Устройство для культивирования многих проб водорослей

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для одновременного культивирования в одинаковых и контролируемых условиях многих проб водорослей. Оно может быть использовано для биотестирования токсичности природных и сточных вод на водорослях, а также для проведения исследований по экологии и физиологии водорослей.
Известно устройство для выращивания микроводорослей [RU №2165973, С12М 3/00, опубл. 27.04.2001], содержащее корпус, кассету с равномерно распределенными по окружности гнездами для емкостей, светопрозрачные емкости для водорослей, источник света в виде лампы накаливания и привод с электродвигателем для вращения кассеты, состоящей из соединенных между собой диска и колец, которая установлена под углом к горизонтальной плоскости, во внутренней полости которой размещен вентилятор для охлаждения корпуса и термодатчик, управляющий работой вентилятора, при этом корпус снабжен открытыми окнами для загрузки емкостей и вентиляции внутреннего объема. Устройство позволяет одновременно культивировать в одинаковых условиях многих проб водорослей.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности независимого регулирования интенсивности света и температуры при культивировании в одинаковых условиях многих проб водоросли, вследствие использования лампы накаливания в качестве источника света и нагревателя. Кроме того, во время культивирования лампа накаливания своим тепловым излучением вызывает локальный перегрев емкостей с водорослями. В результате, даже при работающем вентиляторе, температура в емкостях остается существенно выше комнатной, что ограничивает диапазон регулировки температуры в культиваторе. При этом наличие в корпусе сквозных открытых окон, необходимых для удаления избытка тепла от источника света, снижает точность поддержания температурного режима культивирования, что затрудняет получение воспроизводимых данных.
Наиболее близким техническим решением является устройство для выращивания многих проб водорослей [RU №185286, С12М 21/02, A01G 33/00, опубл. 29.11.2018], содержащее корпус, кассету с равномерно распределенными по окружности гнездами для светопрозрачных емкостей с водорослями, источник света, вентилятор, датчик температуры и привод с электродвигателем для вращения кассеты, которая установлена под углом к горизонтальной плоскости, в качестве источника света используются светодиоды, имеющие низкий уровень теплового излучения, которые размещены на держателе снаружи кассеты, а для поддержания требуемой температуры культивирования внутри кассеты установлен нагреватель, который включается блоком управления по команде датчика температуры, при этом вентилятор, вынесенный за пределы кассеты, удаляет избыток тепла через небольшие отверстия в корпусе, а окно для загрузки емкостей с водорослями снабжено крышкой.
Недостатком данного устройства является использование источника света, установленного снаружи кассеты. При таком размещении осветитель, чтобы обеспечить более равномерное световое облучение емкостей с водорослями во вращающейся кассете, должен охватывать ее значительную секторальную часть. Для этого необходимо иметь достаточно громоздкую конструкцию осветителя, в виде изогнутой теплоотводящей пластины с большими размерами, на которой необходимо установить значительное число светодиодов сравнительно малой мощности. При использовании такого источника света возникают трудности, как при его изготовлении, так и ремонте. Кроме того, его размещение на пути движения охлаждающего воздушного потока, создаваемого вентилятором, установленным за осветителем, затрудняет поддержание температуры в культиваторе.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение более равномерного светового облучения емкостей с тест-организмами при вращении кассеты и повышение точности поддержания температуры при культивировании водорослей. Это позволяет улучшить эксплуатационные и технические характеристики заявляемого устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для выращивания многих проб водорослей, содержащем корпус, кассету с равномерно распределенными по окружности гнездами для емкостей, светопрозрачные емкости для водорослей, светодиодный источник света, вентилятор, датчик температуры и привод с электродвигателем для вращения кассеты, которая установлена под углом к горизонтальной плоскости, новым является то, что вентилятор, компактный светодиодный источника света, размещенный на выдвигающимся держателе и датчик температуры, подключенные к блоку управления, установлены внутри кассеты.
Заявленное устройство для культивирования многих проб водорослей поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен главный вид устройства для выращивания многих проб водорослей, на фиг. 2 - устройство в разрезе.
Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1, в котором установлена кассета 2, представляющая собой конструкцию из диска 3 и кольца 4, соединенные стойками 5. В расположенные на одном радиусе диска 3 и кольца 4 гнезда вставлены цилиндрические емкости 6 из прозрачного материала, в которых в виде суспензии находятся пробы выращиваемых водорослей. Кассета установлена на валу двигателя 7, который приводит ее во вращение. Во внутренней полости кассеты 2 размещены нагреватель 8, компактный светодиодный источник света 9, вентилятор 10 и датчик температуры 11. Блок управления 12 расположен в корпусе с внешней стороны кассеты. Окно 13 для загрузки емкостей с водорослями оборудовано крышкой 14. Небольшие вентиляционные отверстия 15 размещены в нижней боковой части корпуса. Блок управления 12 прибора позволяет устанавливать требуемое время культивирования, температуру, интенсивность света и скорость вращения кассеты с емкостями водорослей.
2
2
Устройство работает следующим образом. Корпус 1 устройства создает замкнутое пространство для поддержания в нем необходимых световых и температурных условий для выращивания многих проб водорослей. Включение электродвигателя 7 приводит во вращение кассету 2, установленную, благодаря наклонно расположенному корпусу, под углом к горизонтальной плоскости, что обеспечивает одинаковое перемешивание и обмен СО и О всех проб суспензии водоросли с окружающей средой. Угол наклона выбирается таким образом, чтобы содержимое емкостей 6 не вытекало наружу. Сами емкости 6 удерживаются в диске 3 кассеты 2, опираясь на кольцо 4. Жесткость конструкции кассеты 2 придают стойки 5. Компактный светодиодный источник света 9, содержащий несколько светодиодов повышенной мощности, ориентированных в разные стороны, обеспечивает более равномерное световое облучение емкостей 6 при вращении кассеты 2, что создает лучшие условия для роста в них клеток водоросли. Источник света размещен на выдвигающемся держателе, что позволяет при необходимости легко производить смену светодиодов или их замену при ремонте. Нагреватель 8 является источником тепловой энергии для обеспечения требуемого температурного режима при выращивании водорослей. Поддержание заданной температуры выращивания проб обеспечивается периодическим включением встроенного нагревателя 8 и вентилятора 10. Последний, прокачивая более прохладный внешний воздух через вентиляционные отверстия 15 в корпусе 1, удаляет из него лишнее тепло. При этом расположение вентилятора внутри кассеты создает условия для беспрепятственного движения охлаждающего воздушного потока, что обеспечивает более точное поддержание температуры. После ее снижения ниже необходимой вентилятор 10 и нагреватель 8 автоматически отключаются блоком управления 12 по команде датчика температуры 11. Размещение датчика внутри кассеты в потоке увлекаемого емкостями воздуха позволяет точнее отслеживать температуру в емкостях. Для большей герметичности корпуса 1 окно 13 после загрузки емкостей 6 закрывается крышкой 14.
3
Пример 1. В 24 флакона вноситься по 6 см пробы воды с тест-культурой водоросли хлорелла. Флаконы устанавливают в кассету заявляемого устройства, которое размещается в суховоздушном термостате. Термостат последовательно перестраивается на три различные температуры и после одного часа работы культиватора при каждой из них измеряется температура проб воды во флаконах. Результаты, представленные в таблице 1, свидетельствуют о высокой точности поддержания температуры в емкостях заявляемого устройства при варьировании температуры во внешней среде.
3
Пример 2. В 24 флакона вноситься по 6 см пробы воды с тест-культурой водоросли хлорелла. Флаконы устанавливают в кассету заявляемого устройства, которое размещается в суховоздушном термостате. В термостате задается рабочая температуры 24°C. Культиватор сначала настраивается на поддержания температуры во флаконах 25°С, а затем на 36°C. После одного часа работы культиватора при каждом из двух режимах измеряется температура проб воды во флаконах. Результаты, представленные в таблице 2, свидетельствуют, что устройство позволяет с высокой точностью поддерживать температуры в разных режимах его работы. При этом для поддержания заданной температуры воды во флаконах достаточно, чтобы температура внешнего охлаждающего воздуха была на 1 градус ниже требуемой.
Устройство просто в эксплуатации и может работать без постоянного присутствия оператора.