ES2632402B1 - Autonomous photobioreactor - Google Patents
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- C12R2001/89—Algae ; Processes using algae
Abstract
Fotobiorreactor autónomo de tamaño reducido, transportable y ubicable en cualquier tipo de localización, constituido por una carcasa de protección exterior y que internamente dispone de una pluralidad de tuberías cilíndricas que albergan el medio líquido con microalgas que realizan la fotosíntesis; tiras de iluminación artificial bajo las tuberías; una bomba de recirculación del medio líquido de las tuberías; un concentrador de medio gaseoso con un filtro antibacteriano y con sensores de medición de datos del medio gaseoso; un tanque de biomasa del circuito con sensores de medición, bomba que expulsa el posible exceso de medio líquido; una bomba de llenado y vaciado manual del circuito generado por las tuberías; y un módulo procesador de control del fotobiorreactor, con medios para el envío telemático de los datos obtenidos en el circuito que pueden ser gestionados a distancia por aplicaciones informáticas y diversos dispositivos electrónicos al mismo tiempo.Autonomous photobioreactor of small size, transportable and locatable in any type of location, consisting of an external protection housing and internally has a plurality of cylindrical pipes that house the liquid medium with microalgae that perform photosynthesis; artificial lighting strips under the pipes; a pump for recirculating the liquid medium of the pipes; a gas medium concentrator with an antibacterial filter and with data measurement sensors of the gas medium; a biomass tank of the circuit with measurement sensors, pump that expels the possible excess of liquid medium; a manual filling and emptying pump of the circuit generated by the pipes; and a photobioreactor control processor module, with means for the telematic sending of the data obtained in the circuit that can be managed remotely by computer applications and various electronic devices at the same time.
Description
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DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
FOTOBIORREACTOR AUTÓNOMOAUTONOMOUS PHOTOBIOR REACTOR
Campo de la invenciónField of the Invention
La presente invención se refiere a un fotobiorreactor autónomo de tamaño reducido que es un dispositivo trasladable y capacitado para ser gestionado autónomamente mediante un procesamiento informático y diferentes herramientas como sensores, bombas y módulos electrónicos. Este dispositivo permite su funcionamiento en un vehículo en marcha, con lo que está ideado para ser integrado dentro de un cofre homologado capacitado para amortiguar eficazmente las vibraciones del movimiento propias del vehículo, para posteriormente ser instalado estáticamente si así se desea donde el usuario precise, dentro o fuera del cofre, dada su naturaleza trasladable, por ejemplo, en campos de absorción de polución o en edificios, o ser utilizado de manera continua mientras es trasladado.The present invention relates to a small-sized autonomous photobioreactor that is a transferable and capable device to be managed autonomously by computer processing and different tools such as sensors, pumps and electronic modules. This device allows its operation in a moving vehicle, with what is designed to be integrated into an approved chest capable of effectively damping the vibrations of the vehicle's own movement, to subsequently be installed statically if so desired where the user requires, inside or outside the chest, given its transferable nature, for example, in pollution absorption fields or in buildings, or being used continuously while being moved.
El presente dispositivo permite recoger la biomasa generada, drenar, reponer o recircular el medio líquido de microorganismos con otros dispositivos que pudieran estar apilados, por tanto, la presente invención está orientada al sector industrial medioambiental que está relacionado con el tratamiento de la polución o depuración acuífera autónoma sobre un medio gaseoso o medio líquido, inyectado en un medio de microorganismos acuáticos que realicen el proceso de fotosíntesis, a la vez que produce biomasa; y además está orienta a todas aquellas industrias que hacen uso de esta biomasa, como pueden ser la alimentación, energética o la farmacéutica.The present device allows collecting the biomass generated, draining, replacing or recirculating the liquid medium of microorganisms with other devices that could be stacked, therefore, the present invention is oriented to the environmental industrial sector that is related to the treatment of pollution or purification Autonomous aquifer on a gaseous medium or liquid medium, injected into a medium of aquatic microorganisms that carry out the process of photosynthesis, while producing biomass; and it is also oriented to all those industries that make use of this biomass, such as food, energy or pharmaceutical.
Estado de la técnicaState of the art
En los últimos tiempos, es conocido por la sociedad en general la problemática de la reducción de las emisiones de CO2 y otros gases nocivos como los de la familia SOx o NOx, la depuración de aguas residuales, cubrir la demanda energética de una manera sostenible, junto con la necesidad de poder alimentar a una población en rápido crecimiento, siendo estas algunas de las principales prioridades a escala mundial.In recent times, it is known by society in general the problem of reducing CO2 emissions and other harmful gases such as those of the SOx or NOx family, the purification of wastewater, covering energy demand in a sustainable way, along with the need to be able to feed a rapidly growing population, these being some of the top priorities worldwide.
En este sentido, una de las maneras de luchar contra esta problemática es procesar la polución. Para ello, se destaca la utilización de sistemas de diversas tipologías de cultivos de microorganismos acuáticos con tecnología que no solo captura, sino que también transformaIn this sense, one of the ways to fight against this problem is to process pollution. To this end, the use of systems of various types of cultures of aquatic microorganisms with technology that not only captures, but also transforms
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dichas capturas en biomasa mediante la fotosíntesis, estando comprobado que la eficiencia de absorción mediante estos sistemas puede llegar a ser de hasta el orden de 200 veces más que mediante el empleo de árboles, para el caso del CO2.said biomass captures through photosynthesis, it being proven that the absorption efficiency through these systems can be up to 200 times more than through the use of trees, in the case of CO2.
Así mismo, además del CO2, se pueden existen otros gases nocivos como son los de la familia NOx y SOx que pueden ser procesados igualmente con microalgas, y que llevan por ejemplo a restricciones de circulación por polución. Las microalgas también se utilizan para procesar (depurar) aguas residuales.Likewise, in addition to CO2, there are other harmful gases such as those of the NOx and SOx family that can also be processed with microalgae, and that lead, for example, to circulation restrictions by pollution. Microalgae are also used to process (purify) wastewater.
Los fotobiorreactores actuales tienen la problemática de las enormes dimensiones requeridas, lo cual implica unos costes de instalaciones extremadamente elevados que en ocasiones pueden llegar a ocupar la extensión de varios campos de fútbol; estos sistemas están pensados para estar centralizados en una única ubicación fija; y están pensados para ser ubicados o emplazados en explotaciones acuíferas. A modo de ejemplo se destaca el registro WO2015092093 que define un fotobiorreactor de grandes dimensiones, que no es transportable y que realiza un trabajo centralizado, y que además está emplazado en un medio acuático.The current photobioreactors have the problem of the enormous dimensions required, which implies extremely high installation costs that can sometimes occupy the extension of several football fields; These systems are designed to be centralized in a single fixed location; and are intended to be located or located on aquifer farms. As an example, the WO2015092093 register that defines a large photobioreactor, which is not transportable and that performs a centralized work, and which is also located in an aquatic environment, stands out.
Cara a intentar solucionar estas problemáticas se han desarrollado diferentes soluciones, por ejemplo la divulgada en el registro WO2011/138477 que define un fotobiorreactor modular basado en la circulación de agua en un medio que dispone de una pluralidad de láminas de tejido, que si bien soluciona el problema de poder descentralizar dicha captura de emisiones, requiere de una instalación de grandes dimensiones que no es transportable y que requiere de un material interno que requiere de elevados costes de mantenimiento, además de requerir de elementos complementarios, como depósitos añadidos, que hacen que el sistema en sí sea de grandes dimensiones.In order to try to solve these problems, different solutions have been developed, for example, the one disclosed in WO2011 / 138477, which defines a modular photobioreactor based on the circulation of water in a medium that has a plurality of tissue sheets, which although it solves The problem of being able to decentralize said emission capture requires a large installation that is not transportable and that requires an internal material that requires high maintenance costs, in addition to requiring complementary elements, such as added deposits, which make The system itself is large.
También se destaca el registro EP2491107 que divulga un fotobiorreactor en forma de troncocónica tridimensional de gran tamaño que dispone de una pluralidad de mangueras enrolladas helicoidalmente y que cuyo funcionamiento se basa en medios de intercambio de calor y requieren de distancias determinadas para el correcto funcionamiento del sistema. Si bien esta solución no requiere de ser instalada en un medio acuático, presenta un dispositivo de grandes dimensiones no transportable y que se basa en una estructura tridimensional cuyo funcionamiento no es gestionable a distancia. En este sentido también se destaca la patente EP2616534 que presenta un fotobiorreactor configurado para captar luz directamente desdeAlso noteworthy is the EP2491107 record that discloses a large three-dimensional truncated cone-shaped photobioreactor that has a plurality of helically wound hoses and whose operation is based on heat exchange means and requires distances determined for the proper functioning of the system. . Although this solution does not need to be installed in an aquatic environment, it has a large non-transportable device that is based on a three-dimensional structure whose operation is not remotely manageable. In this regard, the patent EP2616534 also features a photobioreactor configured to capture light directly from
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el exterior por medio de unas carcasas translúcidas, y que se basa también en un funcionamiento por intercambio de calor.the exterior by means of translucent housings, and which is also based on a heat exchange operation.
Teniendo en cuenta los antecedentes existentes en el estado de la técnica, el sistema que se define en la presente invención resuelve la problemática de los costes debido su pequeño tamaño; permite obtener una solución descentralizada al poder instalarse en cualquier vehículo dotado de espacio para un cofre de techo, maximizando así el procesamiento de polución a gran escala de forma distribuida; no requiere ser ubicado en un medio acuático; permite controlar los factores que mantienen la supervivencia de los microorganismos del medio acuático por medios telemáticos instalados en el propio dispositivo, y que permiten monitorizar en tiempo real todos estos valores, generar alarmas y aumentar la eficiencia; puede ser llenado o drenado por medio de la oportuna bomba manual y 2 llaves de paso que se conectan a los tanques y al propio sistema; y por tanto se consigue un dispositivo versátil, capaz de ser ubicado en cualquier lugar, usando o no el cofre de techo, debido a su autonomía depende de una batería, lo que lo hace independiente y autónomo a cualesquiera especificaciones eléctricas, y se concibe como una inversión rentable y amortizable en el tiempo para los usuarios de los dispositivos gracias a la generación de biomasa, a la vez que las empresas (industrias antes mencionadas) pueden hacer uso de esta biomasa para generar multitud de productos y servicios.Taking into account the background in the state of the art, the system defined in the present invention solves the problem of costs due to its small size; it allows to obtain a decentralized solution by being able to be installed in any vehicle with space for a roof box, thus maximizing the processing of large-scale pollution in a distributed way; it does not need to be located in an aquatic environment; it allows controlling the factors that maintain the survival of the microorganisms of the aquatic environment by telematic means installed in the device itself, and that allow real-time monitoring of all these values, generate alarms and increase efficiency; it can be filled or drained by means of the appropriate manual pump and 2 stopcocks that connect to the tanks and the system itself; and therefore a versatile device is achieved, capable of being located anywhere, using or not the roof box, due to its autonomy it depends on a battery, which makes it independent and autonomous to any electrical specifications, and is conceived as a profitable and amortizable investment in time for the users of the devices thanks to the generation of biomass, while the companies (industries mentioned above) can make use of this biomass to generate a multitude of products and services.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
La invención consiste en un fotobiorreactor de tamaño reducido y autónomo que está constituido por un circuito hidráulico cerrado que dispone de una pluralidad de tuberías cilíndricas interconectadas con un serie de tanques, concentradores, bombas y diferentes sensores, estando todo gestionado y controlado por un sistema de procesamiento sensorizado incorporado en el mismo sistema, y todos estos elementos están protegidos por una carcasa o cofre de seguridad exterior homologado que permite su transporte, y su correcta ubicación en el lugar donde el usuario desee.The invention consists of a small and autonomous photobioreactor that is constituted by a closed hydraulic circuit that has a plurality of cylindrical pipes interconnected with a series of tanks, concentrators, pumps and different sensors, all being managed and controlled by a system of Sensorized processing incorporated in the same system, and all these elements are protected by an approved external safety casing or hood that allows its transport, and its correct location in the place where the user wishes.
Teniendo en cuenta estos aspectos anteriores se empieza por definir la carcasa o cofre de seguridad exterior, consistente en una placa base, que es extraíble, una tapa superior o cofre que permite que el conjunto cierre, y una estructura media entre la tapa y la placa base. La placa base soporta todo el sistema mediante abrazaderas y tornillos, y dispone de muelles o cilindros hidráulicos que permiten amortiguar las vibraciones producidas cuando el dispositivoTaking these previous aspects into account, we begin by defining the outer security casing or hood, consisting of a base plate, which is removable, an upper cover or chest that allows the assembly to close, and a middle structure between the cover and the plate base. The base plate supports the entire system by means of clamps and screws, and has springs or hydraulic cylinders that allow damping the vibrations produced when the device
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es transportado en un vehículo, y que permiten también el asegurar de manera correcta la ubicación del sistema en un lugar inestable. El material de estos elementos de la carcasa es aislante y reflectante para maximizar la iluminación interna del sistema. Otra particularidad este dispositivo es que permite que sea aprovechable la luz solar y su instalación al aire libre, para lo cual solo ha de abrirse la tapa superior, o también pudiéndose extraer la placa base y funcionar sin el cofre, lo cual a su vez permite que se puedan apilar diversos dispositivos similares para mejorar la funcionalidad del sistema.it is transported in a vehicle, and that also allows to ensure the correct location of the system in an unstable place. The material of these housing elements is insulating and reflective to maximize the internal lighting of the system. Another feature of this device is that it allows solar light and its outdoor installation to be used, for which only the top cover must be opened, or the base plate can also be removed and operated without the hood, which in turn allows that various similar devices can be stacked to improve system functionality.
Internamente, el dispositivo está constituido por un circuito cerrado que dispone de diversos elementos, en concreto:Internally, the device consists of a closed circuit that has several elements, specifically:
- Una pluralidad de tuberías cilíndricas transparentes interconectadas entre sí, y se presentan en un único plano y están ubicadas en paralelo presentado una forma serpenteante y cerrada, siendo estas tuberías cilíndricas las que albergan en un medio líquido una o más especies de microalgas, que son las que permiten que se realice la fotosíntesis con la que se reduce el CO2 u otros gases, como NOx o SOx del aire;- A plurality of transparent cylindrical pipes interconnected with each other, and they are presented in a single plane and are located in parallel presented a serpentine and closed form, these cylindrical pipes being those that house in one liquid medium one or more microalgae species, which are those that allow photosynthesis to be performed with which CO2 or other gases, such as NOx or SOx in the air, are reduced;
- Un medio de iluminación artificial bajo las tuberías, consistentes preferentemente en tiras de iluminación que se aplica directamente en las tuberías;- An artificial lighting medium under the pipes, preferably consisting of lighting strips that are applied directly to the pipes;
- Una bomba de recirculación del medio líquido por todo el circuito cerrado que generan las tuberías;- A liquid medium recirculation pump throughout the closed circuit generated by the pipes;
- Un concentrador de medio gaseoso o inyector de burbujas al circuito, que es un elemento que está constituido por una bomba de aire que inyecta medio gaseoso al circuito hidráulico, al menos un tubo de absorción de aire o medio gaseoso del exterior, un filtro antibacteriano previo a la inyección de gas en el circuito de las tuberías, un sensor de la calidad del aire y un sensor de medición de diversas características del gas, como es el CO2, NOx o SOx;- A concentrator of gaseous medium or bubble injector to the circuit, which is an element that is constituted by an air pump that injects gaseous medium into the hydraulic circuit, at least one air absorption tube or gaseous medium from outside, an antibacterial filter prior to the injection of gas into the pipeline circuit, an air quality sensor and a measurement sensor of various gas characteristics, such as CO2, NOx or SOx;
- Un tanque o almacén de biomasa, que es un elemento que está constituido por un tubo de salida del medio gaseoso ya procesado, dispone de un sensor de pH del medio líquido, dispone de sensor de salida de mediciones del gas como CO2, NOx o SOx, un tapón de rosca que permite acceder al interior del tanque para diversas labores que puedan ser necesarias o para recoger la biomasa generada u observarla, y una bomba esclavo automática extractora del exceso de medio líquido con una salida exterior;- A biomass tank or warehouse, which is an element that is constituted by an outlet tube of the gaseous medium already processed, has a pH sensor of the liquid medium, has an output sensor for gas measurements such as CO2, NOx or SOx, a screw cap that allows access to the interior of the tank for various tasks that may be necessary or to collect the biomass generated or observe it, and an automatic slave pump extracting excess liquid medium with an external outlet;
- Una bomba manual de llenado y vaciado, con sendas llaves de paso hacia el interior o exterior del sistema, para su accionamiento;- A manual pump for filling and emptying, with two stopcocks inside or outside the system, for its operation;
- Un módulo procesador de la información captada por los anteriores elementos definidos, que dispone de un medio para el envío telemático de los datos sensorizados;- An information processing module captured by the previous defined elements, which has a means for the telematic sending of the sensorized data;
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una tarjeta de memoria para almacenar los datos de los sensores en el tiempo; un sensor de temperatura del conjunto del sistema; un sensor de humedad del conjunto del sistema; un sensor del nivel de iluminación existente; un relé manejado por el módulo procesador para activar/desactivar el componente de conexión eléctrica del tipo borna; este componente de conexión eléctrica del tipo borna accionado por el relé del módulo procesador y que va desde la fuente de alimentación y alimenta o no al fotobiorreactor si los datos sensorizados por el módulo procesador así lo indican; y un protector o carcasa exterior que protege estos elementos;a memory card to store sensor data over time; a temperature sensor of the system assembly; a humidity sensor of the system assembly; an existing lighting level sensor; a relay operated by the processor module to activate / deactivate the electrical connection component of the terminal type; this electrical connection component of the terminal type operated by the relay of the processor module and that goes from the power supply and feeds the photobioreactor or not if the data sensed by the processor module so indicates; and an outer casing or protector that protects these elements;
- Una fuente de alimentación eléctrica externa, que puede ser una batería, ser alimentada directamente por la red eléctrica o desde el propio vehículo que integra el dispositivo; y- An external power supply, which can be a battery, be powered directly by the power grid or from the vehicle itself that integrates the device; Y
- Un elemento de protección eléctrica y de circuito conectado desde el exterior a la carcasa protectora exterior del dispositivo.- An electrical and circuit protection element connected from the outside to the outer protective housing of the device.
Los diversos componentes del dispositivo son tales que la bomba de circulación, como su nombre indica, mueve el medio líquido que obtiene y lo recircula constantemente por todo el circuito y tanque. La bomba de llenado/drenaje, que es manual, se emplea en combinación con dos llaves de paso para llenar o drenar rápidamente el sistema. La bomba esclavo de exceso de medio se encuentra dentro del tanque, y se emplea para expulsar automáticamente el posible aumento de medio que podría colapsar el sistema.The various components of the device are such that the circulation pump, as the name implies, moves the liquid medium it obtains and constantly recirculates it throughout the circuit and tank. The filling / draining pump, which is manual, is used in combination with two stopcocks to quickly fill or drain the system. The slave pump of excess of medium is inside the tank, and is used to automatically expel the possible increase of medium that could collapse the system.
Por otro lado, el concentrador o inyector de burbujas con filtro antibacteriano se utiliza para introducir el medio gaseoso a tratar en el sistema, para ser procesado. Esta componente recibe diversos tubos de absorción colocados simétricamente con los que dispone el cofre homologado, además de incluirse dentro un sensor de calidad del aire y de CO2, SOx o NOx.On the other hand, the bubble concentrator or injector with antibacterial filter is used to introduce the gaseous medium to be treated in the system, to be processed. This component receives several absorption tubes placed symmetrically with those available in the approved hood, in addition to including an air quality sensor and CO2, SOx or NOx.
Además, el tanque se utiliza para dar salida al gas procesado, ya sea CO2, SOx o NOx, para medir el PH, para acumular biomasa, para dar soporte a la bomba esclavo de exceso de medio y para, a través de una tapadera, acceder para posibles labores de mantenimiento u observar/extraer biomasa con facilidad para su análisis/evaluación.In addition, the tank is used to output the processed gas, either CO2, SOx or NOx, to measure the PH, to accumulate biomass, to support the slave pump of excess medium and, through a lid, Access for possible maintenance work or observe / extract biomass with ease for analysis / evaluation.
Teniendo en cuenta estos aspectos, el funcionamiento del sistema es tal que cuando el módulo procesador recibe corriente eléctrica por el circuito de protección externo de la fuente, este se inicia a los pocos segundos y recibe los valores sensorizados de PH, iluminación, temperatura, humedad, calidad del aire, gases entrantes y salientes. Esta información esTaking these aspects into account, the operation of the system is such that when the processor module receives electric current through the external protection circuit of the source, it starts within a few seconds and receives the sensed values of PH, lighting, temperature, humidity , air quality, incoming and outgoing gases. This information is
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comprobada automáticamente regularmente. Los valores son almacenados con hora y fecha en la memoria interna y son enviados inalámbricamente para que diferentes aplicaciones informáticas o dispositivos puedan conectarse y mostrar los resultados, con posibilidad de lanzar alertas.automatically checked regularly. The values are stored with time and date in the internal memory and are sent wirelessly so that different computer applications or devices can connect and display the results, with the possibility of launching alerts.
Si el módulo procesador detecta que los valores no se encuentran dentro de los necesarios para la fotosíntesis, como por ejemplo por no haber iluminación, el sistema dispara el relé que desactiva la conexión eléctrica general del tipo borna de funcionamiento del fotobiorreactor, bomba de recirculación, iluminación, concentrador y bomba esclavo extractora de exceso de medio líquido, para su revisión por parte del usuario.If the processor module detects that the values are not within those necessary for photosynthesis, such as for example, for lack of lighting, the system trips the relay that deactivates the general electrical connection of the operating terminal type of the photobioreactor, recirculation pump, lighting, concentrator and slave pump extractor of excess liquid medium, for review by the user.
Si el módulo procesador detecta que los valores son los adecuados para la fotosíntesis, entonces activa el relé que habilita la conexión eléctrica general del tipo borna de funcionamiento del fotobiorreactor (bomba de recirculación, iluminación, concentrador y bomba esclavo extractora de exceso de medio líquido), que se pone o sigue en funcionamiento, y se controlan y gestionan nuevamente todos los datos recibidos por los sensores y el resto de componentes del sistema.If the processor module detects that the values are suitable for photosynthesis, then it activates the relay that enables the general electrical connection of the operating terminal type of the photobioreactor (recirculation pump, lighting, concentrator and slave pump extracting excess liquid medium) , which is put into operation or still in operation, and all the data received by the sensors and the rest of the system components are controlled and managed again.
El sistema permite apilar otros dispositivos idénticos por las llaves de entrada/salida mediante el sistema de la bomba manual de llenado/vaciado, o en sistemas no similares, como para por ejemplo tratar medio líquido de aguas residuales.The system allows other identical devices to be stacked by the input / output keys by means of the manual filling / emptying pump system, or in non-similar systems, such as for example treating liquid wastewater media.
Por otro lado, un usuario puede conectarse vía inalámbrica y observar y gestionar los resultados. Esto es posible porque la información sensorizada es recibida constantemente y se presenta de tal forma que puede mostrar alarmas cuando los valores que se den no sean compatibles con la fotosíntesis, para avisar de la necesidad de revisión del sistema. Además, se puede calcular y mostrar la eficiencia de procesamiento porcentual, que es la división entre medio saliente y el entrante, todo multiplicado por 100. La conexión requiere preferentemente de una contraseña. El sistema permite que dichos datos sean gestionados a distancia por diversos dispositivos electrónicos al mismo tiempo, las aplicaciones informáticas permiten mostrar la información y lanzar alertas, y permite en sí la gestión integral a distancia del dispositivo.On the other hand, a user can connect via wireless and observe and manage the results. This is possible because the sensed information is constantly received and presented in such a way that it can show alarms when the values given are not compatible with photosynthesis, to warn of the need for system review. In addition, the percentage processing efficiency can be calculated and displayed, which is the division between outgoing and incoming media, all multiplied by 100. The connection preferably requires a password. The system allows such data to be managed remotely by several electronic devices at the same time, computer applications allow information to be displayed and alerts to be sent, and allows the integral remote management of the device itself.
Para acabar, el dispositivo puede funcionar en un vehículo, dentro de la carcasa o cofre con iluminación artificial, para ir absorbiendo emisiones de manera eficiente. A más vehículosTo finish, the device can work in a vehicle, inside the carcass or hood with artificial lighting, to be absorbing emissions efficiently. To more vehicles
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circulando con este dispositivo, mayor impacto se obtendrá en las emisiones globales de una manera masiva y distribuida. Aunque también puede ir sin carcasa, con iluminación solar, instalado estáticamente tal como lo están por ejemplo los parques solares con placas fotovoltaicas o en los tejados de las edificaciones de nueva construcción, sin olvidar la posible aplicación en áreas públicas. Es importante tener en cuenta el procesamiento de biomasa para primero amortizar la inversión, y luego producir beneficios mediante aquellas empresas que hacen uso de ella para generar multitud productos.circulating with this device, greater impact will be obtained on global emissions in a massive and distributed way. Although it can also go without a housing, with solar lighting, installed statically, such as solar parks with photovoltaic panels or on the roofs of new buildings, without forgetting the possible application in public areas. It is important to consider the processing of biomass to first amortize the investment, and then produce benefits through those companies that use it to generate many products.
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña como parte integrante de la misma un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:In order to complete the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is attached as an integral part thereof, where the following has been represented as an illustrative and non-limiting nature:
Fig.1 es una representación en perspectiva libre del fotobiorreactor abierto.Fig. 1 is a free perspective representation of the open photobioreactor.
Fig.2 es una representación de una planta del fotobiorreactor.Fig. 2 is a representation of a photobioreactor plant.
Fig.3 es un detalle ampliado de una zona de la figura anterior.Fig. 3 is an enlarged detail of an area of the previous figure.
Fig.4 es una representación de un alzado lateral del fotobiorreactor abierto.Fig. 4 is a representation of a side elevation of the open photobioreactor.
Fig.5 es una representación de un alzado lateral del fotobiorreactor cerrado.Fig. 5 is a representation of a side elevation of the closed photobioreactor.
Descripción de las figurasDescription of the figures
Las figuras 1 y 2 representan una realización preferente del fotobiorreactor autónomo de tamaño reducido objeto de la presente invención. Tal como se puede observar en dichas figuras, este dispositivo está protegido por una carcasa (3) de protección, compuesta por una placa base (31), una tapa superior (no representada), y una estructura media (310) entre la placa base (31) y la tapa, permitiendo dicha carcasa de protección que sea transportable, por ejemplo, en un vehículo.Figures 1 and 2 represent a preferred embodiment of the autonomous small size photobioreactor object of the present invention. As can be seen in these figures, this device is protected by a protective housing (3), consisting of a base plate (31), an upper cover (not shown), and a middle structure (310) between the base plate (31) and the cover, allowing said protective housing to be transportable, for example, in a vehicle.
La Figura 2, en combinación con la primera figura, muestra los diferentes elementos que componen internamente el fotobiorreactor, pudiendo observarse además de la carcasa (3) de protección con la placa base (31), y hay una pluralidad de medios de sujeción (32), como porFigure 2, in combination with the first figure, shows the different elements that make up the photobioreactor internally, being able to observe in addition to the protective housing (3) with the base plate (31), and there is a plurality of fastening means (32 ), as per
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ejemplo abrazaderas, que fijan el dispositivo a la placa base (31) o a la estructura media (310), y que dispone de muelles o cilíndricos hidráulicos (33) laterales y/o inferiores que permiten amortiguar las vibraciones producidas cuando el dispositivo es transportado en un vehículo, y permiten también el asegurar de manera correcta la ubicación del sistema en un lugar inestable.for example clamps, which fix the device to the base plate (31) or to the middle structure (310), and which have hydraulic and cylindrical springs (33) lateral and / or lower that allow damping the vibrations produced when the device is transported in a vehicle, and also allow to ensure the correct location of the system in an unstable place.
En estas figuras 1 y 2, se puede observar que internamente es un circuito cerrado e interconectado constituido por la unión de una pluralidad de tuberías cilíndricas (11) transparentes interconectadas entre sí ubicadas preferiblemente en paralelo, y siendo estas tuberías cilíndricas (11) las que albergan en un medio líquido una o más especies de microalgas; un medio de iluminación artificial (12) bajo las tuberías, consistente preferentemente en tiras de iluminación que se aplica directamente en las tuberías; una bomba de recirculación (13) del medio líquido por todo el circuito cerrado que generan las tuberías cilíndrica (11); un concentrador (14) de medio gaseoso, o inyector de burbujas al circuito, que es un elemento que está constituido por una bomba de aire (141) que inyecta medio gaseoso al circuito hidráulico, al menos un tubo de absorción de aire (142) o medio gaseoso del exterior, un filtro antibacteriano (143) previo a la inyección de gas en el circuito, un sensor de la calidad del aire (144) y un sensor de medición del gas (145); un tanque (15) o almacén de biomasa, que es un elemento que está constituido por un tubo de salida del medio gaseoso (151) ya procesado, dispone de un sensor de pH (152) del medio líquido, dispone de sensor de salida del gas (153), un tapón (154) que permite acceder al interior del tanque para diversas labores que puedan ser necesarias y/o para recoger la biomasa generada o poder observarla, y una bomba extractora (155) del exceso de medio líquido con una salida exterior; una bomba de llenado y vaciado manual (16), con sendas llaves de paso (161) para su accionamiento; un módulo procesador (2) de la información captada por los anteriores elementos definidos, que dispone de un medio para el envío telemático (21) de los datos sensorizados; una tarjeta de memoria (22) para almacenar los datos de los sensores en el tiempo; un sensor de temperatura (23) del dispositivo; un sensor de humedad (24) del dispositivo; un sensor de iluminación (25); un componente de conexión eléctrica (26) del tipo borna que son los circuitos a la fuente de alimentación, a los sensores y su protección eléctrica, un relé (27) para activar/desactivar el componente de conexión eléctrica del tipo borna, y un protector (28) exterior que protege estos elementos; además de medios de alimentación eléctrica y un elemento de protección eléctrica y de circuito conectado desde el exterior a la carcasa protectora exterior del dispositivo (no representados).In these figures 1 and 2, it can be seen that internally it is a closed and interconnected circuit constituted by the union of a plurality of transparent cylindrical pipes (11) interconnected preferably located in parallel, and these cylindrical pipes (11) being the ones that they house one or more species of microalgae in a liquid medium; an artificial lighting means (12) under the pipes, preferably consisting of lighting strips that are applied directly to the pipes; a recirculation pump (13) of the liquid medium throughout the closed circuit generated by the cylindrical pipes (11); a concentrator (14) of gaseous medium, or bubble injector to the circuit, which is an element that is constituted by an air pump (141) that injects gaseous medium into the hydraulic circuit, at least one air absorption tube (142) or gaseous medium from the outside, an antibacterial filter (143) prior to the injection of gas into the circuit, an air quality sensor (144) and a gas measurement sensor (145); a tank (15) or biomass store, which is an element that is constituted by an outlet tube of the gaseous medium (151) already processed, has a pH sensor (152) of the liquid medium, has an exit sensor gas (153), a plug (154) that allows access to the interior of the tank for various tasks that may be necessary and / or to collect the biomass generated or be able to observe it, and an extractor pump (155) of excess liquid medium with a outside exit; a manual filling and emptying pump (16), with two stopcocks (161) for its operation; a processor module (2) of the information captured by the above defined elements, which has a means for the telematic sending (21) of the sensorized data; a memory card (22) for storing sensor data over time; a temperature sensor (23) of the device; a humidity sensor (24) of the device; a lighting sensor (25); an electrical connection component (26) of the terminal type which are the circuits to the power supply, the sensors and their electrical protection, a relay (27) for activating / deactivating the electrical connection component of the terminal type, and a protector (28) exterior that protects these elements; in addition to power supply means and an electrical and circuit protection element connected from the outside to the outer protective housing of the device (not shown).
La figura 3 representa un detalle ampliado de la zona interna del fotobiorreactor, en concreto la zona donde se pueden ver los elementos que componen tanto el módulo procesador (2) como el concentrador (14).Figure 3 represents an enlarged detail of the internal area of the photobioreactor, specifically the area where the elements that make up both the processor module (2) and the concentrator (14) can be seen.
5 Teniendo en cuenta estas tres primeras figuras, se puede observar como el circuito de las tuberías cilíndricas (11) está en conexión tanto con la bomba de recirculación (13), como con la bomba de llenado y vaciado (16), como con el tanque (15) y el concentrador (14), quedando también el módulo de procesador (2) en conexión con los diferentes sensores, principalmente ubicados en el tanque (15) y concentrador (14).5 Taking into account these first three figures, it can be seen how the cylindrical pipe circuit (11) is in connection with both the recirculation pump (13), and with the filling and emptying pump (16), as with the tank (15) and the concentrator (14), the processor module (2) also remaining in connection with the different sensors, mainly located in the tank (15) and concentrator (14).
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Las figuras 4 y 5 representan la realización del dispositivo cuando se ubica sin tapa superior (o extraído del cofre con la placa base) (Figura 4) y se aprovecha la iluminación solar; o cuando se ubica en un vehículo y/o es transportado (Figura 5), para lo cual el dispositivo queda protegido por la tapa superior (34).Figures 4 and 5 represent the embodiment of the device when it is located without a top cover (or removed from the hood with the base plate) (Figure 4) and solar lighting is used; or when it is located in a vehicle and / or is transported (Figure 5), for which the device is protected by the top cover (34).
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Claims (13)
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| ES201730541A ES2632402B1 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Autonomous photobioreactor |
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| ES2632402A1 ES2632402A1 (en) | 2017-09-12 |
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Family Applications (1)
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