Комбинированное использование энергии Солнца и искусственного света в многосекционной установке по выращиванию микроводорослей

• Автор: Курбанниязов, Чары Сувханович
• Шифр специальности: 05.14.05, 05.18.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ашхабад
• Количество страниц: 131 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КЛИМАТА, ОПРЕДЕЛЯЮЩЕГО ВОЗМОЖНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ В ТУРКМЕНСКОЙ ССР

1.1. Условия роста шкроводорослей

1.2. Температурный и радиационный режимы

Туркменской ССР

1.3. Краткий обзор существующих работ по

светообеспечению микроводорослей

1.4. Особенности режима использования

хлореллы различными потребителями

ГЛАВА П. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ КОМБИНИРОВАННОГО ФОТОРЕАКТОРА ПРИ ЕСТЕСТВЕННОМ И ИСКУССТВЕННОМ ИСТОЧНИКЕ ЭНЕРГИИ
2.1. Облучение многосекционной установки
искусственными источниками
2.2. Расчет радиации, приходящей на комби
нированную фотоприемную многогранную поверхность при естественном облучении
2.3. Расчет мощности искусственного освещения и расположения ламп освещения
ГЛАВА Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ КОМБИНИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ И ВОЗМОЖНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА МИКРОВОДОРОСЛЕЙ КРУГЛЫЙ ГОД
3.1. Описание экспериментальной установки
3.2. Методика проведения экспериментов
3.3. Экспериментальное исследование облученности комбинированной установки

3.4. Эксперименталыше исследования по
культивированию хлореллы на установке с использованием комбинированного освещения
3.5. Анализ экспериментальных данных
ГЛАВА 1У. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ ПО ВЫРАЩИВАНИЮ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ
4.1. Анализ потребления продуктов фотосинтеза
4.2. Анализ основных эксплуатационных
показателей комбинированной установки
4.3. Выработка рекомендаций для проектирования промышленной установки о использованием естественного и искусственного освещения
СПИСОК РАБОТ,ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Открытый тип установок по производству хлореллы менее эффективен из-за низкой плотности суспензии (x® кл/мл) /, , -/. Разработанные установки по производству хлореллы с использованием солнечной энергии позволяют получать стабильный урожай в течение 6 месяцев (май — октябрь). Белково-витаминный дефицит в рационе сельскохозяйственных животных наблюдается в зимний период (ноябрь-апрель). Целью данной работы является разработка метода расчета облученности, экспериментальное исследование влияния радиационных и температурных характеристик на производительность фотореакторов по культивированию хлореллы с использованием комбинированных источников лучистой энергии, на основе которого возможна разработка практических рекомендаций по использованию установок для производства суспензии хлореллы. ГЛАВА I. Микроводоросли - типичные водные организмы. Для прохождения полного жизненного цикла им необходима водная среда. Размер их клеток от 0,2 до 0, мм в диаметре. Микроводоросли имеют различный вид - шаровидный, эллипсовидный и др. В отличие от многоклеточных, наземных растений у одноклеточных форм одна микроскопическая клетка выполняет все жизненные функции: она является органом питания, воспринимая питательные вещества из внешней среды всей своей поверхностью, в ней происходят все процессы жизнедеятельности, она же является и органом размножения. Обитая в наиболее благоприятной, сравнительно мало подверженной колебаниям температуры водной среде, одноклеточные водоросли находят в ней все, что необходимо для жизни - и самою воду, и растворенные в ней минеральные питательные соли, углекислый газ для фотосинтеза и кислород для дыхания. Фотосинте-тическая деятельность одноклеточных водорослей более устойчива в течении года, нежели у высших растений. Процесс размножения клеток хлореллы и других водорослей сравнительно прост (рис. Этот процесс изучен в работах /, /. Материнская клетка (Ж), достигнув зрелости, делится на 2,4,в ряде случаев на 8 и большее количество мелких дочерних клеток (А), которые в оптимальных условиях сразу же начинают активную жизнедеятельность. Г,Д,Е). Для осуществления процессов жизнедеятельности клетки хлореллы необходим свет, при недостатке света и питания развитие клеток может задержаться и приостановиться на длительное время. Однако последние стадии подготовки к размножению (Е—Ж; И-А) могут пройти и в отсутствие света. Рис. Г,Д,ЕД - зрелые клетки в стадии подготовки к делению, содержание хлорофилла и фотосинтетичес-кая активность у них низкая. Для интенсификации роста шкроводорослей обязательно перемешивание суспензии, чтобы клетки все время меняли свое положение по глубине и, "по очереди" выходя во внешние освещенные слои, получали краткую порцию сильного освещения, а затем погружались во внутренние слои, чтобы через некоторое время опять появиться на освещаемой поверхности. Идеальной скоростью перемешивания была бы скорость, соответствующая продолкитель— ности световой и темновой стадий фотосинтеза. Для этого каждая клетка должна быть 0,1 с на ярком свету, а 0, с - при слабом свете или почти в темноте /, /. Энергетическая природа процесса фотосинтеза такова, что при усвоении граммоля С ( г) и образовании соответствующего количества веществ урожая (около г), растения при фотосинтезе усваивают 2 ккал фотосинтетически активной энергии //. Фотосинтетически активной является энергия видимых лучей спектра (от 0 до 0 ммк), которые поглощаются хлорофиллом и другими пигментами. Для восстановления в процессе фотосинтеза каждого моля С фотосинтезирующий организм должен поглотить в среднем не менее 8 молей фотонов, или квантов, обладающих энергией 0 ккал. Из них около 2 ккал, или % окажутся связанными в продуктах фотосинтеза. Величину % и можно считать теоретически возможным коэффициентом полезного действия фотосинтеза. Но около четверти, или 7 %, запасенной в процессе фотосинтеза энергии обычно расходуется на дыхание. Таким образом, суммарный коэффициент полезного использования поглощенного света в фотосинтезе может составить около % //.