ES2446640A1 - Photobioreactor for the cultivation of algae (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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    • 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
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology

Abstract

Photobioreactor for the cultivation of algae. Of closed tubular type, it is intended for use in interiors illuminated by leds. It consists of several tubular sections (5) faced and connected to each other at their ends, equipped with supply nozzles (6) located at their base, as well as a co supply line2 (7), a nutrient supply line (8) and several supply lines of thermally conditioned water (9), which are distributed close to and along the length of the tubular conduit, which are connected to said supply nozzles (6) and equipped of step valves. These valves are controlled by a control unit that regulates the additional supply of co2, nutrients and thermally conditioned water to the different tubular sections (5), depending on the needs of the growing process, the view of the signals detected by sensors distributed by the tubular conduit. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Fotobiorreactor para el cultivo de algas Photobioreactor for algae culture

OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a un fotobiorreactor de tipo tubular diseñado para el cultivo de algas. The present invention relates to a tubular photobioreactor designed for the cultivation of algae.

El objeto de la invención es el diseño de un fotobiorreactor cerrado destinado a su funcionamiento en interiores con iluminación por LEDs, de forma ininterrumpida y totalmente automatizada, con monitorización permanente de las variables del proceso, y control de la realimentación de CO2 y de nutrientes, así como de la temperatura del agua a lo largo de todo el recorrido del fotobiorreactor, así como con control del espectro de luz LED. The object of the invention is the design of a closed photobioreactor intended for indoor operation with LED lighting, uninterrupted and fully automated, with permanent monitoring of process variables, and control of CO2 and nutrient feedback, as well as the temperature of the water along the entire path of the photobioreactor, as well as with control of the LED light spectrum.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

La producción ininterrumpida de aceite y biomasa de algas requiere tres fases diferenciadas: producción de algas, recogida de producto y procesamiento para la generación de aceite y biomasa para su uso, con el fin de producir biodiesel, cosméticos, productos farmacéuticos y otros productos. The uninterrupted production of algae oil and biomass requires three distinct phases: algae production, product collection and processing for the generation of oil and biomass for its use, in order to produce biodiesel, cosmetics, pharmaceuticals and other products.

En la actualidad el cultivo de algas se realiza fundamentalmente en estanques al aire libre, así como en fotobiorreactores fabricados con plástico o vidrio, que pueden presentar configuraciones tubulares con diámetros que varían principalmente desde los 10 cm hasta los 30 cm. Currently, the cultivation of algae is mainly carried out in outdoor ponds, as well as in photobioreactors made of plastic or glass, which can have tubular configurations with diameters that vary mainly from 10 cm to 30 cm.

Estos sistemas se instalan generalmente en el exterior y funcionan mediante el bombeo de agua y algas, por un circuito en el que se inyecta dióxido de carbono en el tanque a través del cual se bombea. Con la acción de soleamiento se cultivan las algas a lo largo de dicho circuito. Sin embargo, estos sistemas no tienen ningún control sobre los espectros de luz a los que se ven sometidas las algas, ni sobre la cantidad de nutrientes, ni del dióxido de carbono que precisan, y tampoco controlan, ni determinan, la temperatura del agua en la que se produce el cultivo. These systems are usually installed outdoors and work by pumping water and algae, through a circuit in which carbon dioxide is injected into the tank through which it is pumped. With the sunning action, the algae are cultivated along this circuit. However, these systems have no control over the light spectra to which the algae are subjected, nor over the amount of nutrients, nor of the carbon dioxide they require, nor do they control, nor determine, the water temperature in The crop is produced.

Para un mayor control sobre los espectros de luz y para un adecuado control de la temperatura se contempla de forma alternativa la ubicación del fotobiorreactor en interiores, donde se aplica luz artificial con ausencia de los espectros infrarrojo y ultravioleta dañinos para las algas, y donde se controla cuando menos la temperatura del local en el que se encuentra ubicado el fotobiorreactor. For greater control over the light spectra and for adequate temperature control, the location of the indoor photobioreactor is alternatively contemplated, where artificial light is applied in the absence of infrared and ultraviolet spectra harmful to algae, and where control at least the temperature of the room where the photobioreactor is located.

Asimismo y al objeto de proteger las algas se conoce el empleo de fotobiorreactores configurados por un circuito cerrado, de modo que, a diferencia de los sistemas abiertos y exteriores, se consigue proteger las algas de microorganismos y otros agentes dañinos que tienen efectos negativos sobre el crecimiento de las algas, así como evitan la infectación de las algas. Likewise, and in order to protect the algae, the use of photobioreactors configured by a closed circuit is known, so that, unlike open and external systems, it is possible to protect the algae from microorganisms and other harmful agents that have negative effects on the Algae growth, as well as prevent the infection of algae.

Sin embargo en estos sistemas se plantea el problema de controlar de manera óptima en el fotobiorreactor los parámetros característicos del proceso asociado al cultivo de las algas. However, in these systems the problem arises of optimally controlling the characteristic parameters of the process associated with the cultivation of algae in the photobioreactor.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

El fotobiorreactor que constituye el objeto de esta invención es de tipo tubular cerrado y está diseñado para funcionar ininterrumpidamente en el interior de un local, en el cual se encuentran: los tanques de almacenamiento situados al principio del fotobiorreactor y los circuitos de procesamiento del producto ubicados al final del fotobiorreactor para producir aceite y biomasa del alga. The photobioreactor that constitutes the object of this invention is of a closed tubular type and is designed to operate continuously inside a room, in which are located: the storage tanks located at the beginning of the photobioreactor and the product processing circuits located at the end of the photobioreactor to produce algae oil and biomass.

A diferencia de otros fotobiorreactores, el fotobiorreactor objeto de esta invención está automatizado en su totalidad para controlar el proceso de cultivo en cada uno de los tramos del fotobiorreactor, mediante la toma de datos y realimentación en cada uno de esos tramos, de los elementos y parámetros característicos del proceso de cultivo de las algas, preferentemente de la cantidad de nutrientes, cantidad de dióxido de carbono que precisa, y de la temperatura del agua en la que se produce el cultivo. Unlike other photobioreactors, the photobioreactor object of this invention is fully automated to control the cultivation process in each of the sections of the photobioreactor, by taking data and feedback in each of those sections, of the elements and characteristic parameters of the process of cultivation of the algae, preferably of the amount of nutrients, amount of carbon dioxide that it requires, and of the temperature of the water in which the crop is produced.

Constituye por tanto un objeto de la invención la particular disposición del conducto tubular del fotobiorreactor e instalaciones complementarias que facilitan la medida y suministro de nutrientes, dióxido de carbono y agua acondicionada térmicamente a lo largo de los tramos que definen el conducto tubular del fotobiorreactor, así como su regulación mediante una unidad de control. The particular arrangement of the tubular duct of the photobioreactor and complementary facilities that facilitate the measurement and supply of nutrients, carbon dioxide and thermally conditioned water along the sections defining the tubular duct of the photobioreactor, thus constitutes an object of the invention. as its regulation through a control unit.

Asimismo constituye un objeto de la invención la propia configuración del conducto tubular, en combinación con las instalaciones arriba citadas, para su uso en interiores, en los que la iluminación se realiza mediante el uso luminarias LED colocadas longitudinalmente encima del conducto tubular y de unos reflectores que emiten el haz de luz a los laterales del conducto tubular. Likewise, it is an object of the invention to configure the tubular conduit itself, in combination with the aforementioned installations, for indoor use, in which the lighting is carried out by using LED luminaires placed longitudinally above the tubular conduit and reflectors that emit the beam of light to the sides of the tubular duct.

La unión entre tramos tubulares y la conformación del propio conducto tubular en general, se realiza de modo que se garantice siempre la hermeticidad del fotobiorreactor, evitando que se produzca cualquier tipo de contaminación externa. The union between tubular sections and the conformation of the tubular duct itself in general, is carried out in such a way that the airtightness of the photobioreactor is always guaranteed, avoiding any type of external contamination.

El fotobiorreactor dispone por tanto de luminarias tipo LED que permiten eliminar la acción dañina de la luz infrarroja y ultravioleta sobre las algas. Dichas luminarias proporcionan un espectro de 400Nm a 700Nm para así permitir una fotosíntesis óptima de modo ininterrumpido y producir algas cada hora. Se ha previsto que el fotobiorreactor incorpore asimismo, en la unidad de control, unos medios que regulen la activación de las luminarias LEDs situadas en correspondencia con el conducto tubular, que controlen dos tipos de LED, (rojo y azul), con 2 espectros diferentes, de modo que se regule cual debe ser el espectro activo en cada momento y en los tramos del conducto más adecuados, para favorecer el crecimiento de las algas en función de su tamaño. The photobioreactor therefore has LED-type luminaires that eliminate the harmful action of infrared and ultraviolet light on algae. These luminaires provide a spectrum of 400Nm to 700Nm in order to allow optimum photosynthesis continuously and produce algae every hour. It is planned that the photobioreactor also incorporates, in the control unit, means that regulate the activation of the LED luminaires located in correspondence with the tubular conduit, which control two types of LEDs, (red and blue), with 2 different spectra , so that it regulates which should be the active spectrum at all times and in the most appropriate sections of the duct, to favor the growth of algae based on their size.

Este fotobiorreactor se ubica preferentemente en un edificio cerrado en el que normalmente se mantendrá una temperatura ambiente entre 15 y 20ºC permanentemente, en cualquier caso el propio fotobiorreactor incorpora, a diferencia de otros sistemas, un sistema de control que garantiza en todo momento una temperatura óptima del agua a lo largo de todos los tramos del conducto tubular del fotobiorreactor. This photobioreactor is preferably located in a closed building in which an ambient temperature will normally be maintained between 15 and 20ºC permanently, in any case the photobioreactor itself incorporates, unlike other systems, a control system that guarantees at all times an optimum temperature of water along all sections of the tubular duct of the photobioreactor.

El fotobiorreactor está conectado a un tanque principal o incubadora en el que se almacena agua desclorada, algas y nutrientes, mezclado con dióxido de carbono, que se introduce en el fotobiorreactor de tal modo que la composición química resultante proporcione un crecimiento de algas máximo. The photobioreactor is connected to a main tank or incubator in which dechlorinated water, algae and nutrients are mixed, mixed with carbon dioxide, which is introduced into the photobioreactor so that the resulting chemical composition provides maximum algal growth.

Con este motivo y a lo largo del circuito del fotobiorreactor se ha previsto la disposición de una serie de sensores que miden los parámetros característicos del proceso, situados por ejemplo cada 6 metros lineales de fotobiorreactor, y que los transmiten a una unidad de control que de forma totalmente automatizada inyecta dióxido de carbono y/o nutrientes y/o agua caliente o fría, en función del ritmo de crecimiento de algas, en distintos tramos del fotobiorreactor, lo que determina un ritmo de crecimiento óptimo, obteniendo así una producción superior a otros sistemas. For this reason and along the circuit of the photobioreactor, a series of sensors that measure the characteristic parameters of the process, located for example every 6 linear meters of photobioreactor, are provided and transmit them to a control unit Fully automated injects carbon dioxide and / or nutrients and / or hot or cold water, depending on the growth rate of algae, in different sections of the photobioreactor, which determines an optimal growth rate, thus obtaining a superior production to other systems .

Los sensores se ubicarán preferentemente en la zona donde se establece la unión entre tramos tubulares. The sensors will preferably be located in the area where the union between tubular sections is established.

El fotobiorreactor dispone además de un sistema de autolimpieza mediante inyectores de barrido que permite un funcionamiento ininterrumpido que no es posible en otros sistemas de circuitos cerrados. The photobioreactor also has a self-cleaning system by means of scanning injectors that allows uninterrupted operation that is not possible in other closed circuit systems.

Todo el proceso, desde la introducción de las algas en el fotobiorreactor hasta la producción de biodiesel se realiza por tanto de forma totalmente automatizada. The whole process, from the introduction of algae in the photobioreactor to the production of biodiesel, is therefore carried out in a fully automated way.

Por otra parte es de destacar que el conducto tubular del fotobiorreactor presenta una sección de configuración trapecial, con sus lados laterales de inclinación convergente inferiormente, en el que dichos laterales están fabricados con vidrio térmico para reducir al máximo las pérdidas de calor del agua en el interior del fotobiorreactor. Este conducto tubular está dividido en varios tramos, que pueden ser de unos 12 metros, y cada de uno de dichos tramos presenta en su base unas boquillas de suministro convenientemente distribuidas que dan paso a la entrada de CO2 o agua o nutrientes, según la línea de suministro que esté conectada. On the other hand, it is noteworthy that the tubular duct of the photobioreactor has a section of trapezoidal configuration, with its lateral sides of convergent inclination inferiorly, in which said laterals are manufactured with thermal glass to minimize the heat losses of water in the inside of the photobioreactor. This tubular duct is divided into several sections, which can be about 12 meters, and each of these sections has conveniently distributed supply nozzles that give way to the entry of CO2 or water or nutrients, according to the line of supply that is connected.

El tamaño y configuración de la sección del conducto tubular, en combinación con la ubicación de las boquillas de suministro en la base de cada tramo, facilita un movimiento adecuado de las algas dando lugar a una producción óptima. The size and configuration of the section of the tubular duct, in combination with the location of the supply nozzles at the base of each section, facilitates an adequate movement of the algae giving rise to optimal production.

El conducto tubular incorpora un tramo tubular de salida de mayor tamaño que el resto de tramos tubulares, que constituye un depósito de almacenamiento y separación para separar el caudal de algas aceitosas que se dirigen a continuación al circuito de procesamiento, solo un 10%, mientras que el resto del caudal, el 90%, es dirigido nuevamente al tanque principal. Con esta finalidad se dimensionan las bocas de salida de dicho tramo tubular de salida, contando con unas bocas de salida superiores para el caudal dirigido al circuito de procesamiento y con varias bocas de salida inferiores, de mayor superficie que las bocas de salida superiores, para facilitar la salida del mayor caudal de retorno dirigido al tanque principal. The tubular duct incorporates an outlet tubular section larger than the rest of the tubular sections, which constitutes a storage and separation tank to separate the flow of oily algae that are then directed to the processing circuit, only 10%, while that the rest of the flow, 90%, is directed back to the main tank. For this purpose, the outlet nozzles of said tubular outlet section are sized, with upper outlet nozzles for the flow directed to the processing circuit and with several lower outlet nozzles, of greater surface area than the upper outlet nozzles, for facilitate the exit of the highest return flow to the main tank.

Por otro lado en la parte superior del conducto tubular (en el 30%) se puede incorporar unas válvulas de escape para facilitar la salida del exceso de oxigeno y/o de presión. Estas válvulas se pueden situar en la unión entre tramos tubulares cada 12m. On the other hand, in the upper part of the tubular duct (in 30%), exhaust valves can be incorporated to facilitate the exit of excess oxygen and / or pressure. These valves can be located at the junction between tubular sections every 12m.

Asimismo se ha previsto de modo preferente que la base de cada tramo y el resto de la estructura del fotobiorreactor estén fabricadas en acero galvanizado para garantizar una vida útil adecuada a nivel industrial. Likewise, it is preferably provided that the base of each section and the rest of the photobioreactor structure are made of galvanized steel to ensure an adequate industrial life.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical implementation thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

Figura 1.- Muestra una vista esquemática en perspectiva del fotobiorreactor dentro de una instalación en la que se observan los tanques de almacenamiento situados al principio del fotobiorreactor y los sistemas de tratamiento del producto ubicados al final del fotobiorreactor. Figure 1.- Shows a schematic perspective view of the photobioreactor within an installation in which the storage tanks located at the beginning of the photobioreactor and the product treatment systems located at the end of the photobioreactor are observed.

Figura 2.- Muestra una vista esquemática en planta del fotobiorreactor. Figure 2.- Shows a schematic plan view of the photobioreactor.

Figura 3.- Muestra una vista seccionada de dos tramos paralelos del fotobiorreactor, en la que se aprecia la iluminación por acción de unos leds ubicados superiormente y por un reflector situado inferiormente. Figure 3.- Shows a sectional view of two parallel sections of the photobioreactor, in which the illumination is seen by action of some LEDs located superiorly and by a reflector located inferiorly.

Figura 4.- Muestra una vista esquemática del tramo de entrada del fotobiorreactor y su conexión al tanque principal. Figure 4.- Shows a schematic view of the entrance section of the photobioreactor and its connection to the main tank.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Seguidamente se describe un modo de realización preferente de la invención, con ayuda de las figuras 1 a 4 descritas anteriormente. A preferred embodiment of the invention is described below, with the aid of Figures 1 to 4 described above.

En la figura 1 se observa el fotobiorreactor dentro de una instalación en la que se encuentran el tanque principal o incubadora (1) que contiene agua declorada, algas y nutrientes, saturados con mezcla de CO2, unos depósitos de CO2 Figure 1 shows the photobioreactor in an installation where the main tank or incubator (1) containing dechlorinated water, algae and nutrients, saturated with CO2 mixture, CO2 deposits

(2) y un depósito de nutrientes (3), en correspondencia con la entrada del fotobiorreactor, así como una planta de tratamiento (4) ubicada al final del fotobiorreactor para el tratamiento final del producto. (2) and a nutrient deposit (3), in correspondence with the input of the photobioreactor, as well as a treatment plant (4) located at the end of the photobioreactor for the final treatment of the product.

El fotobiorreactor comprende un conducto tubular cerrado, formado por varios tramos tubulares (5) enfrentados y conectados entre sí por sus extremos, donde los tramos tubulares (5) incorporan en su base al menos una boquilla de suministro (6), así como comprende una línea de suministro de CO2 (7), una línea de suministro de nutrientes (8) y varias líneas de suministro de agua acondicionada térmicamente (9), que se distribuyen próximas y a lo largo de todo el conducto tubular, que están conectadas a las mencionadas boquillas de suministro (6), tal y como se aprecia con mayor detalle en la figura 2, y que están dotadas de válvulas de paso. En la figura 1 se ha representado las líneas de suministro (7, 8, 9) sólo parcialmente para mayor claridad, mostrándose en la figura 2 todo su recorrido. The photobioreactor comprises a closed tubular conduit, formed by several tubular sections (5) facing each other and connected to each other by their ends, where the tubular sections (5) incorporate at least one supply nozzle (6) at its base, as well as comprising a CO2 supply line (7), a nutrient supply line (8) and several thermally conditioned water supply lines (9), which are distributed nearby and along the entire tubular conduit, which are connected to those mentioned supply nozzles (6), as can be seen in greater detail in Figure 2, and which are provided with bypass valves. Figure 1 shows the supply lines (7, 8, 9) only partially for clarity, showing in Figure 2 its entire path.

Asimismo el fotobiorreactor dispone uniformemente distribuidos por el conducto tubular una serie de sensores que detectan la necesidad de incorporar nutrientes, de CO2 y de aumentar o descender la temperatura del agua, y cuenta con una unidad de control, a la que llegan las señales de los sensores, y que actúa automáticamente sobre las válvulas de paso de las líneas de suministro (7, 8, 9) para suministrar un aporte adicional de CO2, nutrientes o agua acondicionada térmicamente a los diferentes tramos tubulares (5), en función de las necesidades del proceso a la vista de las señales detectadas por los sensores. Likewise, the photobioreactor has a series of sensors uniformly distributed through the tubular duct that detect the need to incorporate nutrients, CO2 and increase or decrease the temperature of the water, and has a control unit, to which the signals of the sensors, and that acts automatically on the valves of the supply lines (7, 8, 9) to supply an additional supply of CO2, nutrients or thermally conditioned water to the different tubular sections (5), depending on the needs of the process in view of the signals detected by the sensors.

Tal y como se observa en las figuras 1 o 2, la línea de suministro de CO2 (7) está conectada y se alimenta del depósito de CO2 (2), y la línea de suministro de nutrientes (8) está conectada y se alimenta del depósito de nutrientes (3). As can be seen in figures 1 or 2, the CO2 supply line (7) is connected and is fed from the CO2 tank (2), and the nutrient supply line (8) is connected and fed from the nutrient deposit (3).

Por otro lado, cada una de las líneas de suministro de agua acondicionada térmicamente (9) se prolongan en correspondencia con diferentes sectores del conducto tubular, en este caso se distribuyen en correspondencia con cada sector longitudinal paralelo del conducto tubular, tal y como se observa en la figura 2, para establecer una regulación independiente de temperatura de cada uno de dichos sectores, estando conectadas cada una de dichas líneas de suministro de agua acondicionada térmicamente (9) a una unidad de calentamiento (10) independiente, que normalmente se ubicará, tal y como se representa en las figuras 1 o 2, al final de cada sector en posición opuesta a la ubicación del tramo tubular de entrada del fotobiorreactor. On the other hand, each of the thermally conditioned water supply lines (9) is extended in correspondence with different sectors of the tubular conduit, in this case they are distributed in correspondence with each parallel longitudinal sector of the tubular conduit, as observed in figure 2, to establish an independent temperature regulation of each of said sectors, each of said thermally conditioned water supply lines (9) being connected to an independent heating unit (10), which will normally be located, as shown in figures 1 or 2, at the end of each sector in a position opposite to the location of the tubular inlet section of the photobioreactor.

5 En la figura 3 se aprecia parte del fotobiorreactor ubicado en un local, donde se observan las luminarias LEDs (11) y unos cuerpos reflectores (12) que reflejan la luz de los LEDs y la transmiten hacia los tramos tubulares (5) que conforman el conducto tubular atravesando sus paredes laterales hacia el cultivo que se encuentra en su interior. 5 Figure 3 shows part of the photobioreactor located in a room, where the LED luminaires (11) and reflecting bodies (12) are observed that reflect the light of the LEDs and transmit it to the tubular sections (5) that make up the tubular duct crossing its side walls towards the culture that is inside.

Se ha previsto que cada uno de los tramos tubulares (5) muestre una sección de configuración trapecial, con sus lados It is planned that each of the tubular sections (5) shows a section of trapezoidal configuration, with its sides

10 laterales de inclinación convergente inferiormente para recibir la luz de dichos cuerpos reflectores (12). Estos lados laterales están fabricados con vidrio térmico preferiblemente para mayor aprovechamiento de la luz. Se contempla asimismo la posibilidad de que cada uno de los tramos tubulares (5) disponga de al menos una tapa superior (13) abatible respecto a una de los lados laterales que permita el acceso a su interior. 10 laterally inclined convergent inclination to receive the light of said reflector bodies (12). These lateral sides are made of thermal glass preferably for better use of light. The possibility is also contemplated that each of the tubular sections (5) has at least one top cover (13) foldable with respect to one of the lateral sides that allows access to its interior.

15 En esta figura 3 se observa asimismo las líneas de suministro (7, 8, 9) y las boquillas de suministro (6) ubicadas en la base del tramo tubular (5), a las que se conectan dichas líneas de suministro (7, 8, 9). 15 Figure 3 also shows the supply lines (7, 8, 9) and the supply nozzles (6) located at the base of the tubular section (5), to which said supply lines (7, 8, 9).

Por otra parte, según se representa en la figura 4, el tramo tubular (5) inicial del fotobiorreactor, que ocupa la posición de entrada en el conducto tubular, y al que le llega el producto que alberga el tanque principal (1), dispone de una serie de On the other hand, as shown in Figure 4, the initial tubular section (5) of the photobioreactor, which occupies the entry position in the tubular duct, and which reaches the product that houses the main tank (1), has of a series of

20 aberturas (14) uniformemente distribuidas en su cara frontal, en este caso en número de 6, destinadas a recibir a otros tantos conductos que transportan el producto desde el tanque principal (1) hacia el fotobiorreactor, facilitando de esta forma la entrada y distribución uniforme del caudal de producto procedente del tanque principal (1) en el fotobiorreactor. 20 openings (14) uniformly distributed on its front face, in this case in number of 6, intended to receive as many ducts that transport the product from the main tank (1) to the photobioreactor, thus facilitating the entry and distribution uniform flow of product from the main tank (1) in the photobioreactor.

Claims (13)

REIVINDICACIONES 1.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas para su uso en interiores, que comprende unas luminarias (11) tipo LED (11), y un conducto tubular cerrado hermético sobre el que se encuentran las luminarias, formado por varios tramos tubulares 1.- Photobioreactor for the cultivation of algae for indoor use, which includes luminaires (11) type LED (11), and a sealed tubular duct on which the luminaires are, formed by several tubular sections (5) enfrentados y conectados entre sí por sus extremos, caracterizado porque comprende adicionalmente: (5) faced and connected to each other by their ends, characterized in that it additionally comprises: unas boquillas de suministro (6) ubicadas en la base de los tramos tubulares (5), supply nozzles (6) located at the base of the tubular sections (5), una línea de suministro de CO2 (7), una línea de suministro de nutrientes (8) y varias líneas de suministro de agua acondicionada térmicamente (9), que se distribuyen próximas y a lo largo del recorrido del conducto tubular, que están conectadas a las mencionadas boquillas de suministro (6), y que están dotadas de válvulas de paso. a CO2 supply line (7), a nutrient supply line (8) and several thermally conditioned water supply lines (9), which are distributed nearby and along the path of the tubular conduit, which are connected to the mentioned supply nozzles (6), and which are provided with stop valves. una serie de sensores uniformemente distribuidos por el conducto tubular que detectan la necesidad de incorporar nutrientes, de CO2 y de aumentar o descender la temperatura del agua, y a series of sensors uniformly distributed through the tubular duct that detect the need to incorporate nutrients, CO2 and increase or decrease the water temperature, and una unidad de control, a la que llegan las señales de los sensores, y que actúa automáticamente sobre las válvulas de paso de las líneas de suministro (7, 8, 9) para suministrar un aporte adicional de CO2, nutrientes o agua acondicionada térmicamente a los diferentes tramos tubulares (5), en función de las necesidades del proceso de cultivo a la vista de las señales detectadas por los sensores. a control unit, to which the signals from the sensors arrive, and which automatically acts on the flow valves of the supply lines (7, 8, 9) to supply an additional supply of CO2, nutrients or thermally conditioned water to the different tubular sections (5), depending on the needs of the cultivation process in view of the signals detected by the sensors. 2.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque las líneas de suministro de agua acondicionada térmicamente (9) se prolongan independientemente en correspondencia con diferentes sectores del conducto tubular. 2. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claim 1, characterized in that the thermally conditioned water supply lines (9) are independently extended in correspondence with different sectors of the tubular duct. 3.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque las líneas de suministro de agua acondicionada térmicamente (9) se distribuyen en correspondencia con cada sector longitudinal paralelo del conducto tubular. 3. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claim 2, characterized in that the thermally conditioned water supply lines (9) are distributed in correspondence with each parallel longitudinal sector of the tubular duct. 4.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3 caracterizado porque cada una de las líneas de suministro de agua acondicionada térmicamente (9) se encuentra vinculada a una unidad de calentamiento (10). 4. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claims 2 or 3, characterized in that each of the thermally conditioned water supply lines (9) is linked to a heating unit (10). 5.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicaciones 3 y 4 caracterizado porque la unidad de calentamiento (10) se ubica al final de cada sector en posición opuesta a la ubicación del tramo tubular de entrada del fotobiorreactor. 5. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claims 3 and 4 characterized in that the heating unit (10) is located at the end of each sector in a position opposite to the location of the tubular inlet section of the photobioreactor. 6.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque cada uno de los tramos tubulares (5) muestra una sección de configuración trapecial, con sus lados laterales de inclinación convergente inferiormente. 6. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claim 1 characterized in that each of the tubular sections (5) shows a section of trapecial configuration, with its lateral sides of convergent inclination inferiorly. 7.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado porque los lados laterales están fabricados con vidrio térmico. 7. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claim 6, characterized in that the lateral sides are made of thermal glass. 8.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicaciones 6 o 7 caracterizado porque cada uno de los tramos tubulares (5) dispone de al menos una tapa superior (13) abatible respecto a una de los lados laterales que permite el acceso a su interior. 8. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claims 6 or 7 characterized in that each of the tubular sections (5) has at least one top cover (13) foldable with respect to one of the lateral sides that allows access inside. 9.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque dispone de un tramo tubular (5) inicial dotado en su cara frontal de una serie de aberturas (14) uniformemente distribuidas, destinadas a recibir a otros tantos conductos que transportan el producto que se introduce en el fotobiorreactor. 9. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claim 1 characterized in that it has an initial tubular section (5) provided on its front face with a series of uniformly distributed openings (14), intended to receive as many ducts as they transport the product that is introduced into the photobioreactor. 10.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque las luminarias (11) comprenden dos tipos de LED, rojo y azul, con 2 espectros diferentes, y la unidad de control dispone de medios que regulan la activación de estas luminarias (11) de dos tipos de LED en diferentes tramos tubulares (5) del conducto. 10. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claim 1 characterized in that the luminaires (11) comprise two types of LEDs, red and blue, with 2 different spectra, and the control unit has means that regulate the activation of These luminaires (11) of two types of LEDs in different tubular sections (5) of the duct. 11.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el conducto tubular incorpora un tramo tubular de salida de mayor tamaño que el resto de tramos tubulares, que constituye un depósito de almacenamiento y separación dotado de unas bocas de salida superiores para separar el caudal de algas aceitosas, y con varias bocas de salida inferiores, de mayor superficie de paso que las bocas de salida superiores. 11. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claim 1, characterized in that the tubular duct incorporates an outlet tubular section larger than the rest of the tubular sections, which constitutes a storage and separation tank provided with outlet nozzles. upper to separate the flow of oily algae, and with several lower outlets, with a larger surface area than the upper outlets. 12.- Fotobiorreactor para el cultivo de algas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el conducto tubular comprende en su parte superior uniformemente distribuidas unas válvulas de escape para facilitar la salida del exceso de oxigeno y/o de presión. 12. Photobioreactor for the cultivation of algae according to claim 1, characterized in that the tubular duct comprises in its upper part uniformly distributed exhaust valves to facilitate the exit of excess oxygen and / or pressure. OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS SPANISH OFFICE OF THE PATENTS AND BRAND N.º solicitud: 201231334 Application no .: 201231334 ESPAÑA SPAIN Fecha de presentación de la solicitud: 27.08.2012 Date of submission of the application: 27.08.2012 Fecha de prioridad: Priority Date: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA REPORT ON THE STATE OF THE TECHNIQUE 51 Int. Cl. : C12M1/00 (2006.01) 51 Int. Cl.: C12M1 / 00 (2006.01) DOCUMENTOS RELEVANTES RELEVANT DOCUMENTS
Categoría Category
56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas 56 Documents cited Claims Affected
A TO
US 2012021505 A1 (KIM KWANG HO et al.) 26.01.2012, 1-12 US 2012021505 A1 (KIM KWANG HO et al.) 26.01.2012, 1-12
descripción; figuras 1-5. description; Figures 1-5.
A TO
WO 2011086358 A2 (ENLIGHTENED DESIGNS LTD et al.) 21.07.2011, 1-12 WO 2011086358 A2 (ENLIGHTENED DESIGNS LTD et al.) 21.07.2011, 1-12
descripción; figuras 1-11. description; Figures 1-11.
A TO
GB 2331762 A (BIOTECHNA ENVIRONMENTAL INTERN) 02.06.1999, 1-12 GB 2331762 A (INTERNAL ENVIRONMENTAL BIOTECHNA) 02.06.1999, 1-12
descripción; figuras 1-4. description; Figures 1-4.
A TO
WO 2009037683 A1 (DEVLIN SEAMUS et al.) 26.03.2009, 1-12 WO 2009037683 A1 (DEVLIN SEAMUS et al.) 26.03.2009, 1-12
descripción; figuras 1-24. description; Figures 1-24.
Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
Fecha de realización del informe 24.02.2014 Date of realization of the report 24.02.2014
Examinador J. C. Moreno Rodriguez Página 1/4 Examiner J. C. Moreno Rodriguez Page 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA REPORT OF THE STATE OF THE TECHNIQUE Nº de solicitud: 201231334 Application number: 201231334 Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C12M Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de Minimum documentation sought (classification system followed by classification symbols) C12M Electronic databases consulted during the search (database name and, if possible, terms of búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI search used) INVENES, EPODOC, WPI Informe del Estado de la Técnica Página 2/4 State of the Art Report Page 2/4 OPINIÓN ESCRITA  WRITTEN OPINION Nº de solicitud: 201231334 Application number: 201231334 Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 24.02.2014 Date of Completion of Written Opinion: 02.24.2014 Declaración Statement
Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986)
Reivindicaciones Reivindicaciones 1-12 SI NO Claims Claims 1-12 IF NOT
Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
Reivindicaciones Reivindicaciones 1-12 SI NO Claims Claims 1-12 IF NOT
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986). The application is considered to comply with the industrial application requirement. This requirement was evaluated during the formal and technical examination phase of the application (Article 31.2 Law 11/1986). Base de la Opinión.-  Opinion Base.- La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica. This opinion has been made on the basis of the patent application as published. Informe del Estado de la Técnica Página 3/4 State of the Art Report Page 3/4 OPINIÓN ESCRITA  WRITTEN OPINION Nº de solicitud: 201231334 Application number: 201231334 1. Documentos considerados.-  1. Documents considered.- A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión. The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.
Documento Document
Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date
D01 D01
US 2012021505 A1 (KIM KWANG HO et al.) 26.01.2012 US 2012021505 A1 (KIM KWANG HO et al.) 26.01.2012
D02 D02
WO 2011086358 A2 (ENLIGHTENED DESIGNS LTD et al.) 21.07.2011 WO 2011086358 A2 (ENLIGHTENED DESIGNS LTD et al.) 07.21.2011
D03 D03
GB 2331762 A (BIOTECHNA ENVIRONMENTAL INTERN) 02.06.1999 GB 2331762 A (INTERNAL ENVIRONMENTAL BIOTECHNA) 02.06.1999
D04 D04
WO 2009037683 A1 (DEVLIN SEAMUS et al.) 26.03.2009 WO 2009037683 A1 (DEVLIN SEAMUS et al.) 03.23.2009
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración  2. Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement El objeto de la invención es un fotobiorreactor para el cultivo de algas para su uso en interiores, que comprende unas luminarias tipo LED, y un conducto tubular cerrado hermético sobre el que se encuentran las luminarias, formado por varios tramos tubulares enfrentados y conectados entre sí por sus extremos, que comprende adicionalmente unas boquillas de suministro ubicadas en la base de los tramos tubulares, una línea de suministro de CO2, una línea de suministro de nutrientes y varias líneas de suministro de agua acondicionada térmicamente, que se distribuyen próximas y a lo largo del recorrido del conducto tubular, que están conectadas a las mencionadas boquillas de suministro, y que están dotadas de válvulas de paso, una serie de sensores uniformemente distribuidos por el conducto tubular que detectan la necesidad de incorporar nutrientes, de CO2 y de aumentar o descender la temperatura del agua, y un unidad de control, a la que llegan las señales de los sensores, y que actúa automáticamente sobre las válvulas de paso de las líneas de suministro para suministrar un aporte adicional de CO2, nutrientes o agua acondicionada térmicamente a los diferentes tramos tubulares, en función de las necesidades del proceso de cultivo a la vista de las señales detectadas por los sensores. El documento D01se considera el estado de la técnica más próximo. En este documento se divulga un fotobiorreactor para el cultivo de algas para su uso en interiores, que comprende unas luminarias tipo LED (140 y 320), y un conducto tubular (101 y 330) cerrado hermético en torno al que se encuentran las luminarias (140 y 320), que comprende adicionalmente unas boquillas de suministro ubicadas en los tramos tubulares, una línea (111) de suministro de CO2, una línea (110) de suministro de nutrientes y una línea (134) de suministro de medio de cultivo acondicionado térmicamente, conectadas a las boquillas de suministro, y que están dotadas de válvulas de paso, una serie de sensores distribuidos (120 y 330) por el conducto tubular que detectan la necesidad de incorporar nutrientes, de CO2 y de aumentar o descender la temperatura del medio de cultivo. Sin embargo las líneas de suministro de medio de cultivo acondicionado térmicamente no se encuentran distribuidas a lo largo del recorrido del conducto tubular. Tampoco en este documento se hace referencia a una unidad de control, a la que lleguen las señales de los sensores, y que actúe sobre las válvulas de paso de las líneas de suministro para suministrar unos aportes adicionales de CO2, nutrientes o agua acondicionada térmicamente a los diferentes tramos tubulares, en función de las señales detectadas por los sensores. El documento D02, D03 y D04 son ejemplos pertinentes del estado de la técnica correspondiente. Ninguno de los documentos mencionado, ni ninguna combinación de los mismos, afectan a la novedad o actividad inventiva de la reivindicación 1, y por tanto tampoco a la actividad inventiva ni a la novedad de las reivindicaciones dependientes de esta, como son las reivindicaciones 2-12. Es por ello, que las reivindicaciones 1-12 presentan novedad, actividad inventiva y aplicabilidad industrial a la vista del estado de la técnica analizado. The object of the invention is a photobioreactor for the cultivation of algae for indoor use, comprising LED type luminaires, and a sealed tubular duct on which the luminaires are located, formed by several tubular sections facing and connected to each other. at its ends, which additionally comprises supply nozzles located at the base of the tubular sections, a CO2 supply line, a nutrient supply line and several thermally conditioned water supply lines, which are distributed nearby and along of the path of the tubular conduit, which are connected to the aforementioned supply nozzles, and which are provided with stop valves, a series of sensors uniformly distributed by the tubular conduit that detect the need to incorporate nutrients, CO2 and increase or decrease the temperature of the water, and a control unit, to which the signals of the sensors arrive, and what and acts automatically on the valves of the supply lines to supply an additional supply of CO2, nutrients or thermally conditioned water to the different tubular sections, depending on the needs of the cultivation process in view of the signals detected by the sensors Document D01 is considered the closest state of the art. This document discloses a photobioreactor for the cultivation of algae for indoor use, which includes LED luminaires (140 and 320), and a sealed tubular duct (101 and 330) around which the luminaires are located ( 140 and 320), which additionally comprises supply nozzles located in the tubular sections, a CO2 supply line (111), a nutrient supply line (110) and a conditioned culture medium supply line (134) thermally, connected to the supply nozzles, and which are equipped with stop valves, a series of sensors distributed (120 and 330) through the tubular duct that detect the need to incorporate nutrients, CO2 and increase or decrease the temperature of the culture medium. However, the thermally conditioned culture medium supply lines are not distributed along the path of the tubular duct. Nor does this document refer to a control unit, to which the signals from the sensors arrive, and to act on the valves of the supply lines to supply additional inputs of CO2, nutrients or thermally conditioned water to the different tubular sections, depending on the signals detected by the sensors. Document D02, D03 and D04 are relevant examples of the corresponding prior art. None of the aforementioned documents, nor any combination thereof, affect the novelty or inventive activity of claim 1, and therefore neither the inventive activity nor the novelty of the claims dependent on it, as are claims 2- 12. That is why claims 1-12 present novelty, inventive activity and industrial applicability in view of the state of the art analyzed. Informe del Estado de la Técnica Página 4/4 State of the Art Report Page 4/4
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