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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung. Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung die eine Mikroblasenvorrichtung verwendet.
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HINTERGURND
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Da sich in jüngster Zeit die globale Erwärmung beschleunigt hat, wurden Vorschriften zur Reduzierung der Erzeugung und Emission von Treibhausgasen verschärft, und eine Reduzierungsmenge an Treibhausgasen wurde vielen Ländern auferlegt.
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Dementsprechend gab es viele Studien, um die Vorschriften durch Entwicklung von neuen erneuerbaren Energien, Energieeinspartechnologien, umweltfreundlichen Kraftfahrzeugen, Treibhausgas-Aufbereitungstechnik und dergleichen zu erfüllen.
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Vor allem die Automobilindustrie widmete sich der Treibhausgas-Aufbereitungstechnik zusammen mit der Energieeinspartechnologie als Kerntechnologie.
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Die Treibhausgas-Aufbereitungstechnik kann weitgehend in eine chemische Behandlungstechnik und eine biologische Behandlungstechnologie eingeteilt werden. Die chemische Behandlungstechnik umfasst ein Absorptionsstauberfassungsverfahren unter Verwendung von Amin oder Kaliumcarbonat und einem Absorptionsmittel, und die biologische Behandlungstechnik umfasst ein Absorptions-Fixierverfahren, das Algen verwendet, die eine Kohlenstoffassimilation durchführen.
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Vor kurzem wurde die biologische Behandlungstechnologie aktiv an der Absorption und Fixierung von Kohlendioxid unter Verwendung von Mikroalgen untersucht. In diesem Fall, da die biologische Behandlungstechnologie lebende Mikroalgen verwendet, ist die Behandlungsgeschwindigkeit gering und eine große Anlagengröße ist erforderlich, womit es Einschränkungen in der Gewährleistung der Wirtschaftlichkeit gibt.
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Dementsprechend besteht ein Bedarf zur Entwicklung einer Kultivierungsvorrichtung, die die Wirtschaftlichkeit durch Kultivierung/Sammlung von Mikroalgen (Haematococcus pluvialis und Phaffia Rhodozyma) verbessert, die Astaxanthin produzieren, welches Funktionen wie beispielsweise potenzielle Prävention von Krebs, Verbesserung der Immunreaktion, und Induktion von Antioxidant-Reaktionen aufweist, und daher als ein Stoff mit hohem Mehrwert im medizinischen Bereich verwendet wird, verbessert.
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Die obigen Informationen in diesem Abschnitt des Hintergrunds der Erfindung dient nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung, und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der bereits in diesem Land einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde in einem Versuch unternommen, die oben beschriebenen Probleme, die mit dem Stand der Technik verbunden sind, zu lösen. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung bereit, die die Wirtschaftlichkeit gewährleisten kann und somit eine Grundlage für ein großes Investment sichern kann, durch Kultivieren und Sammeln von Mikroalgen, die Stoffe zur potentiellen Prävention von Krebs, Verbesserung der Immunreaktionen und Antioxidative-Reaktionen, wie Astaxanthin, produzieren, um nützliche Stoffe zu extrahieren und anzuwenden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, weist eine Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung auf: eine Photochemische-Kultivierungsanlage zur Kultivierung von Mikroalgen durch photochemische Reaktionen, eine Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage, die mit der Photochemischen-Kultivierungsanlage verbunden ist, um ein darin eingefülltes Stickstoffmangelmedium mit den Mikroalgen, die in der Photochemischen-Kultivierungsanlage abgeschieden wurden, zu mischen, wobei die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage es dem Stickstoffmangelmedium ermöglicht, die Mikroalgen in rote Varianten zu zersetzten (to subject the microalgae to red variation), um Rot-Varianten-Mikroalgen zu erzeugen, in denen Astaxanthin erzeugt wird, einen Schwebeabscheider, der die Rot-Varianten-Mikroalgen, die von der Rot-Varianten-Photochemischen-Kultivierungsanlage abgeschieden und abgegeben wurden, durch Zuführen von Mikroblasen anreichert, und einen Fliehkraftabscheider, der Restfeuchte aus den in dem Schwebeabscheider angereicherten Rot-Varianten-Mikroalgen entfernt und die Rot-Varianten-Mikroalgen sammelt.
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Die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage kann aufweisen: ein Kultivierungsgefäß zur Aufnahme und Speicherung des Stickstoffmangelmediums und der Mikroalgen, einen Einlass, der an einem oberen Ende des Kultivierungsgefäßes angeordnet ist und in den die Mikroalgen, die von der Photochemischen-Kultivierungsanlage zugeführt werden, und das zirkulierende Stickstoffmangelmedium eingeleitet werden, ein Überlaufrohr, das eingeführt ist, und eine Längsrichtung in der Mitte des Kultivierungsgefäßes aufweist, und einen Auslass, der mit dem Überlaufrohr verbunden ist und aus dem das Stickstoffmangelmedium, das mit den Mikroalgen vermischt ist, ausgegeben wird.
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Die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage kann ferner aufweisen: einen Mikroalgen-Emitter, der die Rot-Varianten-Mikroalgen, die an einem Boden des Kultivierungsgefäßes abgeschieden sind, ausgibt, wobei der Mikroalgen-Emitter umfasst: einen Trichter, in dem die Rot-Varianten-Mikroalgen, die bis zu einem Referenzgewicht oder mehr herangewachsen sind, abgeschieden werden, einen Erfassungssensor, der die Höhe der in dem Trichter abgeschiedenen Rot-Varianten-Mikroalgen misst, eine obere Trennplatte, die den Trichter und das Kultivierungsgefäß trennt, wenn die in dem Trichter abgeschiedenen Rot-Varianten-Mikroalgen bis zu der Referenzhöhe oder höher angesammelt wurden, eine untere Trennplatte, die den Trichter und ein Übertragungsrohr von abgeschiedenen Algen trennt, bis die Rot-Varianten-Mikroalgen in dem Trichter bis auf die Referenzhöhe angesammelt sind, und eine Trennplattenantriebssteuerung, die dazu eingerichtet ist, die obere Trennplatte und die untere Trennplatte durch Empfangen von Signalen von dem Erfassungssensor zu betätigen.
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Die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage kann ferner aufweisen: einen ersten Kultivierungsmedium-Regenerator, der das Stickstoffmangel-Abfallmedium regeneriert, das in dem Kultivierungsgefäß erzeugt und von diesem zugeführt wird, indem dem Abfallmedium Nährstoffe zugesetzt werden, und eine erste Zirkulationspumpe, die das durch den ersten Kultivierungsmedium-Regenerator regenerierte Stickstoffmangelmedium dem Kultivierungsgefäß zuführt.
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Die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage kann durch eine Vielzahl von Kultivierungsgefäßen ausgebildet sein, und so vorgesehen sein, dass die Mikroalgen und das Stickstoffmangelmedium, die aus einem Auslass ausgegeben werden, in einen Einlass eines anderen, benachbarten Kultivierungsgefäßes eingeleitet werden.
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Die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage kann eine Zyklonstruktur aufweisen, um das Stickstoffmangelmedium und die Mikroalgen zu durchmischen und die Aktivität der Mikroalgen zu verbessern.
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Ferner kann die Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung einen Mikroblasen-Generator aufweisen, der Mikroblasen-Wasser erzeugt, das mikronisierte Kohlendioxidblasen enthält, und das Mikroblasen-Wasser dem Schwebeabscheider, der Photochemischen-Kultivierungsanlage und der Rot-Varianten-Photochemischen-Kultivierungsanlage zuführt.
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Ferner kann die Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung einen zweiten Kultivierungsmedium-Regenerator, der das Abfallmedium regeneriert, das in der Photochemischen-Kultivierungsanlage, dem Schwebeabscheider und dem Fliehkraftabscheider erzeugt und von diesen zugeführt wird, indem dem Abfallmedium Nährstoffe zugesetzt werden, und eine zweite Zirkulationspumpe, die das in dem zweiten Kultivierungsmedium-Regenerator regenerierte Kultivierungsmedium der Photochemischen-Kultivierungsanlage zuführt, aufweisen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel in der vorliegenden Erfindung wird die Wirtschaftlichkeit gewährleistet und damit eine Grundlage für ein großes Investment durch Kultivieren und Sammeln von Mikroalgen, die Stoffe zur potentiellen Prävention von Krebs, Verbesserung der Immunreaktion, und Induktion Antioxidativer-Reaktionen, wie beispielsweise Astaxanthin erzeugen, um nützliche Stoffe zu extrahieren und zu nutzen.
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Zusätzlich kann durch Recycling eines Stickstoffnährstoffquellenmangel-Abfallmediums, das durch eine Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage erzeugt wird, auf eine separate Abwasserbehandlungsanlage verzichtet werden, und die Verwendung von Wasserressourcen und Nährstoffen zur Herstellung eines Kultivierungsmediums kann verringert werden, und Mikroalgen, die das Abfallmedium entält und nicht gewachsen sind, können so verwendet werden, wie sie sind.
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Andere Aspekte und Ausführungsformen werden nachstehend diskutiert.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Kraftfahrzeug" oder anderer ähnlicher Begriff, die hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, einschließlich Passagierautomobilen, einschließlich Geländewagen (SUV), Bussen, Lastkraftwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich eine Vielfalt von Booten und Schiffen, Flugzeugen und dergleichen, umfasst. Ferner umfassend Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere alternative Kraftstofffahrzeuge (z. B. Kraftstoffe, die von anderen Ressourcen als Erdöl stammen). Wie hierin erwähnt, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen aufweist, beispielsweise sowohl Benzin betriebene als auch elektrische betriebene Fahrzeuge.
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Die obigen und weitere Merkmale der Erfindung werden nachstehend diskutiert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die obigen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, wobei diese im Folgenden nur zur Veranschaulichung angegeben sind und daher keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen.
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1 ist eine Ausbildungsansicht, die schematisch eine Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik darstellt.
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2 ist eine Ausbildungsansicht, die schematisch eine Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 ist eine Ansicht, die eine Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage der Mikroalgen-Photochemischen-Kultivierungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstäblich sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der hierin offenbarten Erfindung, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die speziell beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung, durchgehend in allen Figuren.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachstehend wird nun detailliert auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele zu beschränken. Im Gegenteil, die Erfindung soll nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen umfassen, die innerhalb des Gedankens und Schutzbereichs der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
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Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung und die Verfahren zum Erreichen der Vorteile und Merkmale werden mit Bezug auf die nachstehend zu beschreibenden Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
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Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachstehend offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann in verschiedenen anderen Ausführungsformen implementiert sein, und die vorliegenden beispielhaften Ausführungsformen sind vorgesehen, um die Offenbarung der vorliegenden Erfindung vollständig zu machen und den Umfang der Erfindung einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Erfindung, vollständig darzustellen, und die vorliegende Erfindung wird nur durch den Umfang der Ansprüche definiert.
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Die bekannte Technik und dergleichen kann das Wesentliche der vorliegenden Erfindung bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verdunkeln, weshalb die detaillierte Beschreibung dessen weggelassen wird.
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1 ist eine Ausbildungsansicht, die schematisch eine Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik darstellt.
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Wie in 1 gezeigt, weist die Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung des Standes der Technik weist: eine Photochemische-Kultivierungsanlage 10 in Form eines Zyklons; eine Schwebeabscheidevorrichtung 20 zum Anreichern der abgeschiedenen Mikroalgen; eine Fliehkraftabscheidevorrichtung 30 zum Sammeln der angereicherten Mikroalgen; eine Mikroblasen-Generatorvorrichtung (Erzeugungsvorrichtung) 40 zur Erzeugung von Mikroblasen mit einem Durchmesser von etwa 30 µm unter Verwendung von Kohlendioxid; eine Kultivierungsmedium-Regeneratorvorrichtung 50 zur Aufbereitung eines regenerierten Kultivierungsmedium durch Zusetzten von Nährstoffen zu dem Abfallmedium; und eine Zirkulationspumpe 60. Die Effizienz der Behandlung von Kohlendioxid kann verbessert werden.
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Die Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik kann unter Verwendung eines Mikroblasen-Generators zum Erzeugen von µm-großen Kohlendioxid-Mikroblasen und Verwendung der Mikroblasen die Effizienz der Behandlung von Kohlendioxidgas verbessern, und eine Vorrichtung wie z.B. ein separater Kompressor zum Zuführen des Kohlendioxids wird überflüssig. Somit können die Energiekosten reduziert werden, und gleichzeitig können Probleme im Zusammenhang mit Kosten/Raum gelöst werden.
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Die Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik weist einen zusätzlichen Effekt auf, nämlich dass die Menge an verwendeten Nährstoffen reduziert werden kann, indem ein Abfallmedium recycelt wird, Wasserressourcen, die für die Kultivierung erforderlich sind, können eingespart werden, und Abwasserbehandlungsanlagen für die Behandlung von Abfallmedien können entfallen.
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Die Mikroalgen, die durch die Fliehkraftabscheidevorrichtung 30 der Mikroalgen-Photochemischen-Kultivierungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik angesammelt werden, können entsorgt oder als Rohstoff für bioabbaubare Kunststoff oder Biotreibstoff verwendet werden.
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Wenn jedoch Mikroalgen entsorgt werden, fallen Kosten für die Behandlung an. Wenn Mikroalgen als biologisch abbaubarer Kunststoff und Biobrennstoff recycelt werden, besteht ein Problem darin, dass nicht genügend Bedarf für die Materialien besteht, was die Wirtschaftlichkeit reduziert.
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Da das Problem auch als Barriere für Investitionen in großtechnische Behandlungsanlagen zur Behandlung von Kohlendioxid (CO2) bestehen kann, beabsichtigt die vorliegende Erfindung die vorgenannten Probleme zu überwinden, indem eine große Menge an Mikroalgen kultiviert wird, die Astaxanthin enthalten, das in jüngster Zeit als hoch-wertsteigender Stoff im medizinischen Bereich angewendet wird, um Astaxanthin zu extrahieren und zu nutzen, wodurch die Wirtschaftlichkeit gewährleistet werden kann.
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Nachstehend, 2 ist eine Ausbildungsansicht, die schematisch eine Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 3 ist eine Ansicht, die eine Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage einer Mikroalgen-Photochemischen-Kultivierungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 2 gezeigt, wurde die Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung auf der Grundlage dieser Mikroalge gebildet, die Astaxanthin erzeugen kann, wobei die Produktion von Astaxanthin in einem Zustand, indem Stickstoffnährstoffquellen fehlen, erhöht wird, und die Vorrichtung eine Photochemische-Kultivierungsanlage 100, eine Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200, einen Schwebeabscheider 300 und einen Fliehkraftabscheider 400 für diesen Zweck umfasst.
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Die Photochemische-Kultivierungsanlage 100 kultiviert Mikroalgen durch photochemische Reaktionen und ist die gleiche wie die Photochemische-Kultivierungsanlage 10 des Standes der Technik in Bezug auf die Form und Eigenschaften.
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Die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200 hat die gleiche Struktur und Ausbildung wie diejenigen der Photochemischen-Kultivierungsanlage 100, und ist mit der Photochemischen-Kultivierungsanlage 100 verbunden, um ein darin eingefülltes Stickstoffmangelmedium mit in der Photochemischen-Kultivierungsanlage 100 abgeschiedenen Mikroalgen zu mischen.
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Die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200 ermöglicht es dem Stickstoffmangelmedium die Mikroalgen zu rote Varianten zu zersetzen, wodurch Rot-Varianten-Mikroalgen produziert werden, in denen Astaxanthin produziert wird.
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Das heißt, die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200 ermöglicht es den in der Photochemischen-Kultivierungsanlage 100 gezüchteten und abgeschiedenen Mikroalgen in rote Varianten überführt und zersetzt zu werden, während sie unter einem Stickstoffmangelmedium, indem eine Stickstoffnährstoffquelle fehlt, wachsen, wodurch Astaxanthin produziert wird.
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Die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200 umfasst ein Kultivierungsgefäß 210, einen Einlass 220, ein Überlaufrohr 230 und einen Auslass 240, wie in 3 gezeigt.
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In anderen Worten weist die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200 die Form eines Zyklons einschließlich dem Kultivierungsgefäß 210, das in der Lage ist, das Kultivierungsmedium und die Mikroalgen aufzunehmen und zu speichern, den Einlass 220 und den Auslass 240, die am oberen Ende des Kultivierungsgefäßes 210 vorgesehen sind und ein Überlaufrohr 230, das in Verbindung mit dem Auslass 240 installiert ist, um eine vorbestimmte Länge in der Mitte des Kultivierungsgefäßes 210 aufzuweisen und in der Längsrichtung eingefügt zu sein, auf.
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Hier wird in den Einlass 220, ein Stickstoffmangelmedium durch eine erste Zirkulationspumpe 270 zugeführt und die Mikroalgen, die aus der Photochemischen-Kultivierungsanlage 100 übertragen werden oder ein Stickstoffmangel-Abfallmedium, das von dem Auslass 240 eines anderen Kultivierungsgefäßes 210 ausgegeben wird, wird oder werden eingeleitet, und von dem Auslass 240 wird ein Kultivierungsmedium, das mit nicht wachsenden Mikroalgen vermischt ist, abgegeben.
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Die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200 ist vorgesehen, während sie eine Zyklonstruktur aufweist, und dementsprechend, wenn das Stickstoffmangelmedium dem Einlass 220 durch die erste Zirkulationspumpe 270 zugeführt wird, wird ein Wirbel im Inneren des Kultivierungsgefäßes 210 durch das Zyklonprinzip entsprechend der Form ausgebildet. Als Ergebnis werden die Rot-Varianten-Mikroalgen, die bis zu einem vorbestimmten Gewicht oder mehr gewachsen sind, am Boden des Kultivierungsgefäßes 210 abgeschieden, und die restlichen Mikroalgen werden zusammen mit dem Stickstoffmangel-Abfallmedium durch das Überlaufrohr 230 zu dem Auslass 240 ausgelassen.
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Die Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl von den Rot-Varianten-Photochemischen-Kultivierungsanlagen 200, die eine Zyklonform aufweisen, verbinden, wie in 3 gezeigt, getrennt von der Photochemischen-Kultivierungsanlage 100, und ist dementsprechend so angeordnet, dass die von einem Auslass 240 ausgelassenen Mikroalgen und das Stickstoffmangelabfallmedium in einen Einlass 220 eines anderen benachbarten Gefäßes eingeleitet werden.
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Insbesondere weisen die Rot-Varianten-Photochemischen-Kultivierungsanlagen 200 den Auslass 240 irgendeiner der Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlagen 200 in Verbindung mit einem Einlass 220 einer weiteren Rot-Varianten-Photochemischen-Kultivierungsanlage 200' auf, um das von dem Auslass 240 der Rot-Varianten-Photochemischen-Kultivierungsanlage 200 ausgelassene Stickstoffmangelabfallmedium in den Einlass 220 einer weiteren Rot-Varianten-Photochemischen-Kultivierungsanlage 200' einzuleiten.
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Dementsprechend wird das Stickstoffmangelabfallmedium (einschließlich von Mikroalgen, die nicht gewachsen sind), das nach außerhalb des Kultivierungsgefäßes 210 durch das Überlaufrohr 230 ausgelassen wurde, in eine andere, angeschlossene Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200' eingeleitet werden.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst die Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage ferner einen Mikroalgen-Emitter 250, der in der Lage ist, die Rot-Varianten-Mikroalgen, die am Boden des Kultivierungsgefäßes 210 abgeschieden wurden, abzugeben.
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Der Mikroalgen-Emitter 250 weist wie oben beschrieben auf: einen Trichter 252, in dem die Rot-Varianten-Mikroalgen, die bis zu einem vorbestimmten Gewicht oder mehr gewachsen sind, natürlich abgeschieden und angesammelt werden; ein Erfassungssensor 254 misst die Höhe der Rot-Varianten-Mikroalgen, die in dem Trichter 252 abgeschieden sind; eine obere Trennplatte 256, die in der Lage ist, den Trichter 252 und das Kultivierungsgefäß 210 zu trennen, wenn die in dem Trichter abgeschiedenen Rot-Varianten-Mikroalgen auf eine vorbestimmte Höhe oder mehr angesammelt sind; eine untere Trennplatte 258, die den Trichter 252 und ein Übertragungsrohr 257 von abgeschiedenen Algen trennt, bis die Rot-Varianten-Mikroalgen in dem Trichter 252 auf eine vorbestimmte Höhe angesammelt sind; und eine Trennplattenantriebssteuerung 259, die jeweils die obere Trennplatte 256 und die untere Trennplatte 258 durch Empfangen von Signalen von dem Erfassungssensor 254 betätigt.
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Hier wird die obere Trennplatte 256 normalerweise in einem gefalteten Zustand gehalten, um einen Kanal zu schaffen, durch den die Rot-Varianten-Mikroalgen aus dem Kultivierungsgefäß 210 in den Trichter 252 abgeschieden werden kann, und der für das Auslassen der Mikroalgen entfaltet wird, um den Trichter 252 und das Kultivierungsgefäß 210 zu trennen, wenn die in dem Trichter 252 abgeschiedenen Rot-Varianten-Mikroalgen auf eine vorbestimmte Höhe oder mehr angesammelt sind.
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Die Bodenplatte 258 ist normalerweise in einem ungefalteten Zustand gehalten, um den Trichter 252 und das Übertragungsrohr 257 von abgeschiedenen Algen voneinander zu trennen, und wird für den Auslass der Rot-Varianten-Mikroalgen gefaltet, um einen Kanal zu schaffen, durch den die Mikroalgen, die in dem Trichter 252 angesammelt wurden, zu dem Übertragungsrohr 257 von abgeschiedenen Algen auszulassen, wenn die in dem Trichter 252 abgeschiedenen Rot-Varianten-Mikroalgen bis auf eine vorbestimmte Höhe oder mehr angesammelt sind.
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Das Übertragungsrohr 257 von abgeschiedenen Algen ist mit dem unteren Ende des Trichters 252 verbunden und überträgt die Rot-Varianten-Mikroalgen von dem Trichter 252 zu dem Schwebeabscheider 300, wenn die untere Trennplatte 258 gefaltet ist.
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Die Mikroalgen-Photochemische-Kultivierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner einen ersten Kultivierungsmedium-Regenerator 260 und eine erste Zirkulationspumpe 270 umfassen.
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Der erste Kultivierungsmedium-Regenerator 260 regeneriert das Stickstoffmangel-Abfallmedium, das in dem Kultivierungsgefäß 210 erzeugt und von diesem übertragen wird, indem dem Abfallmedium Nährstoffe zugesetzt werden.
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Die erste Zirkulationspumpe 270 speist das durch den ersten Kultivierungsmedium-Regenerator 260 regenerierte Stickstoffmangelmedium dem Kultivierungsgefäß 210 zu.
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Dementsprechend ist es möglich, da das Stickstoffmangelmedium kontinuierlich der Rot-Varianten-Photochemischen-Kultivierungsanlage 200 durch Regenerieren des Abfallmediums, das aus der Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200 in der vorliegenden Erfindung ausgelassen wird, zugeführt wird, wirkungsvoll die Produktion der Rot-Varianten-Mikroalgen, in denen Astaxanthin prodoziert wird, von der Rot-Varianten-Photochemischen-Kultivierungsanlage 200 zu erhöhen.
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Der Schwebeabscheider 300 gemäß der vorliegenden Erfindung reichert die Rot-Varianten-Mikroalgen, die von der Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage abgeschieden und ausgelassen werden, durch Mikroblasen, die von einem Mikroblasen-Generator 500 zugeführt werden, an.
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Das heißt, der Schwebeabscheider 300 erzeugt Mikrogeblasen-Wasser, das mikronisierte Kohlendioxidblasen enthält. Wenn die Rot-Varianten-Mikroalgen durch Kohlendioxid-Mikroblasen, die durch den Mikroblasen-Generator 500 zugeführt werden, der Mikroblasen-Wasser zu dem Schwebeabscheider 300, der Photochemischen-Kultivierungsanlage 100, und der Rot-Varianten-Photochemische-Kultivierungsanlage 200 zuführt, schweben, werden die Rot-Varianten-Mikroalgen durch einen Skimmer entfernt und in einem Mikroalgen-Aufbewahrungsbad (nicht dargestellt) angereichert und gelagert.
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Die Rot-Varianten-Mikroalgen, die in dem Mikroalgen-Aufbewahrungsbad (nicht gezeigt) angereichert wurden, werden an den Fliehkraftabscheider 400 übertragen, und das Abfallmedium, das während des Verfahrens der Anreicherung der Rot-Varianten-Mikroalgen erzeugt wurde, wird zu einem zweiten Kultivierungsmedium-Regenerator 600 übertragen.
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Der Fliehkraftabscheider 400 entfernt und sammelt Restfeuchte der Rot-Varianten-Mikroalgen, die in dem Schwebeabscheider 300 angereichert wurden, und kann durch einen typischen Fliehkraftabscheider ausgebildet sein. Die von dem Fliehkraftabscheider 400 gesammelten Rot-Variationen-Mikroalgen werden an eine Einrichtung zur Extraktion von Astaxanthin übertragen. Das Abfallmedium, das während des Verfahrens erzeugt wird, wird zu dem zweiten Kultivierungsmedium-Regenerator 600 übertragen, in der gleichen Weise wie bei dem Schwebeabscheider 300, und wird dann regeneriert und recycelt für die Kultivierung von Mikroalgen.
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Hier regeneriert der zweite Kultivierungsmedium-Regenerator 600 das Abfallmedium, das von der Photochemischen-Kultivierungsanlage 100, dem Schwebeabscheider 300, und dem Fliehkraftabscheider 400 erzeugt und übertragen wird, indem dem Abfallmedium Nährstoffe zugesetzt werden. Das regenerierte Kultivierungsmedium ist so gebildet, das es der Photochemischen-Kultivierungsanlage 100 durch eine zweite Zirkulationspumpe 700 zugeführt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Wirtschaftlichkeit gewährleistet und damit kann eine Grundlage für die Investition in großtechnische Anlagen gesichert werden, indem Mikroalgen, die Stoffe für potentiell Prävention von Krebs, Verbesserung der Immunreaktion und Induktion von Antioxidative-Reaktionen, wie beispielsweise Astaxanthin, aufweisen, kultiviert und gesammelt werden, um nützliche Stoffe zu extrahieren und zu verwenden.
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Die vorliegende Erfindung weist auch Effekte auf, dass indem das Stickstoffnährstoffquellen-Mangelabfallmedium recycelt wird, keine separate Abwasserbehandlungsanlage installiert werden muss, die Nutzung von Wasserressourcen und Nährstoffen zur Herstellung des Kultivierungsmedium reduziert wird, und Mikroalgen, die das Abfallmedium enthalten und nicht gewachsen sind, genutzt werden wie sie sind.
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Die Erfindung wurde im Detail unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben. Jedoch ist es für Fachleute auf dem Gebiet selbstverständlich, dass Veränderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Gedanken der Erfindung und deren Umfang, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert und deren Äquivalenten, abzuweichen.
