WO2021215961A1

WO2021215961A1 - Фотобиореактор для культивирования одноклеточных водорослей

Info

Publication number: WO2021215961A1
Application number: PCT/RU2020/050385
Authority: WO
Inventors: Евгений Николаевич ВАУЛИН; Николай Евгеньевич ВАУЛИН; Александр Львович ПОГОРЕЛЬСКИЙ; Илья Александрович ПОГОРЕЛЬСКИЙ
Original assignee: Vaulin Evgenij Nikolaevich; Vaulin Nikolaj Evgenevich; Pogorelskij Aleksandr Lvovich; Pogorelskij Ilya Aleksandrovich
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-10-28

Abstract

Полезная модель относится к микробиологической промышленности, а именно к фотобиореактору для культивирования одноклеточных водорослей, например хлореллы. Техническим результатом является увеличение энергоэффективности, за счет достижения требуемого уровня освещения клеток культивируемого микроорганизма и обеспечения равномерного облучения по всему объему ёмкости. Фотобиореактор для культивирования одноклеточных водорослей, содержащий ёмкость c питательной средой, систему подвода биораствора и слива готовой суспензии, причем ёмкость выполнена цилиндрической формы и светопрозрачной, причем источник освещения выполнен в виде спирально намотанной на ёмкость ленты, со светодиодными источниками излучения, направленными внутрь фотобиореактора.

Description

Фотобиореактор для культивирования одноклеточных водорослей

Область техники

Полезная модель относится к микробиологической промышленности, а именно к фотобиореактору для культивирования одноклеточных водорослей, например хлореллы.

Уровень техники

В настоящее время, широко известны установки для выращивания водорослей, в которых в качестве источников излучения применяются лампы накаливания или люминесцентные лампы, например, как описано в патентных заявках: GB 2469198 (A), CN101402915 (А),

FR2678946 (А1 ), JPH0723767 (A), JP2006014627 (А),

JP2006014628 (A), US3224143 (А). Технической проблемой существующих конструкций является применение низко энергоэффективных источников облучения: ламп накаливания и люминесцентных ламп. Другой связанной технической проблемой является форма ёмкости фотобиореактора, которая делает не возможным равномерное облучение водорослей по всему объему фотобиореактора, то есть тоже низкая энерго эффективность. Например, ёмкость в форме прямоугольного параллелепипеда создает большие потери источника излучения в углах резервуаров .

Наиболее близким по технической сущности является фотобиореактор, описанный в следующем источнике информации: «Моделирование системы регулирования температуры в биореакторе для выращивания микроводоросли Chlorella», С.И. Ефремкин, Б.М. Грицун, А. В. Савчиц, Инженерный вестник Дона, N^?4, 2018, доступно по адресу www. ivcion,ru/ru/magazine/archive/n4y2018/S426) , Описанный в этом документе фотобиореактор содержит герметичную непрозрачную ёмкость, причем освещение осуществляется при помощи светодиодных лент, установленных вертикально внутри ёмкости.

Сущность полезной модели

Техническим результатом является повышение энергоэффективости фотобиореактора .

Целью заявленной полезной модели является задача по решению указанных технических проблем, а именно требуется добиться повышения энергоэффективости, за счет требуемого уровня освещения клеток культивируемого микроорганизма и обеспечнгтя равномерного облучения по всему объему ёмкости фотобиореактора, что достигается тем, что фотобиореактор для культивирования одноклеточных водорослей, содержит ёмкость с питательной средой, систему подвода биораствора и слива готовой суспензии, причем ёмкость выполнена цилиндрической формы и светопрозрачной, причем источник освещения выполнен в виде спирально намотанной на ёмкость ленты со светодиодными источниками излучения, направленными внутрь фотобиореактора. В предпочтительном варианте осуществления полезной модели, ёмкость содержит дно с отражающей поверхностью .

В предпочтительном варианте осуществления полезной модели, ёмкость содержит снимаемую крышку с отражающей поверхностью.

Перечень чертежей

Фиг.1-общий вид фотобиореактора.

Фиг. 2-вид сверху фотобиореактора.

Фиг. 3-вид сбоку фотобиореактора.

Позиции на фигурах 1-3:

1.Прозрачная цилиндрическая ёмкость;

2.Опора;

3.Дно с отражающей поверхностью;

4.Снимаемая крышка с отражающей поверхностью;

5.Спирально намотанная лента со светодиодными источниками излучения;

6.Фотодатчик;

7.Слив готовой суспензии;

8.Подвод биораствора;

9.Вход аэратора;

10. Термометр.

Осуществление полезной модели з Устройство работает следующим образом. Конструктивно фотобиореактор представляет из себя цилиндрическую ёмкость 1, установленную на опору 2. Ёмкость выполнена из прозрачного материала (стекло, оргстекло) . Также ёмкость содержит дно 3 с отражающей поверхностью и снимаемую крышку 4 с отражающей поверхностью. На внешней стороне устанавливаются лента 5 со светодиодными источниками излучения, направленными внутрь фотобиореактора. В цилиндрическую ёмкость 1 заливают биораствор через подвод 8, содержащий необходимые компоненты, затем в ёмкость вводят суспензию хлореллы через ввод 8 . Вход аэратора 9 насыщает суспензию необходимым количеством ССФ. Одновременно включается спирально намотанная лента 5 со светодиодными источниками излучения, обеспечивающая освещение суспензии. Температуру контролируют посредством термометра 10. Когда количество клеток хлореллы достигает заданных количеств, фотодатчик б выдает управляющий сигнал на автоматический слив готовой биомассы, через слив 7 готовой суспензии, и следующее заполнение фотобиореактора.

В разрабатываемой установке применяются светодиодные источники излучения, что позволяет обеспечить равномерное облучение по всему объему культиватора. Прирост хлореллы увеличивается в 2-4 раза по сравнению с бытовыми источниками излучения, такими как лампа накаливания, люминесцентная лампа. Использование светодиодной ленты позволяет достичь лучших энергетических показателей, путем снижения потребления электричества. При этом, спиральная намотка светодиодной ленты и цилиндрическая форма ёмкости делают возможным равномерное облучение хлореллы по всему объему фотобиореактора.

Claims

Формула полезной модели

1 . Фотобиореактор для культивирования одноклеточных водорослей, содержащий ёмкость с питательной средой, систему подвода биораствора и слива готовой суспензии, отличающийся тем, что ёмкость выполнена цилиндрической формы и светопрозрачной, причем источник освещения выполнен в виде спирально намотанной на ёмкость ленты, со светодиодными источниками излучения, направленными внутрь фотобиореактора .

2. Фотобиореактор по п.1, отличающийся тем, что ёмкость содержит дно с отражающей поверхностью.

3. Фотобиореактор по п.1, отличающийся тем, что ёмкость содержит снимаемую крышку с отражающей поверхностью .