RU2786987C1 - Способ и устройство для культивирования микроводорослей с использованием фугата послеспиртовой барды - Google Patents
Способ и устройство для культивирования микроводорослей с использованием фугата послеспиртовой барды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786987C1 RU2786987C1 RU2021129098A RU2021129098A RU2786987C1 RU 2786987 C1 RU2786987 C1 RU 2786987C1 RU 2021129098 A RU2021129098 A RU 2021129098A RU 2021129098 A RU2021129098 A RU 2021129098A RU 2786987 C1 RU2786987 C1 RU 2786987C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microalgae
- centrate
- strain
- fugate
- stillage
- Prior art date
Links
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 7
- 239000004458 spent grain Substances 0.000 title abstract 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 241000195649 Chlorella <Chlorellales> Species 0.000 claims abstract 6
- -1 Nitrogen-phosphorus Chemical compound 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 5
- 240000009108 Chlorella vulgaris Species 0.000 claims description 3
- 235000007089 Chlorella vulgaris Nutrition 0.000 claims description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K Iron(III) chloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L Potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 7
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 240000008529 Triticum aestivum Species 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 description 2
- 101710011953 Ava_3858 Proteins 0.000 description 1
- 108010073032 Grain Proteins Proteins 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 229940029983 VITAMINS Drugs 0.000 description 1
- 229940021016 Vitamin IV solution additives Drugs 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 235000005824 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229930003231 vitamins Natural products 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу и устройству для культивирования микроводорослей хлорелла с использованием фугата послеспиртовой барды. В состав питательной среды предлагается включить жидкую фазу спиртовой барды - фугат, полученную с помощью центрифугирования спиртовой барды. После отделения фугат подается в блок охлаждения, затем в блок дозирования и блок нормирования питательной среды, затем вместе со специальной питательной средой фугат подается в фотобиореактор с суспензией штамма микроводорослей, где осуществляется их культивирование. Изобретение позволяет сократить время культивирования микроводорослей. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способу и устройству для выращивания микроводорослей.
Уровень техники
В процессе производства спирта из зернового сырья образуется значительное количество отходов производства - послеспиртовой жидкой барды, которая при сбросе в стоки вызывает загрязнение окружающей среды. В то же время, барда обладает известной питательной и кормовой ценностью, поскольку именно в барде остается весь белок зерна после того, как крахмалистые компоненты переработаны на этанол. В сельском хозяйстве многих стран широко применяются продукты на основе барды, содержащие протеин, легкоперевариваемые углеводы, витамины, микро- и макроэлементы.
Из заявки WO 2010127182, опубликованной 04.11.2010, известен способ прозводства биотоплива и биодизеля с использованием барды, при этом барда представляет собой зерно из дистилляторов с растворимыми веществами (WDGS), зерно из дистилляторов с растворимыми веществами (DDGS), зерно из конденсированных дистилляторов с растворимыми веществами (CDS) или зерно из дистилляторов (DG).
Из патента РФ 2556122, опубликованного 10.07.2015, известен способ переработки послеспиртовой барды, в котором светлый фильтрат (фугат) из седикантера подают для дополнительной переработки в фотобиореактор с микроводорослями, где осуществляется наращивание биомассы микроводорослей и получение готового кормового продукта в виде суспензии микроводорослей.
Недостатками известного способа являются:
- светлый фильтрат из седикантера подают для дополнительной переработки в фотобиореактор с микроводорослями, при этом не учитывается, что температура светлого фильтрата на выходе из седикантера составляет 90°С, при которой клетки микроводорослей погибают;
- светлый фильтрат не является питательной средой, он является только дополнением к питательной среде;
- количество светлого фильтрата, подаваемого в фотобиореактор не дозировано, вследствие чего превышение дозы фильтрата вызывает гибель культуры микроводорослей;
- водородный показатель pH (мера кислотности) светлого фильтрата составляет 4,2-4,5 и после введения в культуру микроводорослей его необходимо регулировать до уровня не ниже 7,0-7,2, так как в противном случае наращивание биомассы микроводорослей не произойдет;
- при введении фугата, полученного при переработке пшеницы или других зерноматериалов (кукуруза, ячмень и др.) и их смесей с пшеницей предварительно необходимо проводить биологическую пробу на их приемлемость для использования при культивировании микроводорослей.
Сущность изобретения
Целью изобретения является устранение указанных выше недостатков.
Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в сокращении времени культивирования.
Более конкретно, технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в сокращении времени культивирования микроводорослей за счет использования фугата в качестве органической добавки в составе питательной среды.
Технический результат достигается тем, что согласно предлагаемому изобретению, способ культивирования микроводорослей с использованием фугата послеспиртовой барды, включает:
- разделение барды на дисперсную фазу и жидкую среду (фугат),
- подачу фугата в блок охлаждения для доведения до оптимальной температуры суспензии штамма микроводорослей,
- подачу фугата в блок дозирования для введения его в количестве, которое не вызывает гибель микроводорослей,
- подачу фугата в блок нормирования питательной среды, для введения фугата в суспензию штамма микроводорослей,
- подачу суспензии штамма микроводорослей в фотобиореактор для осуществления культивирования микроводорослей и получения биомассы.
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа, в качестве штамма микроводорослей используется следующий штамм: Chlorella vulgaris BIN.
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа, используются планктонные штаммы микроводорослей, для культивирования которых используется питательная среда, следующего состава:
| Азотно-фосфорный, раствор: | 0,25 мл; |
| Хлорное железо, раствор: | 0,15 мл; |
| Медно-кобальтовый, раствор: | 0,010 мл; |
| Сернокислый калий, раствор: | 0,20 мл; |
| Фугат послеспиртовой барды: | 10 мл; |
| Вода водопроводная: | 1000 мл. |
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа, водородный показатель рН фугата, после введения в культуру микроводорослей, регулируют до значений: 7,0-7,2.
Еще одним объектом заявленного изобретения является устройство культивирования микроводорослей с использованием фугата послеспиртовой барды, включающее:
- блок разделения барды на дисперсную фазу и жидкую среду (фугат),
- блок охлаждения фугата до оптимальной температуры суспензии штамма микроводорослей,
- блок дозирования фугата в количестве, которое не вызывает гибель микроводорослей,
- блок нормирования фугата в качестве питательной среды в фотобиореакторе.
Описание чертежей
На фигуре 1 схематично показан способ культивирования микроводорослей с использованием фугата послеспиртовой барды.
На фигуре 2 схематично показано устройство для культивирования микроводорослей с использованием фугата послеспиртовой барды.
Позиции на фигуре 2:
1 - блок разделения барды, 2 - блок охлаждения, 3 - блок дозирования, 4 - блок нормирвания, 5 - фотобиореактор.
Осуществление изобретения
Способ и устройство для культивирования микроводорослей с использованием фугата послеспиртовой барды могут быть осуществлены следующим образом.
Блок разделения барды (1) на дисперсную фазу и жидкую среду (фугат) может быть выполнен в виде декантера - горизонтальной центрифуги со шнековой выгрузкой непрерывного действия, предназначенная для механического центробежного разделения (сепарации) за счет разности плотности веществ.
Далее фугат подается в блок охлаждения (2) для его охлаждения до оптимальной температуры суспензии штамма микроводорослей. Блок охлаждения фугата до оптимальной температуры суспензии штамма микроводорослей может быть выполнен в виде теплообменника устройства, в котором осуществляется теплообмен между двумя средами, имеющими различные температуры. Оптимальная температура выращивания зависит от типа культивируемого штамма. Штаммы подразделяются на термофильные, мезофильные и криофильные. Подбор уровня температуры должен быть осуществлен с помощью анализа природной среды обитания штамма. Оптимальная температура суспензии независимо от типа освещения от начала культивирования и до завершения должна составлять 28-30°С.
Далее фугат подается в блок дозирования (3) для дозирования его в количестве, которое не вызывает гибель микроводорослей. Блок дозирования фугата может быть выполнен в виде дозатора - диспенсера - устройства для автоматического отмеривания (дозирования) и выдачи заданного, массы или объема вещества в виде порций или постоянного расхода с установленной погрешностью. Состав питательной среды включал:
| Азотно-фосфорный, раствор: | 0,25 мл; |
| Хлорное железо, раствор: | 0,15 мл; |
| Медно-кобальтовый, раствор: | 0,010 мл; |
| Сернокислый калий, раствор: | 0,20 мл; |
| Фугат послеспиртовой барды: | 10 мл; |
| Вода водопроводная: | 1000 мл. |
Далее фугат подается в блок нормирования (4) питательной среды, для введения фугата в суспензию штамма микроводорослей. Питательная среда добавляется в соотношении 1:1 для образования и активации бактериально-альгологического микробиоценоза.
Далее суспензия штамма микроводорослей вместе с питательной средой подается в фотобиореактор (5) для осуществления культивирования микроводорослей. В качестве штамма микроводорослей может использоваться следующий штамм: Chlorella vulgaris BIN.
Фотобиореактор заполняется исходной суспензией микроводорослей до необходимого объема. Освещение культуры микроводорослей в фотобиореакторе осуществляется естественным образом или лампами в течение 8-10 часов. Перемешивание культуры микроводорослей в фотобиореакторе выполняется через каждые два часа культивирования. После внесения питательной среды измеряется показатель рН культуры. При показателе ниже 7,0 необходимо рН в культуре довести до 7,0-7,2. Через 10 часов культивирования определяли оптическую плотность культуры, которая достигла нормативную. Выход сухой биомассы составил 1,2 г/л. Срок культивирования составил 1 день.
Таким образом, в результате использования способа и устройства для культивирования микроводорослей с использованием фугата послеспиртовой барды, сокращается время ее культивирования.
Claims (20)
1. Способ культивирования микроводорослей хлореллы с использованием фугата послеспиртовой барды, включающий:
- разделение барды на дисперсную фазу и жидкую среду (фугат),
- подачу фугата в блок охлаждения для доведения до оптимальной температуры суспензии штамма микроводорослей,
- подачу фугата в блок дозирования для введения его в количестве, которое не вызывает гибель микроводорослей,
- подачу фугата в блок нормирования питательной среды для введения фугата в суспензию штамма микроводорослей,
- подачу суспензии штамма микроводорослей в фотобиореактор для осуществления культивирования микроводорослей и получения биомассы,
причем водородный показатель рН фугата, после введения в культуру микроводорослей, регулируют до значений 7,0-7,2.
2. Способ культивирования микроводорослей хлореллы с использованием фугата послеспиртовой барды по п.1, отличающийся тем, что в качестве штамма микроводорослей хлореллы используется следующий штамм: Chlorella vulgaris BIN.
3. Способ культивирования микроводорослей хлореллы с использованием фугата послеспиртовой барды по п.1, отличающийся тем, что в качестве питательной среды используется следующий состав:
Азотно-фосфорный, раствор: 0,25 мл;
Хлорное железо, раствор: 0,15 мл;
Медно-кобальтовый, раствор: 0,010 мл;
Сернокислый калий, раствор: 0,20 мл;
Фугат послеспиртовой барды: 10 мл;
Вода водопроводная: 1000 мл.
4. Устройство культивирования микроводорослей хлореллы с использованием фугата послеспиртовой барды согласно способу по пп.1-3, включающее:
- блок разделения барды на дисперсную фазу и жидкую среду (фугат),
- блок охлаждения фугата до оптимальной температуры суспензии штамма микроводорослей,
- блок дозирования фугата в количестве, которое не вызывает гибель микроводорослей,
- блок нормирования фугата в качестве питательной среды в фотобиореакторе.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2786987C1 true RU2786987C1 (ru) | 2022-12-27 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2126053C1 (ru) * | 1994-06-30 | 1999-02-10 | Корбут Вадим Леонидович | Способ и установка культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов |
| RU2384203C2 (ru) * | 2008-03-24 | 2010-03-20 | Татьяна Владимировна Тулякова | Способ переработки барды в кормопродукт |
| WO2010127182A1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-11-04 | Evolugate, Llc | Adapting microorganisms for agricultural products |
| RU2556122C1 (ru) * | 2014-07-30 | 2015-07-10 | Владимир Александрович Данилов | Способ переработки послеспиртовой барды |
| RU2685955C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-04-23 | Николай Иванович Богданов | Способ культивирования планктонной хлореллы |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2126053C1 (ru) * | 1994-06-30 | 1999-02-10 | Корбут Вадим Леонидович | Способ и установка культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов |
| RU2384203C2 (ru) * | 2008-03-24 | 2010-03-20 | Татьяна Владимировна Тулякова | Способ переработки барды в кормопродукт |
| WO2010127182A1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-11-04 | Evolugate, Llc | Adapting microorganisms for agricultural products |
| RU2556122C1 (ru) * | 2014-07-30 | 2015-07-10 | Владимир Александрович Данилов | Способ переработки послеспиртовой барды |
| RU2685955C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-04-23 | Николай Иванович Богданов | Способ культивирования планктонной хлореллы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BRPI0819240B1 (pt) | Processo para preparar uma ração proteinácea para animais ou aditivo de ração para animais, unidade de tratamento de água residual e método | |
| CN105451579B (zh) | 利用棕榈加工副产物的纤维质发酵饲料制备设备及制备方法 | |
| CN110679783A (zh) | 乙醇梭菌蛋白在肉食性鱼类低淀粉膨化浮性饲料中的应用 | |
| Ivashchuk et al. | RESEARCH INTO KINETICS OF FILTRATION DRYING OF ALCOHOL DISTILLERY STILLAGE. | |
| Samuel et al. | Lactic acid fermentation of crude sorghum extract | |
| Piwowarek et al. | Propionic acid production from apple pomace in bioreactor using Propionibacterium freudenreichii: an economic analysis of the process | |
| RU2786987C1 (ru) | Способ и устройство для культивирования микроводорослей с использованием фугата послеспиртовой барды | |
| CN110036113A (zh) | 由纤维底物生产沼气的方法 | |
| US20170037081A1 (en) | A method for producing aerobic-type single cell protein using the autolysis process | |
| Harris et al. | Fodder yeast from wood hydrolyzates and still residues | |
| CN104946506A (zh) | 一种木质纤维素原料发酵生产丁醇的装置及方法 | |
| Mbajiuka et al. | Fermentation of pods of cocoa (theobroma cacao L) using palm wine yeasts for the production of alcohol and biomass | |
| Igou et al. | Effect of centrifugation on water recycling and algal growth to enable algae biodiesel production | |
| RU2731511C2 (ru) | Способ автолиза дрожжей, усиленного сапонином | |
| CN220867358U (zh) | 粮食深加工的酿造分离*** | |
| US11140912B1 (en) | Process for manufacturing yeast strains having increased mannan oligosaccharides and improved amino acid profiles | |
| Stanley et al. | Alcohol And Biomass Production From Pineapple Juice Using A Combination of Palm Wine Yeast And Baker's Yeast | |
| CN107500883A (zh) | 一种蛏子养殖专用浓缩沼液有机液体肥及其制备方法 | |
| CN113545418B (zh) | 黄水在反刍动物饲养中的应用 | |
| Bahri et al. | A novel immobilization method of Saccharomyces cerevisiae on fermentation of nipa palm sap for fuel grade bioethanol production | |
| EP3596198A1 (en) | Method for the production of microalgae | |
| Guandinango et al. | Modelisation of the Biomethane Accumulation in Anaerobic Co-digestion of Whey and Sugarcane Molasse Mixtures | |
| RU2384203C2 (ru) | Способ переработки барды в кормопродукт | |
| Farhan et al. | Pre-evaporation of Ethanol as an Effective Method to Improve Single Cell Protein (SCP) Production from Date Palm Residue by Saccharomyces Cerevisiae | |
| Ayodele et al. | Bioproduction of Ethanol by Saccharification-Fermentation Process using Sweet Potato (ipomoea batatas) and Irish Potato (solanum tuberosum) as Substrate |