий показатель рассеивания света, поэтому микроводорослям может быть недостаточно солнечного света для полноценного произрастания. Верхняя поверхность биореактора зарастает водорослями, и очистка поверхностей для поддержания их светопропускной способности ведет к удорожанию конечного продукта и усложнению конструкции. К тому же данный биореактор, расположенный в водоеме, не имеет приспособлений для того, чтобы часто снимать урожай готовой продукции и быстро транспортировать ее непосредственно к потребителю. А также данный биореактор использует традиционные источники энергии, вместо альтернативных.A device is known - a floating bioreactor, which includes one sealed container installed on the surface of the reservoir made of a soft translucent polymer material with pipelines with shutoff valves for loading the initial raw materials, unloading microalgae and supplying and withdrawing gases from the container. The container is equipped with a horizontal frame in the form of the surface of a circular hollow cylinder, the bases of which are connected by means of rods along generatrices. A shaft is mounted on one axis with the frame. The pipelines for loading the initial raw materials and supplying gases, as well as unloading microalgae and sampling gases are mounted in the bases of the container frame. The bioreactor is equipped with a pontoon articulated with the container by means of single-arm levers mounted on the container shaft with the possibility of its free rotation and vertical swing [5]. However, the known bioreactor for growing microalgae has significant disadvantages. The light-permeable polymer material has a fairly low light scattering index, so microalgae may not have enough sunlight for full growth. The upper surface of the bioreactor is overgrown with algae, and cleaning the surfaces to maintain their light transmittance increases the cost of the final product and complicates the design. In addition, this bioreactor, located in a reservoir, does not have devices in order to often harvest the finished product and quickly transport it directly to the consumer. Also, this bioreactor uses traditional energy sources instead of alternative ones.

Известен наиболее близкий способкультивирования микроводорослей, включающий две стадии альголизации, из которых вторую стадию осуществляют в открытых водоемах при внесении первичного инокулята культуры, преимущественно Chlorella vulgaris BIN, отличающийся тем, что на первой стадии производят альголизацию первичным инокулятом, полученным в фотобиореакторе, синхронно или со сдвигом по времени многофункциональных закрытых бассейнов со светопроницаемыми ограждениями; выращивают вторичный инокулят, при этом культивирование начинают в весенний период при среднесуточной температуре воды в бассейнах в диапазоне 12-18°С; вторую стадию культивирования микроводорослей начинают путем отбора из бассейнов вторичного инокулята при температуре воды в открытых водоемах 12-18°С и продолжают его подачу в открытые водоемы; также частично отбирают вторичный инокулят из бассейна в качестве готового продукта в весенний и осенний периоды при температуре воды в них в диапазоне 8-12°С, при этом в многофункциональные бассейны добавляют равное количество воды с растворенными в ней биогенами. [6] Особенность данного способа в том, что для подогрева бассейнов в качестве теплоносителя используют канализационные стоки и/или сбросные воды систем отопления. Его недостаток в том, что этот способ не является автономным, подогрев хлореллы зависит от внешних факторов, а также в открытом водоеме нельзя проконтролировать качество растущей хлореллы, если в дальнейшем предусматривать ее использование в пищевой, медицинской и косметических отраслях.The closest method of cultivation of microalgae is known, including two stages of algolization, of which the second stage is carried out in open reservoirs with the introduction of the primary inoculum of the culture, mainly Chlorella vulgaris BIN, characterized in that at the first stage algolization is carried out with the primary inoculum obtained in the photobioreactor, synchronously or with a shift timed multifunctional indoor pools with translucent fences; a secondary inoculum is grown, while the cultivation begins in the spring at an average daily water temperature in the pools in the range of 12-18 ° C; the second stage of cultivation of microalgae begins by collecting secondary inoculum from the pools at a water temperature in open reservoirs of 12-18 ° C and continues to supply it to open reservoirs; Also, a secondary inoculum is partially taken from the pool as a finished product in the spring and autumn periods at a water temperature in them in the range of 8-12 ° C, while an equal amount of water with nutrients dissolved in it is added to the multifunctional pools. [6] The peculiarity of this method is that sewage and / or waste water from heating systems is used as a heat carrier for heating swimming pools. Its disadvantage is that this method is not autonomous, heating of chlorella depends on external factors, and it is also impossible to control the quality of growing chlorella in an open reservoir, if it is envisaged in the future to use it in the food, medical and cosmetic industries.

Цель предлагаемого изобретения - создание комплекса, техническое оснащение которого способно обеспечить условия для автономного и безотходного сельскохозяйственного производства на основе микроводорослей.The purpose of the present invention is to create a complex, the technical equipment of which is capable of providing conditions for autonomous and waste-free agricultural production based on microalgae.

Задачи изобретения: обеспечить безотходность и автономность производства микроводорослей, удешевить себестоимость хлореллы за счет предложенной технологии, создать благоприятные условия для улучшения экологической обстановки, увеличить рентабельность сельскохозяйственного производства Российской Федерации, снизить потребление топливно-энергетических ресурсов за счет использования альтернативных источников энергии и впоследствии получать животноводческую продукцию высокого качества.Objectives of the invention: to ensure waste-free and autonomous production of microalgae, to reduce the cost of chlorella due to the proposed technology, to create favorable conditions for improving the environmental situation, to increase the profitability of agricultural production in the Russian Federation, to reduce the consumption of fuel and energy resources through the use of alternative energy sources and subsequently receive livestock products High Quality.

Биокомплекс по производству хлореллы представляет собой совокупность установок закрытого и открытого типа по выращиванию хлореллы при помощи автоматизированной и механизированной безотходной технологии с замкнутым циклом производства (обогрев хлореллы в качестве корма для животноводства за счет энергии, получаемой из отходов животноводческой деятельности, и при функционировании эффективных ветроэнергетических установок) является полностью автономным и безотходным, чем отличается от наиболее близких прототипов (фиг. 1).The biocomplex for the production of chlorella is a set of closed and open-type plants for growing chlorella using automated and mechanized waste-free technology with a closed production cycle (heating chlorella as feed for animal husbandry using energy obtained from animal waste, and with the operation of efficient wind power plants ) is completely autonomous and waste-free, which differs from the closest prototypes (Fig. 1).

Сооружение биокомплекса состоит из двух блоков: административный блок 1 и промышленный блок 2, включающий себя лаборатории 8, в которых проводятся исследования микроводорослей, и накопительный бак 9 для аварийной подачи воды в открытые реакторы (фиг. 2).The construction of the biocomplex consists of two blocks: an administrative block 1 and an industrial block 2, which includes laboratories 8, where microalgae research is carried out, and a storage tank 9 for emergency water supply to open reactors (Fig. 2).

Все помещения с постоянным пребыванием людей запроектированы примыкающими к фасаду здания и обеспечены естественным освещением (фиг. 2). От каждой лаборатории 8 вниз по склону располагаются в разных уровнях реакторы открытого типа 4 для выращивания хлореллы, ее биомасса свободно по трубам перетекает из одной чаши в другую под воздействием силы тяжести (фиг. 1). Посередине в чашах установлены ветрогенераторы 12 для дополнительной выработки энергии для перемешивания и продувки биомассы трубами с соплами 10, внизу чаши расположен насос 11 для продувки биомассы углекислым газом (фиг. 3), в центре здания через переход находится многоуровневая вертикальная теплица (закрытый фотобиореактор) 3, представляющая собой закрытые реакторы для выращивания хлореллы, на нижнем уровне теплицы расположены биогазовые установки 7 (фиг. 2).All premises with constant presence of people are designed adjacent to the facade of the building and provided with natural light (Fig. 2). From each laboratory 8 down the slope are located at different levels open-type reactors 4 for growing chlorella, its biomass flows freely through pipes from one bowl to another under the influence of gravity (Fig. 1). Wind generators 12 are installed in the middle in the bowls for additional energy production for mixing and blowing the biomass with pipes with nozzles 10, at the bottom of the bowl there is a pump 11 for blowing the biomass with carbon dioxide (Fig. 3), in the center of the building through the passage there is a multi-level vertical greenhouse (closed photobioreactor) 3 , which is a closed reactor for growing chlorella, biogas plants 7 are located at the lower level of the greenhouse (Fig. 2).

Из закрытых 3 и открытых 4 реакторов одна часть выращенной хлореллы поступает на корм крупному рогатому скоту в коровник 5, а другая (в качестве запаса) - в силосные башни 5 (фиг. 1), затем в результате ферментативной и микробиологической переработки организмом скота образуется органическое удобрение, часть которого возвращается в реакторы 3, 4 для создания питательной среды, а остальная часть поступает в биогазовые установки 7, где биомасса путем брожения выделяет энергию для подогрева реакторов 3, 4 (фиг. 1).From closed 3 and open 4 reactors, one part of the grown chlorella goes to feed the cattle in the barn 5, and the other (as a reserve) - to the silos 5 (Fig. 1), then as a result of enzymatic and microbiological processing by the body of livestock, organic fertilizer, part of which is returned to reactors 3, 4 to create a nutrient medium, and the rest goes to biogas plants 7, where biomass by fermentation releases energy for heating reactors 3, 4 (Fig. 1).

Принципиальная схема такого культивирования состоит в выращивании водорослей в жидких питательных средах в бассейнах, лотках и других емкостях с различными способами перемешивания, подачи углекислоты и использованием солнечного света. [7]The basic scheme of such cultivation consists in growing algae in liquid nutrient media in pools, trays and other containers with various methods of mixing, supplying carbon dioxide and using sunlight. [7]

Для устройства «перевернутого» и верхнего куполов накопительного бака и реакторов открытого типа для выращивания хлореллы используются железобетонные конструкции (фиг. 3), в которых отношение стрелы подъема купола к диаметру - не менее 0,2, толщина стенки монолитных куполов -одна шестисотая, но не менее 5 см, а толщина железобетона - 25 см. Армирование купола в меридиональном направлении устанавливают из расчета сечений на внецентренное сжатие (совместное воздействие меридионального продольного усилия и меридионального момента). Кольцевая арматура подбирается по величине кольцевого усилия, стенку купола армируют обычно сеткой, в которой стержни одного направления воспринимают меридиональные усилия, а стержни другого - кольцевые. Около примыкания купола к опорному кольцу для восприятия опорных изгибающих моментов ставят дополнительную арматуру, опорное кольцо рассчитывают на растяжение, так как все усилие передается на кольцевую арматуру опорного кольца, эту арматуру целесообразно подвергать предварительному напряжению, что позволит благодаря применению высокопрочной стали сократить ее расход, повысить трещиностойкость опорного кольца и уменьшить распор купола. Напрягаемая арматура располагается в каналах или наматывается на боковую грань опорного кольца с последующим нанесением защитного слоя бетона торкретированием. Сборные купола монтируют из криволинейных меридиональных ребристых элементов, материалы конструкции состоят из пленки ПВХ, подкладочного материала, выравнивающей цементно-песчаной стяжки 20 мм, железобетонного днища 250 мм, утеплителя 30 мм, подстилающего слоя 70 мм.For the device of the "inverted" and upper domes of the storage tank and open-type reactors for growing chlorella, reinforced concrete structures are used (Fig. 3), in which the ratio of the boom lifting the dome to the diameter is not less than 0.2, the wall thickness of monolithic domes is one six hundredth, but not less than 5 cm, and the thickness of reinforced concrete - 25 cm. Reinforcement of the dome in the meridional direction is set on the basis of cross-sections for eccentric compression (combined effect of meridional longitudinal force and meridional moment). The annular reinforcement is selected according to the magnitude of the annular force, the dome wall is usually reinforced with a mesh, in which the rods of one direction perceive meridian forces, and the rods of the other - annular. Additional reinforcement is placed near the abutment of the dome to the support ring for the perception of supporting bending moments, the support ring is calculated for tension, since all the force is transferred to the annular reinforcement of the support ring, it is advisable to subject this reinforcement to prestress, which will allow, thanks to the use of high-strength steel, to reduce its consumption, increase crack resistance of the support ring and reduce the spacing of the dome. The tensioned reinforcement is located in the channels or is wound on the side face of the support ring, followed by the application of a protective layer of concrete by gunning. Prefabricated domes are mounted from curvilinear meridional ribbed elements, construction materials consist of PVC film, lining material, leveling cement-sand screed 20 mm, reinforced concrete bottom 250 mm, insulation 30 mm, base layer 70 mm.

В соответствии с технологией проектом предусмотрен ввод водопровода Ду 50 мм в открытый резервуар 4, обеспечивающий подачу воды для залива и долива ее в чашу. Труба 15 заканчивается фланцем, вышеуказанный диаметр обеспечивает аварийное заполнение чаши бассейна в течении 24 часов (фиг. 3). Давление на вводе не превышает 4 атм, так как оно обеспечивается путем установки регулятора давления. Требуемый ежесуточный расход воды от промывки фильтров составляет 14,2 м3/сут.In accordance with the technology, the project provides for the introduction of a water supply system of DN 50 mm into an open tank 4, which provides water for filling and refilling it into the bowl. The pipe 15 ends with a flange, the above diameter provides emergency filling of the pool bowl within 24 hours (Fig. 3). The inlet pressure does not exceed 4 atm, as it is provided by installing a pressure regulator. The required daily water consumption from washing the filters is 14.2 m 3 / day.

Подогрев хлореллы в зимний период в реакторах осуществляется посредством биогазовых установок 7, расположенных в самом здании теплицы на нижнем этаже (фиг. 2).Chlorella is heated in the reactors in winter by means of biogas plants 7 located in the greenhouse building itself on the lower floor (Fig. 2).

Вентиляция хлореллы в теплице (закрытом реакторе) происходит посредством приточно-вытяжных вентиляционных камер 13, расположенных в подвале производственного здания (фиг. 2), в открытых реакторах вентиляция хлореллы осуществляется с помощью приточно-вытяжных установок 14 с рекуперацией и увлажнением (фиг. 3).Ventilation of chlorella in the greenhouse (closed reactor) occurs by means of supply and exhaust ventilation chambers 13 located in the basement of the industrial building (Fig. 2), in open reactors chlorella ventilation is carried out using supply and exhaust units 14 with recuperation and humidification (Fig. 3) ...

Таким образом, использование предлагаемого устройства по производству хлореллы совместно с применением высокотехнологичных способов выработки энергии из альтернативных источников и современных материалов и конструкций выведет современное сельское хозяйство на новый уровень за счет экологичности и энергоэффективности.Thus, the use of the proposed device for the production of chlorella together with the use of high-tech methods of generating energy from alternative sources and modern materials and structures will bring modern agriculture to a new level due to environmental friendliness and energy efficiency.

Технология бассейнового (открытого) производства не требует высоких финансовых вложений и адаптирована к расширению производственных мощностей, а также способна давать большие выходы биомассы.The technology of pool (open-air) production does not require high financial investments and is adapted to the expansion of production capacities, and is also capable of producing large yields of biomass.

Исходя из приведенных выше исследований, хлорелла может служить в качестве основного корма и в качестве пищевой добавки в корм животных и, как минимум, профилактическим гомеопатическим средством, особенно в виде суспензии, так как почти половина водорастворимых витаминов находится в водной среде. Себестоимость культивирования данной микроводоросли при использовании данного биокомплекса составляет от 50 коп. до 1 рубля за литр, в то время как себестоимость килограмма сена варьируется около 8 рублей. Урожай хлореллы можно снимать каждый день или два раза в день в зависимости от технологии. Биомасса хлореллы при этом превышает биомассу травы в 10 раз.Based on the above studies, chlorella can serve as a staple food and as a food additive in animal feed and as a minimum as a preventive homeopathic remedy, especially in the form of a suspension, since almost half of the water-soluble vitamins are in the aquatic environment. The cost of cultivating this microalga when using this biocomplex is from 50 kopecks. up to 1 ruble per liter, while the cost of a kilogram of hay varies around 8 rubles. Chlorella can be harvested every day or twice a day depending on the technology. At the same time, the biomass of chlorella exceeds the biomass of grass by 10 times.

Источники информацииSources of information

1. Селяметов Р.А. Эффективность использования суспензии хлореллы при откорме животных / Р.А. Селяметов, И.Ч. Чимкентбаев // Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве: материалы конф. - Ташкент: Фан УзССР, 1980 - С. 77.1. Selyametov R.A. The effectiveness of using a suspension of chlorella when fattening animals / R.A. Selyametov, I. Ch. Chimkentbaev // Cultivation and application of microalgae in the national economy: materials of the conf. - Tashkent: Fan UzSSR, 1980 - P. 77.

2. Лукьянов В.А., Стифеев А.И., Горбунова С.Ю. Научно обоснованное культивирование микроводорослей / В.А. Лукьянов, А.И. Стифеев, С.Ю. Горбунова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2013, № 9, с. 55-57.2. Lukyanov V.A., Stifeev A.I., Gorbunova S.Yu. Scientifically grounded cultivation of microalgae / V.A. Lukyanov, A.I. Stifeev, S.Yu. Gorbunova // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. 2013, No. 9, p. 55-57.

3. Музафаров A.M. Культивирование и применение микроводорослей / A.M. Музафаров, Т.Т. Таубаев. - Ташкент: Фан УзССР, 1984 - 136 с.3. Muzafarov A.M. Cultivation and application of microalgae / A.M. Muzafarov, T.T. Taubaev. - Tashkent: Fan UzSSR, 1984 - 136 p.

4. Баадер В., Доне Е., Бренндерфер М. Биогаз. Теория и практика (1982). Перевод с немецкого и предисловие М.И. Серебряного.4. Baader V., Done E., Brennderfer M. Biogas. Theory and Practice (1982). Translated from German and preface by M.I. Silver.

5. RU 2491330.5. RU 2491330.

6. RU 2497944.6. RU 2497944.

7. Патент СССР № 4624169/13, 15.02.1992. Способ выращивания микроводорослей. Патент СССР № 699014. 1988 Бюл. № 6 / Журавлев, Г.Н. Макаров, А. Рахимов, X. Якубов, Т. Васигов, В.А. Киселев.7. USSR patent No. 4624169/13, 15.02.1992. Method for growing microalgae. USSR patent No. 699014. 1988 Byul. No. 6 / Zhuravlev, G.N. Makarov, A. Rakhimov, X. Yakubov, T. Vasigov, V.A. Kiselev.

Claims (1)

Автономный биокомплекс по производству хлореллы, включающий животноводческий коровник, имеющий узел кормоприготовления и накопитель органических отходов с возможностью их переработки и доставки, силосные башни, блок выращивания хлореллы и микроводорослей, отличающийся тем, что биокомплекс имеет открытый резервуар с системой водопровода и состоит из административного блока и имеющего лаборатории и накопительный бак производственного блока сооружения, блок выращивания хлореллы и микроводорослей образован биореакторами открытого типа и выполняющей функцию закрытого фотобиореактора многоуровневой вертикальной теплицей, состоящей из закрытых фотобиореакторов для выращивания хлореллы, причем теплица размещена в центре здания через переход и снабжена расположенными в подвале производственного блока приточно-вытяжными вентиляционными камерами для вентиляции хлореллы, а на нижнем уровне теплицы расположены биогазовые установки для подогрева реакторов, каждый биореактор открытого типа имеет приточно-вытяжную установку с рекуперацией и увлажнением для вентиляции хлореллы и выполнен в виде чаши из железобетона с установленным по центру чаши ветрогенератором для дополнительной выработки энергии для перемешивания и продувки биомассы через трубы с соплами, а внизу чаши расположен насос для продувки биомассы углекислым газом, при этом все биореакторы открытого типа размещены по склону по обе стороны от производственного блока с лабораториями на разных уровнях и соединены между собой трубами с возможностью свободного перетока биомассы хлореллы, микроводорослей по трубам из одной чаши в другую под воздействием силы тяжести, причем часть готовой биомассы посредством средств доставки направляется на корм крупному рогатому скоту и в силосные башни, а часть готового органического удобрения посредством средств доставки возвращена в биореакторы для создания питательной среды, а остальная часть его поступает в биогазовые установки, где биомасса путем брожения выделяет энергию для подогрева реакторов.An autonomous biocomplex for the production of chlorella, including a livestock barn with a feed preparation unit and a storage facility for organic waste with the possibility of processing and delivery, silos, a unit for growing chlorella and microalgae, characterized in that the biocomplex has an open reservoir with a water supply system and consists of an administrative unit and with a laboratory and a storage tank for the production block of the facility, the block for growing chlorella and microalgae is formed by open-type bioreactors and a multi-level vertical greenhouse serving the function of a closed photobioreactor, consisting of closed photobioreactors for growing chlorella, and the greenhouse is located in the center of the building through the passage and is equipped with located in the basement of the production block supply and exhaust ventilation chambers for ventilation of chlorella, and at the lower level of the greenhouse there are biogas plants for heating reactors, each open-type bioreactor has an inflow an internal exhaust unit with recuperation and humidification for ventilation of chlorella and is made in the form of a bowl made of reinforced concrete with a wind generator installed in the center of the bowl for additional energy production for mixing and blowing biomass through pipes with nozzles, and at the bottom of the bowl there is a pump for blowing biomass with carbon dioxide, when all open bioreactors are located on the slope on both sides of the production block with laboratories at different levels and are interconnected by pipes with the possibility of free flow of biomass of chlorella, microalgae through pipes from one bowl to another under the influence of gravity, and part of the finished biomass by means of delivery is sent to cattle feed and silos, and part of the finished organic fertilizer is returned by means of delivery vehicles to bioreactors to create a nutrient medium, and the rest goes to biogas plants, where biomass releases energy by fermentation for heating reactors.
RU2020108350A 2020-02-27 2020-02-27 Biocomplex for production of chlorella RU2753766C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108350A RU2753766C1 (en) 2020-02-27 2020-02-27 Biocomplex for production of chlorella

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108350A RU2753766C1 (en) 2020-02-27 2020-02-27 Biocomplex for production of chlorella

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753766C1 true RU2753766C1 (en) 2021-08-23

Family

ID=77460363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020108350A RU2753766C1 (en) 2020-02-27 2020-02-27 Biocomplex for production of chlorella

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753766C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115400507A (en) * 2022-08-12 2022-11-29 广州冠粤路桥检测有限公司 Air generator based on test detection

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1296446B (en) * 1966-11-26 1969-05-29 Meier Josef Manure removal system
WO1994007993A1 (en) * 1992-10-07 1994-04-14 Conservatoire National Des Arts Et Metiers Method of producing microalgae
RU2268581C2 (en) * 2000-07-27 2006-01-27 Михаил Дмитриевич Лалайкин Integral method for waste-free agricultural production
US7810454B2 (en) * 2005-06-02 2010-10-12 Alain Christian Michel Guy Boulant Animal breeding plant
RU2536449C1 (en) * 2013-07-18 2014-12-27 Александр Адамович Лемешевский Biocomplex
RU2542301C1 (en) * 2013-07-18 2015-02-20 Александр Адамович Лемешевский Biocomplex

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1296446B (en) * 1966-11-26 1969-05-29 Meier Josef Manure removal system
WO1994007993A1 (en) * 1992-10-07 1994-04-14 Conservatoire National Des Arts Et Metiers Method of producing microalgae
RU2268581C2 (en) * 2000-07-27 2006-01-27 Михаил Дмитриевич Лалайкин Integral method for waste-free agricultural production
US7810454B2 (en) * 2005-06-02 2010-10-12 Alain Christian Michel Guy Boulant Animal breeding plant
RU2536449C1 (en) * 2013-07-18 2014-12-27 Александр Адамович Лемешевский Biocomplex
RU2542301C1 (en) * 2013-07-18 2015-02-20 Александр Адамович Лемешевский Biocomplex

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115400507A (en) * 2022-08-12 2022-11-29 广州冠粤路桥检测有限公司 Air generator based on test detection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201176435Y (en) Two-row strong rotating solar methane tank
US20060035370A1 (en) Multi-layered photobioreactor and method of culturing photosynthetic microorganisms using the same
CN101280271A (en) Production unit for microalgae industrialization and method for producing microalgae
CN103704166B (en) Building structure with storied house built on ground and zoology circulating water fish-farming workshop built underground
CN102140856A (en) Design method of energy ecological greenhouse
Dębowski et al. Microalgae–cultivation methods
CN102618434B (en) High-efficiency microalgae culturing device based on plant bionics
AU2012202790A1 (en) Algae Culture System
CN103960113A (en) Full-automatic factory pond multi-layered classified cultivation
CN104956951A (en) All-weather all-region cycling ecological agriculture system
CN202603400U (en) Circular factory seawater fish farming system
CN100389097C (en) Assembled movable manure producing and energy source utilizing apparatus
RU2753766C1 (en) Biocomplex for production of chlorella
CN101906380B (en) Seal type pipeline culture device of bait microalgae and microalgae pipeline culture method
CN201729830U (en) Sealed pipeline culturing device for bait microalgae
CN104480178A (en) Method for rapidly accumulating astaxanthin by forcing haematococcus pluvialis
CN202107700U (en) Separate two-phase anaerobic fermentation device
CN201890831U (en) Greenhouse biogas manure fermenter
CN100435623C (en) A method for breeding spirulina
CN2269394Y (en) Solar energy methane generating pit
CN202152341U (en) Natural kinetic energy methane production synthesizing bank
CN2764771Y (en) Comprehensive development and utilization apparatus for organic, ecological and environment-friendly biogas energy source
CN202465661U (en) Microalgae breeding tubular membrane device
CN201786056U (en) Ten-in-one low-carbon cyclic ecological greenhouse
KR20110095989A (en) Culture methods of microalgae and environmental variation to transfer lipids