Patent RU-208458-U1 (RU)
Title: Полезная модель фотобиореактора для промышленного производства микроводорослей
IPC: A01G31/02
Filed: 2021-05-13
Granted: 2021-12-21
Abstract: Полезная модель относится к биотехнологии и микробиологической промышленности, в частности к установкам для выращивания микроводорослей, например хлореллы. Задача полезной модели - увеличение скорости выращивания микроводорослей, увеличение возможности роста микроводорослей (сохранение процесса фотосинтеза) при плотности клеток свыше 100000000 в 1 мл и повышения качества суспензии. Поставленная задача решается за счет того, что установка для выращивания микроводорослей содержит несколько емкостей в фотобиореакторе. В каждой емкости создаются идеальные условия для быстрого и длительного роста микроводорослей. Для этого используются различные источники света (светодиодные светильники и индукционные лампы типа «Сатурн») с длинами волн: красный 660-665 нм и синий 430-440 нм. Используется два вида перемешивания: горизонтальное - подача суспензии внешним насосом на световой лоток с последующим сливом в фотобиореактор и вертикальное перемешивание, осуществляемое в каждой емкости ФБР, помещенными в них вертикальными мешалками с лопастями из нейтральной пластмассы, закрепленными на оси привода для их вращения с электродвигателем, находящимся на крышке каждой емкости, при скорости вращения 30-60 оборотов в минуту. Через вводный патрубок подается электроактивированная вода католит и питательные среды для фотопериодов ДЕНЬ и НОЧЬ. Также, в одно из отверстий на крышке подается углекислый газ. Предусмотрены отверстия на крышке одной из емкостей для подачи инокулянта микроводорослей в размере 10% от объема ФБР, отверстия для электрода РН и ОВП контролеров, температурного датчика, клапана выпуска излишков кислорода и углекислого газа. В корпусе ФБР предусмотрен кран для забора проб суспензии, кран для слива готовой продукции и насос для подачи суспензии на розлив. К емкости ФБР присоединен, через насос, дополнительный световой лоток прямоугольной формы с бортиками и крышкой, который имеет накопитель, рассекатель, освещаемое поле с отражателем и осветители микроводорослей, закрепленные в ее крышке. В корпусе ФБР предусмотрена секция для проточного, дугообразного электроактиватора для получения отрицательного окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) со значением (-80, -100), что значительно улучшает питание микроводорослей, влияет на скорость деления и роста клеток и повышает качество конечного продукта. В смежной стенке двух торцевых емкостей, в одну из которых сливается суспензия из лотка, предусмотрено отверстие для выравнивания уровня жидкости. Охлаждение процесса производства микроводорослей производится через змеевик, установленный в днище ФБР, через который пропускается хладагент. Охлаждение суспензии регулируется термодатчиком, находящемся в одной из емкостей ФБР. Конструкция ФБР строится по принципу образования в ФБР нескольких емкостей длиной 0,4 м, шириной 0,4 м и высотой 0,65 м (100 л), разделенных горизонтальными и вертикальными стойками, образующими остов ФБР, и оснащенных стеклянными вставками, образующими стенки емкостей, через которые происходит освещение процесса производства микроводорослей. Количество емкостей, так же как и их размеры, обусловлены объемом проектируемого ФБР. За счет использования легких нейтральных прочных пластмасс или других нейтральных материалов или металлов для конструирования остова ФБР и использования тонких и прочных стекол для внутренних и внешних стенок емкостей, вес ФБР значительно легче предыдущих проектов. Данная конструкция полезной модели идеально совмещает возможности освещения и перемешивания микроводрослей, за счет чего происходит понижение себестоимости конечного продукта, повышение плотности клеток за более короткий срок производства, увеличение скорости производства и улучшение качества суспензии. Цикл выращивания микроводорослей сокращается до 18-20 ч.