DE202014006168U1 - Anlage zur Aufzucht und Reproduktion von Spirulina-Algen - Google Patents

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Abstract

Anlage zur Aufzucht und Reproduktion von Spirulina-Algen, wobei diese Anlage zumindest ein Produktionsbecken (11) besitzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Aufzucht und Reproduktion von Spirulina-Algen. Spirulina-Algen, insbesondere Spirulina platensis, bzw. deren Kulturen
  • Spirulina, insbesondere Spirulina platensis, ist eine photo-autothophe Mikroalge, die in der Natur, insbesondere in natürlichen Seen (pH-Wert bis 11), in heißem, subtropischen Klima, insbesondere in Afrika, Asien oder Mexiko, bei Wassertemperaturen von 32°C bis 45°C gedeihen. Ihren Stoffwechsel vollzieht die Spirulina platensis über die Photosynthese, hierzu sammelt die Spirulina Sonnenlicht mit ihren Pigmenten Phykozyan und Chlorophyll, die ihr auch die charakteristische blau-grüne Farbe verleihen.
  • Auf Grund ihrer wertvollen Inhaltstoffe benutzten bereits die Azteken und die Majas in Zentralamerika vor mehr als 1000 Jahren die Spirulina-Algen als nährstoffreiche Algenkost. Während die Azteken den grünen Algenschaum aus dem Texcoco-See fischten, legten die Majas bereits die ersten Algenfarmen an. Heutzutage wird Spirulina platensis in den Industrieländern, schwerpunktmäßig in Hawaii, China, Indien, Thailand, USA und Australien, in großen Algenfarmen mit künstlich angelegten Teichanlagen unter freiem Himmel gezüchtet.
  • Spirulina-Biomasse wird dabei in Aquakulturen bei einer Wassertemperatur von bis zu 35°C produziert. Das optimale Wachstum von Spirulina hängt wesentlich von der zur Verfügung gestellten Menge an Kohlenstoffdioxid (CO2) ab. Daher wird den Aquakulturen neben dem Kohlenstoffdioxid, das aus der Luft in die Kultur gelangt, oft auch zusätzlich CO2 aus Druckflaschen zugeführt. So wächst Spirulina nicht nur schneller, sondern produziert auch wesentlich mehr Sauerstoff. Zur Ernte pumpt man die Spirulina-Kultur durch einen Filter oder eine Durchlaufzentrifuge und trocknet anschließend die so gewonnene Biomasse mit Heißluft. Die getrocknete und abgestorbene Biomasse wird zum Vertrieb meist zu Tabletten gepresst, in Kapseln eingeschlossen oder pulverisiert. Heute stellt Spirulina, basierend auf getrockneter Biomasse, insbesondere in Form von Pulver oder Tabletten, eines der meistverkauften Nahrungsergänzungsmittel dar.
  • Andere Verwendung findet man in der Biotechnologie und in der Biotechnik, wo Spirulina unter anderem als Biokatalysator in Fermentationsprozessen und zur Energiegewinnung verwendet wird.
  • Das deutsche Gebrauchsmuster DE 200 17 229 U1 offenbart einen Bioreaktor zur Produktion von Biomasse, insbesondere von Algen. Dieser Bioreaktor besteht aus mehreren Teilelementen, die neben und übereinander angeordnet sind und als Flachelemente, nach dem ”Dünnschichtprinzip”, ausgebildet sind.
  • Das Dokument DE 198 14 424 A1 offenbart eine Anlage zur Durchführung von photochemischen und photokatalytischen Reaktionen und photoinduzierbaren Prozessen, insbesondere zur Kultivierung von phototropen Organismen und Zellkulturen, z. B. Mikroalgen. Diese Anlage enthält einen Bioreaktor, eine Erntevorrichtung, eine Nährlösungs- bzw. Stammlösungsversorgungsvorrichtung und eine Nährlösungsaufbereitungsanlage. Der Bioreaktor besteht insbesondere aus mehreren photosynthetisch und hydrodynamisch aktiven rohrförmigen Dünnschichtsystemen. Ein solches Dünnschichtsystem, nach dem ”Dünnschichtprinzip”, besteht aus einer Vielzahl von übereinanderliegenden und parallel zueinander verlaufenden durchgehenden Röhren oder Schläuchen. Die gewonnene abgestorbene Biomasse besitzt einen solchen Reinheitsgrad, dass diese in der Pharma- und Kosmetikindustrie eingesetzt werden kann. Das Betreiben dieses Biorektors ist sehr kostenintensiv, da dieser hohe Investitionskosten und Betriebskosten sowie Anforderungen zur Reinheit erfordert.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zur Aufzucht und Reproduktion von Spirulina-Algen bereit zu stellen, welche die effektive Herstellung von lebenden Spirulina-Algen ermöglicht. Der Anteil von lebenden Spirulina-Algen am Erntegut soll, so gewünscht, vorbestimmbar sein. Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, bekannte Einrichtungen nach dem ”Dünnschichtprinzip” zur effizienten Produktion von Mikroorganismen dahingehend zu verbessern, dass im gesamten Jahresverlauf unter Ausnutzung des natürlichen Sonnenlichts und optimaler Konditionierung der Kultursuspension eine maximale Produktion von nach der Ernte lebenden Mikroorganismen realisiert wird. Es soll insbesondere ein möglichst technisch einfaches Anlage bereitgestellt werden. Diese sollen es auch ermöglichen, dezentral, d. h. insbesondere für den regionalen Bedarf, lebende Spirulina-Algen, insbesondere Spirulina platensis, für Produkte, welche lebende Spirulina-Algen enthalten, mit einer begrenzten Nutzungsdauer bereit zu stellen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Anlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Gewächshausbedingungen im Sinne der Erfindung sind solche Bedingungen, welche es insbesondere ermöglichen die Parameter: Temperatur und Licht unabhängig von den Umgebungs- bzw. Außenbedingungen, insbesondere den üblichen tageszeitlich bedingten Schwankungen, zu entkoppeln und einzustellen. Insbesondere der Eintrag von Niederschlägen und die Auswirkungen von Winden werden verhindert. Außerdem wird der Eintrag von Verunreinigungen oder Lebewesen, wie Mikroorganismen, beispielweise fremden Algenkulturen, verhindert oder zumindest stark reduziert.
  • Das Bewegen der Ansatzlösung erfolgt durch Rühren, da diese Art des Bewegens die Spirulina-Algen nicht beschädigt und/oder deren Wachstum beeinträchtigt, wie beispielsweise durch Verwendung von üblichen Pumpen.
  • Die Messung des pH-Wertes zur Bestimmung des Nährstoffgehaltes ermöglicht in einfachster Art und Weise das Einstellen der gewünschten Verfahrensparameter. Diese Verfahrensparameter können außerdem entsprechend dem jeweiligen Verhältnis von Spirulina-Algen zu Fremdalgen in der Ansatzlösung eingestellt werden. Regelmäßig wird gewünscht sein, dass lebende Spirulina-Algen mit großem Ertrag geerntet werden sollen. Dies setzt möglichst optimale Wachstumsbedingungen für die Spirulina-Algen voraus. Der Anteil von Fremdalgen soll hingegen gering gehalten werden, d. h. regelmäßig deren Wachstum durch ungünstige Wachstumsbedingungen für die Algenkultur gebremst werden.
  • Reinkulturen der Spirulina-Algen im Sinne der Erfindung enthalten kein oder wenige andere Algenkulturen, d. h. bis zu 5 Masse% andere Algenkulturen neben Spirulina-Algen-Kulturen, auch Fremdalgen genannt.
  • Die abhängigen Ansprüche 2 bis 9 enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ohne diese damit zu begrenzen.
  • Der Start-pH-Wert des Kulturmediums liegt im Bereich von ca. 9,5. Während des Wachstums erfolgt regelmäßig ein Ansteigen des pH-Wertes und ein Absinken des Gesamt-Carbonat-Gehaltes. Bicarbonat [HCO3 –]ist die bevorzugte C-Quelle, welche von der Spirulina-Alge aufgenommen wird. Die Bicarbonat-Ionen werden aktiv in die Zelle hinein transportiert und dann zu Carbonat [CO3 2–] und Kohlendioxid [CO2] umgewandelt. CO2 wird für die Photosynthese genutzt, das Carbonat wird wieder an die Ansatzlösung abgegeben und treibt den pH-Wert in die Höhe. Durch erhöhte Konzentration an Hydroxidionen reagieren die Lösungen deutlich alkalisch, was durch eine übliche, technisch einfache Messung des pH-Wertes ermittelt werden kann und nachfolgend der gewünschte pH-Wert eingestellt werden kann.
  • Bevorzugt ist, dass ein Bewegen der Ansatzlösung durch ein zyklisches Rühren, besonders bevorzugt ein Rühren von ca. 15 min pro Stunde, durch ein Rührwerk erfolgt. Das Bewegen der Ansatzlösung soll das Wachstum der Algen fördern, dabei wird u. a. die Lage der jeweiligen Alge im Produktionsbecken und/oder diese selbst gedreht, so dass diese anderen Lichtverhältnissen ausgesetzt ist. Dies führt insgesamt zu einer Angleichung des Lichteintrags auf alle Algen im Produktionsbecken, was dem Wachstum zumindest dienlich ist.
  • Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen ohne diese damit zu begrenzen.
  • Aus einer Stammhaltung von Spirulina-Algen, welche in üblicher Art und Weise sowie bevorzugt im Laborbetrieb erfolgt, kommen Reinkulturen der Spirulina-Algen in ein Anzuchtbecken, wobei ca. 5 Liter dieser Spirulina-Algen der Reinkulturen ca. 200 Liter der Nährlösung beimpfen. Nunmehr befinden sich ca. 205 Liter Ansatzlösung im Anzuchtbecken. Nachfolgend erfolgt die Aufzucht und Reproduktion der Algenkulturen, bevorzugt innerhalb von 6 bis 8 Tagen, im Anzuchtbecken durch Wachstum der Algenkulturen. Durch sanftes zyklisches Rühren der Ansatzlösung, ca. 4 Minuten pro Stunde, bei einer Temperatur von ca. 25/26°C der Ansatzlösung, durch definierten Lichteintrag im Bereich von 150 bis 250 μmol m–2s–1 in der Aktivphase, d. h. von 6 bis 22 Uhr, einer Ruhephase in der Zeit von 22 bis 6 Uhr, entwickelt sich die Algenkultur innerhalb einer Woche zu einer Algendicke mit einer Stärke von ca. 2 bis 3 cm.
  • Die Nährlösung wurde durch Zugabe von Nährstoffen zu einer Basislösung, welche zumindest Wasser enthält, in üblicher Art und Weise hergestellt.
  • Das Anzuchtbecken ist in einem zur Umgebung hin abgeschlossenen Raum, beispielsweise einem Gewächshaus, d. h. bei Gewächshausbedingungen, angeordnet. Diese dortigen Gewächshausbedingungen ermöglichen es insbesondere die Parameter: Temperatur und Licht unabhängig von den Umgebungs- bzw. Außenbedingungen, insbesondere den üblichen tageszeitlich bedingten Schwankungen, zu entkoppeln. Der Eintrag von Niederschlägen und die Auswirkungen von Winden werden wirksam verhindert. Außerdem wird der Eintrag von Verunreinigungen oder Lebewesen verhindert oder zumindest stark reduziert.
  • Bevorzugt werden im Anzuchtbecken die Spirulina-Algen in der Ansatzlösung mehrmals täglich, insbesondere manuell, leicht bewegt bzw. gerührt. Bei konstanter Temperatur von ca. 25/26°C der Ansatzlösung und Lichtverhältnissen im Bereich von 150 bis 250 μmol m–2s–1 ist die Zelldichte der Spirulina-Algen nach ca. einer Woche hoch genug, um das nächst größere Becken, beispielsweise das Produktionsbecken, zu beimpfen.
  • Das Anzuchtbecken kann aus Acrylglas oder einem anderen tranluzenten Material gefertigt sein, was einen teilweisen Lichteintrag in die Algenkultur bewirkt, da somit über die Seitenwände des Anzuchtbecken ein Lichteintrag erfolgen kann.
  • Die Nährlösung, welche ein Nährmedium ist, ist in üblicher Art und Weise hergestellt und ihre Bestandteile sind diesbezüglich üblich.
  • Nach ca. 6 bis 8 Tagen stehen im Anzuchtbecken ca. 200 Liter Algenkulturen, welche insbesondere Reinkulturen der Spirulina-Algen enthalten, zur weiteren Aufzucht und Reproduktion der Algenkulturen zur Verfügung.
  • 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Produktionsbecken 11 einer Anlage zur Aufzucht und Reproduktion von Spirulina-Algen. In ein Produktionsbecken 11, welches mit ca. 1800 Liter Nährlösung, welche eine Temperatur von ca. 25°C besitzt, befüllt ist, werden ca. 200 Liter Algenkulturen, welche insbesondere Reinkulturen der Spirulina-Algen enthalten, eingebracht und diese die dortige Nährlösung damit beimpft. Nunmehr befinden sich ca. 2000 Liter Ansatzlösung im Produktionsbecken 11. Die weitere Aufzucht und Reproduktion der Algenkulturen erfolgt nachfolgend im Produktionsbecken 11. Die Füllhöhe dieser Ansatzlösung beträgt im Produktionsbecken 11 ca. 0,2 bis 0,3 m, d. h. grundsätzlich nach dem ”Dünnschichtprinzip”, so dass insbesondere ein effektiver Lichteintrag und ein ausreichende Durchmischung ermöglicht sind.
  • Das Produktionsbecken 11 besitzt einen schalenförmigen Grundkörper 1, welcher eine Länge von 6 m, eine Breite von 1,8 m und eine Höhe von 0,4 m besitzt. Die beiden Stirnseiten 1.1 sind halbkreisförmig gerundet. Im Innern des Hohlraums des Grundkörpers 1, welcher insbesondere durch den Boden 1.3, die beiden Stirnseiten 1.1 und den beiden Längswänden 1.2 gebildet wird, ist vertikal und parallel zur Längsachse eine Mittelwand 2 angeordnet, welche von den beiden Stirnseiten 1.1 ca. 0,8 m beabstandet sind. Damit ist u. a. ermöglicht, dass die Ansatzlösung im Hohlraum des Grundkörpers 1 im Kreislaufbewegt werden kann. Zum schonenden Rühren dient ein Paddelrührwerk 3, welches zwischen einem der Kanäle zwischen der Längswand 1.2 und der Mittelwand 2 angeordnet ist. Das Paddelrührwerk 3 besitzt einen üblichen, insbesondere stufenlos regelbaren, elektrischen Antrieb 4. Ein Paddelrührwerk 3, insbesondere ein zeitgesteuertes, kann für eine periodische und sanfte Durchmischung der sich in der Ansatzlösung befindlichen Algenkulturen, welche insbesondere Spirulina-Algen-Kulturen sind, sorgen. Oft sind neben den Spirulina-Algen-Kulturen weitere Algen-Kulturen, wie Kulturen von Kugelalgen, in der Ansatzlösung enthalten.
  • Zur Temperierung der Flüssigkeit im Produktionsbecken 11 wird eine Rohrheizung 9, bevorzugt aus Edelstahl, verwendet. Die Rohrheizung 9 kann durch einen üblichen Temperaturregler, welcher zumindest einen Temperaturfühler und ein Stellglied besitzt, in üblicher Art und Weise betrieben werden. Der Temperaturregler ist ein Teil einer üblichen Temperatur – Mess- und Regeleinrichtung 10. Die Temperatur der Flüssigkeit kann auf ca. 25/26°C konstant gehalten werden. Die Wärmeversorgung der Rohrheizung 9 kann mittels einer üblichen Schwimmbadwärmepumpe 7, welche bevorzugt die Raumtemperatur des geschlossenen Raumes, beispielsweise des Gewächshauses, in üblicher Art und Weise nutzt, realisiert werden.
  • Der Lichteintrag in die Algenkulturen erfolgt wahlweise durch den natürlichen Lichteintrag und/oder durch eine bevorzugt regelbare künstliche Beleuchtung, welche oberhalb des Produktionsbeckens 11 angeordnet ist. Der Lichteintrag erfolgt möglichst über die Phasengrenze zwischen Luft und Ansatzlösung in die Ansatzlösung hinein und dann möglichst zu einem größtmöglichen Teil der Oberfläche der einzelnen Algen. Der Lichteintrag in die Algenkulturen besitzt bevorzugt eine Lichtintensität im Bereich von zumindest 150 bis 250 μmol m–2s–1. Durch Versuche hat sich ergeben, dass in diesem Bereich des Lichteintrages das Wachstum der Spirulina-Algen-Kulturen besonders gefördert wird, wobei gleichzeitig das Wachstum der anderen Algen-Kulturen, welche regelmäßig enthalten sind, gehemmt wird.
  • Der Hohlraum des Grundkörpers 1 kann nach oben durch einen Deckel, beispielsweise mit einer Acryl-Doppelstegplatte, verschlossen sein. Die künstliche Beleuchtung, insbesondere mit Leuchtmitteln, welche das gewünschte Spektrum abstrahlen, kann am Deckel angeordnet sein. Um den Lichteintrag effektiv zu realisieren, können übliche Lichtleiteinrichtungen und -vorrichtungen, wie Spiegel, eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich können der Boden 1.3, die beiden Stirnseiten 1.1 und die beiden Längswänden 1.2 sowie die Mittelwand 2 aus reflektierenden Materialien bestehen oder mit solchen beschichtet sein. Zur Reduzierung des natürlichen Lichteinfalls, beispielsweise an wolkenlosen Sommertagen, kann insbesondere der geschlossene Raum, in welchem das Produktionsbecken 11 aufgestellt ist, insbesondere ein Gewächshaus, in 1 nicht dargestellt, mit zumindest transluzenten Wänden bzw. Bedachung, eine für solche Zwecke übliche Beschaffungseinrichtung vorhanden sein. Diese Beschaffungseinrichtung soll insbesondere verhindern, dass ein im Sinne der Erfindung zu hoher Lichteintrag erfolgt und die Ansatzlösung eine unerwünschte erhöhte Temperatur besitzt, d. h. im Bereich oberhalb von 26°C.
  • Durch sanftes zyklisches Rühren der Ansatzlösung, ca. 4 Minuten pro Stunde, bei einer Temperatur von 25/26°C der Ansatzlösung, durch definierten Lichteintrag im Bereich von 150 bis 250 μmol m–2s–1 in der Aktivphase, d. h. von 6 bis 22 Uhr, einer Ruhephase in der Zeit von 22 bis 6 Uhr, entwickelt sich die Algenkultur innerhalb einer Woche zu einer Algendicke mit einer Stärke von ca. 2 bis 3 cm. Mit dem Erreichen dieser Stärke von ca. 2 bis 3 cm sind die Algenkulturen erntereif. Zur Ernte werden ca. 50% der Algenkulturen schonend, beispielsweise mit einer Membran- oder Schlauchpumpe über einen bekannten Oberflächenabsauger (Skimmer) aus dem Produktionsbecken über den Ernteauslauf 6 abgezogen und einem Filter 12 zugeleitet. Das Filter 12 kann beispielsweise aus einem zylindrischen Edelstahlsieb mit einer Maschenweite von ca. 10 μm bestehen. Bei dieser Maschenweite werden insbesondere die größeren Spirulina-Algen ab gesiebt und der weiteren Verarbeitung in üblicher Art und Weise zugeführt.
  • Nach der Ernte der Frischmasse können die lebenden Spirulina-Algen gewaschen und ein definierter pH-Wert eingestellt werden. Anschließend oder alternativ können die lebenden Spirulina-Algen gelagert und/oder verarbeitet werden.
  • Die Teilmenge der Algenkulturen, d. h. insbesondere kleinere Spirulina-Algen und ggf. Fremdalgen, wie Kugelalgen, welchen das Filter 12 passiert (Filtrat), können wieder in das Produktionsbecken 11 eingeleitet werden. Die Flüssigkeitsmenge im Produktionsbecken 11 wird nachfolgend durch Nährlösung wieder auf ca. 2000 Liter Ansatzlösung ergänzt.
  • Der Erntezyklus erfolgt aller 1 bis 3 Tage; nach insgesamt ca. 6 bis 10 Wochen, nach einer Ernte, wird das Produktionsbecken 11 über den Bodenauslauf 5 vollständig abgelassen, gereinigt und desinfiziert. Anschließend kann die erneute Befüllung des Produktionsbeckens 11, wie beschrieben, erfolgen und wieder ca. 6 bis 10 Wochen funktionsbedingt genutzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Grundkörper 1
    1.1
    Stirnseiten
    1.2
    Längswand
    1.3
    Boden
    2
    Mittelwand
    3
    Paddelrührwerk
    4
    Rührwerksantrieb
    5
    Bodenauslauf
    6
    Ernteauslauf
    7
    Wärmepumpe
    8
    Warmwasserspeicher
    9
    Rohrheizung
    10
    Temperatur – Mess- und Regeleinrichtung
    11
    Produktionsbecken
    12
    Filter
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 20017229 U1 [0006]
    • DE 19814424 A1 [0007]

Claims (9)

  1. Anlage zur Aufzucht und Reproduktion von Spirulina-Algen, wobei diese Anlage zumindest ein Produktionsbecken (11) besitzt.
  2. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dieser Anlage zumindest folgende Verfahrensschritten durchführbar sind: – Aufzucht und Reproduktion der Algenkulturen der Ansatzlösung, wobei – eine Einstellung der Verfahrensparameter: Licht und Temperatur, – ein Messen der Verfahrensparameter: pH-Wert, Licht und Temperatur, – ein Lichteintrag in die Ansatzlösung durch Sonnenlicht und/oder künstliches Licht und ein Bewegen der Ansatzlösung durch Rühren erfolgen.
  3. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage in einem geschlossenem Raum, bevorzugt einem Gewächshaus, angeordnet ist.
  4. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zumindest ein Anzuchtbecken besitzt.
  5. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zumindest ein Rührwerk, bevorzugt ein motorisch angetriebenes Paddelrührwerk (3) besitzt.
  6. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage Leuchtmittel besitzt, welche Licht insbesondere im Bereich von 150 bis 250 μmol m–2s–1 erzeugt.
  7. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage Lichtleit- und Reflexionseinrichtungen, bevorzugt Spiegel oder reflektierende Folien, besitzt.
  8. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Verfahrensparameter: Licht, Temperatur und pH-Wert, bevorzugt der pH-Wert zur Bestimmung der Veränderung des Carbonatgehaltes, durch Messeinrichtungen gemessen, Auswerteeinrichtungen ausgewertet und die Anlage insbesondere damit gesteuert wird.
  9. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zumindest ein Filter (12) mit einer Maschenweite von ca. 10 μm besitzt.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3090626A1 (de) 2015-05-08 2016-11-09 Ökotec-Anlagenbau GmbH Verfahren zur herstellung einer algenfrischmasse
DE102015005775A1 (de) 2015-05-08 2016-11-10 Ökotec-Anlagenbau Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Algenfrischmasse
CN106244426A (zh) * 2016-08-27 2016-12-21 江苏翔康海洋生物科技有限公司 高密度规模化微藻培养装置
CN109837234A (zh) * 2016-12-31 2019-06-04 北京林业大学 一种调控螺旋藻营养元素钙元素积累的方法
DE202021105345U1 (de) 2021-09-16 2021-11-03 Ferdinand Bierbrauer Bioreaktor
IT202100025295A1 (it) * 2021-10-01 2023-04-01 Graziano Forni Impianto per la produzione di microalghe

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19814424A1 (de) 1997-04-10 1998-10-15 Preussag Ag Anlage zur Durchführung von photochemischen und photokatalytischen Reaktionen und photoinduzierbaren Prozessen
DE20017229U1 (de) 2000-10-05 2002-02-14 CED Entsorgungsdienst Chemnitz GmbH, 09114 Chemnitz Reaktor zur Produktion von Biomasse, insbesondere von Algen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19814424A1 (de) 1997-04-10 1998-10-15 Preussag Ag Anlage zur Durchführung von photochemischen und photokatalytischen Reaktionen und photoinduzierbaren Prozessen
DE20017229U1 (de) 2000-10-05 2002-02-14 CED Entsorgungsdienst Chemnitz GmbH, 09114 Chemnitz Reaktor zur Produktion von Biomasse, insbesondere von Algen

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3090626A1 (de) 2015-05-08 2016-11-09 Ökotec-Anlagenbau GmbH Verfahren zur herstellung einer algenfrischmasse
DE102015005775A1 (de) 2015-05-08 2016-11-10 Ökotec-Anlagenbau Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Algenfrischmasse
CN106244426A (zh) * 2016-08-27 2016-12-21 江苏翔康海洋生物科技有限公司 高密度规模化微藻培养装置
CN109837234A (zh) * 2016-12-31 2019-06-04 北京林业大学 一种调控螺旋藻营养元素钙元素积累的方法
CN110004103A (zh) * 2016-12-31 2019-07-12 北京林业大学 一种调控螺旋藻营养元素铁元素积累的方法
DE202021105345U1 (de) 2021-09-16 2021-11-03 Ferdinand Bierbrauer Bioreaktor
DE102021124016A1 (de) 2021-09-16 2023-03-16 Ferdinand Bierbrauer Bioreaktor und Verfahren zum Betreiben eines Bioreaktors
DE102021124016B4 (de) 2021-09-16 2024-08-22 Ferdinand Bierbrauer Bioreaktor und Verfahren zum Betreiben eines Bioreaktors
IT202100025295A1 (it) * 2021-10-01 2023-04-01 Graziano Forni Impianto per la produzione di microalghe

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