DE1944592A1 - Improved algae culture process, as well as device for its implementation - Google Patents

Improved algae culture process, as well as device for its implementation

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DE1944592A1 DE19691944592 DE1944592A DE1944592A1 DE 1944592 A1 DE1944592 A1 DE 1944592A1 DE 19691944592 DE19691944592 DE 19691944592 DE 1944592 A DE1944592 A DE 1944592A DE 1944592 A1 DE1944592 A1 DE 1944592A1
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Algenkulturverfahren, sowie auf eine Vorrichtung zu dessen Durchführung. The present invention relates to an improved algae culture method, as well as a device for its implementation.

Es ist bekannt; dass man Algenkulturen, wie beispielsweise solche der Gattung der Oyanophyceen meist in einer wässrigen Nährphase in einem Becken oder in einer Reihe natürlicher oder künstlich angelegter Becken, die ein Zuführungssystem für kohlendioxydhaltiges Gas, das für das Wachstum der Algen nötig ist, aufweisen, herstellt. Ein'solches Verfahren, wie auch das zur Durchführung notwendige Becken ist beispielsweise in der am 31. Mai 1966 eingereichten französischen PatentanmeldungIt is known; that one algae cultures, such as those of the genus Oyanophyceae, mostly in an aqueous nutrient phase in a basin or in a series of natural or artificial basins that have a feed system for carbon dioxide Gas, which is necessary for the growth of the algae, produces. Such a procedure, as well as that basin necessary for implementation is, for example, in the French patent application filed on May 31, 1966

009811/0463009811/0463

-2--2-

- Blatt 2 -- Page 2 -

Nr-. 63 606 beschrieben.No-. 63 606.

Diese Kulturverfahren weisen jedoch grössere Nachteile auf, die darin begründet liegen, dass die Kultur im allgemeinen im""..· Freien gewonnen wird. Einer der Hauptnachteile ist der Wasserverlust infolge von Verdunstung. Angesichts der grossen Oberflächen, die diese Becken bei der Herstellung von Algenkulturen im industriellen Masstab aufweisen müssen, sind diese Wasserverluste keineswegs zu vernachlässigen und verursachen bedeutende, nur schwierig zu lösende Probleme, und zwar insbesondere in den Fällen, bei denen die Algenkulturen zur Wertsteigerung solcher Regionen angelegt wurden, die gerade arm an Wasser sind. Wie die Dinge auch immer liegen mögen, die Beischaffung des zum Ausgleich der Verdunstungsverluste notwendigen Wassers wirkt sich, abgesehen von den dabei entstehenden technischen Problemen, sehr deutlich auf den Gestehungspreis der Algenkulturen aus.However, these culture methods have major disadvantages, which are based on the fact that the culture in general "" .. · Free is won. One of the main drawbacks is water loss as a result of evaporation. Given the large surface areas that these basins have in the production of algae cultures must have on an industrial scale, these water losses are by no means negligible and cause significant problems that are difficult to solve, and in particular in those cases in which the algae cultures were created to increase the value of regions that are currently poor in water. Whatever the situation, the provision of the water necessary to compensate for evaporation losses works apart from the technical problems that arise, it is very clear on the cost price of the algae cultures the end.

Ein weiterer grösserer Nachteil der Algenkulturen des Standes der Technik besteht in den Wärmeverlusten, die bei dem bekannten Kulturmilieu auftreten. Diese Wärmeverluste werden durch zwei Phänomene hervorgerufen. Ein Teil der Wärmeverluste ist eine Folge der Wasserverdunstung, ein anderer Teil ist eine Folge der Infrarotstrahlung, die von der Kultur gegen die Atmosphäre emittiert wird.Another major disadvantage of the booth's algae cultures technology consists in the heat losses that occur in the known culture environment. These heat losses are due to caused two phenomena. Part of the heat loss is a consequence of the evaporation of water, another part is a consequence of the infrared radiation that is opposed by the culture Atmosphere is emitted.

Die thermischen Verluste führen zu einer Verminderung der Photosynthese der Algen, wodurch das Algenwachstum vermindert und damit ihr Gestehungspreis erhöht wird.The thermal losses lead to a reduction in photosynthesis of the algae, which in turn reduces algae growth and thus their cost price is increased.

Ein,weiterer Nachteil der unter dem freien Himmel hergestellten Kulturen besteht in der Verunreinigung der Becken durch verschiedene Einflüsse, wie Staubeinfall, Pflanzenreste, Insekten usw. Diese Verunreinigung kann nun je nach ihrer Grosse das Wachstum der Algen in einem "beträchtlichen Grad stören.Another disadvantage of the cultures produced under the open sky is the contamination of the basin by various influences, such as dust, plant remains, insects, etc. This contamination can now, depending on its size, disrupt the growth of algae to a "considerable extent".

00981 1/0A63 -3-00981 1 / 0A63 -3-

- Blatt 3 -- sheet 3 -

einige ' ■ ."some '■. "

U:;i:.vIiesGrI7achteile su beseitigen, kann man das Becken, in dem die Algenkultur gewonnen wird, mit einer transparenten Bedeckung, die "beispielsweise aus Glas oder aus einem relativ festen plastischen Katerial besteht, zudecken. Jedoch ist diese Technik mit dem ISachteil "behaftet, dass sie erstens relativ kostspielig ist und zweitens in starkem Mass den Durchgang der Lichtstrahlen und der Ultraviolettstrahlen, die für die Algen notwendig sind, reduziert.U:; i: .vIiesGrI7disadvantages can be eliminated, the basin in which the algae culture is obtained with a transparent cover, which "consists for example of glass or of a relatively solid plastic material. However, this is Technology has the disadvantage "that it is, first, relative Secondly, it is costly to allow the light rays and the ultraviolet rays to pass through, which are necessary for the algae are necessary, reduced.

JDenjegenüber bezieht sich vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Algenkulturverfahren in Suspension in einer wässrigen i\ährphase, die in einem Becken enthalten ist, das ein Zuführungssystem für kohlendioxydhaltiges Gas in die wässrige Phase hinein, aufweist, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man in einem solchen Kulturbecken arbeitet, das mit einem blattartigen Katerial aus transparentem Plastikstoff bzw. Kunststoff geringer Dicke zugedeckt ist, wobei diese Abdeckung derart über dem Becken fixiert ist, dass eine praktisch gasdichte Umgrenzung entstanden'ist und dass man das Gas in die wässrige Phase mit einem solchen Druck eingibt, der ausreicht, um diese blattartige Abdeckung in einer Art Schwebezustand zu halten.In contrast, the present invention relates to an improved one Algae culture method in suspension in an aqueous i \ ährphase that is contained in a basin that has a feeding system for carbon dioxide-containing gas into the aqueous phase, which method is characterized by that one works in such a culture basin that with one sheet-like material made of transparent plastic or Plastic of small thickness is covered, this cover being fixed over the basin in such a way that a practically gas-tight boundary is created and that the gas can be drawn into the aqueous phase enters with such a pressure, which is sufficient to this sheet-like cover in a kind of suspension keep.

Unter dem Ausdruck "transparent" kann man gleichfalls durchscheinendes Katerial verstehen.The term "transparent" also means translucent Understand material.

Die Dicke des Blattmaterials kann sehr gering sein, beispielsweise 0,05 bis 1 Millimeter; die Handhabung ist darüber hinaus sehr leicht, da die blattartige Abdeckung recht dünn ist. Dennoch ist es nicht vorteilhaft, zu dünne Blattmaterialien zu verwenden, da naturgemäss ein Reissen des Materials zu vermeiden ist.The thickness of the sheet material can be very small, for example 0.05 to 1 millimeter; the handling is beyond that very light, as the sheet-like cover is quite thin. However, it is not advantageous to use sheet materials that are too thin, as this naturally prevents the material from tearing is.

Unter diesen Bedingungen wird, die Aufrechterhai fung bzw. der Schwebezustand des über dem Becken angeordneten .blattartigen Abdeckungsmaterials zumindest zum Teil durch den Druck desUnder these conditions, the maintenance or the The floating state of the .blatt-like arranged above the basin Covering material, at least in part, by the pressure of the

0 0 9 811/0463 -4-0 0 9 811/0463 -4-

BA»BA »

.; -Blatt 4 --.; -Sheet 4 -

Kohlendioxyd enthaltenden Gases sichergestellte das in; das: . Kulturmilieu' eingespeist wird. Es ist klar, dass; das ^lattartige Abdeckungsmäterial aus Plastik genügend .dicht an derRand- ■ fläche des Beckens fixiert sein mussy damit die Gasverlust« nicht zu hoch sind und dass der Druck genügend groß. is*> um-dieses Blatt zu tragen« Es ist möglich, dieses .gewünschte Resultat durch verschiedene Verfahrensweisen zu erreichen, wobei die bevorzugte Ausführungsform vorliegender Erfindung in keiner Weir se bezüglich der einen oder anderen speziellen Befestigungsweise begrenzend wirken soll. Carbon dioxide containing gas secured in the; that :. Cultural milieu 'is fed. It is clear that; The lath-like plastic cover material must be sufficiently tightly attached to the edge of the basin so that the gas loss is not too high and that the pressure is sufficiently high. It is possible to achieve this desired result by various procedures, the preferred embodiment of the present invention in no way being intended to limit one or the other particular manner of attachment.

Die Dichtigkeit der Befestigung des Äbdeckungsblattea aus = PIh-- ψ stik kann auf verschiedene Art und Weise erreicht werden,, bei^ sρieIsweise dadurch, dass man die Ränder des Blattes zwischen zwei Holzlatten oder Latten aus anderem Material befestigt: oder dass man die Ränder des Blattes um das Becken herum einr grabt; man kann ferner dann, wenn das Becken selbst mit einem Blattmaterial aus Plastik ähnlicher .Zusammensetzung ausgeschlagen ist, dessen Ränder mit den Rändern des die Abdeckung darstellenden Blattmaterials fest verbinden, vorzugsweise verschweissen. Eine andere Ausführungsart der Abdichtung besteht darin, dass man die Ränder des Blattes in^in das Becken eingeh taucht em Zustand durch eine Verriegelung bzw. Festhaltung in, / diesem Zustand sichert oder die Fixierung beispielsweise durch Schlingen bewerkstelligt, die die Ränder der blattförmigen Abdeckung aus plastischem: Material längs des inneren Umfanga: des Beckens festhalten.The tightness of the fastening of the cover sheet a from = PIh-- ψ stik can be achieved in various ways, for example by fastening the edges of the sheet between two wooden slats or slats of other material: or by fastening the edges of the Dig the leaf around the basin; you can also, if the basin itself is knocked out with a sheet material made of plastic similar .Zusammlung, the edges of which firmly connect to the edges of the sheet material representing the cover, preferably welded. Another embodiment of the seal consists in that the edges of the sheet are immersed in the basin by locking or holding in this state or that the fixing is achieved, for example, by loops that form the edges of the sheet-like cover plastic: material along the inner circumference of the pelvis.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform vorliegender Erfindung besteht in dem Vorschlag, um die Randfläche des Beckens eine Rille oder dergleichen anzuordnen, die dazu bestimmt ist, eine Abdichtung aufzunehmen. Diese Rille oder Höhlung kann ausgeschachtet oder auch an den Rändern des Beckens angesetzt sein; man verwendet im letzten Fall beispielsweise Profile .aus.Another preferred embodiment of the present invention consists in the proposal to arrange a groove or the like around the edge surface of the basin, which is intended to to accommodate a seal. This groove or cavity can be excavated or attached to the edges of the basin be; in the latter case, for example, profiles .aus are used.

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- Blatt 5■-- Sheet 5 ■ -

Metall oder Kunststoff. Der Schnitt dieser Rille kann die verschiedensten Formen aufweisen, er kann beispielsweise zylindrisch oder rechteckig sein.Metal or plastic. The cut of this groove can be the most varied Have shapes, it can for example be cylindrical or be rectangular.

Die Formen und Dimensionen der Abdichtung . sind an diejenigen der jeweils gewählten Rille bzw. Ausnehmungen angepasst. Wenn die Abdeckung ständig bleibt, kann man eine Abdichtung aus steifem oder auch aus biegsamem Material verwenden; wenn die Abdeckung wieder entfernbar ist, verwendet man vorzugsweise eine biegsame und elastische Abdichtung.The shapes and dimensions of the waterproofing. are to those adapted to the selected groove or recesses. If the cover stays on permanently, a seal can be made use rigid or flexible material; if the cover is removable, it is preferred to use a flexible and elastic seal.

Diese Abdichtung erlaubt es, dass das Blatt aus Plastikmaterial auf dem Becken so fixiert ist, dass in genügender Weise das ganze Becken -abgedeckt ist.This seal allows the sheet of plastic material is fixed on the pool in such a way that the entire pool is sufficiently covered.

Auf diese Weise kann das 31att lediglich durch den Druck des in das Kulturmilieu eingespeisten Gases auf dem Kulturbecken gehalten werden, wobei eine leicht durchzuführende Regulierung dieses Drucks es gestattet, das Blatt sozusagen in aufgeblasenem Zustand über dem Becken zu halten,ohne dass irgendeine mechanische Trägerkonstruktion oder Unterlage notwendig isIn this way, the 31att can only be operated by the pressure of the The gas fed into the culture medium can be kept on the culture basin, with a regulation that is easy to carry out this pressure allows the sheet to be inflated, so to speak Maintain condition above the pool without the need for any mechanical support structure or support

Je nach der Eigenart der verwendeten Apparatur, kann der Gasdruck, der notwendig ist, um das Blatt in der oben beschriebenen Weise aufrechtzuerhalten, auf verschiedene Art und Weise reguliert werden,und zwar beispielsweise entweder dadurch, dass man den Gasdurchsatz variiert oder dass man in dem Blatt feste oder variable öffnungen vorsieht, die es. gestatten, den Druck zu regulieren, wobei der Gasdurchsatz konstant bleibt.Depending on the nature of the equipment used, the gas pressure, which is necessary to the sheet in the above described Way to be maintained in various ways, for example either by that the gas flow rate is varied or the sheet is fixed or variable openings that it provides. allow the pressure to regulate, whereby the gas flow rate remains constant.

Das hier beschriebene erfindungsgemässe Verfahren ist auf alle Kulturverfahren und Becken anwendbar und insbesondere auf das Algenkulturverfahren, das Gegenstand der französischen Patentanmeldung Nr. 63 606 vom 31. Mai 1966 ist. The method according to the invention described here is applicable to all culture methods and tanks and in particular to the algae culture method which is the subject of French patent application no. 63 606 of May 31 , 1966 .

«Ie nach den jeweiligen kultivierten Algensorten den Verfahren und den verwendeten Becken, sowie den Orten der Kultur"Ie according to the respective cultivated algae types and the pools used, as well as the places of culture

009811/0463 " 6 "009811/0463 " 6 "

19U59219U592

- Blatt 6 -. ' .- Sheet 6 -. '.

kann das Verfahren incan the procedure in

gewisser Weise modifiziert werden/Insbesondere in den Fallen, bei denen eine.zu starke Sonnenbestrahlung.eine zu hohe Temperatur hervorruft, ist es möglich, das oder die Becken lediglich intermittierend über Tag abzudecken. Wenn eine Kultur in mehre-' ren hintereinandergeschalteten und miteinander verbundenen Becken durchgeführt wird, kann es interessant sein, lediglich einen Teil dieser Becken abzudecken; das Xulturmilieu"zirkuliert nämlich dabei von einem Becken zum anderen, d.h. es passiert alternativ von einem abgedeckten Becken zu einem nicht abgedeckten Becken. Es ist ferner möglich, die 'Temperatur des Kulturmilieus dadurch zu kontrollieren, dass man die Anzahl der abgedeckten Becken variiert, da sich das Kulturmilieu alternativ einmal in einem abgedeckten Becken und sodann v/i odor in einem nicht abgedeckten Becken sich befindet. Das Verhältnis der Anzahl der abgedeckten Becken zur Anzahl der nicht abgedeckten Becken kann naturgemäss mit; der gewünschten Temperatur, der Umgebungstemperatur, dem Grad der Sonneneinstrahlung, der Anzahl der Becken, usw. variiert werden.be modified in a certain way / especially in cases where exposure to the sun is too strong, the temperature is too high it is possible to use the pool or pools only cover intermittently throughout the day. If a culture is divided into several ren series-connected and interconnected Pelvis is performed, it can be interesting merely to cover part of these pools; the culture environment "circulates namely from one pool to the other, i.e. it happens alternatively from one covered pool to one uncovered basin. It is also possible to set the 'temperature control of the culture environment by varying the number of covered basins, as the culture environment alternatively, once in a covered basin and then v / i odor in an uncovered basin. The relationship the number of covered pools to the number of uncovered ones Basin can naturally with; the desired temperature, the Ambient temperature, the degree of solar radiation, the number of pools, etc. can be varied.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich zur Herstellung der verschiedenartigsten Algenkulturen mit Vorteil verwenden; insbesondere gilt' dies für die Gyanophyceen, vorzugsweise für die Ordnung der ITostocales, Familie der Oscillatoriaceen, ferner insbesondere für die Spirulina, "beispielsweise Spirulina maxima, Spirulina major, Spirulina subalsa, Spirulina platensis, für Phormidium, für Oscülatoria, beispielsweise Oscillatoria Agardhii, für Aphanizomenom und Anabaena (Familie der liostocaceen), "beispielsweise-für Anabaena cicularis, wie auch für Synechocistis und Synechocoecus (Familie der Chroococcaceen, Ordnung der Chroococcalen).The inventive method can be used to produce the Use a wide variety of algae cultures with advantage; this applies in particular to the Gyanophyceae, preferably to the Order of the ITostocales, family of the Oscillatoriaceen, furthermore especially for Spirulina, "for example Spirulina maxima, Spirulina major, Spirulina subalsa, Spirulina platensis, for Phormidium, for Oscülatoria, for example Oscillatoria Agardhii, for Aphanizomenom and Anabaena (family of liostocaceen), "for example-for Anabaena cicularis, as well as for Synechocistis and Synechocoecus (family of the Chroococcaceae, Order of the chroococcal).

Das hier geoffenbarte erfindungsgemässe KuItürverfahren wurde mit Erfolg insbesondere bei Spirulina-Kultüren, beispielsweise bei Spirulina maximar angewendet, wobei erfindungsgemäss eine Steigerung der Ausbeute um etwa 60 % im Verhältnis zu den allgemeinen Ausbeuten erzielt wurde, die mail bei Kulturen unterThe culture process according to the invention disclosed here was used with success in particular in spirulina cultures, for example in Spirulina maxima r , an increase in the yield of about 60 % in relation to the general yields achieved in the case of cultures below

009811/0463 -?-009811/0463 -? -

BA© ORtQiNALBA © ORtQiNAL

- Blatt 7 Verwendung der bekannten Becken erreicht hat.- Sheet 7 has reached use of the known basin.

Die Bedingungen des Kulturverfahrens sind an sich gut bekannt und sollen hier nur kurz erwähnt sein.:The conditions of the culture process are well known per se and should only be mentioned here briefly:

Temperatur 20 bis 400G, vorzugsweise 22 bis 22°C; das Kulturmilieu ist beispielsweise ein solches, das in den französischen Patenten 1 458 061 und 1 496 066, sowie in den französischen Zusatzpatenten 88 103 und. 90 002 beschriebenTemperature 20 to 40 0 G, preferably 22 to 22 ° C; the cultural milieu is, for example, that described in French patents 1,458,061 and 1,496,066, as well as in additional French patents 88,103 and. 90 002

Q 09 81 1/QA63:Q 09 81 1 / QA63:

Claims (1)

. ' - Blatt 8 Patentansprüche . '- Sheet 8 claims 1.) Verbessertes Algenkulturverfahren, in Suspension in einer wässrigen Hahrphase, die in einem Becken enthalten ist, das eine Zuführung von Kohlendioxyd enthaltendem Gas in die wässrige Phase aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass man in einem Kulturbecken arbeitet, das mit einem Blatt aus transparentem Plastikmaterial relativ geringer. Dicke abgedeckt ist, wobei dieses Blatt derart befestigt ist, dass über dem Becken ein praktisch gasdichter Abschluss besteht und dass man das Gas unter einem solchen Druck in die wässrige Phase einleitet, der ausreicht, um das genannte Blatt erhöben zu halten.1.) Improved algae culture process, in suspension in one watery water phase contained in a basin, the one supply of carbon dioxide containing gas in the aqueous phase, characterized in that that one works in a culture tank that is relatively smaller with a sheet of transparent plastic material. Thickness is covered, this sheet attached in such a way is that there is a practically gas-tight seal above the basin and that the gas is under one Introduces pressure into the aqueous phase that is sufficient to keep the said leaf raised. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein solches Kulturbecken verwendet, das an seiner Handfläche eine Rille oder Höhlung aufweist, die zur Aufnahme einer in ihrer Gestalt und Dimension entsprechend angepassten Abdichtung, die vom Becken getragen wird, dient, wobei das von der Hille und der Abdichtung gebildete System das Blatt aus Plastikmaterial praktisch gasdicht über dem Becken fixiert. ·2.) The method according to claim 1, characterized in that one uses such a culture basin that has a groove or cavity on the palm of the hand that leads to Incorporation of a seal that is appropriately adapted in terms of its shape and dimensions and carried by the basin is used, with the Hille and the seal The system formed by the plastic material fixes the sheet over the basin in a practically gas-tight manner. · 3f) Kulturverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Reihe miteinander verbundener Becken verwendet und dass man lediglich eine gewisse Anzahl an Becken abdeckt und die übrigen Becken unter freiem Himmel sind.·3 f ) Culture method according to claim 1, characterized in that a number of interconnected basins are used and that only a certain number of basins are covered and the remaining basins are in the open air. 4.) Vorrichtung zur Durchführung des Algenkulturverfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus der Kombination eines Beckens, das in Suspension die Algen in einem wässrigen ITährmilieu enthält, einer Gaszuführung in dieses wässrige Milieu und eines transparenten Blattes aus Plastikmaterial relativ geringer Dicke besteht, das längs4.) Device for carrying out the algae culture process, characterized in that it consists of the combination of a basin that suspends the algae in one aqueous IT nutrient medium contains, a gas supply in this aqueous medium and a transparent sheet Plastic material consists of relatively small thickness, the lengthways 009811/0463 -9-009811/0463 -9- 19U59219U592 r Blatt 9 -r sheet 9 - des Umfangs des Beckens praktisch gasdicht fixiert ist
und vom Gasdruck in erhobenem Zustand gehalten ist.the perimeter of the basin is fixed practically gas-tight
and is held in a raised state by the gas pressure. \ 5·) Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass das Becken längs seiner Aussenränder eine kontinuierliche Rillung aufweist und die Sander der blattartigen Abdeckung aus Plastikmaterial in diese Billung eingeführt und dort
durch eine Abdichtung festgehalten sind. \ 5 ·) Device according to claim 4, characterized in that the basin has a continuous groove along its outer edges and the sand of the sheet-like cover made of plastic material is introduced into this groove and there
are held in place by a seal. 6.) Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass6.) Device according to claim 4-, characterized in that die Ränder der blattartigen Abdeckung im Bereich seiner
; Peripherie in das Becken eingetaucht und dort durchthe edges of the sheet-like cover in the area of his
; Periphery immersed in the basin and through there Festhaltemittel oder durch schwere Sinkkörper am Platz
gehalten sind.Holding means or by heavy sink bodies in place
are held. ■ 7·) Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass das Becken selbst mit einem blattartigen Material aus
Plastik ausgestattet ist und dass die Ränder des Abdeckblattes mit der blattartigen Ausfütterung des Beckens verschweisst oder verklebt sind.■ 7 ·) Device according to claim 4, characterized in that the basin itself is made of a sheet-like material
Plastic is equipped and that the edges of the cover sheet are welded or glued to the sheet-like lining of the basin. 8.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder des Abdeckblattes rings um das Becken eingegraben sind.8.) Device according to claim 4, characterized in that the edges of the cover sheet are dug around the basin. 009811/0483,009811/0483,
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