RU2759450C1 - Photobioreactor for cultivation of microalgae - Google Patents
Photobioreactor for cultivation of microalgae Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759450C1 RU2759450C1 RU2020135885A RU2020135885A RU2759450C1 RU 2759450 C1 RU2759450 C1 RU 2759450C1 RU 2020135885 A RU2020135885 A RU 2020135885A RU 2020135885 A RU2020135885 A RU 2020135885A RU 2759450 C1 RU2759450 C1 RU 2759450C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- container
- lid
- microalgae
- photobioreactor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G33/00—Cultivation of seaweed or algae
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/04—Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/36—Apparatus for enzymology or microbiology including condition or time responsive control, e.g. automatically controlled fermentors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/02—Photobioreactors
Abstract
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к устройствам для работы с клетками растений, и может быть использовано для выращивания одноклеточных водорослей, преимущественно планктонных.The invention relates to the microbiological industry, namely to devices for working with plant cells, and can be used for growing unicellular algae, mainly planktonic.
Известно устройство для культивирования микроводорослей [RU 2315805 С2, МПК C12M3/02 (2006.01), C12N1/12 (2006.01), опубл. 27.01.2008], которое содержит корпус с крышкой, боковые стенки которого имеют светоотражающие поверхности, и расположенные в корпусе емкости для культивирования микроводорослей, установленные на решетке и соединенные между собой лампы накаливания. Устройство снабжено средством нагревания, расположенным под решеткой, датчиками концентрации суспензии, её температуры и освещенности и трубопроводом для подачи углекислоты в емкости и отвода кислорода из них.A device for the cultivation of microalgae is known [RU 2315805 C2, IPC C12M3 / 02 (2006.01 ) , C12N1 / 12 (2006.01), publ. 01/27/2008], which contains a housing with a lid, the side walls of which have reflective surfaces, and located in the housing containers for the cultivation of microalgae, mounted on the grate and connected to each other incandescent lamps. The device is equipped with a heating means located under the grate, sensors for the concentration of the suspension, its temperature and illumination, and a pipeline for supplying carbon dioxide to containers and removing oxygen from them.
Известно устройство для культивирования хлореллы [RU 2477040 С2, МПК A01G 33/00 (2006.01), опубл. 10.03.2013], которое содержит емкость, выполненную из светопрозрачного материала. Емкость герметично закрыта крышкой и разделена на две секции вертикальной перегородкой, не доходящей до дна и крышки емкости. Крышка оборудована штуцером и газовым клапаном для сброса излишков газа. Система подачи углекислого газа содержит газовый баллон, который оборудован редуктором понижающего давления и соединен с емкостью через шланг, подключенный к штуцеру крышки емкости. В торцах секций установлены водяные насосы, оборудованные подсосом смеси газов, а в противоположных сторонах секций помещены внешние источники света, подключенные к таймеру времени, причем емкость с источниками света закрыта кожухом из светоотражающего материала.Known device for the cultivation of chlorella [RU 2477040 C2, IPC A01G 33/00 (2006.01), publ. 03/10/2013], which contains a container made of translucent material. The container is hermetically sealed with a lid and divided into two sections by a vertical partition that does not reach the bottom and lid of the container. The cover is equipped with a union and a gas valve for venting excess gas. The carbon dioxide supply system contains a gas cylinder, which is equipped with a reducing pressure reducer and is connected to the container through a hose connected to the container lid fitting. At the ends of the sections, water pumps are installed, equipped with a suction of a mixture of gases, and in opposite sides of the sections there are external light sources connected to a time timer, and the container with the light sources is covered with a casing made of reflective material.
Известна установка для выращивания микроводорослей, преимущественно хлореллы [RU 2268923 RU C1, МПК C12M3/02 (2006.01), A01G33/00 (2006.01), C12N1/12 (2006.01), опубл. 27.01.2006], выбранная в качестве прототипа, содержащая каркас, установленную на нем емкость для суспензии микроводорослей. В емкости вертикально установлены цилиндрические стеклянные обечайки, в которых стационарно размещены лампы. Емкость снабжена вентиляторами, установленными под обечайками и служащими для подачи в них воздуха при достижении температуры суспензии, превышающей оптимальную температуру культивирования. Датчик температуры суспензии расположен внутри емкости. Датчики связан с терморегулятором, подключенным к вентиляторам.Known installation for growing microalgae, mainly chlorella [RU 2268923 RU C1, IPC C12M3 / 02 (2006.01), A01G33 / 00 (2006.01), C12N1 / 12 (2006.01), publ. 27.01.2006], selected as a prototype, containing a frame, mounted on it a container for a suspension of microalgae. Cylindrical glass shells are vertically installed in the container, in which lamps are permanently placed. The tank is equipped with fans installed under the shells and serving to supply air to them when the temperature of the suspension exceeds the optimum cultivation temperature. The slurry temperature sensor is located inside the container. The sensors are connected to a thermostat connected to the fans.
Известные устройства не обеспечивают перемешивание суспензии микроводорослей, что влияет на равномерность облученности клеток светом, а следовательно, на их рост и деление.The known devices do not provide mixing of the suspension of microalgae, which affects the uniformity of irradiation of cells with light, and, consequently, their growth and division.
Технический результат предложенного изобретения заключается в создании фотобиореактора для культивирования микроводорослей, обеспечивающего повышение скорости роста и деления микроводорослей.The technical result of the proposed invention is to create a photobioreactor for the cultivation of microalgae, providing an increase in the rate of growth and division of microalgae.
Фотобиореактор для культивирования микроводорослей, также как в прототипе, содержит емкость для суспензии микроводорослей, в которой установлены датчик температуры и вертикальная прозрачная труба, в которой стационарно размещены источники света.The photobioreactor for cultivating microalgae, as in the prototype, contains a container for a suspension of microalgae, in which a temperature sensor is installed and a vertical transparent pipe, in which the light sources are stationary.
Согласно изобретению емкость выполнена цилиндрической, термоизолирована снаружи и снабжена загрузочным, сливным патрубками и крышкой с отверстиями. Через крышку в емкость вставлена прозрачная труба, которая заглушена снизу и сверху. Верхняя часть прозрачной трубы снабжена всасывающим патрубком, который трубопроводом соединен с входом компрессора. На дне емкости расположен барботер с нагнетающим патрубком, выведенным через крышку емкости наружу, который соединен трубопроводом с выходом компрессора. Внутри прозрачной трубы соосно размещена труба меньшего диаметра, выступающий конец которой открыт в атмосферу. На внешних стенках трубы меньшего диаметра равномерно закреплены светодиодные планки красного, синего и белого цвета. К блоку управления подключены компрессор, светодиодные планки и датчик температуры.According to the invention, the container is cylindrical, thermally insulated from the outside and equipped with loading and drain pipes and a lid with holes. A transparent pipe is inserted through the lid into the container, which is plugged from below and from above. The upper part of the transparent pipe is equipped with a suction pipe, which is connected with a pipeline to the compressor inlet. At the bottom of the tank there is a bubbler with a discharge pipe led out through the cover of the tank, which is connected by a pipeline to the outlet of the compressor. Inside the transparent pipe, a pipe of a smaller diameter is coaxially placed, the protruding end of which is open to the atmosphere. Red, blue and white LED strips are evenly fixed on the outer walls of the smaller diameter pipe. A compressor, LED strips and a temperature sensor are connected to the control unit.
Емкость для суспензии может быть выполнена из полиэтилена.The slurry container can be made of polyethylene.
Прозрачная труба может быть выполнена из поликарбоната или полиметилметакрилата, или кварца.The transparent pipe can be made of polycarbonate or polymethyl methacrylate, or quartz.
Барботер может быть выполнен в виде кольцевой трубы с перфорациями.The bubbler can be made in the form of an annular tube with perforations.
Предложенная конструкция фотобиореактора обеспечивает перемешивание суспензии микроводорослей и насыщение её углекислотой воздуха при помощи барботирования. The proposed design of the photobioreactor provides mixing of the suspension of microalgae and its saturation with air carbon dioxide by means of bubbling.
За счет благоприятного спектра излучения светодиодных планок красного, белого и синего цвета происходит более эффективное культивирование микроводорослей. Использование таких светодиодных планок обеспечивает подогрев только при включенном освещении внутри емкости, моделируя естественное природное суточное колебание температуры, а также соотношение продолжительности световой и темновой фаз, благоприятные для разделения периодов роста и деления клеток микроводорослей. Фотобиореактор позволяет регулировать продолжительность освещения и его спектральный состав, определяемый диапазоном рабочих температур с учетом степени отдачи тепла фотобиореактором в окружающую среду и различных фаз жизнедеятельности микроводорослей (рост, деление), более эффективно происходящими при освещении определенными частями спектра или в темновой фазе. Due to the favorable emission spectrum of the red, white and blue LED strips, more efficient cultivation of microalgae occurs. The use of such LED strips provides heating only when the lighting inside the container is on, simulating the natural natural daily fluctuations in temperature, as well as the ratio of the duration of the light and dark phases, favorable for separating the periods of growth and division of microalgae cells. The photobioreactor allows you to adjust the duration of illumination and its spectral composition, determined by the range of operating temperatures, taking into account the degree of heat transfer from the photobioreactor to the environment and various phases of microalgae life (growth, division), which occur more efficiently when illuminated by certain parts of the spectrum or in the dark phase.
На фиг. 1 представлена схема фотобиореактора для культивирования микроводорослейFIG. 1 shows a diagram of a photobioreactor for cultivating microalgae
Фотобиореактор для культивирования микроводорослей содержит полиэтиленовую цилиндрическую емкость 1, которая снабжена крышкой, загрузочным и сливным патрубками. Крышка емкости 1 выполнена со сквозными отверстиями. Снаружи емкость 1 термоизолирована минеральной ватой. Через крышку в емкость 1 вставлена прозрачная труба 2, например, из поликарбоната или полиметилметакрилата или кварца, которая заглушена сверху и снизу. Верхняя часть прозрачной трубы 2, выступающая из емкости 1, снабжена всасывающим патрубком, который трубопроводом соединен с входом компрессора 3. На дне емкости 1 расположен барботер 4 в виде кольцевой трубы с перфорациями и с нагнетающим патрубком 5, выведенным через крышку емкости 1 наружу. Нагнетающий патрубок 5 соединен трубопроводом с выходом компрессора 3. Внутри прозрачной трубы 2 соосно размещена труба 6 меньшего диаметра, на внешней поверхности которой равномерно закреплены светодиодные планки 7 красного, синего и белого цвета. Выступающий из прозрачной трубы 2 конец трубы 6 открыт в атмосферу. К блоку управления 8 (БУ) подключены компрессор 3, светодиодные планки 7 и размещенный внутри емкости датчик температуры (на фиг. 1 не показан). Photobioreactor for cultivation of microalgae contains a polyethylene
В емкость 1 загружают затравку суспензии микроводорослей и питательную среду в таком соотношении, чтобы в полученной смеси концентрация клеток составляла не ниже 10 млн кл./мл. В соответствии с планом культивирования блок управления 8 (БУ) включает светодиодные планки 7 необходимой группы цвета и заданной интенсивности и компрессор 3. Внутрь трубы 6 засасывается воздух из атмосферы, который охлаждает светодиодные планки 7 и попадает через всасывающий патрубок в прозрачной трубе 2 в компрессор, с помощью которого подается через нагнетающий патрубок 5 в барботер 6, а из него – в емкость 1, осуществляя перемешивание и подогрев смеси и выходит через отверстия в крышке емкости 1. С помощью датчика температуры контролируют процесс культивирования, периодически производят отбор пробы на анализ количества клеток. Культивирование считается завершенным при отсутствии дальнейшего увеличения количества клеток.A seed suspension of microalgae and a nutrient medium are loaded into
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020135885A RU2759450C1 (en) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | Photobioreactor for cultivation of microalgae |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020135885A RU2759450C1 (en) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | Photobioreactor for cultivation of microalgae |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2759450C1 true RU2759450C1 (en) | 2021-11-15 |
Family
ID=78607243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020135885A RU2759450C1 (en) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | Photobioreactor for cultivation of microalgae |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2759450C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU224755U1 (en) * | 2024-01-26 | 2024-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет" (ФГБОУ ВО "Дальрыбвтуз") | Photobioreactor for oxygen generation based on microalgae Chlorella vulgaris |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2542567A1 (en) * | 1983-03-17 | 1984-09-21 | Gte Laboratories Inc | Increasing anthocyanin content of fruit and plants |
RU2035505C1 (en) * | 1992-12-15 | 1995-05-20 | Акционерное общество "ДОКА" | Bioreactor for cultivation of photosynthesizing microorganisms |
RU91338U1 (en) * | 2009-06-25 | 2010-02-10 | Михаил Владиславович Куницын | PLANT FOR GROWING MICROALGAE |
RU151251U1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-03-27 | Илья Федорович Котловкер | PLANT FOR GROWING MICROALGAE |
RU151247U1 (en) * | 2014-08-19 | 2015-03-27 | Александр Анатольевич Дидух | CHLORELLA GROWING PLANT |
RU2593905C2 (en) * | 2011-08-05 | 2016-08-10 | Сова Денко К.К. | Method for cultivation of plants and equipment for cultivation of plants |
EA029127B1 (en) * | 2013-09-06 | 2018-02-28 | Вебер Гмбх | Device and method for obtaining phytoplankton (microalgae) |
RU2688371C1 (en) * | 2015-05-13 | 2019-05-21 | Эмилио Александер МАХОНИ | Modular system of photobioreactors for algae cultivation |
-
2020
- 2020-11-02 RU RU2020135885A patent/RU2759450C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2542567A1 (en) * | 1983-03-17 | 1984-09-21 | Gte Laboratories Inc | Increasing anthocyanin content of fruit and plants |
RU2035505C1 (en) * | 1992-12-15 | 1995-05-20 | Акционерное общество "ДОКА" | Bioreactor for cultivation of photosynthesizing microorganisms |
RU91338U1 (en) * | 2009-06-25 | 2010-02-10 | Михаил Владиславович Куницын | PLANT FOR GROWING MICROALGAE |
RU2593905C2 (en) * | 2011-08-05 | 2016-08-10 | Сова Денко К.К. | Method for cultivation of plants and equipment for cultivation of plants |
EA029127B1 (en) * | 2013-09-06 | 2018-02-28 | Вебер Гмбх | Device and method for obtaining phytoplankton (microalgae) |
RU151247U1 (en) * | 2014-08-19 | 2015-03-27 | Александр Анатольевич Дидух | CHLORELLA GROWING PLANT |
RU151251U1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-03-27 | Илья Федорович Котловкер | PLANT FOR GROWING MICROALGAE |
RU2688371C1 (en) * | 2015-05-13 | 2019-05-21 | Эмилио Александер МАХОНИ | Modular system of photobioreactors for algae cultivation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU224755U1 (en) * | 2024-01-26 | 2024-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет" (ФГБОУ ВО "Дальрыбвтуз") | Photobioreactor for oxygen generation based on microalgae Chlorella vulgaris |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2394518C (en) | Photobioreactor | |
US4952511A (en) | Photobioreactor | |
CN101899391B (en) | Special spectrum airlift photobioreactor | |
RU2477040C2 (en) | Plant to cultivate chlorella | |
WO2021088128A1 (en) | Algae culture photobiological reaction kettle and continuous culture reaction system comprising same | |
EP2725092A1 (en) | Device for breeding phototropic micro-organisms | |
RU91338U1 (en) | PLANT FOR GROWING MICROALGAE | |
RU2759450C1 (en) | Photobioreactor for cultivation of microalgae | |
KR100928088B1 (en) | A culture midium for microorganism | |
RU151251U1 (en) | PLANT FOR GROWING MICROALGAE | |
CN207130269U (en) | A kind of bioreactor | |
CN201605272U (en) | Photosynthetic bacterium cultivating pot | |
RU2315805C2 (en) | Device for cultivation of micro-algae | |
RU151247U1 (en) | CHLORELLA GROWING PLANT | |
CN203238266U (en) | Photobioreactor device for culturing microalgae in high density | |
RU198017U1 (en) | PHOTOBIORORACTOR CAMERA | |
RU82457U1 (en) | MULTI-CELL DEVICE FOR CULTIVATION AND EXPERIMENTS WITH MICROWATERS | |
RU179650U1 (en) | MOBILE PLANT FOR GROWING MICROALGAE | |
RU59055U1 (en) | DEVICE FOR BIOTESTING | |
RU177879U1 (en) | PHOTOTROPHIC GROWTH STIMULANT | |
CN209511731U (en) | A kind of LED light device for cultivating tangleweed | |
RU167418U1 (en) | INSTALLATION FOR CULTIVATION OF MICROWEEDS | |
CN203833923U (en) | Autotrophic micro-alga closed type culturing and alga-taking device | |
CN213388602U (en) | Little algae culture rack | |
CN105532314A (en) | Low-concentration carbon dioxide incubator for basic scientific research and control method |