IT201900000355A1 - Apparatus for the cultivation of algae in particular single-celled algae and a procedure for the cultivation of algae with an apparatus - Google Patents
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Description
Titolo: Apparecchio per la coltivazione di alghe in particolare alghe unicellulari e un procedimento per la coltivazione di alghe con un apparecchio Title: Apparatus for the cultivation of algae in particular single-celled algae and a procedure for the cultivation of algae with an apparatus
Descrizione Description
La presente invenzione si riferisce ad un apparecchio per la coltivazione di alghe in particolare alghe unicellulari e un procedimento per la coltivazione di alghe con un apparecchio secondo l’invenzione. The present invention refers to an apparatus for the cultivation of algae, in particular unicellular algae and a procedure for the cultivation of algae with an apparatus according to the invention.
Sono noti una moltitudine di sistemi per l’allevamento di alghe. Questi sistemi vengono soprattutto impiegati nell’oceano o in impianti tubolari per una produzione in continuo. A multitude of systems for breeding algae are known. These systems are mainly used in the ocean or in tubular plants for continuous production.
Alghe sono piante che vivono nell’acqua. Per la loro crescita richiedono luce, CO2 e sali in particolare sali nutritivi. Per la crescita ottimale è richiesto anche una temperatura predefinita a seconda dello stato della crescita. Algae are plants that live in water. For their growth they require light, CO2 and salts in particular nutritional salts. For optimal growth, a predefined temperature is also required depending on the state of growth.
Esistono però anche sistemi per l’allevamento di alghe che sono formati da dispositivi. Per esempio nella WO2005079560 viene descritto un dispositivo per l’allevamento di alghe mediante un elemento tubolare lamellare trasparente. Questo elemento tubolare viene appeso a zone o segmenti. In questo modo si formano zone per l’allevamento delle alghe. Questo elemento tubolare viene riempito con alghe e un liquido nutrizionale per alimentare le alghe per farle crescere. Il sistema descritto è pensato per la formazione di alghe per generare biomassa. Questo sistema è in contatto con l’esterno in particolare viene cambiata aria attraverso fori d’uscita con l’ambiente esterno. Inoltre attraverso le pareti trasparenti le alghe assorbono i raggi del sole e utilizzano questi per la crescita. Questo sistema non permette un controllo della crescita. Inoltre non permette di evitare contagi o inquinamenti dall’esterno che potrebbero creare problemi per l’utilizzatore finale, se le alghe cresciute vengono utilizzate nel campo medico e/o nutrizionale e perciò deve essere garantita la qualità e l’assenza di agenti contaminanti. However, there are also systems for breeding algae that are formed by devices. For example, in WO2005079560 a device for the breeding of algae is described by means of a transparent lamellar tubular element. This tubular element is hung in zones or segments. In this way, areas for the breeding of algae are formed. This tubular element is filled with algae and a nutritional liquid to feed the algae to make them grow. The described system is designed for the formation of algae to generate biomass. This system is in contact with the outside, in particular the air is changed through outlet holes with the external environment. Furthermore, through the transparent walls the algae absorb the sun's rays and use these for growth. This system does not allow for growth control. It also does not allow to avoid contagion or pollution from the outside that could create problems for the end user, if the grown algae are used in the medical and / or nutritional field and therefore the quality and absence of contaminants must be guaranteed.
Lo scopo della presente invenzione è di realizzare un apparecchio che permette il controllo completo del ciclo di crescita di alghe garantendo l’assoluta assenza di contaminanti esterni e inoltre di poter identificare con assoluta certezza il lotto di produzione evitando il contatto fra i diversi lotti di produzione. Inoltre l’apparecchio secondo l’invenzione permette la crescita di alghe in qualsiasi zona del mondo senza richiesta di sole o altri agenti esterni e aumenta la produzione e capacità produttiva di un impianto. Questo aumento di produzione viene anche garantito grazie al procedimento secondo l’invenzione. The purpose of the present invention is to realize an apparatus that allows the complete control of the algae growth cycle guaranteeing the absolute absence of external contaminants and also of being able to identify with absolute certainty the production lot avoiding contact between the different production lots. . Furthermore, the device according to the invention allows the growth of algae in any area of the world without the need for sun or other external agents and increases the production and production capacity of a plant. This increase in production is also guaranteed thanks to the process according to the invention.
La presente invenzione rivendica un apparecchio per la coltivazione di alghe in particolare alghe unicellulari comprendente almeno una camera, in cui può essere posto un liquido in modo vantaggioso acqua salata, con alghe da crescere, un dispositivo per al circolazione del liquido disposto all’interno della camera, un dispositivo per l’emissione di luce in modo preferito una lampada LED, un dispositivo per la regolazione della temperatura, sensori per rilevare CO2, pH e/o la temperatura all’interno della camera e in cui la velocità di circolazione, la frequenza e l’intensità della luce e la temperatura vengono regolate in funzione del CO2, pH e o della temperatura rilevata. The present invention claims an apparatus for the cultivation of algae, in particular unicellular algae comprising at least one chamber, in which a liquid can be advantageously placed in salt water, with algae to be grown, a device for circulating the liquid arranged inside the chamber, a device for emitting light, preferably an LED lamp, a device for regulating the temperature, sensors for detecting CO2, pH and / or the temperature inside the chamber and in which the speed of circulation, the frequency and intensity of light and temperature are adjusted according to the CO2, pH and or temperature detected.
Il ciclo di crescita di un’alga, in particolare una alga unicellulare, può essere determinato dalla produzione di gas in particolare O2, dalla variazione del pH e o dalla temperatura dell’ambiente. In ogni momento della crescita l’alga richiede temperatura diversa, intensità e frequenze di luce diversa e anche un pH differente e una velocità di ricircolo del liquido differente. In funzione di tutti questi parametri l’ambiente della alga può essere modificato, in modo da accelerare il processo di crescita. Vantaggiosamente la camera in cui l’alga viene allevata è isolata dall’esterno. In particolare le pareti non lasciano entrare luce dall’esterno. Vantaggiosamente anche l’aria o gas che entra dall’esterno viene filtrato e/o regolato. The growth cycle of an alga, in particular a single-celled alga, can be determined by the production of gas, in particular O2, by the variation in pH and or by the temperature of the environment. At each moment of growth, the alga requires different temperatures, different intensities and frequencies of light and also a different pH and a different liquid recirculation speed. Depending on all these parameters, the environment of the alga can be modified, in order to accelerate the growth process. Advantageously, the room in which the seaweed is raised is isolated from the outside. In particular, the walls do not let in light from the outside. Advantageously, the air or gas that enters from the outside is also filtered and / or regulated.
In questo modo il ciclo di crescita può essere ottimizzato e i tempi di crescita possono essere anche ridotti del 50%. Per gestire in modo ottimale la crescita delle alghe nella camera dell’apparecchio secondo l’invenzione i sensori che rilevano i dati all’interno possono essere collegati con una unità di comando, in modo vantaggioso un computer una unità di controllo o comando 10 esterna che è collegato mediante antenna e/o un cavo a una rete per esempio una rete Wifi ai sensori. Il sistema elabora i dati e in funzione del tipo di alga preferibilmente alga unicellulare e in funzione dei parametri rilevati il sistema regola la luce, frequenza e intensità, la temperatura per esempio per mezzo di elementi di riscaldamento posizionati per esempio per mezzo di un elemento riscaldante sommerso e/o mediante la circolazione del fluido che può essere regolato mediante un dispositivo ad immersione che comprende una pompa che aspira il fluido con le alghe e le espelle in una seconda posizione della camera. Questa regolazione può essere modificata a seconda del tipo di alga in modo da perfezionare la qualità e la velocità di crescita delle alghe. In this way the growth cycle can be optimized and growth times can be reduced by as much as 50%. In order to optimally manage the growth of algae in the chamber of the apparatus according to the invention, the sensors that detect the data inside can be connected to a control unit, advantageously a computer an external control or control unit 10 which it is connected by antenna and / or a cable to a network such as a Wifi network to the sensors. The system processes the data and according to the type of alga preferably unicellular algae and according to the detected parameters the system regulates the light, frequency and intensity, the temperature for example by means of heating elements positioned for example by means of a heating element submerged and / or by the circulation of the fluid which can be regulated by means of an immersion device which comprises a pump which sucks the fluid with the algae and expels them in a second position of the chamber. This adjustment can be changed according to the type of algae in order to improve the quality and growth rate of the algae.
La luce LED può essere disposta in un riflettore per orientare in modo perfezionato i raggi della luce verso le zone previste secondo il metodo di crescita. La luce LED può essere regolata per quantità e frequenza in modo da sopportare la crescita delle alghe unicellulari. Nella camera secondo l’invenzione può essere disposto un sistema di rilascio di elementi nutritivi e/o elementi per modificare il pH all’interno del liquido. The LED light can be arranged in a reflector to fine-tune the light rays to the intended zones according to the growth method. The LED light can be adjusted in quantity and frequency to withstand the growth of single-celled algae. In the chamber according to the invention, a release system of nutritional elements and / or elements can be arranged to modify the pH inside the liquid.
Vantaggiosamente il dispositivo per la circolazione del liquido con alghe può essere formato da una pompa a immersione che aspira il fluido con le alghe al suo interno e un dispositivo di espulsione mediante il quale il liquido con le alghe viene rimesso all’interno della camera disposta nell’apparecchio secondo l’invenzione. Advantageously, the device for the circulation of the liquid with algae can be formed by an immersion pump that sucks the fluid with the algae inside it and an expulsion device through which the liquid with the algae is put back inside the chamber arranged in the apparatus according to the invention.
L’apparecchio secondo l’invenzione è formato in modo tale da permettere la crescita di alghe in particolare alghe unicellulari in qualsiasi parte del mondo e anche in qualsiasi luogo. Ciò significa che è possibile produrre alghe anche all’interno di edifici avendo in questo modo un controllo completo della produzione con relativa sicurezza in merito alla qualità e eventuali agenti contaminanti e anche una possibile unità di rintracciamento qualsiasi lotto di produzione. The device according to the invention is formed in such a way as to allow the growth of algae, in particular unicellular algae, anywhere in the world and even in any place. This means that it is also possible to produce algae inside buildings, thus having a complete control of production with relative safety regarding quality and any contaminants and also a possible tracing unit for any production batch.
L’utilizzo di un apparecchio secondo l’invenzione comporta una maggiore produttività anche per raggiungere fino al 50% di più di produzione nello stesso tempo o per definirlo in altro modo un riduzione del tempo di produzione del 50%. Inoltre le risorse impiegate vengono calibrate in modo ottimale per il ciclo di vita della alga in particolare della alga unicellulare o a seconda della alga da allevare. The use of a device according to the invention involves greater productivity also to achieve up to 50% more production in the same time or to define it in another way a reduction in production time of 50%. Furthermore, the resources used are optimally calibrated for the life cycle of the algae, in particular the unicellular algae or according to the algae to be bred.
In modo vantaggioso le pareti della camera sono realizzate in modo da riflettere la luce all’interno e di isolare anche termicamente la camera dall’esterno. In questo modo solo la camera dell’apparecchio secondo l’invenzione deve essere riscaldata e non si perde calore verso l’esterno per esempio in un edificio industriale che non deve essere riscaldato interamente. Advantageously, the walls of the room are made in such a way as to reflect the light inside and also to thermally insulate the room from the outside. In this way, only the chamber of the device according to the invention must be heated and no heat is lost to the outside, for example in an industrial building that does not need to be heated entirely.
Ulteriori scopi, caratteristiche, vantaggi e possibilità di applicazione risultano dalla seguente descrizione di alcuni esempi di relazione e dei disegni appartenenti. Con ciò tutte le caratteristiche descritte e/o rappresentate nelle figure formano per se o in qualsiasi combinazione l’oggetto qui rilevato, anche indipendentemente dal loro raggruppamento nelle rivendicazioni o delle loro dipendenze in cui mostra: Further objects, characteristics, advantages and possibilities of application result from the following description of some examples of relationship and of the accompanying drawings. With this, all the features described and / or represented in the figures form the object detected here by themselves or in any combination, even regardless of their grouping in the claims or their dependencies in which it shows:
la unica figura 1 mostra un apparecchio secondo l’invenzione. Nella figura 1 con il numero di riferimento 20 è indicato un apparecchio secondo l’invenzione per la produzione di alghe in particolare alghe unicellulari. Questo apparecchio 20 è formato da una camera 11. Questa camera 11 viene riempita parzialmente con un liquido 21 per esempio acqua salata, acqua con una soluzione nutritiva o simile. Possono essere aggiunte in un secondo momento inneschi di alghe o piccole alghe 22 che devono essere allevate, in particolare alghe unicellulari 22. All’interno della camera 11 è disposto un dispositivo 1 per la circolazione del liquido 21 con le alghe 22. Questo dispositivo 1 può essere formato per esempio da una pompa a immersione 2 che aspira il liquido e un dispositivo di espulsione 5 che rimette le alghe all’interno della camera 11 a una predeterminata velocità. L’aspiratore della pompa a immersione 2 e il dispositivo di espulsione 5 sono collegati fra loro per esempio per mezzo di un tubo 3. Il dispositivo di espulsione 5 può essere fissato ad un supporto 4 in modo fisso o movibile lungo un’asta 6 e all’interno dell’asta 6 possono essere disposti i cavi di alimentazione per la pompa a immersione 2. the only figure 1 shows a device according to the invention. In figure 1 the reference number 20 indicates an apparatus according to the invention for the production of algae, in particular unicellular algae. This apparatus 20 is formed by a chamber 11. This chamber 11 is partially filled with a liquid 21 for example salt water, water with a nutrient solution or the like. Triggers of algae or small algae 22 to be reared can be added at a later time, in particular unicellular algae 22. Inside the chamber 11 there is a device 1 for the circulation of the liquid 21 with the algae 22. This device 1 it can be formed for example by an immersion pump 2 which sucks the liquid and an expulsion device 5 which returns the algae inside the chamber 11 at a predetermined speed. The suction device of the immersion pump 2 and the expulsion device 5 are connected to each other for example by means of a tube 3. The expulsion device 5 can be fixed to a support 4 in a fixed or movable way along a rod 6 and the power cables for the immersion pump 2 can be arranged inside the rod 6.
La velocità di ricircolo viene determinata a seconda del ciclo di vita delle alghe 22, in particolare alghe unicellulari 22. Per determinare lo stato di crescita in cui si trova l’alga 22 viene analizzato in modo vantaggioso per mezzo di un dispositivo di rilevamento 25 il gas all’interno della camera 11. In funzione della composizione del gas può essere determinato lo stato di crescita in funzione anche del tipo di alghe che vengono allevate. I dati rilevati mediante un dispositivo di rilevamento 25 in particolare comprendente sensori per la rilevazione dei gas vengono trasmessi a una unità di comando che elabora i dati e per mezzo dei dati rilevati regola la velocità di circolazione del fluido all’interno del contenitore 11 in modo vantaggioso mediante un dispositivo 1, l’intensità e la frequenza della luce in modo preferito mediante una lampada led 7 e/o la temperatura per esempio per mezzo di un dispositivo 23 per le regolazione della temperatura con una unità riscaldamento/raffreddamento che può essere una serpentina di riscaldamento che può essere inserita all’interno della camera 11 o essendo parte della parete della camera 11. In modo vantaggioso la lampada Led può essere disposta in un riflettore 8. The recirculation rate is determined according to the life cycle of the algae 22, in particular unicellular algae 22. To determine the state of growth in which the alga 22 is found, it is advantageously analyzed by means of a detection device 25 the gas inside chamber 11. According to the composition of the gas, the state of growth can be determined also according to the type of algae that are grown. The data detected by means of a detection device 25 in particular comprising sensors for gas detection are transmitted to a control unit which processes the data and by means of the detected data regulates the circulation speed of the fluid inside the container 11 in a manner advantageous by means of a device 1, the intensity and frequency of the light preferably by means of a LED lamp 7 and / or the temperature for example by means of a device 23 for regulating the temperature with a heating / cooling unit which can be a heating coil which can be inserted inside the chamber 11 or being part of the wall of the chamber 11. Advantageously, the LED lamp can be arranged in a reflector 8.
La trasmissione dati dall’apparecchio 20 secondo l’invenzione può avvenire per esempio mediante una antenna 9 per una rete Wi-Fi o per mezzo di cavi o per altre vie di trasmissione note. In questo modo una unità di controllo o comando 10 può controllare una serie di apparecchi 20 secondo l’invenzione in parallelo. Anche un eventuale operatore può controllare, verificare e analizzare da un’unica postazione una serie di apparecchi secondo l’invenzione. Questo è particolarmente vantaggioso, poiché in questo modo possono essere controllati apparecchi 20 in cui le alghe sono in diversi stati di crescita e/o sono di differente tipo. The data transmission from the device 20 according to the invention can take place for example by means of an antenna 9 for a Wi-Fi network or by means of cables or other known transmission paths. In this way, a control or command unit 10 can control a series of appliances 20 according to the invention in parallel. Even any operator can control, verify and analyze a series of devices according to the invention from a single location. This is particularly advantageous, since in this way apparatus 20 can be controlled in which the algae are in different states of growth and / or are of different types.
In una forma di realizzazione preferita le pareti della camera 11 possono essere conformate tali da riflettere la luce per permettere una distribuzione più uniforme della luce all’interno della camera 11 e ridurre il consumo di energia. In a preferred embodiment, the walls of the chamber 11 can be shaped such as to reflect the light to allow a more uniform distribution of the light inside the chamber 11 and reduce energy consumption.
Vantaggiosamente la camera è isolata dall’esterno sia rispetto ai raggi di luce sia termicamente. Advantageously, the chamber is insulated from the outside both with respect to the rays of light and thermally.
In una forma di realizzazione preferita può essere prevista una finestra di ispezione atta a permettere a un operatore di verificare lo stato della crescita delle alghe all’interno dell’apparecchio 20. In a preferred embodiment, an inspection window can be provided to allow an operator to check the state of algae growth inside the appliance 20.
Il procedimento secondo l’invenzione comprende le seguenti fasi: The process according to the invention includes the following steps:
rilevazione della composizione dei gas all’interno di una camera 11 in cui è presente un liquido con alghe detection of the gas composition inside a chamber 11 in which there is a liquid with algae
determinazione del momento di crescita delle alghe in funzione del tipo di alga e della composizione del gas, determination of the growth moment of algae as a function of the type of algae and the composition of the gas,
regolazione della luce e della velocità di circolazione del fluido in funzione del momento di crescita determinato e del tipo di alga, regulation of light and the speed of circulation of the fluid according to the moment of growth determined and the type of algae,
in modo vantaggioso modifica della temperatura in funzione del momento di crescita determinato e del tipo di alga, advantageously, modification of the temperature as a function of the moment of growth determined and the type of algae,
in modo preferito rilevazione del pH e modifica del pH in funzione del momento di crescita determinato e del tipo di alga, in una forma di realizzazione preferita viene modificata anche la composizione del gas all’interno della camera per esempio con l’aggiunta di CO2 in funzione del momento della crescita determinato e del tipo di alga. in a preferred way, detection of the pH and modification of the pH as a function of the determined growth moment and the type of algae, in a preferred embodiment the composition of the gas inside the chamber is also modified, for example with the addition of CO2 in depending on the time of growth determined and the type of algae.
Vantaggiosamente la luce viene regolata sia in intensità che in frequenza di luce per adattarla al momento della crescita e/o al tipo di alga. Advantageously, the light is adjusted both in intensity and in frequency of light to adapt it to the moment of growth and / or to the type of algae.
Le varianti precedentemente descritte del meccanismo servono soltanto alla migliore comprensione della struttura, del funzionamento e delle proprietà della soluzione presentata; esse non limitano la rivelazione da parte degli esempi di realizzazione. Le Figure sono schematiche, proprietà e effetti essenziali essendo rappresentati parzialmente chiaramente ingranditi per evidenziare le funzioni, i principi di azione, configurazioni e caratteristiche tecniche. Con ciò ogni funzionamento, ogni principio, ogni configurazione tecnica e ogni caratteristica che è/sono rivelato/a/i nelle figure o nel testo, può essere liberamente e in modo qualsiasi combinato/a con tutte le rivendicazioni, ogni caratteristica nel testo e nelle altre figure, altri funzionamenti, principi, configurazioni e caratteristiche tecniche che sono contenute in questa rivelazione o ne risultano da questa così che tutte le combinazioni pensabili sono da attribuire alla soluzione descritta. Con ciò sono comprese anche combinazioni fra tutte le singole esposizioni nel testo, cioè in ogni capo verso del testo, nelle rivendicazioni e anche combinazioni fra diverse varianti nel testo, nelle dimensioni e nelle figure. I dettagli di dispositivo e di procedimento precedentemente illustrati sono rappresentati nel collegamento; è però da rimandare al fatto che essi sono combinabili fra loro anche indipendentemente fra loro e anche liberamente l’uno con l’altro. I rapporti mostrati nelle figure delle singole parti e capoversi di esse fra loro e le loro dimensioni e proporzioni non sono da intendersi limitanti. Singole dimensioni e proporzioni possono invece anche scostarsi da quelle mostrate. Anche le rivendicazioni non limitano la rivelazione e quindi le possibilità di combinazione di tutte le caratteristiche presentata. Tutte le caratteristiche presentate sono qui rivelate anche singole e in combinazione con tutte le altre caratteristiche. The previously described variants of the mechanism serve only for a better understanding of the structure, operation and properties of the solution presented; they do not limit disclosure by embodiments. The Figures are schematic, essential properties and effects being partially represented clearly enlarged to highlight the functions, the principles of action, configurations and technical characteristics. With this, every operation, every principle, every technical configuration and every characteristic that is / are revealed in the figures or in the text, can be freely and in any way combined with all the claims, every characteristic in the text and in the other figures, other operations, principles, configurations and technical characteristics which are contained in this revelation or result from it so that all conceivable combinations are to be attributed to the solution described. This also includes combinations between all the individual expositions in the text, that is, in each verse of the text, in the claims and also combinations between different variants in the text, in the dimensions and in the figures. The device and method details previously illustrated are shown in the link; however, it is to be referred to the fact that they can be combined with each other even independently of each other and also freely with each other. The relationships shown in the figures of the individual parts and paragraphs of them between them and their dimensions and proportions are not to be construed as limiting. However, individual dimensions and proportions may also differ from those shown. Also the claims do not limit the disclosure and therefore the possibilities of combining all the features presented. All features presented here are also revealed individually and in combination with all other features.
Elenco dei numeri di riferimento List of reference numbers
1 dispositivo di ricircolo 1 recirculation device
2 pompa a immersione 2 submersible pump
3 tubo 3 tube
4 supporto 4 support
5 dispositivo di espulsione 5 ejection device
6 asta 6 auction
7 dispositivo di emissione della luce /lampada led 7 light emitting device / led lamp
8 riflettore 8 reflector
9 antenna 9 antenna
10 unità di controllo o comando sull’apparecchio 10 control or command units on the device
11 camera 11 room
12 unità di controllo o comando esterna 12 control units or external command
apparecchio device
liquido liquid
alghe in particolare alghe unicellulari algae in particular unicellular algae
dispositivo per le regolazione della temperatura dispositivo di rilevamento device for regulating the temperature detection device
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102019000000355A IT201900000355A1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Apparatus for the cultivation of algae in particular single-celled algae and a procedure for the cultivation of algae with an apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| IT102019000000355A IT201900000355A1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Apparatus for the cultivation of algae in particular single-celled algae and a procedure for the cultivation of algae with an apparatus |
Publications (1)
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| IT201900000355A1 true IT201900000355A1 (en) | 2020-07-10 |
Family
ID=66286582
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| IT (1) | IT201900000355A1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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