Модернизация системы для выращивания микроводорослей
Путем добавления фотореактора и молочного сепаратора. Извините, но фотографий нет. В то время о саморекламе не думали, важен был результат!
Изначально планировалось выращивать микроводоросль - спирулину, но потом решили начать выращивать микроводоросль хлореллу, т.к. спирулину многие выращивают, кроме того, хлорелла более подходит для размножения в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ). Спирулина и хлорелла - это микроводоросли, которые используются как биоактивная добавка к пище. Они богаты высококачественными питательными веществами, особенно белками (65-72%) и β-каротином, содержат важные растительные пигменты, включая хлорофилл и фикоцианин, витамины группы В, железо, магний, селен, редкоземельные минералы, ферменты, нуклеотиды, линолевую и линоленовую кислоты, а также являются одним из основных источников витамина В12. Кстати, как показывает практика, лишь 10% мужчин знают о полезных свойствах микроводорослей, в то время как среди женщин количество осведомленных составляет 70%.
С микроводорослями можно проделывать интересные фокусы. Например, в Вашем районе не хватает какого-нибудь минерала: йода, хрома, селена и т.д. Если вы, например, будете принимать внутрь йод, то это вам не пойдет на пользу! Но есть выход. Надо заставить растения поглощать йод и строить из него свои ткани, а вот растение уже можно есть. Такой результат можно достигнуть путем подачи большого количества "еды" микроводорослям, что приведет к увеличению их популяций, и, соответственно, к увеличению потребности в питании. Затем необходимо резко уменьшить количество подаваемой "еды", заменив ее часть необходимым веществом, в нашем случае - йодом, который поглощается водорослью ввиду отсутствия чего-либо еще. Что нам и требовалось.
рабочий эскиз фотореактора. Суть установки заключалась в следующем: был склеен плоский аквариум (фотореактор) высотой 1 * 1 * 0,04 м (объемом 40 литров), в котором размещались стеклянные перегородки для увеличения пути, проходимой водой. Через аквариум прогонялась вода из бассейна, где культивировали осетра, предварительно прошедшая через песочный фильтр. Этот плоский аквариум освещался восемью установленными в упор к стеклу люминесцентными лампами мощностью по 36 Вт с обеих сторон. После него вода самотеком поступала в молочный сепаратор проточного типа, который был настроен на разделение чистой воды и суспензии микроводорослей.
Производительность фотореактора составляла в сутки примерно 40 литров живой суспензии хлореллы. Кстати, хлорелла очень оказалась быстро размножающейся микроводорослью, которая за сутки увеличивала свою биомассу в 5 раз. Но этот эффект был достигнут только тогда, когда мы подсоединили баллон с углекислым газом. Хлорелла поглощала гораздо больше углекислого газа, чем могли выдохнуть осетры и, соответственно, выделяла много О2. Вода на выходе из фотореактора была обогащена кислородом выше уровня насыщения и концентрация составляла примерно 10 мг/л.
Еще одна интересная особенность микроводоросли хлорелла это то, что она очень активно уничтожает патогенные организмы. Водоросли и бактерии, оказавшись в питательном растворе, начинают конкурировать друг с другом за место под солнцем. И если достаточно светло - микроводоросли выигрывают. Поэтому у каждой микроводоросли есть только свои бактерии спутники, а всех других она ликвидирует. Так вот, у спирулины и хлореллы нет бактерий спутников - патогенов.
Сущность технологического воздействия процессов, происходящих в живой культуре Хлореллы, заключается в том, что в процессе жизнедеятельности микроводорослей происходит отмирание (гибель) болезнетворных бактерий.
Микробы, имеющие паратрофный тип питания (патогены), в высококонцентрированной живой биомассе хлореллы погибают. Таким образом, гибнут все патогенные микробы кишечной группы (возбудители брюшного тифа, паратифа А, паратифа В и всех видов дизентерии), а также для вирус полиомиелита и возбудители туберкулеза.
Микроводоросли, выделяя в процессе фотосинтеза молекулярный кислород, обеспечивают также окисление аммонийных солей в нитриты и нитраты, которые достаточно быстро усваиваются ими для построения своих тел, благодаря этому концентрация нитратов на выходе приближена к нулю.
У нас есть своя небольшая коллекция микроводорослей "Спирулины" (Spirulina platensis) и "Хлореллы" (Chlorella vulgaris) разных штаммов, которые мы предлагаем к продаже. Каждый штамм помещен в стерильную стеклянную пробирку.
Также предлагаем к продаже стерильные питательные растворы, необходимые для подготовки стерильной суспензии живых водорослей, а также для запуска фотореактора. Изначально, для того, чтобы об их судьбе можно было не беспокоиться, количество необходимых микроводорослей в воде должно быть подавляющее большинство. Выписка из отчета об опытах: Культивирование водорослей на воде из осетрового бассейна
На воду, взятую из бассейна с осетрами 24 января, были инокулированы 3 культуры: Spirulina platensis, Chlorella vulgaris C-1 и неидентифицированная нитчатая форма (сине-зеленая), выделенная из воды. Культуры выращивали в люминостате при двустороннем освещении с интенсивностью 60 Вт/м2 в культуральных сосудах. Температура культивирования была 24 С. Суспензию водорослей барбатировали газо-воздушной смесью с концентрацией CO2-2%. Культивирование проводили 2 раза. В процессе роста измеряли оптическую плотность культур при длине волны 750 нм.
Особые замечания:
1. Культура Chlorella C-1 растет нормально (скорость роста лишь в 1,7 раза ниже, чем на стандартной среде Тамийя) без добавления солей в течение 1,5 суток, до полного "выедания" азота. Потом наступает голодание и убывание концентрации клеток.
2. Накопление биомассы лимитировано азотом, при этом, необходимо учесть, что при засеве культуры в сосуд с 200 мл воды добавили 5 мл плотной суспензии, содержащей 1,8 г/л Азота (в расчете на NO3), что почти в 1,5 раза повышало содержание азота в культивированном сосуде при измеренном содержании суммарного азота порядка 0,08 г/л.
3. Быстрый рост оптической плотности в варианте с добавлением среды Зарукка при длительном культивировании (7 суток) объясняется не ростом нитчатой формы, а выделением в культуру при высоком уровне минерального питания и температуре 24 С местной формы Chlorella.
4. В исходной воде обнаружено несколько видов инфузорий, питающихся микроводорослями, что может отразиться на скорости роста культуры при более высоких плотностях, однако, интенсивный рост местной формы Chlorella позволяет надеяться на возможность культивирования с концентрацией биомассы в суспензии порядка 4-5 г/л.
5. Для расчетов можно ориентироваться на примерное потребление азота (по N) 60 мг на 1 г сухой биомасс при скорости роста 2 г/л сутки. Вывод:
1. Спирулина плохо растет на осетровой воде, что связано с низким для нее уровнем pH 7, оптимальный для нее уровень pH 10.
2. Хлорелла хорошо растет и быстро "съедает" азотное загрязнение, обогащает воду кислородом. Рекомендуется для выращивания в интенсивных системах замкнутого водоснабжения для осетров.
