DE1299164B - Anlage zur kontinuierlichen Algengewinnung - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur konti- Um die bei den offenen Wannenzuchtanlagen unnuierlichen Algengewinnung im Großbetrieb unter vermeidlichen Störungen durch ungleichmäßige Sonnenenergieverwertung im geschlossenen Kreislauf- Wasserverluste infolge der Verdunstung, durch unprozeß unter Verwendung einer Vielzahl nebeneinan- gleichmäßige Wasserzufuhren infolge von Regender angeordneter, strahlendurchlässiger Durchlaufs- 5 fällen, durch Staubverschmutzung und Infektionen rohre als Algenkulturzone zwischen einem Speise- durch Bakterien aus der Luft zu vermeiden, sind auch und einem Sammelbehälter mit Algenabtrenn-, Aus- bereits Kulturverfahren im geschlossenen Kreislaufgangsmaterialzufuhr- und Umpumpeinrichtung. system erprobt worden. Dabei wurde die Algenkultur Die Versorgung der Weltbevölkerung mit eiweiß- durch flache Wannen, die mit Kunststoffolien bedeckt haltigen Nahrungsmitteln wird ein von Jahr zu Jahr io waren, im Kreislauf geführt und der Kulturflüssigkeit schwieriger zu lösendendes Problem, und die Ent- mit Kohlensäure angereicherte Luft zugeführt. Auf wicklung neuer Verfahren zur Gewinnung von Nah- diese Weise entstand oberhalb der Kulturflüssigkeit rungsmitteln für Mensch und Tier, speziell von ei- eine unter geringem Überdruck stehende, mit Kohlenweißreichen Nahrungsmitteln, entspricht einem all- säure angereicherte Atmosphäre, die eine starke Hergemein anerkannten Bedürfnis. Das Verhältnis 15 absetzung der benötigten Kohlensäurezufuhr bewirkte, zwischen den für die Nahrungsgewinnung aufgewen- Die besondere Schwierigkeit bei diesem Verfahren deten zu den in Form von Nahrung gewonnenen lag aber in der Abführung der mit den Sonnenstrah-Kalorien sollte dabei möglichst günstig sein. Gerade len zugeführten Wärmeenergie. Die zur Aufrechtunter dieser Voraussetzung erscheint die Züchtung erhaltung der optimalen Entwicklungstemperatur für von Grünalgen besonders erfolgversprechend. Es 20 die Algen benötigten Kühlvorrichtungen stellten den wurde errechnet (F. Gummert, Experientia, 15 bei weitem größten Kostenfaktor in der Gesamt-[1959], S. 5), daß folgende Ernteerträge pro Quadrat- anlage dar und machten das Verfahren gegenüber meter und Jahr zu erwarten sind: dem Zuchtverfahren in offenen Wannen bisher unwirtschaftlich. Weitere Probleme traten durch die Kal./qm/Jahr ₂₅ Sedimentation von Algen in der Kulturzone ein, die

Grünalgen 30 000 bei dem Verfahren in offenen Wannen durch ein am

Zuckerrüben 3 500 Gesamtwannenboden stattfindendes heftiges EinKartoffeln 1240 blasen von Luft-Kohlensäure-Gemisch und die da-

_w . ₇oq durch bewirkte Turbulenz verhindert werden kann.

'' 30 Ein weiteres Problem bei dem Kreislaufprozeß be-

Rmdfleisch 150 _{steht m} fei _{für das} Algenwachstum ungünstigen

Milch , 170 gleichmäßigen Belichtung aller Algenzellen. Im Verlauf des Algenwachstums werden Entwicklungsphasen

Algen haben sich als außerordentlich wertvolles durchschritten, die Dunkelheit verlangen. Dies führt

Nahrungsmittel im Hinblick auf ihren Eiweiß-, Fett- 35 zu der Erscheinung der Tagessättigung bei zu langer

und Kohlehydratgehalt wie auch auf ihren Gehalt an Tagbelichtung. Nach einer gewissen Belichtungszeit

Vitaminen und Mineralstoffen erwiesen. Bei ihrer vermögen nämlich die Algen weitere Lichtmengen

Herstellung entstehen keine Abfallerzeugnisse, wie ohne Einschaltung einer Dunkelperiode nicht mehr

Wurzel-, Stengel- und Blattmaterial. Die Gewinnung auszuwerten. Bei dem offenen Wannenzuchtverfah-

könnte infolge der gleichartigen Struktur des End- 40 ren wird deshalb eine dauernde Aufrechterhaltung

Produkts weitgehend automatisiert werden. einer hohen Zellendichte angestrebt, bei der bereits

Die Massenkultur von Algen wird deshalb seit die obere Zellenschicht die gesamte eingestrahlte

Jahren angestrebt, und es sind bereits zahlreiche Ver- Lichtmenge absorbiert, so daß sich in den unteren

fahrensweisen vorgeschlagen worden. Vor allem in Schichten unbestrahlte Bereiche finden. Durch Tur-

Japan haben die Zuchtverfahren in großen Becken 45 bulenz des Kulturmediums wird erreicht, daß die ein-

oder Tanks schon einige wirtschaftliche Bedeutung zelnen Zellen sowohl in bestrahlte als auch un-

erlangt. Eine umfangreiche Literaturübersicht zu den bestrahlte Bereiche gelangen und auf diese Weise für

einschlägigen Arbeiten ist von Hiroshi T a m i y a in die einzelnen Zellen eine intermittierende Belichtung

der Zeitschrift Am. Rev. Plant Physiol., 8 (1957), erzielt wird. Auf diese Weise wird die notwendige

S. 309 bis 334, gegeben worden. 50 Dunkelphase für das Zellenwachstum im sogenannten

Obwohl bereits halbtechnische Versuchsanlagen »Simultanbetrieb« geschaffen.

seit etwa einem Jahrzehnt betrieben werden, konnte Zusammenfassend kann gesagt werden, daß zur eine großwirtschaftliche Auswertung bisher nicht er- Erhöhung der Wirtschaftlichkeit die bisherige Tenreicht werden. Die grundsätzliche Schwierigkeit der denz dahin ging, die Zellendichte der Algenkultur Algenzüchtung besteht darin, daß die Vermehrung 55 hoch zu halten, d. h. zwangläufig diskontinuierlich zu der für Ernährungszwecke in erster Linie in Frage ernten und in der Kultur eine starke Turbulenz zu kommenden Grünalgen Licht und Luft erfordert. erzeugen. Rein theoretisch sind zwar für die Durch-Man kann deshalb in einfachen, offenen Wannen als führung der Algenkultur im Kreislaufsystem als KuI-Zuchtanlagen nur die an der Oberfläche befindlichen, turzone bereits nebeneinander angeordnete Durchd. h. dem Licht und der Luft ausgesetzten dünnen 60 laufsrohre vorgeschlagen worden, ohne jedoch dabei Algenschichten zur schnellen Vermehrung bringen. anzugeben, wie die Schwierigkeit der Verhinderung Maßnahmen wie künstliche Belüftung und langsames einer Sedimentation bei der in den bisherigen Ver-Rühren der Kulturen wurden bereits erprobt; sie ver- fahren zwangläufig hohen Algenzellendichte überbessern aber die Ausbeuten nicht wesentlich. Der wunden werden könnte. Diese Problematik ist im einAufwand an Zuchtbecken und an dafür benötigter 65 zelnen vor allem zwei Artikeln zu entnehmen, die in Bodenfläche ist infolgedessen immer noch sehr groß, dem durch das Stanford Research Institute, Menlo- und das Verhältnis zwischen Arbeitsaufwand und Park, Kalifornien, im Jahre 1956 veröffentliche Ernteertrag ist unbefriedigend. Buch »Proceedings of the World Symposium on

applied solar energy«, Phoenix, Arizona, enthalten sind. In einem dieser Aufsätze berichtet der Autor T a m i y a auf den Seiten 231 bis 241 über das offene Wannenverfahren und in dem anderen Artikel der Autor F i s h e r auf den Seiten 243 bis 253 über einen Versuchsbetrieb mit geschlossenem Kreislaufprozeß.

Die erfindungsgemäße Aufgabe liegt nun darin, die bisherigen Nachteile des geschlossenen Kreislaufsystems zu überwinden. Die Erfindung beruht auf der grundlegenden Erkenntnis, daß man auf dem bisher beschrittenen Wege grundsätzlich nicht zu einer Behebung der Schwierigkeiten kommen kann, solange man dem Zwang unterliegt, die bestrahlte Oberfläche zur Erhöhung des Bodenertrags optimal für die Algenzucht auszunutzen. Das erfindungsgemäße Lösungsprinzip liegt demgegenüber darin, die für die Aufnahme der Sonnenstrahlungsenergie verfügbaren Flächen nicht nur für die Fotosynthese in der Algenkultur, sondern auch für Energiegewinnung durch fotoelektrische Umwandlung auszunutzen, weiterhin ao die Bodenfläche durch vertikale Anordnung der strahlenaufnehmenden Flächen unter entsprechende! Erhöhung der pro Bodenfläche zur Verfügung stehenden bestrahlten Fläche zu erhöhen und schließlich eine weitgehende Automatisierung und Unabhängigkeit von größeren Wasserzufuhren zu erreichen, um Bodenfläche in Gebieten nutzbar machen zu können, die anderweitig wenig nutzbar sind.

Es ist zwar in der USA.-Patentschrift 2 658 310, die zur Lösung der gleichen Aufgabenstellung ein kontinuierlich arbeitendes Algenzuchtverfahren mit Sonnenlicht in lichtdurchlässigen Rohren beschreibt, ein fotoelektrisches Organ erwähnt. Dieses Organ befindet sich an der Innenseite des von der Kulturflüssigkeit durchflossenen Rohres, und zwar an einem engbegrenzten Bereich, wo es von einer auf der gegenüberliegenden Seite des Rohres angebrachten Lampe durch das Rohr hindurch ausgestrahltes Licht aufnehmen kann. Das fotoelektrische Organ wirkt auf diese Weise als Abtastorgan zur Feststellung der Zellendichte in der strömenden Kulturflüssigkeit. Hierbei kann grundsätzlich keine Energie gewonnen werden, da die Lichtquelle eine konstante Intensität aufweisen muß. Sonnenenergie kann also für diese Vorrichtung nicht als Lichtquelle verwertet werden. Die Vorrichtung steuert ein die Fließgeschwindigkeit der Kulturflüssigkeit regulierendes Ventil und verbraucht hierzu Energie. Bei dem in der USA.-Patentschrift geschilderten Algenzuchtverfahren ist die Sonnenenergieverwertung für die Algenzucht nicht mit einer Gewinnung von elektrischer Energie kombiniert, obwohl genau die gleiche Aufgabenstellung wie die für den vorliegenden Erfindungsgegenstand vorlag. Das Verfahren gemäß dieser USA.-Patentschrift erhöht also nicht den Grad der Ausnutzbarkeit der von der Anlage aufgenommenen Sonnenlichtmenge und hat auch nicht vermocht, die Algenzucht als wesentliche Quelle für die Beschaffung der benötigten Nahrungsmittel einzuführen. Das entscheidende Problem bei der Algenzucht liegt demnach in dem unzureichenden Wirkungsgrad und der damit verbundenen, für die Auswertbarkeit ausschlaggebenden Rentabilitätsfrage.

Es konnte nun gefunden werden, daß sich der Wirkungsgrad ganz erheblich steigern läßt, wenn man bei Verwendung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter, strahlendurchlässiger Durchlaufsrohre als Algenkulturzone zwischen einem Speise- und einem Sammelbehälter mit einer zentralen Algenabtrenn-, Ausgangsmaterialzufuhr- und Umpumpeinrichtung die Durchlaufsrohre neben ihrer Verwendung als Algenkulturzone auch als Träger von Fotozellen zur Gewinnung von elektrischer Energie auszuwerten.

Wie im einzelnen im folgenden noch näher geschildert werden soll, hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahme die bisher unüberwindlich erscheinenden Schwierigkeiten bei dem Zuchtverfahren im geschlossenen Kreislaufsystem in überraschend einfacher und zweckentsprechender Weise gelöst werden können. Vor allem ist es bei der kombinierten Sonnenenergieumwandlung wirtschaftlich vertretbar geworden, die Sonnenenergieeinstrahlungsintensität durch Schräglagerung — und damit Vergrößerung der die Strahlungsenergie aufnehmenden Oberflächengröße pro Bodeneinheit — herabzusetzen und das Zuchtverfahren in einer verhältnismäßig schnellen Durchlaufsgeschwindigkeit bei geringer Algenzelldichte, gegebenenfalls unter Einschaltung von stellenweise völlig beschatteten Durchlaufszonen, vollkontinuierlich durchzuführen.

Der Erfindungsgegenstand besteht demgemäß aus einer Anlage zur kontinuierlichen Algengewinnung im Großbetrieb unter Sonnenenergieverwertung im geschlossenen Kreislaufprozeß bei Verwendung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter, strahlendurchlässiger Durchlaufsrohre als Algenkulturzone zwischen einem Speise- und einem Sammelbehälter mit zentraler Algenabtrenn-, Ausgangsmaterialzufuhr- und Umpumpeinrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zwecks Erhöhung der Wirtschaftlichkeit die Algenkulturdurchlaufsrohre auf ihrer gesamten, der Sonnenstrahlung ausgesetzten Oberfläche mit Organen für eine fotoelektrische Energieumwandlung belegt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage werden die Durchlaufsrohre zweckmäßig aus der horizontalen in eine aus dem Speisebehälter zu einer Scheitelhöhe aufsteigenden und von dort in den Sammelbehälter herabführenden Schräglage, die bis zur völligen Vertikallage führen kann, verlegt. Die Durchlaufsrohre sind mindestens an der dem Strahleneintritt abgelegenen Seite mit den lichtempfindlichen Vorrichtungen nach bekannten Verfahren beschichtet, so daß eine durch die Kulturflüssigkeit hindurchtretende Strahlung nach dem Prinzip von Fotozellen zur Gewinnung lichtelektrischer Energie ausgenutzt werden kann.

Ein bisher unüberwindlich erscheinender Nachteil der Sonnenenergiegewinnung durch Fotozellen lag darin, daß ein Teil der eingestrahlten Energie durch Reflexion verlorenging und auf diese Weise die pro Quadratmeter der Bestrahlungsfläche eingestrahlte Energie nicht voll ausgewertet werden konnte. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird jedoch die reflektierte Strahlungsmenge erneut der Fotosynthese durch das Algenwachstum verfügbar gemacht und auf diese Weise durch die Vereinigung der beiden Sonnenenergieverwertungsverfahren eine die hauptsächlichen Nachteile beider Verfahren behebenden Kombination erreicht.

Durch Belegung auch der Einstrahlungsseite der Durchlaufrohre können Beschattungszonen ohne Beeinträchtigung der Wirtschaftlichkeit der Anlage angeordnet werden, da sie als Trägerfläche für die lichtelektrische Energiegewinnung ausgenutzt werden.

Unter diesen Vorbedingungen kann die bekanntlich bei geringer Algenzelldichte der Kulturlösung er-

höhte Wachstumsrate der Algenkultur voll ausgenutzt und eine die Temperaturkonstanthaltung sowie -kühlung begünstigende verhältnismäßig schnelle Durchlaufgeschwindigkeit eingestellt werden. Das Kühlproblem ist weiterhin durch die lichtelektrische Absorbtion des Strahlungsüberschusses wesentlich erleichtert.

Bei der kontinuierlichen Abtrennung der 2x1 erntenden Algen ist von den üblichen Verfahren der Vorsedimentation und der
Gebrauch zu machen.

Rohren zu kontrollieren und bei unbeabsichtigten Drucksteigerungen oder Rohrbrüchen abzustoppen, ist es zweckmäßig, Vorrichtungen zur Kontrolle und Steuerung der Durchlaufsgeschwindigkeit der Algen-5 kultur einzubauen. Zur Schilderung näherer Einzelheiten soll ein einfaches Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher beschrieben werden. In diesen zeigt

F i g. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch Durchlaufszentrifugierung 10 die Gesamtanlage und

F i g. 2 eine Querschnittsansicht eines Durchlaufswerden. Sie ist so bemessen, daß während des Auf- und Absteigens der Kulturlösung im Rohr eine genügende Algenvermehrung erfolgt.

Die gleichzeitig durch die in F i g. 2 ersichtliche, einen Teil der Strahlung absorbierende, die Rückseite der Durchlaufsrohre 2 belegende lichtelektrische Schicht L gewonnene elektrische Energie wird von der Rohrrückseite durch geeignete Vorrichtungen 6

Der Durchmesser der Rohre, die zweckmäßig aus rohres in etwas größerem Maßstab, strahlendurchlässigen Kunststoffmaterialien, notfalls In F i g. 1 ist der Speisebehälter 1 als Querschnitt

auch aus Glas sein können, ist so klein bemessen, der Rinne gezeigt, die eine mit Algen beimpfte und daß die dem Licht ausgesetzte Fläche möglichst groß 15 gegebenenfalls belüftete, mit den erforderlichen Nährist, ohne den Strömungswiderstand im Rohr unnötig stoffen versehene Kulturlösung enthält. In diese Rinne zu vergrößern. Er liegt zweckmäßig zwischen 2 und tauchen die Kunststoffrohre 2 ein, die gleichfalls mit 6 cm, kann aber in gewissen Fällen auch wesentlich der Kulturlösung gefüllt werden. Über die Halterung 3 größer gewählt werden. Die Durchlaufsrohre sind münden die Rohre auf der anderen Seite im Sammelnebeneinander auf Trägergestellen aufgespannt, und 20 behälter 4. Durch einen Querschnittregler 5 kann die zwar dergestalt, daß jedes Rohr an seiner einen Seite Durchflußgeschwindigkeit in jedem Rohr verändert in die im Speisebehälter befindliche Nährlösung
taucht, dann bis zum Scheitelpunkt senkrecht oder
schräg nach oben geführt wird und auf der anderen
Seite in einen Sammelbehälter mündet. Es handelt 25
sich also um zahlreiche nebeneinanderliegende Durchlaufsrohre, zwischen denen geringe Zwischenräume
liegen, um den Winddruck, dem die Anlage ausgesetzt
ist, zu verringern.

Man kann den Speisebehälter mit der Rinne füi 30 abgeleitet, die Nährlösung etwas höher als den Sammelbehälter Die aus den Durchlaufsrohren 2 in den Sammel-

anordnen; dann arbeitet jedes einmal mit Nährlösung behälter 4 eintretende Algenkulturlösung wird aus gefüllte Rohr selbsttätig nach dem Heberprinzip, so- einer unteren Sedimentationszone über die Absauglange genügend Nährstofflösung nach geführt wird. pumpe 7, die Durchlaufszentrifuge 8 und die Lei-Bei dieser Anordnung kann der Speisebehälter füi 35 rung 9 dem Sammelbehälter 4 im Kreislauf wieder die Nährstofflösung unter Atmosphärendruck ver- zugeführt, wobei — gegebenenfalls unter Steuerung bleiben und demgemäß offen bzw. mit zeitweise ver- durch automatische Analyse der Nährstoffe — eine schließbaren Öffnungen zur erleichterten Probe- Ergänzung der Nährstoffe durch die Nährstoffsentnahme und Zufuhr von Ausgangsmaterialien aus- lösungseinlässe 10 erfolgt. Das zu erntende Algengut gestaltet werden. Voraussetzung hierfür ist es, daß' 40 wird der Durchlaufszentrifuge durch Auslaß 11 entdie Durchlaufsrohre einem inneren Unterdruck stand- nommen.

halten, der dem Wasserdruck der Anlagehöhe ent- Oberhalb der Sedimentationszone des Sammel-

spricht. Theoretisch ist bei einer derartigen Anlage behälters 4 wird über die Abzweigleitung 12, die Föreine Scheitelhöhe der Anlage von etwa 9 m möglich, derpumpe 13 für den Hauptkreislauf und die Kühl so daß die gesamte für die Algenvermehrung nutz- 45 vorrichtung 14 eine noch genügend mit Algenzellen bare Rohrlänge bei senkrechter Rohranordnung etwa versehene und mit Nährstoff angereicherte Kultur-18 m betragen würde. lösung dem Speisebehälter 1 zugeführt. Durch den

Bei Verwendung von Überdruck wäre es aller- Einlaß 15 wird mit Kohlensäure angereicherte Luft dings nicht unbedingt erforderlich, sich das Heber- zugeführt. Das Steigrohr 16 dient als Druckausgleichsprinzip zunutze zu machen, da ohnehin eine Pumpen- 50 und Sicherheitsventil. Wesentlich ist es, daß es bei einrichtung für die Förderung der bei der Algen- dieser Anordnung der Algenzüchtung nicht darauf abtrenneinrichtung zurückgewonnenen Nährlösung
zur Förderung auf die Höhe des Speisebehälters erforderlich ist. Die Verwendung von Überdruck in der

gesamten Anlage hat ferner den Vorteil, daß die er- 55 rohren sehr klein halten müßte und die Gefahr von forderliche Zufuhr von Kohlensäure und Sauerstoff Ablagerungen an der Rohrinnenwand wächst. Man in den gewünschten Mengen erleichtert wird. Ein
weiterer Vorteil liegt darin, daß an die Druckbeständigkeit der Durchlaufsrohre gegen Außendruck keine

hohen Anforderungen zu stellen sind und gegebenen- 60 schnell verläuft. Die Zelldlchte~kann durch Regelung falls auch Kunststoffschläuche Verwendung finden der Kreislaufgeschwindigkeit über die Abtrennzentrikönnen. Allerdings ist es bei der Scheitelbiegung der fuge 8 gesteuert werden.

Kunststoffrohre auch bei dieser Ausgestaltung erfor- Die Umlaufsgeschwindigkeit im Algenkulturkreis-

derlich, sie gegen Außendruck stabil anzufertigen. lauf richtet sich ausschließlich nach den optimalen Es ist in bestimmten Fällen vorteilhaft, an dieser 65 Bedingungen für die Algenvermehrung unter Anpas-Scheitelbiegung Entlüftungsrohre und Leitungen für sung an die verschiedenen klimatischen und jahresdie Zufuhr von weiteren Nährmitteln anzubringen. zeitlichen Bestrahlungsbedingungen. Dabei kann der Um die Durchlaufsgeschwindigkeit in den einzelnen Weg der Kulturlösung vom Sammelbehälter 4 zum

ankommt, möglichst viele Zellen pro Raumeinheit der Kulturlösung zu züchten, da man in diesem Fall die Strömungsgeschwindigkeit in den Durchlaufs-

kann also bei der erfindungsgemäßen Anlage die bekannte Tatsache ausnutzen, daß die Algenvermehrung in Nährmedien mit geringer Zellzahl besonders

Speisebehälter 1 als Dunkelphase für die Zellentwicklung ausgewertet werden. Weitere Vorteile liegen unter anderem auch darin, daß die wartungsarme Anlage die für die Pumpen, Zentrifugen und gegebenenfalls auch nächtliche künstliche Belichtung benötigte elektrische Energie selbst erzeugt und deshalb auch auf Ödland, in wirtschaftlich unerschlossenen Gebieten oder auch unter Benutzung von auf Wasserflächen schwimmenden Trägern und schließlich auch in der Raumfahrt verwendet werden kann. Die Anwendung eines in sich geschlossenen Systems erlaubt außerdem die Züchtung von Grünanlagen des Meeres, die wegen der Salzanreicherung infolge Verdunstung des Meerwassers bei den bisherigen offenen Zuchtsystemen im größeren Umfang nicht möglich war.

Die Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel kann vielfach abgewandelt werden. So kann z. B. die Pumpe 7 bei Ausnutzung natürlichen Gefälles und Verwendung einer geeigneten Uberlaufzentrifuge eingespart und der algenarme, mit Nährmittellösungen angereicherte Zentrifugenablauf durch Leitung 9 direkt in die Abzweigleitung 12 eingeleitet werden. Auch die übrigen Anlagenteile können vielfach abgewandelt werden. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage liegt gerade in der Befreiung vom Zwang zur optimalen Ausnutzung der bestrahlten Oberfläche allein für das Algenwachstum und dei damit geschaffenen Abwandlungsfähigkeit.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Anlage sogai möglich, die Anpassung der Dimensionen und Umlaufsgeschwindigkeiten an die Biologie der Algenvermehrung so weit zu treiben, daß von der Simultanentwicklung aller Zellentwicklungsphasen an allen Stellen der Algenkultur abgegangen und eine örtlich den besonderen optimalen Lebensbedingungen der besonderen Zellentwicklungsphasen entsprechende Zufuhr von Nahrungsmitteln und Strahlungsenergie vorgesehen werden kann. Dabei kann, je nach der Größe der Anlage, ein Umlaufzyklus jeweils gerade auch einem Lebenszyklus, bevorzugt aber mehreren Lebenszyklen der Algenentwicklung entsprechen. Es ist also nicht mehr notwendig, Kompromißlösungen anzustreben und ungünstige Faktoren, wie beispielsweise hohe Zelldichte und Simultanwachstum, in Kauf zu nehmen.

Durch die erfindungsgemäß ermöglichte Kombination der beiden Sonnenenergieverwertungsverfahren wird erreicht, daß beide Verfahren, die bisher nut theoretisch oder in Sonderbedarfsfällen wirtschaftlich vertretbar waren, nunmehr in wesentlich breiterem Anwendungsbereich praktisch zu verwirklichen sind.

Durch die stellenweise Belegung der Durchlaufsrohre mit fotoelektrischen Organen wird nicht nur die Algen-, sondern auch die Elektroenergiegewinnung erheblich gefördert, und zwar durch die Strahlensammlerwirkung der als Lentikularlinsen wirkenden vorgeschalteten Durchlaufsrohre bei deren zweckentsprechender Anordnung zum Sonnenverlauf infolge der dabei verringerten Anzahl der benötigten fotoelektrischen Zellen und durch die Ausnutzung auch des von diesen zwangläufig reflektierten Strahlungsanteils.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anlage zur kontinuierlichen Algengewinnung im Großbetrieb unter Sonnenenergieverwertung im geschlossenen Kreislaufprozeß bei Verwendung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter, strahlendurchlässiger Durchlaufsrohre als Algenkulturzone zwischen einem Speise- und einem Sammelbehälter mit zentraler Algenabtrenn-, Ausgangsmaterialzufuhr- und Umpumpeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Algenkulturdurchlaufsrohre (2) auf ihrer gesamten der Sonnenbestrahlung ausgesetzten Oberfläche mit Organen (L) für eine fotoelektrische Energieumwandlung belegt sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Algenkulturdurchlaufsrohre mit einem oberen Scheitelpunkt in umgekehrter U- oder V-Form senkrecht bzw. schräg geneigt angeordnet sind.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Algenkulturdurchlaufsrohre (2) aus strahlendurchlässigem Kunststoffmaterial bestehen und mindestens im Bereich ihrer oberen Scheitelabbiegung gegen Unterdruck stabil ausgestaltet sind.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Algenkulturdurchlaufsrohre (2) auf ihrer der Bestrahlungsrichtung entgegengesetzten Seite und stellenweise auf ihrer der Strahlenrichtung zugewandten Seite mit den fotoelektrischen Organen (L) abgedeckt sind.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen und Durchmesser der Algenkulturdurchlaufsrohre (2) und die Förderungsleistungen der Umlaufspumpen (7, 13) so bemessen sind, daß die Umlaufsgeschwindigkeit bei niedriger Zelldichte den Entwicklungsphasen der Algenvermehrung angepaßt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909 528/33