CH687024A5

CH687024A5 - Growing and harvesting micro-algae in liquid

Info

Publication number: CH687024A5
Application number: CH336694A
Authority: CH
Inventors: Paolo Ing Curti; Mauro Ing Pedretti
Original assignee: Alga Dev N V
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1996-08-30

Abstract

The culture of micro-algae is grown in a closed liquid circuit, at a temperature maintained constant between two predetermined limits. The liquid is supplied with quantities of carbon dioxide and nutrient products as required for growth of the algae. The liquid circuit includes a transparent portion allowing solar radiation to act on the liquid flow over part of its length, promoting photosynthesis of the algae. Oxygen generated by this process is extracted from the circuit, and at predetermined intervals the algae produced by the growth process are removed from the closed circuit.

Description

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Descrizione Description

La presente invenzione riguarda il campo biologico, e più in particolare la coltura di microalghe a scopo industriale onde ricavare da esse sostanze proteiche atte ad essere impiegate per gli usi più diversi. The present invention relates to the biological field, and more particularly to the cultivation of microalgae for industrial purposes in order to obtain from them protein substances suitable for being used for the most diverse uses.

Da molto tempo era già nota ad esempio l'importanza di alcuni tipi di alghe per l'alimentazione umana, e tali alghe venivano e vengono tuttora coltivate in vasche a cielo aperto contenenti gli elementi nel quale le alghe stesse si riproducono. For example, the importance of some types of algae for human nutrition was already known for a long time, and these algae were and are still cultivated in open-air tanks containing the elements in which the algae reproduce themselves.

Altri tipi di alghe vengono coltivate in modo analogo al fine di ricavare sostanze aventi un impiego nel campo della farmaceutica, o sostanze utili come fertilizzanti nell'agricoltura, o come mangimi nella zootecnia, e così via. Other types of algae are cultivated in a similar way in order to obtain substances having a use in the pharmaceutical field, or useful substances as fertilizers in agriculture, or as feed in zootechnics, and so on.

Diverse sono le specie di microalghe utilizzate per gli scopi sopra descritti, ed esse sono ben note ai tecnici del ramo: ne citiamo alcune a titolo di esempio: la anabaena, contenente sostanze fertilizzanti, la dunaliella, contenente sostanze chimiche utilizzabili nei campi chimico e farmaceutico, la Chlorella e la spirulina contenenti principalmente sostanze ad alto valore proteico, ecc. There are several species of microalgae used for the purposes described above, and they are well known to those skilled in the art: we mention a few by way of example: the anabaena, containing fertilizing substances, the dunaliella, containing chemicals that can be used in the chemical and pharmaceutical fields , Chlorella and spirulina containing mainly high protein substances, etc.

La concentrazione dei principi attivi o comunque delle sostanze ricercate negli organismi delle alghe è molto elevata, ed inoltre ciascuna alga contiene numerose sostanze utili per un particolare impiego. Per dare un'idea dell'importanza di questo fenomeno riportiamo qui di seguito una descrizione più dettagliata dell'alga spirulina citata sopra, ma si tenga conto che una descrizione analoga potrebbe essere stesa anche per gli altri tipi o specie di microalghe. The concentration of the active ingredients or in any case of the substances sought in the algae organisms is very high, and in addition each alga contains numerous substances useful for a particular use. To give an idea of the importance of this phenomenon, we report below a more detailed description of the spirulina algae mentioned above, but keep in mind that a similar description could also be applied to the other types or species of microalgae.

La spirulina è una cellula di tipo planetoide con la caratteristica di una tale prevalenza proteica nella sua composizione che ne fa un alimento privilegiato per coloro che soffrono di un'endemica carenza alimentare e una fonte di principi attivi e di proteine per l'industria farmaceutica. Spirulina is a planetoid cell with the characteristic of such a protein prevalence in its composition which makes it a privileged food for those suffering from an endemic food deficiency and a source of active ingredients and proteins for the pharmaceutical industry.

La coltura di quest'alga, sebbene con mezzi di produzione estremamente rudimentali, è attuata da lunghissimo tempo in quei contesti dove le condizioni ambientali consentono il suo sviluppo a cielo aperto. Il titolo di proteine, pari al 60/70% non è il solo patrimonio che l'alga contenga. Infatti, essendo una cellula viva fototropica, contiene anche acidi grassi insaturi, vitamine (soprattutto B12 il cui contenuto elevato, tra i 3 e i 9 mg/kg, la fanno considerare come una fonte di estrazione) e coloranti. The cultivation of this alga, although with extremely rudimentary means of production, has been carried out for a very long time in those contexts where environmental conditions allow its development in the open air. The protein content of 60/70% is not the only patrimony that the seaweed contains. In fact, being a live phototropic cell, it also contains unsaturated fatty acids, vitamins (especially B12 whose high content, between 3 and 9 mg / kg, make it considered as a source of extraction) and dyes.

Per queste sue caratteristiche il suo sfruttamento interessa diversi settori industriali a produzione qualificata come: Due to these characteristics, its exploitation affects several industrial sectors with qualified production such as:

- l'Industria Alimentare, soprattutto per quel che riguarda la produzione di linee alimentari alternative, senza alcuna carenza dietetica e con assenza assoluta di colesterolo. - the Food Industry, especially as regards the production of alternative food lines, without any dietary deficiency and with the absolute absence of cholesterol.

- l'Industria Farmaceutica per la quale può essere ottenuta, per idrolisi, una vasta gamma di amminoacidi, steroli, vitamine e acidi grassi come pure quale alimento sostitutivo, per malati gravi o cronici, quale nutrimento enterale o parenterale. - the Pharmaceutical Industry for which a wide range of amino acids, sterols, vitamins and fatty acids can be obtained by hydrolysis, as well as a substitute food, for seriously or chronically ill patients, as enteral or parenteral nourishment.

- l'Industria dei Coloranti per uso alimentare con la produzione di coloranti vegetali naturali (verde, blu e arancione) in assoluta conformità alle disposizioni internazionali in materia. - the Food Colorants Industry with the production of natural vegetable dyes (green, blue and orange) in absolute compliance with the relevant international provisions.

- l'Industria Mangimistica con una produzione qualificata, dato l'alto valore biologico dell'alga, come latte artificiale per vitelli, mangimi per la piscicoltura, nutrimenti ad alta digeribilità per lo svezzamento precoce dei piccoli e di tutti quei casi in cui si opti per un elevata produttività degli allevamenti. - the Feed Industry with a qualified production, given the high biological value of the seaweed, as artificial milk for calves, feed for fish farming, highly digestible nutrients for the early weaning of the young and all those cases in which you opt for a high productivity of the farms.

La coltivazione di qualsiasi specie di microalga può venire effettuata, come di regola accade a tut-t'oggi, in vasche a cielo aperto, come già accennato, contenenti acque alcaline, cioè con un ph piuttosto elevato, a patto però che la coltura venga realizzata in regioni aventi escursioni termiche non elevate, ed una temperatura che, anche nei mesi invernali, non discenda fino a raggiungere valori così bassi da bloccare la crescita e la riproduzione delle microalghe, o addirittura da causarne la morte. The cultivation of any species of microalgae can be carried out, as usually happens today, in open-air tanks, as already mentioned, containing alkaline waters, that is with a rather high pH, provided that the culture is made in regions with not high temperature ranges, and a temperature that, even in the winter months, does not go down until it reaches values so low as to block the growth and reproduction of microalgae, or even to cause their death.

Le vasche a cielo aperto comportano inoltre il rischio dell'intrusione di altri tipi di alghe o di altri organismi anaerobici che possono svilupparsi nella coltura, sottraendo il nutrimento e sovente danneggiando sia la riproduzione delle microalghe coltivate, sia la composizione e la quantità delle sostanze estraibili. Open-air tanks also carry the risk of intrusion of other types of algae or other anaerobic organisms that can develop in the crop, subtracting the nourishment and often damaging both the reproduction of the cultivated microalgae, and the composition and quantity of extractable substances .

Quest'ultimo problema, unito alla necessità di mantenere la temperatura del liquido di coltura entro un campo prefissato di temperature se si vuole ottimizzare in senso qualitativo e quantitativo il risultato della coltura stessa, hanno spinto l'inventore del presente trovato ad ideare un procedimento ed un impianto atto a realizzarlo che rendessero possibile una coltivazione di microalghe di tipo industriale, con una resa ottimale in peso di alghe prodotte per unità di volume di liquido di coltura nell'unita di tempo. This latter problem, combined with the need to maintain the temperature of the culture liquid within a predetermined range of temperatures if the result of the culture itself is to be optimized qualitatively and quantitatively, prompted the inventor of the present invention to devise a process and a plant designed to make it possible to cultivate industrial type microalgae, with an optimal yield by weight of algae produced per unit of volume of culture liquid per unit of time.

A tale scopo, egli ha elaborato un procedimento atto a coltivare microalghe in un circuito idraulico chiuso, nel quale sia possibile mantenere sotto costante controllo il valore della temperatura del liquido di coltura, nonché delle altre variabili chimico-fisiche (ad esempio il pH ed il contenuto in sali minerali) ad esso associate che possono influenzare la crescita e la riproduzione delle alghe. For this purpose, he has developed a process suitable for growing microalgae in a closed hydraulic circuit, in which it is possible to keep under constant control the value of the temperature of the culture liquid, as well as the other chemical-physical variables (for example the pH and the content in mineral salts) associated with it which can influence the growth and reproduction of algae.

Il procedimento è stato ideato tenendo conto dei risultati degli studi effettuati dal Centro Studi dei Microorganismi Autotrofi del C.N.R. sulle microalghe ed in particolare sull'alga spirulina, e l'oggetto del trovato è costituito da un procedimento per effettuare industrialmente la coltura di microalghe, caratterizzato dal fatto che detta coltura viene effettuata in un circuito idraulico chiuso, The procedure was designed taking into account the results of the studies carried out by the Study Center of Autotrophic Microorganisms of the C.N.R. on microalgae and in particular on spirulina algae, and the object of the invention is constituted by a process for industrially carrying out the culture of microalgae, characterized in that said culture is carried out in a closed hydraulic circuit,

- facendovi circolare un liquido contenente le alghe; - circulating a liquid containing algae;

- mantenendo la temperatura del liquido compresa fra due prefissati valori; - keeping the liquid temperature between two predetermined values;

- immettendo nel liquido stesso la quantità di anidride carbonica e di sostanze nutritive necessarie per il metabolismo delle alghe; - introducing into the liquid itself the quantity of carbon dioxide and nutrients necessary for the metabolism of algae;

- esponendo il liquido circolante alle radiazioni solari in una prefissata parte trasparente del circuito chiuso, in modo da rendere possibile il processo di fotosintesi clorofilliana delle alghe; - by exposing the circulating liquid to solar radiation in a predetermined transparent part of the closed circuit, so as to make the chlorophyll photosynthesis process of algae possible;

- estraendo l'ossigeno che si sviluppa in seguito a detto processo; - extracting the oxygen that develops following this process;

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- separando periodicamente la alghe prodottesi dal liquido circolante; - periodically separating the algae produced from the circulating liquid;

- estraendo infine dette alghe dal detto circuito idraulico chiuso. - finally extracting said algae from said closed hydraulic circuit.

Costituisce pure l'oggetto dell'invenzione un impianto di tipo particolare atto a consentire l'esecuzione del procedimento suddetto. The object of the invention also constitutes a system of a particular type suitable for allowing the execution of the above process.

Nella figura allegata è rappresentato solo lo schema di un possibile tipo di realizzazione dell'impianto, che è comunque da intendersi come non vincolativo e non limitativo rispetto ad altre realizzazioni diverse, ma basate sugli stessi concetti espressi nelle rivendicazioni allegate. The attached figure shows only the diagram of a possible type of construction of the system, which is in any case to be understood as non-binding and non-limiting compared to other different constructions, but based on the same concepts expressed in the attached claims.

Il procedimento anzidescritto viene realizzato efficacemente nell'impianto raffigurato, nel quale si può coltivare qualsiasi specie di microalga variando opportunamente, mediante gli organi che verranno descritti in seguito, il valore delle temperature minima e massima nel liquido, il tipo di sali minerali usato come sostanza nutritiva, il ph nel liquido stesso ecc. Il liquido impiegato solitamente è semplice acqua nella quale la concentrazione di microalghe in peso può indicativamente aggirarsi mediamente intorno al 2 + 4%. The procedure described above is carried out effectively in the plant depicted, in which any species of microalga can be grown by suitably varying, through the organs that will be described below, the value of the minimum and maximum temperatures in the liquid, the type of mineral salts used as a substance nutrient, the pH in the liquid itself etc. The liquid used is usually plain water in which the concentration of microalgae by weight can indicatively be around 2 + 4% on average.

Nel circuito chiuso 1 dell'impianto il liquido viene fatto circolare da una pompa 2, ad esempio del tipo a membrana, ed attraversa uno scambiatore di calore 10 situato in una torre di raffreddamento 8 che verrà poi meglio descritta. Poiché l'attraversamento di detto scambiatore 10, intrinsecamente dotato di una notevole superficie di scambio con l'aria ambiente, ha per effetto il più delle volte di ridurre comunque in una certa misura la temperatura del liquido, anche se la torre di raffreddamento 8 non è in funzione, nel caso in cui tale temperatura sia già inferiore ad un valore di riferimento, (25°C, ad esempio, nel caso dell'alga spirulina), è bene che il liquido non circoli, ragion per cui la detta pompa a membrana 2 è provvista di organi di controllo elettronico 2a, 2c che la azionano e la mantengono in funzione solo nei periodi in cui la temperatura del liquido dell'impianto è superiore al detto valore di riferimento. In the closed circuit 1 of the system, the liquid is circulated by a pump 2, for example of the membrane type, and passes through a heat exchanger 10 located in a cooling tower 8 which will then be better described. Since the crossing of said exchanger 10, intrinsically endowed with a considerable exchange surface with the ambient air, has the effect most of the time, however, of reducing the temperature of the liquid to a certain extent, even if the cooling tower 8 does not is in operation, if this temperature is already lower than a reference value, (25 ° C, for example, in the case of spirulina algae), it is good that the liquid does not circulate, which is why the said pump is membrane 2 is provided with electronic control elements 2a, 2c which operate it and keep it in operation only in the periods in which the liquid temperature of the system is higher than said reference value.

La temperatura del liquido può d'altra parte raggiungere delle temperature elevate e situate oltre la soglia di compatibilità fisiologica ottimale dell'alga in coltura (sempre nel caso dell'alga spirulina, 35 + 37°C). In tal caso il liquido, spinto dalla descritta pompa a membrana 2, attraversa la scambiatore 10 sul quale un impianto di irrorazione 9 cosparge acqua più o meno nebulizzata che, evaporando, sottrae calore al liquido circolante. Anche questo impianto di irrorazione 9 è fornito di una pompa 9a che entra e rimane in funzione solo quando la temperatura del liquido rilevata da una sonda 9b raggiunge un primo valore, superiore a quello di riferimento della detta pompa a membrana 2 (nel caso dell'alga spirulina, 36°C). Il processo di evaporazione dell'acqua di raffreddamento può venire inoltre accelerato per effetto della ventilazione prodotta da un apposito impianto 11 che viene azionato e mantenuto in funzione per tutto il tempo in cui la temperatura rilevata del liquido circolante è superiore ad un prefissato secondo valore, a sua volta superiore rispetto al detto primo valore (nel caso dell'alga spirulina questo secondo valore è 37°C). Con gli a; corgimenti fin qui descritti si ottiene una precisa regolazione della temperatura del liquido circolante mantenendola entro una fascia di valori (35 + 37°C per l'alga spirulina) ottimali per il ciclo biologico delle microalghe coltivate. On the other hand, the temperature of the liquid can reach high temperatures and are above the optimum physiological compatibility threshold of the cultured seaweed (always in the case of spirulina algae, 35 + 37 ° C). In this case the liquid, pushed by the described diaphragm pump 2, passes through the exchanger 10 on which a spraying system 9 sprinkles more or less nebulized water which, evaporating, removes heat from the circulating liquid. Also this spraying system 9 is equipped with a pump 9a which enters and remains in operation only when the temperature of the liquid detected by a probe 9b reaches a first value, higher than the reference value of said diaphragm pump 2 (in the case of spirulina algae, 36 ° C). The evaporation process of the cooling water can also be accelerated as a result of the ventilation produced by a special system 11 which is activated and kept in operation for as long as the detected temperature of the circulating liquid is higher than a predetermined second value, in turn higher than the said first value (in the case of the spirulina alga this second value is 37 ° C). With a; Thus, a precise regulation of the temperature of the circulating liquid is obtained, keeping it within a range of values (35 + 37 ° C for the spirulina algae) optimal for the biological cycle of the cultivated microalgae.

Nel corso di stagioni fredde, nelle quali la temperatura del liquido circolante tenda ad abbassarsi sotto il valore limite prefissato, l'inventore ha previsto di apportare ad esso del calore facendolo circolare in un altro apposito scambiatore, che non è rappresentato nella figura, ma che può venire agevolmente immaginato e realizzato secondo le conoscenze dell'attuale stato della tecnica da parte di un tecnico del ramo, oppure anche più semplicemente riscaldando l'acqua fornita dall'impianto di irrorazione 9 in modo da farle svolgere una funzione di riscaldamento anziché di raffreddamento. During cold seasons, in which the temperature of the circulating liquid tends to drop below the set limit value, the inventor has planned to supply it with heat by circulating it in another special exchanger, which is not represented in the figure, but which it can be easily imagined and made according to the knowledge of the current state of the art by a person skilled in the art, or even more simply by heating the water supplied by the spraying system 9 so as to make it perform a heating rather than cooling function .

Il ciclo vitale delle alghe in questione comprende il ben noto processo di fotosintesi clorofilliana, durante lo svolgimento del quale, come è risaputo, avvengono delle reazioni chimiche che, semplificando i termini, comportano una diminuzione dell'anidride carbonica ed un aumento dell'ossigeno contenuti nell'ambiente in cui vivono le alghe. Ambiente che, essendo nella fattispecie un circuito chiuso 1 senza comunicazioni con l'aria circostante, richiede che la quantità di anidride carbonica necessaria venga addizionata con continuità quando l'alcalinità del liquido aumenta ed il ph relativo aumenta a sua volta di conseguenza oltre una prefissata soglia (9 + 10 ad es. per l'alga spirulina). The life cycle of the algae in question includes the well-known chlorophyll photosynthesis process, during which, as is well known, chemical reactions take place which, simplifying the terms, entail a decrease in the carbon dioxide and an increase in the oxygen contained in the environment where the algae live. Environment which, being in this case a closed circuit 1 without communication with the surrounding air, requires that the quantity of carbon dioxide needed is added continuously when the alkalinity of the liquid increases and the relative pH in turn consequently increases beyond a predetermined threshold (9 + 10 e.g. for spirulina algae).

Nell'impianto adatto a realizzare il procedimento secondo l'invenzione l'anidride carbonica gassosa che viene immessa nel liquido circolante proviene da un serbatoio pressurizzato 4 di tipo noto e viene erogata tramite una valvola di immissione 4a pilotata da un organo di controllo elettronico in funzione del valore del ph rilevato da quest'ultimo per mezzo di un'apposita sonda 6b. In the plant suitable for carrying out the process according to the invention, the gaseous carbon dioxide which is introduced into the circulating liquid comes from a pressurized tank 4 of a known type and is delivered through an inlet valve 4a piloted by an electronic control device in operation. of the pH value detected by the latter by means of a special probe 6b.

Perché il detto processo di fotosintesi possa aver luogo occorre, come è noto, che le alghe, come qualsiasi altro organismo vegetale, vengono esposte per un tempo conveniente alla radiazione solare. Ciò è ottenuto nell'impianto in questione mediante un tratto di circuito 3 costituito da una batteria di tubi o di serpentine ricavati con un materiale, sintetico o vetroso, trasparente alla radiazione solare. In order for this photosynthesis process to take place, it is known that algae, like any other plant organism, are exposed for a suitable time to solar radiation. This is achieved in the plant in question by means of a section of circuit 3 consisting of a battery of pipes or coils obtained with a synthetic or glassy material, transparent to solar radiation.

A causa dello svolgersi del processo di fotosintesi, come già accennato, si ha la formazione di ossigeno nel circuito chiuso 1 dell'impianto, ossigeno che rimane disciolto allo stato gassoso nel liquido circolante, e che va pertanto estratto da esso con continuità con il procedere della sua formazione. A tale scopo l'inventore ha previsto di inserire sul circuito chiuso 1 un serbatoio di stazionamento 5 avente una capacità elevata atta a far sì che il liquido lo attraversi con una velocità bassa in misura sufficiente a permettere che l'ossigeno si separi per galleggiamento dal liquido che lo trascina, gorgogliando verso la parte superiore 5a del serbatoio 5 stesso mantenuta libera dal liquido. Da tale zona l'ossigeno viene estratto per effetto di una apposita pompa aspirante 6 atta a generare una prefissata Due to the progress of the photosynthesis process, as already mentioned, there is the formation of oxygen in the closed circuit 1 of the system, oxygen which remains dissolved in the gaseous state in the circulating liquid, and which must therefore be extracted from it continuously with the proceeding of its formation. For this purpose the inventor has foreseen to insert on the closed circuit 1 a stationing tank 5 having a high capacity suitable for causing the liquid to pass through it with a low speed sufficient to allow the oxygen to separate by floating from the liquid that drags it, bubbling towards the upper part 5a of the tank 5 itself kept free from the liquid. From this area the oxygen is extracted by the effect of a special suction pump 6 suitable for generating a preset

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depressione. L'insieme pompa 6 e serbatoio di stazionamento 5 può venire pertanto definito come gruppo di deossigenazione. La pompa aspirante 6 in questione è asservita elettronicamente ad una sonda 6a misuratrice della pressione che regna all'interno del circuito chiuso, in modo da mantenere quest'ultima entro un campo di valori prestabiliti. depression. The pump 6 and holding tank 5 assembly can therefore be defined as a deoxygenation group. The suction pump 6 in question is electronically enslaved to a pressure measuring probe 6a which reigns inside the closed circuit, so as to keep the latter within a range of predetermined values.

In un ulteriore serbatoio 18, che verrà chiamato serbatoio di filtrazione, o anche in altri punti dell'impianto possono venire immesse le quantità di sali minerali necessari al nutrimento delle alghe nel loro ciclo biologico. Nello stesso serbatoio di filtrazione 8 è infine collocato un filtro meccanico 7 atto a trattenere le alghe quando viene attraversato dal liquido circolante che le convoglia, e detto serbatoio 8 è collegato al circuito con un sistema a by-pass, secondo metodi noti e mediante opportuni organi di intercettazione, in modo da poterlo far attraversare dal liquido circolante solo quando si ritiene che la quantità di alghe contenuta da quest'ultimo sia tale da permettere o da richiedere la loro estrazione. In a further tank 18, which will be called a filtration tank, or also in other points of the plant, the quantities of mineral salts necessary to feed the algae in their biological cycle can be introduced. Finally, in the same filtration tank 8 there is a mechanical filter 7 suitable to retain the algae when it is passed through by the circulating liquid that conveys them, and said tank 8 is connected to the circuit with a by-pass system, according to known methods and by means of appropriate shut-off devices, so that it can be passed through by the circulating liquid only when it is believed that the quantity of algae contained by the latter is such as to allow or require their extraction.

Una volta estratte le alghe, che costituiscono una massa plastica piuttosto vischiosa, il filtro 7 viene reinstallato entro al serbatoio filtrante 8, e si devia il flusso del liquido circolante verso il percorso normale di circolazione senza filtrazione. Once the algae, which form a rather viscous plastic mass, are extracted, the filter 7 is reinstalled within the filter tank 8, and the flow of the circulating liquid is diverted towards the normal circulation path without filtration.

L'inventore prevede di alloggiare le parti componenti dell'impianto più sensibili ai danni provocati dalle intemperie, in pratica tutte meno la torre di raffreddamento 8 ed il tratto 3 trasparente alla radiazione solare, in una cabina 12 o in un altro tipo di costruzione aerata con mezzi adeguati 14, 14a e dimensionata in modo opportuno a seconda dell'estensione dell'impianto. The inventor plans to house the component parts of the system most sensitive to damage caused by bad weather, in practice all but the cooling tower 8 and the section 3 transparent to solar radiation, in a cabin 12 or in another type of aerated construction with suitable means 14, 14a and sized appropriately according to the extension of the system.

Con il procedimento e l'impianto secondo la presente invenzione si raggiunge pertanto agevolmente lo scopo che l'inventore si era prefisso, cioè quello di coltivare microalghe su scala industriale, con una produttività elevata e pressoché costante nel tempo. With the method and the plant according to the present invention, therefore, the aim that the inventor had set himself is easily achieved, namely that of cultivating microalgae on an industrial scale, with a high productivity and almost constant over time.

Sia il procedimento che l'impianto per realizzarlo fin qui descritti possono essere modifcati da persone esperte nel ramo, ma realizzazioni diverse, ma richiamantesi ai concetti espressi nelle allegate rivendicazioni, rientreranno comunque nell'ambito della protezione conferita dalla presente domanda di brevetto. Both the process and the system for carrying it out described so far can be modified by persons skilled in the art, but different embodiments, but referring to the concepts expressed in the appended claims, will however fall within the scope of the protection conferred by the present patent application.

Claims

claims

1. Process for industrially carrying out the culture of microalgae, characterized in that said culture is carried out in a closed hydraulic circuit,

- circulating a liquid containing algae;

- keeping the liquid temperature between two predetermined values;

- introducing into the liquid itself the quantity of carbon dioxide and nutrients necessary for the metabolism of algae;

- by exposing the circulating liquid to solar radiation in a predetermined transparent part of the closed circuit, so as to make the chlorophyll photosynthesis process of algae possible;

- extracting the oxygen that develops following this process;

- periodically separating the algae produced from the circulating liquid;

- finally extracting said algae from said closed hydraulic circuit.

2. Plant for industrially cultivating microalgae, characterized in that it comprises:

a) a closed circulation hydraulic circuit (1) inside which there is a liquid suitable for containing algae;

b) pumping means (2) for the circulation of said algae-containing liquid through the aforementioned closed circuit;

c) means (8, 9, 10, 11) for controlling and maintaining the temperature of the aforementioned liquid within a predetermined range of values;

e) a section of circuit (3) obtained with material transparent to solar radiation suitable for allowing the chlorophyll photosynthesis process of algae to take place inside;

d) an apparatus (4) suitable for introducing predetermined quantities of carbon dioxide into the circulating liquid;

f) an apparatus (5, 6) adapted to withdraw, extracting it from said circuit (1), the oxygen formed in relation to said chlorophyll photosynthesis cycle;

g) means (7) adapted to mechanically separate the algae from the liquid and to extract them from the closed circuit (1).

Plant according to claim 2, comprising:

- a closed circulation circuit (1) in which there is a liquid containing algae;

- a circulation pump of the membrane type (2);

- a cooling tower (8) consisting of a heat exchanger (10) which is passed through by the liquid containing the algae, by a spraying system (9) designed to spray the heat exchanger (10) with water, and by a ventilation (11), arranged so as to circulate air through said exchanger (10) so as to accelerate the evaporation of the water with which it is sprayed as means for controlling and maintaining the temperature of the liquid;

- a pressurized carbon dioxide tank (4) connected to said circuit (1) so as to introduce inside it predetermined quantities of carbon dioxide in the gaseous state by means of an inlet valve (4a);

- a deoxygenation group (5, 6), comprising a stationary tank (5) and a suction pump (6) adapted to generate a predetermined depression within it in order to remove the oxygen dissolved in the circulating liquid;

- a filtering tank (18), with a filter (7) arranged inside it, capable of mechanically separating the algae from the circulating liquid, keeping them inside and being reversibly removed from the filtering tank (18) itself;

- a tube battery (3) made of material transparent to solar radiation and having a predetermined linear development.

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4. Plant according to claim 3, wherein said introduction of gaseous carbon dioxide into the circuit is regulated by an electronic control device adapted to vary the flow rate of the gas passing through the aforementioned inlet valve (4a) according to the pH value in the circulating liquid detected by a special probe (6b).

System according to one of claims 3 or 4, wherein said membrane circulation pump (2) is provided with an electronic control element (2a) which activates it and keeps it activated only when the temperature of the liquid contained in the circuit closed (1) it exceeds a predetermined reference value, this temperature being detected by a special probe (2c).

System according to one of claims 3, 4 or 5, in which said suction pump (6) is electronically enslaved to a pressure measuring probe (6a) so as to generate a predetermined depression inside the said storage tank ( 5).

Plant according to one of claims 3, 4, 5 or 6, in which said spraying system (9) is equipped with a pump (9a) which is automatically activated and maintained in operation only when the temperature of the circulating liquid detected by a probe (13) exceeds a first predetermined value higher than the reference value of the said diaphragm pump (2), while the said ventilation system (11) of the cooling tower (8) is automatically activated and kept in operation only when the the aforesaid temperature exceeds a second predetermined value which is in turn higher than the said first value.

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