EP0665880A1 - Dispositif de nettoyage des canalisations d'un photobioreacteur et photobioreacteur muni de ce dispositif de nettoyage - Google Patents

Dispositif de nettoyage des canalisations d'un photobioreacteur et photobioreacteur muni de ce dispositif de nettoyage

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Publication number
EP0665880A1
EP0665880A1 EP93923581A EP93923581A EP0665880A1 EP 0665880 A1 EP0665880 A1 EP 0665880A1 EP 93923581 A EP93923581 A EP 93923581A EP 93923581 A EP93923581 A EP 93923581A EP 0665880 A1 EP0665880 A1 EP 0665880A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pipes
cleaning
photobioreactor
culture medium
cleaning device
Prior art date
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Ceased
Application number
EP93923581A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Arnaud Muller-Feuga
Daniel Chaumont
Claude Gudin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HELIOSYNTHESE
Institut Francais de Recherche pour lExploitation de la Mer (IFREMER)
Original Assignee
HELIOSYNTHESE
Institut Francais de Recherche pour lExploitation de la Mer (IFREMER)
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Filing date
Publication date
Application filed by HELIOSYNTHESE, Institut Francais de Recherche pour lExploitation de la Mer (IFREMER) filed Critical HELIOSYNTHESE
Publication of EP0665880A1 publication Critical patent/EP0665880A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G1/00—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/12—Fluid-propelled scrapers, bullets, or like solid bodies
    • F28G1/125—Fluid-propelled scrapers, bullets, or like solid bodies forced back and forth by means of flow reversal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/053—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02—Photobioreactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M39/00—Means for cleaning the apparatus or avoiding unwanted deposits of microorganisms

Definitions

  • the present invention relates to a device for cleaning the pipes of a photobioreactor, as well as to the photobioreactor provided with this cleaning device.
  • the cultivated microorganisms are, for example, microalgae, cyanobacteria (chlorella, spirulina, scenedesmus,
  • photobioreactors consist of a set of tubes transparent to light, made for example of plastic material and inside which circulates a liquid culture medium loaded with microorganisms. These tubes can be flexible and arranged in the form of a raft, above a large body of water such as a lagoon, a pond, the sea or a swimming pool and serving as a source of cooling of the liquid culture medium.
  • the tubes can also be rigid. They are then produced, for example, in extruded panels, so as to form parallel longitudinal cells.
  • photobioreactor is described in documents FR-A-2 564 855 and FR-A-2 662 705. These panels then rest on a hard surface and preferably inclined so as to have an angle of 90 ° relative to the Sun.
  • photobioreactors are generally provided with a carbonator making it possible to ensure a sufficient transfer of CO2 to the liquid culture medium, so that the biological demand for CO2 is always satisfied.
  • the culture device also requires the presence of means for continuously circulating the culture medium between the tubes of the photo ⁇ bioreactor and said carbonator. These means are for example a pump.
  • the circulation of the culture medium inside these tubes can be carried out either in one direction or back and forth from one end to the other of each tube.
  • photobioreactors tend to clog up quickly, if no special precautions are taken.
  • microalgae naturally tend to adhere to the internal walls of the photobioreactor tubes.
  • the deposits thus formed considerably reduce the transparency to light of the upper wall of the tubes, (that is to say, the wall directed towards the sun), and therefore cause less efficient use of energy. solar.
  • these deposits make the distribution of cells inside the medium less homogeneous.
  • the connecting pieces such as the elbows, for example, between the different straight tubes of the device further increase the risks of sedimentation and therefore of contamination of the culture medium. Consequently, it is necessary to provide devices for cleaning the tubes of the photobioreactor.
  • a photobioreactor comprising a gas lift device for simultaneously loading the culture medium with C ⁇ 2 and ensuring the circulation of the liquid medium, so as to avoid stagnation and therefore the formation of deposits inside the tubes.
  • MR TREDICI et al. 1991, "A vertical alveolar panel for outdoor ass cultivation of microalgae and cyanobacteria", Bioresource Technology 38, a photobioreactor comprising a panel where the culture is circulated by air diffusion in the vertical cells of rectangular section.
  • IAJ RATCHFORD et al. in "Performance of a flat plate, air lift reactor for the growth of high biomass algal cultures", Journal of Applied Phycology 4: 1-9, 1992, also describes the performance of a panel including the alveoli of rectangular section are mounted in series and where the culture circulates under the action of an external device of the air lift type. However, this type of device does not allow effective cleaning of the internal wall of the cells.
  • the invention aims to remedy these drawbacks. It aims in particular to produce a device making it possible to effectively clean the internal walls of the pipes of a photobioreactor, in particular the wall directed towards the outside and the sun. The invention also makes it possible to ensure this cleaning even when the section of the pipes is square or rectangular.
  • the invention relates to a device for cleaning the rectilinear pipes of a photo ⁇ bioreactor, these pipes having at least one flat internal wall, the photobioreactor containing microorganisms in suspension in a liquid culture medium, circulated at the interior of said pipelines by pumping means.
  • this device consists of a cleaning element comprising at least one flat face, designed to be placed inside the pipes of the photobio-reactor, this cleaning element comprising means for scraping the internal walls of said pipes and at least one recess at each of its two extremi ⁇ tees, each recess having internal walls on which the circulating liquid culture medium exerts a thrust, this recess being open on the end of said element and on the face opposite to said flat face, so as to allow the culture medium to flow when the cleaning element is at the ends of said pipes.
  • the scraping means make it possible to effectively clean at least one of the internal walls of the pipes.
  • the scraping means comprise at least one rib whose edge has a shape corresponding to that of the internal wall of the pipe that the device cleans.
  • the cleaning device is intended to clean pipes whose cross-section in the form of a parallelogram and the cleaning element has the form of a parallelepiped having an upper face, a lower face and two faces d end and at least one bevelled rib is provided on the upper face.
  • the invention also relates to a photobioreactor for cultivating photo ⁇ synthetic microorganisms comprising a series of rectilinear pipes mounted in parallel and having at least one flat internal face and inside which said microorganisms in suspension in a culture medium circulate. liquid, said culture medium being circulated by pumping means, so as to ensure the displacement by drive of the cleaning device in a back-and-forth movement from one end to the other of each of said pipes.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment of a photobioreactor according to the invention, in which the circulation of the culture medium takes place back and forth
  • FIG. 2 illustrates an embodiment of a cleaning device according to the invention
  • FIG. 3 is a sectional view of one of the ends of the photobioreactor according to Figure 1. According to the embodiment illustrated in Figure
  • the photobioreactor consists of a panel 1, made by extruding a plastic material transparent to solar radiation such as polymethyl methacrylate, for example, and inside which are arranged a number of lines 3 paral ⁇ between them.
  • These pipes have a section in the shape of a parallelogram, preferably square or rectangular.
  • Each pipe has an upper internal wall 5, that is to say the wall directed towards the sun and a lower internal wall 7 opposite the wall 5.
  • the panel 1 has at its two ends a collector 9 which appears better in FIG. 3.
  • This collector also made of plastic material transparent to solar radiation has the form of a hollow gutter, defining a U-shaped pipe 11.
  • This collector is surmounted by a cover 13 which closes the pipe 11. The end of the panel 1 is engaged between the collector 9 and the cover 13, so that the ends of all the pipes 3 open into the pipe 11.
  • This pipe 11 has a larger section than that of each pipe 3.
  • the photobioreactor has at its two diagonally opposite ends two tubes 15 opening out inside each of the conduits 11. This diagonal arrangement is important since it makes it possible to prevent the culture medium from circulating preferably in line with the inlet tube and the outlet tube.
  • These tubes 15 for input and output of the culture medium are connected between them by a tube 17 on which is mounted a pump 19.
  • This pump 19 (or pumping means) t ensures the circulation of the medium of liquid culture inside the pipes 3.
  • its role is in particular to ensure this circulation of the culture medium according to a back-and-forth movement (arrow AR).
  • the cleaning device 21 comprises an element preferably made of plastic material with a density close to that of the culture medium, for example polyethylene.
  • This element 21 has the general shape of a parallelepiped, preferably a rectangular parallelepiped. More generally, it has a shape and in particular a section adapted to the section of the pipes 3 inside which it is supposed to flow.
  • the element 21 comprises scraping means 23 of the internal walls 5 or 7 and of the recesses 25.
  • This element 21 is intended for cleaning pipes 3, the section of which is square or rectangular. Therefore, the element 21 has the shape of a parallelepiped having an upper face 27, a lower face 29, two lateral faces 31 and two end faces 33.
  • the upper face 27 corresponds to that which is directed towards the upper internal wall 5 of the canali ⁇ tion 3, when the element 21 is introduced therein.
  • the scraping means 23 are constituted by a bevelled rib extending on the upper face 27, substantially perpendicular to the plane of this face. It is advantageously flat. This rib 23 preferably extends over the entire width of the element 21.
  • the edge 35 of the bevelled rib 23 has a shape corresponding to that of the upper internal wall 5 of the pipe 3 which the device cleans. . In the case illustrated here, this wall being planar, the edge 35 is rectilinear.
  • these bevelled ribs 23 are two in number and are placed at the two ends of the element 21.
  • the total height H of the cleaning device taken between the top of the rib 23 and the underside 29 corresponds sensi ⁇ ble to the thickness E of the pipes 3, the functional clearance meadows. It is important that the cleaning device has dimensions only very slightly smaller than those of the pipes 3, in order to perform a correct scraping of the walls.
  • the element 21 comprises at least one recess 25 hollowed out in its mass at each of its two ends 33.
  • This recess has a rounded concave shape, that is to say for example as illustrated in FIG. 2, a triangular shape whose tip 37 is rounded.
  • This recess 25 opens on the one hand on the end face 33 and on the other hand on the lower face 29 of the element 21.
  • This recess 25 has internal walls 39 perpendicular to the plane of the faces 27 and 29.
  • the liquid culture medium circulating inside the pipes 3 exerts a thrust on said walls 39 and makes it possible to move the cleaning device 21.
  • the shape walls 39 could vary and that one could also have a recess 25 in a semicircle, of oval or triangular shape.
  • the isthmus formed between the two points 37 bears the reference 40.
  • the device illustrated in FIG. 2 is intended for cleaning canalizations 3 having at least one flat internal wall, here the wall 5.
  • the side and bottom walls 7 of said pipe could have a rounded shape.
  • the cleaning device 21 has an upper wall 27 also planar but its side walls 31 and lower 29 are of rounded shape. It will be noted that in this case, the presence of a longitudinal rib 23 or portion of a helix could be particularly advantageous for cleaning the rounded walls of the pipe 3.
  • the cleaning device 21 is made of a material such that it has a density substantially equal to that of the circulating liquid culture medium, it can also be covered at least partially a material with a low coefficient of friction, such as polytetrafluoroethylene (PTFE) in order to improve its sliding qualities.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • a cleaning device 21 is placed inside each pipe 3.
  • the collectors 9 are then hermetically closed.
  • the medium of liquid culture containing microorganisms in suspension is introduced inside the pipes 3 of the photobioreactor, then moved in a back-and-forth movement inside each of the pipes 3 (arrow AR).
  • Each cleaning device 21 is trapped in the pipe 3 in which it is placed.
  • the element 21 moves from one end to the other of the pipe.
  • the period of movement of the liquid culture medium is sufficient for the cleaning device 21 to be able to travel the entire length of the pipe 3.
  • the liquid culture medium exerts pressure on the walls internal 39 of each recess 25.
  • the liquid coming from the manifold 9 exerts a pressure on the central isthmus 40, as represented by the arrow F2. This has the effect of disengaging the cleaning device 21 and making it circulate in the other direction.
  • the shape of the cleaning device 21 is such that the speed of the culture medium changes, with slight acceleration, from the average speed inside the pipe 3 to the average speed in the pipe 11.
  • the circulation of the liquid culture medium creates a suction cup effect on the cleaning device 21, which places the bevelled ribs 23 against the upper internal wall 5 of the canalization.
  • the collectors 9 would be rotated 180 °, so that the pipes 11 are on the same side as the recesses 25 of the element 21.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de nettoyage des canalisations d'un photobioréacteur, ainsi que le photobioréacteur muni de ce dispositif de nettoyage. Le but de l'invention est de mettre au point un dispositif permettant de nettoyer efficacement les canalisations d'un photobioréacteur, même si celles-ci présentent une section rectangulaire. Ce but est atteint à l'aide d'un dispositif constitué d'un élément de nettoyage (21) conçu pour être disposé à l'intérieur des canalisations du photobioréacteur, cet élément (21) comprenant des moyens de raclage (23) des parois internes desdites canalisations et des évidements (25) permettant l'écoulement du milieu de culture lorsque l'élément (21) est aux extrémités des canalisations du photobioréacteur.

Description

DISPOSITIF DE NETTOYAGE DES CANALISATIONS
D'UN PHOTOBIOREACTEUR ET PHOTOBIOREACTEUR MUNI
DE CE DISPOSITIF DE NETTOYAGE
La présente invention concerne un dispositif de nettoyage des canalisations d'un photobioréacteur, ainsi que le photobioréacteur muni de ce dispositif de nettoyage.
On réalise depuis quelques années déjà des cultures de microorganismes photosynthétiques, à l'inté¬ rieur de photobioréacteurs. Ces derniers permettent la production de toute matière photosynthétique, c'est- à-dire toute forme de vie susceptible de se développer et de réaliser une réaction de photosynthèse dans un milieu liquide nutritif approprié, en présence de rayon¬ nement solaire et de dioxyde de carbone. Les microorga¬ nismes cultivés sont par exemple, des microalgues, des cyanobactéries (chlorelles, spirulines, scenedesmus,
Cl-t» • • • • Les principaux paramètres de la culture de ces microorganismes sont la température, la lumière, le pH, les pressions en CO2 e en O2 dans le milieu de culture, ainsi que la composition du milieu nour¬ ricier. En conséquence, les photobioréacteurs actuel¬ lement connus sont constitués d'un ensemble de tubes transparents à la lumière, réalisés par exemple en matière plastique et à l'intérieur desquels circule un milieu de culture liquide chargé en microorganismes. Ces tubes peuvent être souples et disposés sous forme d'un radeau, au-dessus d'une étendue d'eau importante comme une lagune, un étang, la mer ou une piscine et servant de source de refroidissement du milieu de culture liquide. Un exemple de ce type de photobioréacteur est décrit dans le document FR-A-2 621 323.
Les tubes peuvent également être rigides. Ils sont alors réalisés par exemple, dans des panneaux extrudés, de façon à former des alvéoles longitudinales parallèles. Un tel exemple de photobioréacteur est décrit dans les documents FR-A-2 564 855 et FR-A-2 662 705. Ces panneaux reposent alors sur une surface dure et de préférence inclinée de façon à présenter un angle de 90° par rapport au soleil. Afin de se développer correctement, et de réali¬ ser la photosynthèse, ces microorganismes ont besoin de la présence de CO2 dans le milieu de culture. A cet effet, les photobioréacteurs sont généralement munis d'un carbonateur permettant d'assurer un transfert suffisant de CO2 vers le milieu de culture liquide, de façon que la demande biologique en CO2 soit toujours satisfaite.
Le dispositif de culture nécessite également la présence de moyens pour faire circuler continuel- lement le milieu de culture entre les tubes du photo¬ bioréacteur et ledit carbonateur. Ces moyens sont par exemple une pompe. La circulation du milieu de culture à l'intérieur de ces tubes peut s'effectuer soit en sens unique, soit en va-et-vient d'une extrémité à l'autre de chaque tube.
Quelque soit le type de circulation à 1'inté¬ rieur des tubes, les photobioréacteurs ont tendance à s'encrasser rapidement, si l'on ne prend pas de précautions particulières. En effet, les microalgues ont naturellement tendance à adhérer sur les parois internes des tubes du photobioréacteur. Les dépôts ainsi formés diminuent considérablement la transparence à la lumière de la paroi supérieure dés tubes, (c'est-à-dire, la paroi dirigée vers le soleil), et entraînent donc une moins bonne utilisation de l'énergie solaire. En outre, ces dépôts rendent la distribution des cellules à l'intérieur du milieu, moins homogène. Enfin, les pièces de liaison comme les coudes, par exemple, entre les différents tubes rectilignes du dispositif augmentent encore les risques de sédimentation et donc de contamination du milieu de culture. En conséquence, il est nécessaire de prévoir des dispositifs de nettoyage des tubes du photobioréacteur. On connaît déjà dans l'art antérieur, d'après le document FR-A-2 576 034, un exemple de dispositif de nettoyage permettant de faire circuler des billes à l'intérieur des tubes cylindriques d'un photobio¬ réacteur. Toutefois, ce dispositif n'est pas complé- tement satisfaisant car il ne permet pas de nettoyer efficacement des canalisations dont la section est carrée ou rectangulaire, puisque les coins ne sont pas atteints par les billes.
On connaît aussi d'après l'art antérieur, un photobioréacteur comprenant un dispositif d'ascenseur à gaz permettant simultanément de charger le milieu de culture en Cθ2 et d'assurer la circulation du milieu liquide, de façon à éviter la stagnation et donc la formation de dépôts à l'intérieur des tubes. On connaît également d'après un article de
M.R. TREDICI et al., 1991, "A vertical alveolar panel for outdoor ass cultivation of microalgae and cyanobac- teria", Bioresource Technology 38, un photobioréacteur comprenant un panneau où la culture est mise en circu- lation par une diffusion d'air dans les alvéoles verti¬ cales de section rectangulaire. I.A.J. RATCHFORD et al. dans "Performance of a flat plate, air lift reactor for the growth of high biomass algal cultures", Journal of Applied Phycology 4:1-9, 1992, décrit également les performances d'un panneau dont les alvéoles de section rectangulaire sont montées en série et où la culture circule sous l'action d'un dispositif externe de type ascenseur à air. Toutefois, ce type de dispo¬ sitif ne permet pas de réaliser un nettoyage efficace de la paroi interne des alvéoles.
De ce fait, la solution retenue en pratique pour éviter les dépôts, consiste souvent à choisir des microorganismes ayant une faible tendance à adhérer aux parois, ce qui restreint le champ des applications possibles.
En conséquence, l'invention a pour but de remé¬ dier à ces inconvénients. Elle a en particulier pour but de réaliser un dispositif permettant de nettoyer efficacement les parois internes des canalisations d'un photobioréacteur, en particulier la paroi dirigée vers l'extérieur et le soleil. L'invention permet égale¬ ment d'assurer ce nettoyage même lorsque la section des canalisations est carrée ou rectangulaire.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de nettoyage des canalisations rectilignes d'un photo¬ bioréacteur, ces canalisations présentant au moins une paroi interne plane, le photobioréacteur contenant des microorganismes en suspension dans un milieu de culture liquide, mis en circulation à l'intérieur des- dites canalisations par des moyens de pompage.
Selon les caractéristiques de l'invention, ce dispositif est constitué d'un élément de nettoyage comprenant au moins une face plane, conçu pour être disposé à l'intérieur des canalisations du photobio- réacteur, cet élément de nettoyage comprenant des moyens de raclage des parois internes desdites canalisations et au moins un évidement à chacune de ses deux extrémi¬ tés, chaque évidement présentant des parois internes sur lesquelles le milieu de culture liquide circulant exerce une poussée, cet évidement étant ouvert sur l'extrémité dudit élément et sur la face opposée à ladite face plane, de façon à permettre l'écoulement du milieu de culture lorsque l'élément de nettoyage est aux extrémités desdites canalisations. Ainsi, grâce à ce dispositif, les moyens de raclage permettent de nettoyer efficacement au moins l'une des parois internes des canalisations.
De façon avantageuse, les moyens de raclage comprennent au moins une nervure dont le bord présente une forme correspondant à celle de la paroi interne de la canalisation que le dispositif nettoie.
De préférence, le dispositif de nettoyage est destiné à nettoyer des canalisations dont la section à la forme d'un parallélogramme et l'élément de net- toyage a la forme d'un parallélépipède présentant une face supérieure, une face inférieure et deux faces d'extrémité et au moins une nervure biseautée est prévue sur la face supérieure.
En outre, l'invention concerne également un photobioréacteur de culture de microorganismes photo¬ synthétiques comprenant une série de canalisations rectilignes montées en parallèle et présentant au moins une face interne plane et à l'intérieur desquelles circulent lesdits microorganismes en suspension dans un milieu de culture liquide, ledit milieu de culture étant mis en circulation par des moyens de pompage, de façon à assurer le déplacement par entraînement du dispositif de nettoyage selon un mouvement de va-et- vient d'une extrémité à l'autre de chacune desdites canalisations.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, cette description étant faite en faisant référence aux dessins joints, dans lesquels : - la figure 1 illustre un mode de réalisation d'un photobioréacteur selon l'invention, dans lequel la circulation du milieu de culture s'effectue en va-et-vient, . - la figure 2 illustre un mode de réalisation d'un dispositif de nettoyage selon l'invention, et
- la figure 3 est une vue en coupe de l'une des extrémités du photobioréacteur selon la figure 1. Selon le mode de réalisation illustré en figure
1, le photobioréacteur se compose d'un panneau 1, réali¬ sé par extrusion d'une matière plastique transparente aux rayonnements solaires comme le polymétacrylate de méthyle par exemple, et à l'intérieur duquel sont aménagées un certain nombre de canalisations 3 paral¬ lèles entre elles. Ces canalisations présentent une section en forme de parallélogramme, de préférence carrée ou rectangulaire. Chaque canalisation présente une paroi, interne supérieure 5, c'est-à-dire la paroi dirigée vers le soleil et une paroi interne inférieure 7 opposée à la paroi 5.
Bien que cela ne soit pas illustré en figure 1, il est également possible, comme cela est décrit dans la demande de brevet FR-A-2 662 705, de réaliser un panneau comprenant deux couches superposées de cana¬ lisations, les canalisations supérieures servant à la circulation de la solution nutritive et des micro¬ organismes et les canalisations de la couche inférieure servant à la circulation d'un fluide de régulation thermique.
Le panneau 1 présente à ses deux extrémités un collecteur 9 qui apparaît mieux en figure 3. Ce collecteur, réalisé également en matière plastique transparente aux rayonnements solaires a la forme d'une gouttière creuse, définissant une conduite en U 11. Ce collecteur est surmonté d'un couvercle 13 qui ferme la conduite 11. L'extrémité du panneau 1 est engagée entre le collecteur 9 et le couvercle 13, de façon que les extrémités de toutes les canalisations 3 débou- chent dans la conduite 11. Cette conduite 11 a une section plus importante que celle de chaque canalisation 3.
Comme illustré en figure 1, le photobioréacteur présente à ses deux extrémités diagonalement opposées deux tubes 15 débouchant à l'intérieur de chacune des conduites 11. Cette disposition en diagonale est impor¬ tante car elle permet d'éviter que le milieu de culture ne circule préférentiellement au droit du tube d'entrée et du tube de sortie. Ces tubes 15 d'entrée et de sortie du milieu de culture sont reliés entre eυx par un tube 17 sur lequel est montée une pompe 19. Cette pompe 19 (ou moyens de pompage ) t permet d'assurer la circula¬ tion du milieu de culture liquide à l'intérieur des canalisations 3. Dans le photobioréacteur illustré en figure 1, elle a notamment pour rôle d'assurer cette circulation du milieu de culture selon un mouvement de va-et-vient (flèche AR) .
Comme illustré en figure 2, le dispositif de nettoyage 21 selon l'invention, comprend un élément réalisé de préférence en matière plastique d'une densité proche de celle du milieu de culture, par exemple en polyéthylène. Cet élément 21 a la forme générale d'un parallélépipède, de préférence un parallélépipède rectangle. De façon plus générale, il a une forme et notamment une section adaptée à la section des canalisations 3 à l'intérieur desquelles il est sensé circuler.
L'élément 21 comprend des moyens de raclage 23 des parois internes 5 ou 7 et des évidements 25. Cet élément 21 est destiné à nettoyer des canalisations 3 dont la section est carrée ou rectangulaire. De ce fait, l'élément 21 a la forme d'un parallélépipède présentant une face supérieure 27, une face inférieure 29, deux faces latérales 31 et deux faces d'extrémité 33. La face supérieure 27 correspond à celle qui est dirigée vers la paroi interne supérieure 5 de la canali¬ sation 3, lorsque l'élément 21 y est introduit.
Les moyens de raclage 23 sont constitués par une nervure biseautée s'étendant sur la face supérieure 27, sensiblement perpendiculairement au plan de cette face. Celle-ci est avantageusement plane. Cette nervure 23 s'étend de préférence sur toute la largeur de l'élé¬ ment 21. Le bord 35 de la nervure biseautée 23 a une forme correspondant à celle de la paroi interne supé- rieure 5 de la canalisation 3 que le dispositif nettoie. Dans le cas illustré ici, cette paroi étant plane, le bord 35 est rectiligne. De façon avantageuse, et comme illustré en figure 2, ces nervures biseautées 23 sont au nombre de deux et sont placées aux deux extrémités de l'élément 21. Toutefois, on pourrait également prévoir une ou plusieurs nervures 23 placées, par exemple sur la face supérieure 27, parallèlement, perpendiculairement ou obliquement aux deux autres nervures. Comme illustré en figure 3, la hauteur H totale du dispositif de nettoyage prise entre le sommet de la nervure 23 et la face inférieure 29 correspond sensi¬ blement à l'épaisseur E des canalisations 3, au jeu fonctionnel prés. Il est important que le dispositif de nettoyage ait des dimensions seulement très légè¬ rement inférieures à celles des canalisations 3, pour effectuer un raclage correct des parois.
Comme illustré en figure 2, l'élément 21 comprend au moins un évidement 25 creusé dans sa masse à chacune de ses deux extrémités 33. Cet évidement présente une forme concave arrondie, c'est-à-dire par exemple comme illustré sur la figure 2, une forme triangulaire dont la pointe 37 est arrondie. Cet évidement 25 débouche d'une part sur la face d'extrémité 33 et d'autre part sur la face inférieure 29 de l'élément 21. Cet évidement 25 présente des parois internes 39 perpendiculaires au plan des faces 27 et 29.
Comme cela sera expliqué en détail ultérieu- rement, le milieu de culture liquide circulant à l'inté¬ rieur des canalisations 3 exerce une poussée sur les- dites parois 39 et permet de déplacer le dispositif de nettoyage 21. On comprendra aisément que la forme des parois 39 pourrait varier et que l'on pourrait également avoir un évidement 25 en demi-cercle, de forme ovale ou triangulaire.
L'isthme formé entre les deux pointes 37 porte la référence 40.
D'une manière plus générale, le dispositif illustré en figure 2, est destiné à nettoyer des canali¬ sations 3 présentant au moins une paroi interne plane, ici la paroi 5. Par contre, les parois latérales et inférieure 7 de ladite canalisation pourraient avoir une forme arrondie. Dans ce cas, le dispositif de net- toyage 21 présente une paroi supérieure 27 également plane mais ses parois latérales 31 et inférieure 29 sont de forme arrondie. On notera que dans ce cas, la présence d'une nervure 23 longitudinale ou en portion d'hélice pourrait être particulièrement intéressante pour nettoyer les parois arrondies de la canalisation 3.
Le dispositif de nettoyage 21 est réalisé dans un matériau tel qu'il présente une densité sensiblement égale à celle du milieu de culture liquide circulant, il peut également être recouvert au moins partiellement d'un matériau à faible coefficient de frottement, comme du polytétrafluoroéthylène (PTFE) afin d'améliorer ses qualités de glissement.
Le fonctionnement du dispositif de nettoyage 21 appliqué à un photobioréacteur du type de celui illustré en figure 1, va maintenant être décrit plus en détail.
Avant d'ajuster les deux collecteurs 9 aux deux extrémités du panneau 1, on place à 1'intérieur de chaque canalisation 3 un dispositif de nettoyage 21. On ferme ensuite hermétiquement les collecteurs 9. Sous l'action de la pompe 19, le milieu de culture liquide contenant des microorganismes en suspension est introduit à l'intérieur des canalisations 3 du photobioréacteur, puis déplacé selon un mouvement de va-et-vient à l'intérieur de chacune des canalisations 3 (flèche AR) . Chaque dispositif de nettoyage 21 est captif de la canalisation 3 dans laquelle il est placé. Sous l'action du mouvement de va-et-vient du milieu de culture liquide, l'élément 21 se déplace d'une extré¬ mité à l'autre de la canalisation. La période de mou¬ vement du milieu de culture liquide est suffisante pour que le dispositif de nettoyage 21 puisse parcourir toute la longueur de la canalisation 3. Comme cela a déjà été décrit rapidement précédemment, le milieu de culture liquide exerce une pression sur les parois internes 39 de chaque évidement 25.
Comme illustré en figure 3, lorsque le dispo¬ sitif de nettoyage 21 arrive à l'extrémité d'une canali- sation 3, il pénètre partiellement à l'intérieur du collecteur 9. Ainsi, l'évidement 25 arrivant en butée contre le fond du collecteur 9, (dit arbitrairement évidement avant), ainsi qu'une partie 45 de l'évidement 25 arrière pénètrent dans la conduite 11 du collecteur 9. Le milieu de culture liquide peut alors s'échapper librement à l'intérieur de la conduite 11 selon la flèche FI, sans que le dispositif de nettoyage 21 ne constitue un bouchon. Seule la présence de cet évidement 25 permet la circulation du milieu de culture vers la conduite 11.
Lorsque le sens de circulation à l'intérieur de la pompe 19 est inversé, le liquide provenant du collecteur 9 exerce une pression sur l'isthme central 40, comme cela est représenté par la flèche F2. Ceci a pour effet de dégager le dispositif de nettoyage 21 et de le faire circuler dans l'autre sens. On notera que la forme du dispositif de nettoyage 21 est telle que la vitesse du milieu de culture passe, moyennant une légère accélération, de la vitesse moyenne à l'inté- rieur de la canalisation 3 à la vitesse moyenne dans la conduite 11.
En outre, la circulation du milieu de culture liquide crée sur le dispositif de nettoyage 21 un effet de ventouse, ce qui plaque les nervures biseautées 23 contre la paroi interne supérieure 5 de la canali¬ sation 3. On notera qu'il serait également possible de placer l'élément 21 à l'intérieur de la canalisation 3, de façon que les moyens de raclage 23 soient dirigés vers la paroi interne 7 si le nettoyage de celle-ci s'avérait nécessaire. Dans ce cas, les collecteurs 9 seraient tournés de 180°, afin que les conduites 11 soient du même côté que les évidements 25 de l'élé¬ ment 21.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de nettoyage des canalisations rectilignes (3) d'un photobioréacteur, ces canalisations présentant au moins une paroi interne plane (5) , le photobioréacteur contenant des microorganismes en suspension dans un milieu de culture liquide, mis en circulation à l'intérieur desdites canalisations (3) par des moyens de pompage (19), caractérisé en ce qu'il est constitué d'un élément de nettoyage (21) comprenant au moins une face plane (27), conçu pour être disposé à l'intérieur des canalisations (3) du photobioréacteur, cet élément de nettoyage (21) comprenant des moyens de raclage (23) des parois internes (5, 7) desdites canalisations (3) et au moins un évidement (25) à cha¬ cune de ses deux extrémités (33), chaque évidement (25) présentant des parois internes (39) sur lesquelles le milieu de culture liquide circulant exerce une pous¬ sée, cet évidement (25) étant ouvert sur l'extrémité (33) dudit élément (21) et sur la face opposée (29) à ladite face plane (27), de façon à permettre l'écou¬ lement du milieu de culture lorsque l'élément de net¬ toyage (21) est aux extrémités desdites canalisations (3).
2. Dispositif de nettoyage selon la revendica¬ tion 1, caractérisé en ce que les moyens de raclage (23) comprennent au moins une nervure dont le bord (35) a une forme correspondant à celle de la paroi interne (5, 7) de la canalisation (3) que ledit dispo- sitif nettoie.
3. Dispositif de nettoyage selon la revendica¬ tion 2, caractérisé en ce que la nervure (23) est dispo¬ sée sur ladite face plane (27) de l'élément de nettoyage (21) et en ce qu'elle s'étend sensiblement perpendiculairement à celle-ci.
4. Dispositif de nettoyage selon la revendica¬ tion 1, destiné à nettoyer des canalisations (3) dont la section à la forme d'un parallélogramme, caractérisé en ce que l'élément de nettoyage (21) a la forme d'un parallélépipède présentant une face supérieure (27), une face inférieure (29) et deux faces d'extrémité (33) et en ce qu'au moins une nervure biseautée (23) est prévue sur la face supérieure (27).
5'. Dispositif de nettoyage selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'évidement (25) présente une forme concave arrondie.
6. Dispositif de nettoyage selon l'une quel¬ conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de nettoyage (21) présente une densité sensiblement égale à celle du milieu de culture se trouvant dans les canalisations (3) .
7. Dispositif de nettoyage selon l'une quel¬ conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de nettoyage (21) est recouvert au moins partiellement d'une matière plastique à faible coefficient de frottement.
8. Photobioréacteur de culture de microorga¬ nismes photosynthétiques comprenant une série de canali- sations rectilignes (3) montées en parallèle et présen¬ tant au moins une face interne plane (5) et à 1'inté¬ rieur desquelles circulent lesdits microorganismes en suspension dans un milieu de culture liquide, ce milieu étant mis en circulation par des moyens de pom- page (19), de façon à effectuer un mouvement de va-et-vient d'une extrémité à 1'autre de chacune desdites canalisations (3), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de nettoyage (21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ce dispositif (21) étant placé à l'intérieur desdites canalisations (3).
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