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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung inhaltsstofflich optimierter Biomasse aus höheren aquatischen Pflanzen, welche in Wasserkulturen vermehrt und aus denselben geerntet werden, gemäß Oberbegriff der Patentanspruches 1 und 8.
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Die Zugabe von Mineralstoffe und Spurenelementen in die Ernährung von Nutzvieh ist von erheblicher Bedeutung. Häufig treten futterbedingte Mangel- oder Krankheitsbilder auf, so wie dies aus der http://www.animal-health-online.de/phy/ehsphytolan.html bekannt ist. Das Problem einer diesbezüglich optimierten Tierernährung ist die Aufbereitung der pflanzlichen Substrate. Es ist nicht effektiv, ggfs sogar gesundheitsbedenklich dem Futtermittel Mineralstoffe und Spurenelemente in elementarer Form beizumischen. Diese werden im tierischen Organismus wesentlich schlechter d. h. uneffektiver resorbiert, als wenn die Mineralstoffe und Spurenelemente in einem biogenen pflanzlichen Substrat eingelagert/gebunden sind. Aus diesem Grund werden, wie aus der oben genannten Zitatstelle bekannt, Pflanzen zur Futtermittelverwertung entsprechend fermentiert. Da die verwendeten Pflanzen in der Regel langsamwüchsige Landpflanzen sind, deren mineralischer Inhalt vom Standort auf der Ackerböden abhängig ist, ist es somit unmöglich auf Dauer eine vorbestimmbare optimale Mineralstoff- und Spurenelementkonzentration daraus zu erzielen.
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Eine ausgewogene Zugabe biogener Mineralstoffe und Spurenelemente ist aber unverzichtbar.
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Als verwendete Kultureinrichtung für höhere aquatische Schwachlichtpflanzen wie Lemnacea ist die Einrichtung gemäß
WO 2010/043323 bekannt. Dort werden aquatische Kulturflächen als flache Wasserwannen gestapelt und mit Schwachlichtpflanzen, wie bspw Lemnacea besiedelt. Aufgrund der Schwachlichteigenschaft dieser mixotrophen Pflanzen können dieser überhaupt erst in Ihrer Hauptwachstumsphase gestapelt werden, womit hohe Kulturflächendichte pro Reaktorvolumen erzielbar.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zu entwickeln, dass bei vorteilhafterweise so schnellwüchsigen aquatischen Wasserpflanzen (Lemnacea etc) die Inhaltstoffe trotz kurzer Verweilzeiten in der Kultureinrichtung reproduzierbare und auf den jeweiligen Verwendungszweck „designbare” Inhaltsstoffe aufweisen.
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Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.
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Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 8 gelöst
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Weitere diesbezügliche vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist, dass zunächst ein entmineralisiertes Wasser als sogenanntes NULLWASSER bereitgestellt wird, welches sodann mit definierten vorbestimmten Mengen an Mineralstoffen und/oder Spurenelementen angereichert, und dann erst als Kulturwasser bereitgestellt wird, in welchem die aquatischen Pflanzen zur Vermehrung angesetzt werden.
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Dabei werden vorwiegend Lemnacea (Wasserlinsen) verwendet. Algen sind zwar auch aquatische Pflanzen, aber keine höheren aquatischen Pflanzen. Die Futtermittelproduktion auf Algenbasis ist erheblich teuer, weil die Einstellung günstiger Wachstumsparameter erheblich aufwändig ist. Außerdem treten in bekannten Algenkulturen immer wieder auch giftige Algenspezien auf. Diese bei der Herstellung des Futtermittels zu separieren ist aufwändig.
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Zu den höhren aquatischen Pflanzen gehören bspw Wasserlinsen. Diese sind enorm schnellwüchsig und verdoppeln sich vegetativ alle 1 bis 3 Tage. Innerhalb dieser Zeit findet somit die gesamte Vegetation statt. Außerdem lassen sich Wasserlinsen auf einfache Weise sortenrein verlesen und kultivieren. Da somit die Kulturzykluszeit bzw die Wuchszeit der Wasserlinse nur einen bis wenige Tage in Anspruch nimmt, reagiert diese auf eine reproduzierbare und somit steuerbare Weise im Hinblick auf den biogenen Einbau von Mineralstoffen und Spurenelementen. Da die aquatischen Kulturflächen bezüglich der zugeführten Mineralien und Mengen genauestens eingestellt werden kann, die Wasserlinse an sich dann bis zur Erntung nur wenige Tage alt ist, und diese Stoffe aufgenommen hat, wird die Wasserlinse auch eine vorbestimmbare und somit immer wieder kurzzeitig reproduzierbare Quantität davon einbauen. Diese Mineralien werden somit erfindungsgemäß anders als bei Landpflanzen in ihrer Quantität nicht mehr zufällig eingebaut, sondern steuer- und reproduzierbar. Dies ist der in der Wirkung erhebliche Unterschied zum biogenen Einbau von Mineralien in Landpflanzen, die mehrere Monate zum Aufwuchs brauchen, und somit auch noch Wetter und Wassergegebenheiten ausgesetzt sind, die im Ergebnis nur eine zufällige Quantität an Mineralien erzielen, die nur sehr ungenau vorbestimmbar ist.
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Durch die Verwendung des eingangs definierten Nullwassers lassen sich immer wieder reproduzierbare „designte” Quantitäten von biogenen Mineralien und Spurenelementen in einem hervorragenden Pflanzensubstrat für Futtermittel erzeugen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass zumindest ein Teil der Mineralstoffe und/oder Spurenelemente und/oder Metalle oder Metallionen als wasserlöslich aufbereitete Chelate, und/oder Bakterien zugegeben werden. Auf diese Weise sind die Mineralien und Spurenelemente nicht nur leicht ins Kulturwasser lösbar, sondern können auch leichter von der aquatischen Pflanzen, bspw Wasserlinsen aufgenommen werden. Selbes gilt auch für die Zusteuerung von Bakterien, die in CO-Kultivierung mit Lemnacea einen wuchssteigernden Effekt haben können, zumal die Bakterien Kohlenhydratvorprodukte liefern können, wodurch sogar der Lichtbedarf und damit der Photosyntheseanteil an der Biomassenproduktion weiter abgesenkt wird, entsprechend der schon erzielten Schwachlichteigenschaft der Lemnacea. So können noch dichtere Lagen von gestapelten aquatischen Kulturflächen angelegt werden, also noch größere Kulturflächendichten pro Volumen angelegt werden, womit proportional auch die Wirtschaftlickeit dieser Biomassenproduktion steigt.
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Auch gut geeignet für die erfindungsgemäße Methode ist, die aquatische Pflanze Eichhornia crassipes. Diese vermehrt sich ebenfalls vorwiegend vegetativ, und deren Verdopplungszeit liegt mit 10 bis 14 Tagen ebenfalls noch in einem kurzen Zeitraum, in dem auch reproduzierbare Resorptionen von Mineralien und Spurenelementen in der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ablaufen.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass im Speziellen die neuen Sorten
CPVO 2009/0984 Lemnacea minor HENRY BLANKE und/oder
CPVO 2010/0853 Lemnacea minor HENRY Allegro und/oder
CPVO 2010/0854 Lemnacea minor HENRY Vitesse und/oder
CPVO 2010/0857 Lemnacea minor HENRY Legato und/oder
CPVO 2010/0855 Lemnacea minor HENRY DaCapo und/oder
CPVO 2010/0856 Lemnacea minor HENRY Forte und/oder
CPVO 2010/0858 Lemnacea minor HENRY Maria und/oder
CPVO 2010/0859 Lemnacea minor HENRY Josef und/oder
CPVO 2010/0936 Spirodela HENRY Big Mama
bezüglich des Einsatzes des erfindungsgemäßen Verfahrens von besonderem Vorteil sind.
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Eine weitere gut geeignete neue Sorte ist die CPVO 2009/0985 Eichhornia crassipes Johann Schoofs Sen.
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Dies liegt insbesondere daran, dass diese genannten Sorten jeweils ein eigenes Inhaltsstoffspektrum aufweisen.
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Somit ergibt sich, dass der Futtermittelgrundstoff nicht nur im Hinblick auf die erfindungsgemäß eingestellten biogen inkorporierten Mineralien- und Spurenelementemengen reproduzierbar gestaltbar ist, sondern zusätzlich auch in Bezug auf ihre Protein-, Fett- etc -Werte auswählbar sind.
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Insgesamt ergibt sich so ein völlig natürlicher, genmanipulationsfreier, aber nach den Produktleistungen frei und reproduzierbar gestaltbarer Futtermittelgrundstoff.
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Aber auch eine günstige Inhaltsstoffeinstellung für die Verwendung der Biomasse für Biogas, Bioethanol etc ist so möglich.
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In weiterer vorteilhafter verfahrensgemäßer Ausgestaltung ist angegeben, dass die aquatischen Kulturflächen in einem geschlossenen aber lichtdurchlässigen Reaktor vorgenommen wird, und dass das Nullwasser
- – aus reaktorinternem Kondenswasser, und/oder
- – aus von außen zugeführtem Regenwasser, und/oder
- – aus Kondenswasser durch von außen zugeführtes, und innerhalb des Reaktors verdunsteten Brauchwassers, oder Abwassers oder Meerwassers gebildet wird, welches innerhalb oder nahe des Reaktors kondensiert wird.
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Beim Betrieb innerhalb eines hermetischen oder überwiegend geschlossenen Biomasseerzeugungsreaktoren (Kultureinrichtung) zur Erzeugung dieser Biomasse können die für das erfindungsgemäß konditionierte Mineral- und Spurenelementangereicherte Wasser als NULLWASSER das systeminterne Kondenswasser verwendet werden. Dieses Kondenswasser schafft in solchen Reaktoren, die eine Größe von einem Hektar und mehr aufweisen können und einer Höhe von 5 bis 25 Metern, ein wichtiges technisches Element zur Klimatisierung solcher Reaktoren, um ein stabiles Temperatur- und Feuchtigkeitsgepuffertes System zu erhalten, in welchem die inneren klimatischen Bedingungen von kurzfristigen Schwankungen der Außentemperatur entkoppelt sind. Dies um die Wachstumsbedingungen innerhalb der Reaktors für die aquatischen Kulturen optimal zu erhalten. Gerade dieses dafür schon wichtige Kondenswasser wird nun auch noch derart recycliziert, dass es als OHNE ENERGIEAUFWAND systemintern „entmineralisiertes Wasser” d. h. erfindungsgemäß als Nullwasser zum definierten Anmischen definierter und nicht zufälliger Mineralstoff- und Spurenelementgehalte im Kulturwasser schnellwüchsiger aquatischer Pflanzen verwendet werden kann. Somit entsteht hierdurch ein Mehrfachnutzen.
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Kern der einrichtungsgemäßen Erfindung ist, dass ausgehend von erzeugtem oder aufgefangenem Kondenswasser ein sogenanntes Nullwasser bereitgestellt wird, welches dann definiert und reproduzierbar über eine Steuerung die Zusteuerung von Mineralstoffen und/oder Metallionen und/oder Spurenelementen zum Nullwasser in einem Mischer regelt, welcher zumindest über eine mittels Leitfähigkeits- und/oder PH-Wertmessung gesteuerte Dosiereinrichtung die Zuführung der besagten Stoffe steuert.
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Mit dieser genauen und reproduzierten Erzeugung des Kulturwassers können die Inhaltstoffe des Kulturwassers jeweils auf die aquatischen Pflanzensorten so appliziert werden, dass die erzeugte Biomasse perfekt auf den Verwendungszweck für Futterstoffe, für die Humannahrungsergänzung, und auch für die Pharmacie eingestellt werden kann.
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Bspw benötigen die genannten Pflanzen Calcium. Bei einer zu hohen Calciummenge wird jedoch in den genannten Pflanzen zu viel Oxalsäure erzeugt. Dies ist nachteilig. Um bspw diesen Aspekt bei der genannten Biomasse überhaupt kompensieren zu können, bedarf es als Ausgangspunkt des genannten Nullwassers, um erst von dort aus eine optimal kleine, aber dennoch ausreichende Calcium-Zufuhr einstellen zu können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass als Nullwasserquelle die Kultureinrichtung mit einer Meerwasserentsalzungsanlage vom Kondensationstyp verbunden ist. Auf diese Weise kann die Kultureinrichtung, nach dem besagten Nullwasser-Verfahren auch in Meeresnähe betrieben werden, wo weniger Süßwasser zur Verfügung steht. Da die Lemnacea zumindest eine höhere Salinität als andere Pflanzen vertragen, kann dieser Effekt dort bei der Zumischung auch berücksichtigt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Meerwasserentsalzungsanlage aus einer zentral angelegten Verdunstungswanne besteht, welche ringförmig von einer zweiten kreisringförmigen Kondenswasserauffangrinne umgeben ist, und Verdunstungswanne sowie Kondenswasserauffangrinne gemeinsam eine kuppelförmige Abdeckung aufweisen, und dass zumindest die Kondenswasserauffangrinne über ein wärmegekoppeltes Rohr- oder Verdunstersystem mit durchlaufendem Meerwasser kühlbar ist, bevor dasselbe Meerwasser langsam und stetig in die Verdunstungswanne einläuft. Diese Einrichtung ist ebenso einfach aufgebaut wie die Kultureinrichtung selbst. Ein Zusammenwirken der besagten neuartigen Kultureinrichtung mit der Meerwasserentsalzungsanlage ist optimal, da diese einfach ausgestaltet und somit störungsarm betreibbar ist.
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Es ist daher von Vorteil, dass die Kondenswassererzeugungsanlage baulich mit in die Kultureinrichtung integriert sein kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Entsalzungs- oder Entmineralisierungsanlage baulich in zwei Komponenten Verdampfer und Kondensator geteilt ist, und dass im Falle einer Meerwasserentsalzung zuerst das kalte Meerwasser durch Kondensationskörper im Kondensator hindurchläuft, und rohrleitungsmäßig sodann in den Verdampfer geleitet wird. So wird ein Temperaturgefälle zwischen bspw solarthermischer Erwärmung und dem Temperaturniveau des eingeleiteten kalten Meerswassers genutzt, womit sodann eine ganz erheblich energiearme Kondensationsentsalzung des Meerwassers vorgenommen werden kann. Das so gewonnene Kondensat ist dann im Ergebnis wieder das perfekte, und sogar mit Doppelnutzen hergestellte Nullwasser.
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Wichtig ist hierbei, dass diese Methode so wenig Fremdenergie aufzehrend ist, dass es perfekt in den Kontext CO2-neutraler Energieumwandlung passt.
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Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass der Verdampfer aus einem geschlossen oder teilgeschlossenen Behältnis besteht, in welchem das zu verdampfende Wasser auf eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Wannen in der Höhe verteilbar ist, und dass die mit Wasserdampf gesättigte Luft aus dem Verdampfer über ein Verbindungsgrohr sodann in den Inneraum des Kondensators leitbar ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Oberflächen der Kondensationskörper oder Kondensationsflächen nanostrukturiert sind, oder nanostrukturiert beschichtet sind. Dies wiederum ist ebenso bedeutend, weil hierdurch ein optimaler Ablauf des Kondenswassers gegegeben ist, ohne dass dies wieder teilweise verdunstet.
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Hierzu ist es dann ebenso vorteilhaft, wenn auch alle Oberflächen von Wannen, Rohrinnenflächen etc die direkte Berührung mit dem Meerwasser oder dem mineralreichen Wasser haben, ebenso nanostrukturiert oder nanobeschichtet sind. So wird die Ablagerung von Salz und Mineralien der aufkonzentrierten verbleibenden Sole deutlich reduziert.
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Wichtig ist hierbei grundsätzlich, dass das Meerwasser nicht vollständig verdampft werden muss, sondern sich nur aufkonzentriert. Wichtig ist hierbei die ausreichende Erzeugung von Kondenswasser als Nullwasser für die aquatischen Kulturflächen.
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Ebenso kann auch die verdampfte Flüssigkeit bei der ggfs vorgenommenen Trockung der Biomasse ebenson kondensiert und als Nullwasser herangezogen werden.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
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Es zeigt:
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1: Übersichtsdarstellung der Wasser und Düngestoffregelung
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2: Übersichtsdarstellung des Verfahrens mit Meerwasserentsalzung
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3: kombinierter Verdampfer/Kondensator
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4: separierte Anordnung von Verdampfer und Kondensator
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1 zeigt die Übersichtsdarstellung von der Nullwasserherstellung bis zur definierten Aufmischung mit Düngestoffen zur Herstellung des Kulturwassers 5 für den aquatischen Biomassenerzeugungsreaktor 1. Das Nullwasser bedeutet hierbei ein entsalztes entmineralisiertes und auch mikrobiologisch unbelebtes Wasser, welches als normierte Null- oder Ausgangsstellung im Hinblick auf die Konzentrationen später definiert zugeführter spezifischer Zugabestoffe zum Kulturwasser dient. Die Tatsache, dass ein solches Wasser bspw Kondenswasser als Nullwasser zur Basis genommen wird, hat die Wirkung, dass davon ausgehend alle Inhaltstoffe zunächst auf Null gesetzt sind, und durch messbare Zugabe von Inhaltsstoffen ein vollständig reproduzierbares definiertes Kulturwasser erzeugbar ist, was den aquatischen Pflanzen dann zugesetzt wird. Auf diese erfindungsgemäße systematische Weise kann das Inhaltsstoffspektrum der so auf solchem Kulturwasser vermehrten aquatischen Pflanzen vorbestimmbar gesteuert werden. D. h. es können durch definierte Zugabestoffe zum Kulturwasser bezielt bspw der Proteingehalt, der Stärkegehalt, der Fettgehalt etc verändert bzw beeinflusst werden. So können die Zugabestoffe bei Zugrundelegung des erfindungsgemäßen Nullwassers das finale Produkt, bzw die Biomasse auf den jeweilig gewünschten Verwendungszweck reproduzierbar designt werden. So können in verschiedenen Einrichtugen an verschiedenen Orten dennoch reproduzierbar gleiche Biomassequalitäten erzeugt werden. Um dies zu realisieren, wird zunächst Kondenswasser in einem Kondenswassersammler 7 gespeichert. Dieser wird ggfs zusätzlich vom Kondenswassersammelablauf aus der Kultureinrichtung (aquatischer Biomassereaktor) gespeist, oder zusätzlich gespeist. Der Kondenswassersammler 7 kann aber auch von einer weiteren Quelle bspw von einer Meerwasser- oder Grubenwasserentsalzungsanlage 30 gespeist werden, bzw zusätzlich gespeist werden. Auch kann Kondenswasser aus der Trocknung der aquatischen Biomasse nach Erntung genutzt werden. Das Kondenswasser stellt nun das Nullwasser dar, welches dann dem Mischer 8 zugeführt wird. Der Mischer 8 wiederum wird von verschiedenen Reservoiren gespeist. Ein erstes Reservoir ist das Reservoir 21 für die Grundstoffe Phosphor, Stickstoff, Kalium. Das zweite Reservoir 22 steuert weiterhin Mineralien und Spurenelemente zu, und das dritte Reservoir steuert Bakterienstämme zu. Hierzu können Ferribakterien, Hefebakterien und andere gehören.
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Die genannten Reservoire 21, 22 und 23 werden automatisch über die Steuerung 20 angesteuert die über Dosiermittel aus den genannten Reservoiren exakt die vorbestimmten Mengen in das Kulturwasser einmischen und so ein gewünschtes, genau zusammengesetztes Kulturwasser erzeugen. Das fertige Kulturwasser 5 wird sodann den einzelnen, übereinander gestapelten Wannen der Kultureinrichtung 1 zugeführt. Zusätzlich ist das Kulturwasser mit Sensoren überwacht, die Temperatur, Leitfähigkeit, PH-Wert etc messen und als überwachende Sensorwerte mit in die Steuerung 20 eingespeist werden. So kann ein geschlossener Regelkreislauf erstellt und die Wasserzusammensetzung, und ggfs sogar den Bedarf an Austausch oder Flutung des Kulturwassers darüber mit berücksichtigt werden. Wie zu erkennen ist, verfügt die Kultureinrichtung noch über eine CO2- oder Abgaseinleitung. Dabei kann das CO2 aber auch bereits in das Kulturwasser 5 unter Druck zur Bildung von Kohlensäure eingeleitet werden, und somit dann sogar mit Kohlensäure beladenes der Kultureinrichtung zur Steigerung der Biomassezuwachsraten zugeführt werden.
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2 zeigt im Detail zwei zusätzliche Ausgestaltungen. Zum einem ist die Hauptkultureinrichtung 1 mit einem Nachreaktor 10 verbunden. Der Nachreaktor 10 unterscheidet sich vom Hauptreaktor 1 darin, dass er eine deutlich geringere Stapeldichte aufweist, um zur inhaltsstofflichen Nachreifung der aquatischen Pflanzen kurzfristig nochmal mehr Licht zur Verfügung zu stellen. D. h. zunächst werden regelmäßig Teilmengen der Menge an aquatischen Pflanzen aus dem Hauptreaktor 1 geerntet, und in den Nachreaktor 10 zur inhaltstofflichen Reifung verschoben. Dies geschieht durch Ausspülen oder Umspülen der Wasserlinsen von den Kulturflächen im Hauptreaktor 1 auf die Kulturflächen des Nachreaktors 10. Zum Zwecke der besagten Reifung wird dort das Kulturwasser in der beschriebenen Weise nochmals zusätzlich konditioniert.
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Ein weiteres Beispiel für die Einbeziehung eine Meerwasserentsalzungsanlage vom Kondensationstyp ist unten in 2 zu sehen. Dort wird in einem ggfs runden Meerwasserverdampfungsbecken 31 zunächst indirekt Meerwasser eingeleitet. Indirekt bedeutet, dass dieses kalte Meerwasser zunächst durch Rohre geleitet wird, welche die Oberflächen einer randseitig um das Verdampfungsbecken 31 herum angelegten Kondensationsauffangrinne 32 kühlt, d. h. zumindest diesen Bereich kühlt. Oberhalb der gesamten Anordnung samt Verdampfungsbecken 31 und Kondensationswasserauffangrinne 32 ist eine nach oben gewölbte bspw domförmige Abdeckung 33 vorgesehen, die zumindest partiell gekühlt sein kann. Insgesamt soll sich das Verdampfungsbecken aber durch Sonnenlichteinstrahlung oder durch Wärmetauscher die Prozessabwärme einspeisen aus Biogas-, Bioethanol- oder Kompostiereinrichtungen samt Meerwasser aufwärmen und langsam verdunsten und an der Abdeckung kondensieren und an derselben nach unten in die Kondensationswasserauffangrinne 32 ablaufen.
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Aus der Kondensationswasserauffangrinne 32 wird dann kontinuierlich oder wasserstandsabhängig das erhaltene Kondenswasser 41 über einen Kondenswasserabzug 43 abgezogen und dem Kondenswassersammler als Nullwasser zugeleitet.
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Das sich ggfs aufkonzentrierende Meerwasser wird ebenso, zumindest im Wert seiner Salinität sensorisch mittels Sensoren 42 kontrolliert. Das aufkonzentrierte Salzwasser kann dann entweder wieder zurück ins Meer gespeist werden oder aber zumindest ein Teil dem Mischer 8 zugeführt werden um dann eine definitive geringere Salinität einzustellen, die für Lemnacea durchaus vorteilhaft ist.
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Diese Form sehr einfacher Meerwasserentsalzungsanlagen kann auf dem Land in Meerwassernähe aufgestellt sein, oder aber auch als schwimmende Einrichtung in Meeresufernähe platziert sein.
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3 zeigt nur das Detail des vewendeten kombinierten Verdampfer/Kondensator. Bspw kaltes Meerwasser wird zunächst so eingeleitet, dass es durch bspw Hohlräume von Kondensationskörpern 45 fließt, die in den Verdampfungsraum hineinragen. Nachdem das Meerwasser durch die Kondensationskörper bzw durch entsprechende Leitungen durchgeleitet wurde, und dort die Kondensationskörper gekühlt hat, fließt es dann in das Verdampfungsbecken 31. Unter Einfluss von Sonneneinstrahlung, oder durch bspw die Zufuhr von Prozessabwärme bspw durch Wärmetauscher wird nun das Meerwasser verdunstet, und schlägt sich an den gekühlten Kondensationsflächen wieder nieder, und tropft dann in den Kondenswasserauffang 32. Auf diese Weise können auch Grubenwässer als Ausgangsstoff für die Herstellung von Nullwasser aus Kondenswasser dienen.
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4 zeigt eine separierte Anordnung von Verdampfer 35 (Verdunster) und Kondensator 36. Dabei ist der Verdampfer/Verdunster 35 ebenfalls mit einer Stellagenanordnung von einzelnen, übereinander gestapelten Verdunstungswannen 31 versehen. Hier können ebenso stetig benetzte Tücher statt stetig befüllte Wannen verwendet werden. Das verdunstete Wasser samt Luft wird dann über ein Rohr in den Kondensatorraum 36 geleitet. Dort sind mit bspw kalten Meerwasser gekühlte Kondensationskörper 45 angeordnet, von denen das Kondenswasser dann nach unten abläuft, und dann abgezogen und dem Nullwasser oder Kondenswassersammler zur weiteren oben beschriebenen Verwendung zugeführt wird.
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Die Kühlung der Kondensatorkörper 45 erfolgt durch kontinuierliche Durchleitung von bspw kaltem Meerwasser. Nach Durchlaufen des Meerwassers durch die Kondensatoren wird das Meerwasser nun weitergeleitet und nachfolgend in die Verdunstungswannen 31 des Verdunsters geleitet. Dort sorgt entweder Sonneneinstrahlung und/oder eingeleitete Prozessabwärme für die Verdunstung.
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Der gesamte Prozess speist sich somit direkt und ohne Umweg aus regenerativen Energieformen. Das aufkonzentrierte ggfs nicht vollständig verdunstete Meerwasser wird dann wieder ins Meer zurückgeleitet.
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Dasselbe Konzept kann auch bei der Wasserquelle Grubenwasser statt Meerwasser, oder sogar mit leichtem Abwasser genutzt werden.
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Um den Ablauf des Kondenswassers von den Kondensatorkörperflächen zu optimieren können diese nanostrukturiert sein.
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Auch für die Vermeidung von Ablagerungen oder Versalzungen können die Salzwasser fördernden Rohre und Wannen innen auch nanostrukturierte Oberflächen aufweisen. So dass immer eine kleine Spülwassermenge ausreicht, die Ablagerung wieder mitzureissen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kultureinrichtung/Biomasseerzeugungsreaktor
- 2
- Gestapelte wassergefüllte Kulturwannen
- 3
- CO2- oder Prozessabgaseinleitung
- 4
- Sensoren
- 5
- Kulturwassereinleitung
- 6
- Kondenswasserablauf auf Biomasseerzeugungsreaktor
- 7
- Kondenswassersammler
- 8
- Mischer
- 10
- Nachreaktor (Nachreaktorkultureinrichtung)
- 11
- Biomasseabzug
- 20
- Steuerung
- 21
- N-P-K Reservoir
- 22
- Mineralstoff- und Spurenelemente-Reservoir
- 23
- Bakterienstamm-Reservoir
- 30
- Kondensationswassererzeuger/Meerwasserentsalzungseinrichtung
- 31
- Meerwasserverdampfungsbecken
- 32
- Kondensationswasserauffang
- 33
- Außenhaut, ggfs partiell durch kaltes zulaufendes Meeerwasser gekühlt
- 35
- Verdampfer- oder Verdunster
- 36
- Kondensator
- 40
- Meerwasser
- 41
- Kondenswasser
- 42
- Entsalzungssensorik
- 43
- Kondenswasserabzug
- 44
- Meerwassereinleitung (kalt)
- 45
- Kondensationsflächen/-körper
- 46
- Aufsaliniertes Meerwasser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.animal-health-online.de/phy/ehsphytolan.html [0002]
