DE202014006168U1 - Plant for rearing and reproduction of spirulina algae - Google Patents

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Abstract

Anlage zur Aufzucht und Reproduktion von Spirulina-Algen, wobei diese Anlage zumindest ein Produktionsbecken (11) besitzt.Plant for the rearing and reproduction of Spirulina algae, this plant having at least one production tank (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Aufzucht und Reproduktion von Spirulina-Algen. Spirulina-Algen, insbesondere Spirulina platensis, bzw. deren KulturenThe invention relates to a plant for the rearing and reproduction of spirulina algae. Spirulina algae, in particular Spirulina platensis, or their cultures

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.Spirulina, in particular Spirulina platensis, is a photo-autothophe microalgae found in nature, especially in natural lakes (pH to 11), in hot, subtropical climates, especially in Africa, Asia or Mexico, at water temperatures of 32 ° C grow to 45 ° C. Spirulina platensis undergoes metabolism via photosynthesis, and spirulina collects sunlight with its pigments phykozyan and chlorophyll, which also give it its characteristic blue-green color.

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.Due to their valuable ingredients, the Aztecs and the Majas in Central America already used the spirulina algae as nutrient-rich algae food more than 1000 years ago. While the Aztecs fished the green algae foam from Lake Texcoco, the Majas already planted the first algae farms. Today Spirulina platensis is grown in industrialized countries, mainly in Hawaii, China, India, Thailand, USA and Australia, in large algae farms with artificial ponds under the open sky.

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.Spirulina biomass is produced in aquaculture at a water temperature of up to 35 ° C. The optimal growth of spirulina depends significantly on the amount of carbon dioxide (CO 2 ) provided. Therefore, in addition to the carbon dioxide that enters the crop from the air, aquaculture is often also supplied with CO 2 from pressure cylinders. So Spirulina not only grows faster, but also produces significantly more oxygen. For harvesting, the spirulina culture is pumped through a filter or through-flow centrifuge and then the biomass thus obtained is dried with hot air. The dried and dead biomass is usually pressed into tablets for sale, enclosed in capsules or pulverized. Today, spirulina, based on dried biomass, especially in the form of powder or tablets, is one of the best-selling nutritional supplements.

Andere Verwendung findet man in der Biotechnologie und in der Biotechnik, wo Spirulina unter anderem als Biokatalysator in Fermentationsprozessen und zur Energiegewinnung verwendet wird.Other uses are in biotechnology and biotechnology, where spirulina is used, inter alia, as a biocatalyst in fermentation processes and for energy production.

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.The German utility model DE 200 17 229 U1 discloses a bioreactor for the production of biomass, especially algae. This bioreactor consists of several sub-elements, which are arranged next to and above each other and as flat elements, according to the "thin-film principle" are formed.

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.The document DE 198 14 424 A1 discloses a system for carrying out photochemical and photocatalytic reactions and photoinducible processes, in particular for the cultivation of phototrophic organisms and cell cultures, eg. B. microalgae. This plant contains a bioreactor, a harvesting device, a nutrient solution feed device and a nutrient solution processing plant. The bioreactor consists in particular of several photosynthetically and hydrodynamically active tubular thin-film systems. Such a thin-film system, according to the "thin-film principle", consists of a plurality of superimposed and mutually parallel through tubes or hoses. The recovered dead biomass has such a degree of purity that it can be used in the pharmaceutical and cosmetics industry. Operating this biorector is very costly because it requires high investment and operating costs, as well as purity requirements.

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.The object of the invention is to provide a plant for the rearing and reproduction of spirulina algae, which enables the effective production of living spirulina algae. The proportion of living spirulina algae on the crop should, if desired, be predeterminable. It is a further object of the present invention to improve known "thin-film" devices for the efficient production of microorganisms such that maximum utilization of post-harvest microorganisms is realized throughout the year, utilizing natural sunlight and optimum conditioning of the culture suspension , In particular, a technically simple system should be provided. These should also enable decentralized, d. H. in particular for the regional needs, to provide live Spirulina algae, in particular Spirulina platensis, for products having living Spirulina algae with a limited useful life.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Anlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is achieved by a system having the features according to claim 1.

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.Greenhouse conditions within the meaning of the invention are those conditions which in particular make it possible to decouple and adjust the parameters: temperature and light, independently of the ambient or external conditions, in particular the usual fluctuations due to time of day. In particular, the entry of precipitation and the effects of winds are prevented. In addition, the entry of Contaminants or living organisms, such as microorganisms, for example foreign algae cultures, prevented or at least greatly reduced.

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.Agitation of the batch solution is accomplished by agitation, as this mode of agitation does not damage the spirulina algae and / or affect their growth, such as by use of conventional pumps.

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.The measurement of the pH value for determining the nutrient content makes it possible in the simplest manner to set the desired process parameters. These process parameters can also be adjusted according to the respective ratio of spirulina algae to foreign algae in the batch solution. Regularly it will be desired that living spirulina algae should be harvested with high yield. This requires optimal growth conditions for the spirulina algae. The proportion of foreign algae should be kept low, d. H. regularly their growth is slowed down by unfavorable growth conditions for the algae culture.

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.Pure cultures of spirulina algae according to the invention contain no or few other algal cultures, i. H. Up to 5% by weight of other algal cultures besides spirulina algae cultures, also called foreign algae.

Die abhängigen Ansprüche 2 bis 9 enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ohne diese damit zu begrenzen.The dependent claims 2 to 9 contain advantageous embodiments of the invention without limiting this.

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.The starting pH of the culture medium is in the range of about 9.5. During growth, an increase in the pH and a decrease in the total carbonate content occur regularly. Bicarbonate [HCO 3 - ] is the preferred C source taken up by the spirulina alga. The bicarbonate ions are actively transported into the cell and then converted to carbonate [CO 3 2- ] and carbon dioxide [CO 2 ]. CO 2 is used for photosynthesis, the carbonate is released back to the batch solution and increases the pH in the air. By increased concentration of hydroxide ions, the solutions react significantly alkaline, which can be determined by a conventional, technically simple measurement of the pH and subsequently the desired pH can be adjusted.

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.It is preferred that a stirring of the batch solution by a cyclic stirring, particularly preferably a stirring of about 15 minutes per hour, carried by an agitator. Moving the batch solution should promote the growth of algae, thereby u. a. the position of the respective algae in the production basin and / or this turned itself, so that it is exposed to other light conditions. Overall, this leads to an alignment of the light input on all algae in the production basin, which is at least useful for the growth.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen ohne diese damit zu begrenzen.Further features, properties and advantages of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments without limiting this.

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.From a stock of Spirulina algae, which is done in the usual way and preferably in the laboratory, come pure cultures of spirulina algae in a nursery, with about 5 liters of this spirulina algae of pure cultures inoculate about 200 liters of the nutrient solution. Now there are about 205 liters of solution in the growing tank. Subsequently, the rearing and reproduction of the algal cultures, preferably within 6 to 8 days, in the growing tank by growth of algae cultures. By gentle cyclic stirring of the batch solution, about 4 minutes per hour, at a temperature of about 25/26 ° C the batch solution, by defined light input in the range of 150 to 250 .mu.mol m -2 s -1 in the active phase, ie 6 to 22 o'clock, a rest period in the time of 22 to 6 o'clock, the algae culture develops within a week to a Algendicke with a strength of approx. 2 to 3 cm.

Die Nährlösung wurde durch Zugabe von Nährstoffen zu einer Basislösung, welche zumindest Wasser enthält, in üblicher Art und Weise hergestellt.The nutrient solution was prepared by adding nutrients to a base solution containing at least water in a conventional manner.

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.The nursery is in a closed to the environment space, such as a greenhouse, d. H. in greenhouse conditions, arranged. These local greenhouse conditions make it possible, in particular, to decouple the parameters: temperature and light, independently of the ambient conditions or external conditions, in particular the usual fluctuations due to time of day. The entry of precipitation and the effects of winds are effectively prevented. In addition, the entry of impurities or living things is prevented or at least greatly reduced.

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.The spirulina algae in the batch solution are preferably agitated or stirred several times a day, in particular manually, in the seedling tank. At a constant temperature of about 25/26 ° C of the batch solution and light ratios in the range of 150 to 250 .mu.mol m -2 s -1 , the cell density of Spirulina algae after about a week high enough to the next larger pool, for example the production basin, to inoculate.

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.The cultivation tank can be made of acrylic glass or other translucent material, allowing a partial light input into the algae culture causes, as can thus be done on the side walls of the cultivation tank light entry.

Die Nährlösung, welche ein Nährmedium ist, ist in üblicher Art und Weise hergestellt und ihre Bestandteile sind diesbezüglich üblich.The nutrient solution, which is a nutrient medium, is prepared in a conventional manner and its constituents are customary in this regard.

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.After approx. 6 to 8 days approx. 200 liters algae cultures, which contain in particular pure cultures of spirulina algae, are available in the cultivation tank for the further rearing and reproduction of the algae cultures.

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. 1 shows a schematic plan view of a production basin 11 a plant for the rearing and reproduction of spirulina algae. In a production basin 11 , which is filled with about 1800 liters of nutrient solution, which has a temperature of about 25 ° C, about 200 liters of algae cultures, which in particular contain pure cultures of spirulina algae, introduced and these inoculated with the nutrient solution there. Now there are about 2000 liters of batch solution in the production basin 11 , The further rearing and reproduction of the algae cultures takes place subsequently in the production basin 11 , The filling level of this batch solution is in the production basin 11 about 0.2 to 0.3 m, ie in principle according to the "thin-film principle", so that in particular an effective light input and a sufficient mixing are possible.

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.The production basin 11 has a bowl-shaped body 1 , which has a length of 6 m, a width of 1.8 m and a height of 0.4 m. The two front sides 1.1 are rounded in a semicircle. Inside the cavity of the body 1 which, in particular, through the ground 1.3 , the two end faces 1.1 and the two longitudinal walls 1.2 is formed, is vertical and parallel to the longitudinal axis of a middle wall 2 arranged, which of the two front sides 1.1 about 0.8 m apart. This makes it possible, inter alia, that the approach solution in the cavity of the body 1 can be moved in the circulation. For gentle stirring, a paddle stirrer is used 3 which is between one of the channels between the longitudinal wall 1.2 and the middle wall 2 is arranged. The paddle stirrer 3 has a conventional, in particular continuously variable, electric drive 4 , A paddle stirrer 3 , in particular a time-controlled, can ensure a periodic and gentle mixing of the algal cultures present in the batch solution, which are in particular spirulina algae cultures. In addition to the spirulina algae cultures, other algal cultures, such as spherical algal cultures, are often included in the batch solution.

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.For temperature control of the liquid in the production basin 11 becomes a pipe heater 9 , preferably made of stainless steel, used. The pipe heater 9 can be operated by a conventional temperature controller, which has at least one temperature sensor and an actuator in a conventional manner. The temperature controller is part of a standard temperature measuring and control device 10 , The temperature of the liquid can be kept constant at approx. 25/26 ° C. The heat supply of the pipe heater 9 can by means of a conventional swimming pool heat pump 7 which preferably uses the room temperature of the closed space, for example of the greenhouse, in the usual way, can be realized.

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.The light is introduced into the algae cultures either by the natural light input and / or by a preferably adjustable artificial lighting, which above the production basin 11 is arranged. The light is introduced as far as possible via the phase boundary between the air and the batch solution into the batch solution and then as far as possible to the largest possible part of the surface of the individual algae. The light input into the algae cultures preferably has a light intensity in the range of at least 150 to 250 μmol m -2 s -1 . Experiments have shown that in this area of the light entry, the growth of the spirulina algae cultures is particularly promoted, at the same time inhibiting the growth of the other algal cultures that are regularly included.

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.The cavity of the body 1 may be closed at the top by a lid, for example with an acrylic double-skin plate. The artificial lighting, in particular with light sources which emit the desired spectrum, can be arranged on the lid. In order to realize the light input effectively, conventional light-guiding devices and devices, such as mirrors, can be used. Alternatively or additionally, the floor can 1.3 , the two end faces 1.1 and the two longitudinal walls 1.2 as well as the middle wall 2 consist of reflective materials or be coated with such. To reduce the natural incidence of light, for example, on cloudless summer days, especially the closed room, in which the production basin 11 is situated, in particular a greenhouse, in 1 not shown, be present with at least translucent walls or roofing, a usual for such purposes procurement device. This procurement device is intended in particular to prevent a high light input occurring in the context of the invention and the batch solution has an undesired elevated temperature, ie in the range above 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.By gentle cyclical stirring of the batch solution, about 4 minutes per hour, at a temperature of 25/26 ° C the batch solution, by defined light input in the range of 150 to 250 .mu.mol m -2 s -1 in In the active phase, ie from 6 to 22 o'clock, a resting phase in the time of 22 to 6 o'clock, the algae culture develops within a week to a Algendicke with a strength of approx. 2 to 3 cm. By reaching this thickness of about 2 to 3 cm, the algae cultures are ready for harvest. Approximately 50% of the algae cultures are gently harvested, for example with a membrane or peristaltic pump via a known skimmer from the production basin via the harvest outlet 6 deducted and a filter 12 fed. The filter 12 may for example consist of a cylindrical stainless steel sieve with a mesh size of about 10 microns. In this mesh size in particular the larger spirulina algae are screened off and fed to further processing in the usual manner.

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.After harvesting the fresh mass, the living spirulina algae can be washed and a defined pH can be set. Subsequently or alternatively, the living spirulina algae can be stored and / or processed.

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.The subset of algal cultures, ie in particular smaller spirulina algae and possibly foreign algae, such as spherical algae, which the filter 12 happens (filtrate), can return to the production basin 11 be initiated. The amount of liquid in the production basin 11 is subsequently supplemented by nutrient solution again to about 2000 liters of batch solution.

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.The harvest cycle takes place every 1 to 3 days; after a total of about 6 to 10 weeks, after a harvest, the production basin 11 over the bottom outlet 5 completely drained, cleaned and disinfected. Subsequently, the re-filling of the production basin 11 , as described, done and again about 6 to 10 weeks functionally used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Grundkörper 1Basic body 1
1.11.1
Stirnseitenfront sides
1.21.2
Längswandlongitudinal wall
1.31.3
Bodenground
22
Mittelwandcenter wall
33
Paddelrührwerkpaddle agitator
44
Rührwerksantriebagitator
55
Bodenauslaufbottom outlet
66
Ernteauslaufcrop outlet
77
Wärmepumpeheat pump
88th
WarmwasserspeicherHot water storage
99
Rohrheizungtube heater
1010
Temperatur – Mess- und RegeleinrichtungTemperature - measuring and control device
1111
Produktionsbeckenproduction basins
1212
Filterfilter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 20017229 U1 [0006] DE 20017229 U1 [0006]
  • DE 19814424 A1 [0007] DE 19814424 A1 [0007]

Claims (9)

Anlage zur Aufzucht und Reproduktion von Spirulina-Algen, wobei diese Anlage zumindest ein Produktionsbecken (11) besitzt.Plant for the rearing and reproduction of spirulina algae, this plant having at least one production basin ( 11 ) owns. 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.Plant according to claim 1, characterized in that with this plant at least the following process steps are feasible: - rearing and reproduction of the algal cultures of the batch solution, wherein - an adjustment of the process parameters: light and temperature, - measuring the process parameters: pH, light and Temperature, - A light entry into the batch solution by sunlight and / or artificial light and moving the batch solution by stirring done. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage in einem geschlossenem Raum, bevorzugt einem Gewächshaus, angeordnet ist.Installation according to claim 1, characterized in that the system is arranged in a closed space, preferably a greenhouse. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zumindest ein Anzuchtbecken besitzt.Plant according to claim 1, characterized in that the plant has at least one cultivation tank. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zumindest ein Rührwerk, bevorzugt ein motorisch angetriebenes Paddelrührwerk (3) besitzt.Plant according to claim 1, characterized in that the plant at least one agitator, preferably a motor-driven paddle agitator ( 3 ) owns. 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.Installation according to claim 1, characterized in that the system has light-emitting means which generates light in particular in the range of 150 to 250 μmol m -2 s -1 . Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage Lichtleit- und Reflexionseinrichtungen, bevorzugt Spiegel oder reflektierende Folien, besitzt.Installation according to claim 1, characterized in that the plant Lichtleit- and reflection devices, preferably mirror or reflective films possesses. 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.Plant according to claim 1, characterized in that at least the process parameters: light, temperature and pH, preferably the pH value for determining the change in the carbonate content, measured by measuring devices evaluated evaluation and the system is particularly controlled. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zumindest ein Filter (12) mit einer Maschenweite von ca. 10 μm besitzt.Plant according to claim 1, characterized in that the plant at least one filter ( 12 ) has a mesh size of about 10 microns.
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