ITMI20102263A1 - Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori - Google Patents

Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori Download PDF

Info

Publication number
ITMI20102263A1
ITMI20102263A1 IT002263A ITMI20102263A ITMI20102263A1 IT MI20102263 A1 ITMI20102263 A1 IT MI20102263A1 IT 002263 A IT002263 A IT 002263A IT MI20102263 A ITMI20102263 A IT MI20102263A IT MI20102263 A1 ITMI20102263 A1 IT MI20102263A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
algae
microalgae
tank
photobioreactor
water
Prior art date
Application number
IT002263A
Other languages
English (en)
Inventor
Enrico Zaglio
Original Assignee
Enrico Zaglio
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enrico Zaglio filed Critical Enrico Zaglio
Priority to ITMI2010A002263A priority Critical patent/IT1403095B1/it
Priority to CN201180066384.1A priority patent/CN103347599B/zh
Priority to PCT/IB2011/055572 priority patent/WO2012077081A1/en
Priority to EP11807759.3A priority patent/EP2667963B1/en
Publication of ITMI20102263A1 publication Critical patent/ITMI20102263A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1403095B1 publication Critical patent/IT1403095B1/it

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/90Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms 
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/50Movable or transportable mixing devices or plants
    • B01F33/503Floating mixing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32Driving arrangements
    • B01F35/32005Type of drive
    • B01F35/32055Type of drive by using solar energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/305Treatment of water, waste water or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Cultivation Of Seaweed (AREA)

Description

DESCRIZIONE
“Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattoriâ€
La presente invenzione riguarda un dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche d’acqua o in fotobioreattori. Con i termini vasche e fotobioreattori si intendono anche bacini, fermentatori, ed altri dispositivi atti alla coltivazione di alghe e microalghe. L’invenzione trova applicazione ad esempio nella coltivazione di alghe, microalghe o simili organismi atti utilizzabili per la produzione di oli, biomasse, biocarburanti, mangimi, ecc.. E’ noto l’impiego di biomasse come fonti energetiche rinnovabili, ad esempio mediante combustione delle stesse per generare energia elettrica, o mediante gassificazione e successiva combustione, o per ricavare oli che possono essere usati per combustione o per la produzione di biocarburanti. Tale le fonti per la produzione di biomasse à ̈ noto ad esempio l’impiego di mais, soia, canola (una varietà di colza), jatropha, nocciolo, palma da olio, ma la resa maggiore in termini di litri di olio prodotto per unità di superficie dedicata alla coltivazione à ̈ ottenibile mediante specifiche varietà note di alghe o microalghe, quali ad esempio la clorella prototecoides (che può crescere sia in modo autotropo che eterotropo), la nannochloropsis, la isochrysis (T-ISO), la tetraselmis suecica, o altre. Le microalghe sono organismi vegetali fotosintetici (cioà ̈ che attuano la fotosintesi) unicellulari ed acquatici, i quali presentano dimensioni generalmente inferiori a 30 Î1⁄4m e, a differenza della maggior parte delle piante verdi, possono convertire l’energia solare o luminosa in carboidrati o in grassi. Le microalghe, come tutti i fotosintetici ossigenici, crescono utilizzando acqua come fonte di elettroni, sali minerali ed anidride carbonica come nutrienti e la radiazione solare come fonte di energia, e presentano una crescita notevolmente più rapida rispetto alle piante terrestri. Tali microalghe risultano pertanto particolarmente idonee per l’assorbimento di C02atmosferica, per la produzione di biocombustibili, per la depurazione di reflui civili e agrozootecnici e per la produzione di biomolecole. Microalghe di varie specie vengono già prodotte a livello commerciale in vari paesi e utilizzate per la produzione di integratori alimentari, mangimi, pigmenti, acidi grassi, ω3, biomasse per acquacoltura e per il trattamento di reflui. Non tutti i ceppi di alghe o microalghe si prestano alla coltura massiva, e quindi l’ottenimento di ceppi idonei alla coltura massiva richiede accurata selezione ed una lunga acclimatazione. Anche alcuni ciano batteri, quali la spirulina e la klamath vengono in genere indicati con il nome di microalghe. Le alghe, dopo la coltivazione e la raccolta, possono essere sottoposte a vari procedimenti quali flocculazione, decantazione e centrifugazione per ottenere una pasta di alghe, dopodiché mediante un processo di estrazione, per spremitura o mediante solventi, à ̈ possibile ottenere un olio, con una resa di circa 15 - 30 tonnellate all’anno per ettaro di terreno occupato dalla coltivazione. Oltre all’olio à ̈ possibile estrarre dalle alghe pannelli dai quali ottenere mangimi, biogas, o altro, in quantitativi nell’ordine di 60 - 90 tonnellate all’anno per ettaro. Per la coltivazione di microalghe à ̈ noto l’impiego di vasche di coltivazione all’aperto, le quali comprendono appunto grosse vasche riempite con acqua nelle quali sono presenti le microalghe da coltivare, le quali sono direttamente esposte alla luce solare. Tali vasche presentano un’elevata estensione superficiale, una profondità contenuta (in quanto la luce penetra difficilmente attraverso lo strato di microalghe che si stanno sviluppando, generalmente non oltre 2 cm dalla superficie), e sono in genere provviste di un un’elica motorizzata disposta in una porzione della vasca per consentire lo spostamento delle microalghe e consentire anche alle microalghe presenti ad una maggiore profondità di avvicinarsi periodicamente alla superficie dell’acqua. Tali vasche note risultano poco costose, ma presentano alcuni inconvenienti, tra i quali vanno annoverati una produttività contenuta, l’occupazione di un’area estesa seppur inferiore a quella occupata da altre specie vegetali, la necessità di essere localizzate in territori climaticamente adatti, la difficoltà di mantenere i parametri di coltivazione prossimi ai valori ottimali, la possibilità di contaminazione, la possibilità di sviluppo di insetti. Una soluzione alternativa nota per la coltivazione di alghe e microalghe consiste nell’impiego di fotobioreattori, cioà ̈ contenitori o circuiti chiusi generalmente tubolari, generalmente a pareti trasparenti, contenenti acqua ed alghe o microalghe che possono essere coltivate in condizioni di sviluppo ottimali e con parametri chimico-fisici e biologici controllati ed ottimali. In questi sistemi di coltura, oltre ad adeguata illuminazione, si provvede al controllo della temperatura, ad assicurare un efficiente trasferimento delle masse di alghe ed a limitare la contaminazione. I fotobioreattori possono essere provvisti di vari dispositivi quali un sistema di controllo automatico, pompe per la circolazione dell’acqua, filtri, ecc.. per consentire il controllo ed il mantenimento dei parametri di coltivazione ottimali. Sono note varie tipologie di fotobioreattori, che possono essere ad esempio del tipo a pannelli piatti, a tubi orizzontali, a tubi inclinati, ad elica, ecc.. Ad esempio i fotobioreattori a pannelli sono costituiti da recipienti di forma rettangolare, disposti verticalmente, di larghezza compresa tra 1 e 5 cm, in vetro o in plexiglass, in cui le alghe sono mantenute in sospensione attraverso un flusso d’aria introdotto generalmente attraverso un apposito tubo posto in basso e sono raccolte dall’alto. I fotobioreattori consentono una produttività maggiore in termini di coltivazione di alghe e microalghe, anche grazie ad una maggiore resa fotosintetica grazie alla maggiore superficie delle alghe esposta alla radiazione solare, la possibilità di un controllo automatico del processo di coltivazione, hanno un minore impatto ambientale, possono essere localizzati in molti più ambienti geografici, ed occupano un’area molto minore rispetto alle vasche all’aperto. Tali fotobioreattori presentano però alcuni inconvenienti, quali costi di realizzazione e di gestione molto più elevati, un maggior consumo energetico ed una manutenzione costosa. Tali fotobioreattori comportano inoltre un accumulo di ossigeno che deve essere rimosso dai fotobioreattori stessi, e sono soggetti ad incrementi di temperatura a causa delle reazioni che avvengono negli stessi, richiedendo pertanto sistemi di raffreddamento (ombreggiamento, spruzzi con acqua nebulizzata, ecc..). Gli elevati costi di mantenimento di questi tipi di colture ne limitano l’utilizzo alle sole colture massive di elevata purezza, necessarie per l’estrazione di biomolecole ad alto valore commerciale o per inoculi di colture in sistemi aperti. E’ noto anche l’impiego di concentratori solari in abbinamento ai fotobioreattori, in modo da concentrare la radiazione solare e farla penetrare maggiormente tra le alghe, ma tali concentratori solari sono complicati e costosi. In questa situazione, uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori che consenta di risolvere uno o più degli inconvenienti sopra citati. E' inoltre scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo agitatore che consenta di ridurre l’area necessaria alla coltivazione delle alghe o microalghe. E’ ulteriore scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo agitatore che consenta di incrementare la produzione di alghe o microalghe. E' inoltre scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo agitatore che consenta di ridurre il consumo energetico necessario alla coltivazione di alghe o microalghe. E’ ulteriore scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo agitatore che sia di semplice ed economica manutenzione. E' inoltre scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo agitatore che presenti un ridotto impatto ambientale. E' inoltre scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo agitatore che risulti di semplice ed economica realizzazione, e che consenta di ridurre i costi di coltivazione complessivi delle alghe o microalghe. Questi scopi ed altri ancora, che appariranno maggiormente dalla seguente descrizione, sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo agitatore per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori in accordo con quanto espresso in una o più delle unite rivendicazioni, prese da sole o in combinazione tra loro o in combinazione con uno qualsiasi degli ulteriori aspetti o caratteristiche di seguito descritti, presi da soli o in una qualsiasi combinazione tra loro.
L'invenzione riguarda inoltre un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni di dispositivo annesse, da sole o in combinazione tra loro o con uno qualsiasi degli ulteriori aspetti qui indicati, in cui un modulo fotovoltaico o una pluralità di moduli fotovoltaici sono montati su un sostegno solidale ad un elemento agitatore e mobili unitamente a tale elemento agitatore. L'invenzione riguarda inoltre un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni di dispositivo annesse, da sole o in combinazione tra loro o con uno qualsiasi degli ulteriori aspetti qui indicati, in cui il dispositivo agitatore comprende inoltre almeno un dispositivo a guida di luce, o un convogliatore solare, atto a raccogliere una radiazione luminosa e convogliarla in corrispondenza di almeno una porzione dell’elemento agitatore e quindi sulle alghe o microalghe. L'invenzione riguarda inoltre un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni di dispositivo annesse, da sole o in combinazione tra loro o con uno qualsiasi degli ulteriori aspetti qui indicati, in cui l’elemento agitatore à ̈ girevolmente montato ed azionabile in rotazione mediante il motore e/o comprende un albero mediante il quale à ̈ girevolmente montato all’elemento di supporto. L'invenzione riguarda inoltre, in un suo ulteriore aspetto, anche in combinazione con una qualsiasi delle annesse rivendicazioni, un dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori, il dispositivo comprendendo almeno un dispositivo attuatore, almeno un elemento di supporto su cui à ̈ montato il dispositivo attuatore, ed almeno un elemento agitatore montato mobilmente o girevolmente sull’elemento di supporto ed azionabile mediante il dispositivo attuatore ed almeno parzialmente inseribile in una vasca d’acqua o in un fotobioreattore per muovere alghe o microalghe contenute nella vasca d’acqua o fotobioreattore. Il dispositivo attuatore può comprendere almeno un modulo fotovoltaico atto ad assorbire una radiazione luminosa per produrre energia elettrica ed almeno un motore alimentato dal modulo fotovoltaico. Il dispositivo attuatore può comprendere una pala eolica e/o un elemento configurato per essere azionabile in rotazione dal vento. Il dispositivo attuatore può comprendere altre tipologie di azionamenti operativamente attivi per muovere l’elemento agitatore. L'invenzione riguarda inoltre un procedimento secondo una o più delle rivendicazioni di procedimento annesse, da sole o in combinazione tra loro o con uno qualsiasi degli ulteriori aspetti qui indicati, comprendente inoltre la fase di rimuovere almeno un dispositivo agitatore danneggiato da una vasca o fotobioreattore e di sostituirlo con un altro dispositivo agitatore funzionante. Viene ora riportata, a titolo esemplificativo e non limitativo, la descrizione dettagliata di una o più forme di esecuzione preferite di un dispositivo secondo l'invenzione iti cui:
la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica di un dispositivo agitatore in accordo con una prima forma di realizzazione della presente invenzione;
la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica di un dispositivo agitatore in accordo con una seconda forma di realizzazione della presente invenzione;
la figura 3 à ̈ una vista in sezione longitudinale del dispositivo di figura 2; la figura 4 à ̈ una vista prospettica in esploso del dispositivo di figura 2; la figura 5 à ̈ una vista prospettica di una pluralità di dispositivi agitatori secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, inseriti in una vasca per la coltivazione di microalghe o fotobioreattore. Nel presente testo con il termine vasca si intende un qualsiasi contenitore aperto atto a contenere liquido ed alla coltivazione di alghe, microalghe o simili, e quindi anche bacini e simili, mentre con il termine fotobioreattore si intende un qualsiasi contenitore chiuso atto a alla coltivazione di alghe, microalghe o simili. Con i termini alghe o microalghe si intendono comprese varie forme di vita vegetali atte ad essere coltivate in acqua in vasche o fotobioreattori ed utilizzabili per produrre biomasse, biocarburanti, o simili. Nel corso della seguente descrizione non limitativa di alcune forme di realizzazione dell’invenzione, con il numero di riferimento 1 viene indicato nel suo complesso un dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche 20 d’acqua o fotobioreattori. Il dispositivo agitatore 1 può comprendere almeno un dispositivo attuatore 2. Il dispositivo agitatore 1 o il dispositivo attuatore 2 possono comprendere almeno un modulo 3 fotovoltaico, ad esempio un pannello fotovoltaico, atto ad assorbire una radiazione luminosa per produrre energia elettrica. Negli esempi illustrati nelle figure sono mostrati due pannelli fotovoltaici per ciascun dispositivo agitatore 1. Il dispositivo agitatore 1 o il dispositivo attuatore 2 possono comprendere almeno un motore 4 che può essere operativamente connesso al modulo 3 fotovoltaico. Il motore 4 può essere ad esempio di tipo elettrico e non à ̈ descritto in maggior dettaglio in quanto può essere di qualsiasi tipologia nota adatta allo scopo. Il dispositivo agitatore 1 può comprendere almeno un elemento agitatore 5 mobile ed azionabile mediante il dispositivo attuatore 2 o il motore 4 ed almeno parzialmente inseribile in una vasca 20 d’acqua o in un fotobioreattore per muovere alghe o microalghe contenute nella vasca 20 d’acqua o nel fotobioreattore. In una variante non illustrata, il dispositivo attuatore 2 può comprendere una pala eolica e/o un elemento configurato per essere azionabile in rotazione dal vento per muovere l’elemento agitatore 5. Il dispositivo attuatore 2 può comprendere altre tipologie di azionamenti operativamente attivi per muovere l’elemento agitatore 5. Il dispositivo agitatore 1 può comprendere inoltre almeno un dispositivo luminoso 6, ad esempio di tipo led, destinato ad illuminare le alghe o microalghe. Il dispositivo luminoso 6 può essere operativamente collegato ed alimentato dal modulo 3 fotovoltaico o dal dispositivo attuatore 2. Il dispositivo luminoso 6 o la pluralità di dispositivi luminosi possono essere montati sull’elemento agitatore 5 o all’interno dell’elemento agitatore 5 per muoversi solidalmente all’elemento agitatore 5 ed illuminare le alghe o microalghe. In un’ulteriore variante non illustrata, il dispositivo agitatore 1 può comprendere inoltre almeno un dispositivo a guida di luce, o un convogliatore solare, atto a raccogliere una radiazione luminosa e convogliarla in corrispondenza di almeno una porzione dell’elemento agitatore 5. Il dispositivo agitatore 1 può comprendere inoltre almeno un elemento di supporto 7 sul quale l’elemento agitatore 5 e/o il dispositivo attuatore 2 e/o il modulo 3 fotovoltaico e/o il motore 4 possono essere mobilmente o girevolmente montati. Il dispositivo attuatore 2 e/o il modulo 3 fotovoltaico e/o il motore 4 possono essere montati sull’elemento di supporto 7 in corrispondenza di una superficie superiore 7a dell’elemento di supporto 7. L’elemento agitatore 5 può essere montato in corrispondenza di una superficie inferiore 7b dell’elemento di supporto 7 contrapposta alla superficie superiore 7a. L’elemento agitatore 5 può essere girevolmente montato ed azionabile in rotazione mediante il dispositivo attuatore 2 o il motore 4. L’elemento agitatore 5 può comprendere un albero 8 di rotazione mediante il quale à ̈ girevolmente montato all’elemento di supporto 7. L’albero 8 di rotazione, come illustrato nelle figure, può essere costituito da più parti assemblate tra loro e può essere montato sull’elemento di supporto 7 mediante convenzionali cuscinetti e mediante qualsiasi altra struttura adatta allo scopo. L’albero 8 può essere internamente cavo e portare al suo interno cavi elettrici di alimentazione per i dispositivi luminosi 6 alloggiati nell’elemento agitatore 5. L’elemento di supporto 7 può essere atto e configurato per galleggiare sull’acqua di una vasca 20 d’acqua o fotobioreattore. L’elemento di supporto 7 può supportare e mantenere almeno il dispositivo attuatore 2 e/o il modulo 3 fotovoltaico e/o il motore 4 al di sopra del pelo libero dell’acqua. Almeno una porzione dell’elemento di supporto 7 può essere realizzata in materiale trasparente, per consentire il passaggio di radiazione luminosa attraverso l’elemento di supporto 7 stesso ed illuminare maggiormente le alghe o microalghe nella vasca 20 o fotobioreattore. Il dispositivo agitatore 1 può comprendere inoltre un sostegno 9 sul quale almeno il dispositivo attuatore 2 e/o modulo 3 fotovoltaico e/o il motore 4 possono essere montati. Il sostegno 9 può essere montato solidamente all’elemento agitatore 5 e girevolmente montato sull’elemento di supporto 7 per ruotare unitamente all’elemento agitatore 5 in seguito all’azione del motore 4. Il modulo 3 fotovoltaico o una pluralità di moduli fotovoltaici possono essere montati sul sostegno 9 solidale all’elemento agitatore 5 e mobili unitamente a tale elemento agitatore 5. Il motore 4 può essere provvisto di mezzi 10 di azionamento, ad esempio comprendenti una puleggia o una ruota dentata, impegnati con mezzi 11 di impegno, ad esempio una corona dentata fissa, dell’elemento di supporto 7 per muoversi rispetto all’elemento di supporto 7 e muovere almeno l’elemento agitatore 5. Il dispositivo agitatore 1 può comprendere inoltre un elemento di copertura 13 atto a racchiudere, coprire e proteggere ad esempio il motore 4, mezzi 10 di azionamento ed i mezzi 11 di impegno. L’elemento di copertura può essere fissato all’elemento di supporto 7 e può svilupparsi atorno al sostegno 9 per definire un solido chiuso e non consentire l’accesso ad alcune parti del dispositivo agitatore 1. L’elemento agitatore 5 può comprendere una pluralità di elementi sporgenti 12 atti ad agitare le alghe o microalghe. Tali elementi sporgenti 12 possono essere montati sull’albero 8 di rotazione girevolmente montato sull’elemento di supporto 7. Almeno uno di tali elementi sporgenti 12 può essere realizzato in un materiale trasparente, ad esempio plexiglass o altro, e può essere provvisto ad suo interno di almeno un dispositivo luminoso 6, preferibilmente di tipo led, che può essere alimentato del modulo 3 fotovoltaico. Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure, ciascun elemento sporgente 12 à ̈ trasparente e provvisto di una pluralità di dispositivi luminosi 6 a led. Ciascun elemento sporgente 12 può essere ad esempio un corpo tubolare cavo e trasparente, nel quale vengono alloggiati i dispositivi luminosi 6 led alimentati ad esempio dal pannello fotovoltaico. Gli elementi sporgenti 12 possono svilupparsi trasversalmente o perpendicolarmente all’asse di rotazione dell’elemento agitatore o all’albero 8. La tipologia di led può essere ata ad emetere radiazioni luminose in frequenze specificamente studiate per incrementare la crescita dei vegetali e delle alghe o microalghe e/o il processo di fotosintesi. Come illustrato nelle unite figure, il dispositivo agitatore 1 può essere realizzato in un modulo unitario, removibilmente inseribile in una vasca 20 d’acqua per la coltivazione di alghe o microalghe o in un fotobioreatore. Il dispositivo agitatore 1 , come illustrato in figura 5, può essere configurato per galleggiare in una vasca 20 d’acqua o fotobioreatore. Le parti strutturali del dispositivo agitatore 1 non illustrate in maggiore detaglio nella presente descrizione sono da intendersi come costituite da elementi di per sé noti e convenzionali. Il dispositivo agitatore 1 può presentare dimensioni complessive inferiori a 5 metri x 5 metri x 5 metri o inferiori a 2 metri x 2 metri x 2 metri o inferiori a 1,5 metri x 1,5 metri x 1,5 metri. Ad esempio le dimensioni complessive possono essere di circa 1 metro x 1 metro x 1 metro. L’invenzione à ̈ relativa inoltre all’uso di un dispositivo agitatore 1 del tipo sopra descritto, almeno parzialmente immerso in una vasca 20 d’acqua o in un fotobioreattore per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe contenute nella vasca 20 e/o per agitare e/o illuminare e/o favorire la coltivazione di alghe unicellulari, ad esempio la clorella prototecoides, o altre. L’invenzione à ̈ relativa inoltre ad una vasca 20, ad un bacino o ad un fotobioreattore, o simile, per la coltivazione di alghe o microalghe comprendente almeno un dispositivo agitatore 1 del tipo sopra descritto. In una forma preferita il dispositivo agitatore 1 può essere mobile liberamente, senza vincoli, nell’acqua contenuta nella vasca 20. L’invenzione à ̈ relativa inoltre ad un procedimento per la realizzazione di una vasca 20 per la coltivazione di alghe o microalghe o di un fotobioreattore comprendente almeno le fasi di inserire alghe o microalghe da coltivare in una vasca 20 o fotobioreattore contenente acqua, inserire removibilmente nella vasca 20 o fotobioreattore almeno un dispositivo agitatore 1 o una pluralità di dispositivi agitatori del tipo sopra descritto. Il procedimento può comprendere inoltre una fase di manutenzione della vasca 20, comprendente la fase di rimuovere almeno un dispositivo agitatore 1 danneggiato dalla vasca 20 o fotobioreattore e di sostituirlo con un altro dispositivo agitatore 1 funzionante. La presente invenzione consente di conseguire almeno uno degli scopi sopra esposti. L’invenzione consente di incrementare la produttività delle coltivazioni di alghe e microalghe e quindi di ridurre in modo significativo l’area necessaria alla coltivazione delle alghe o microalghe. L’invenzione consente inoltre di ridurre il consumo energetico necessario alla coltivazione di alghe o microalghe e presenta un ridotto impatto ambientale. L’invenzione presenta inoltre costi di manutenzione molto ridotti ed una elevata facilità di intervento. L’invenzione consente inoltre di ridurre significativamente i costi di coltivazione complessivi delle alghe o microalghe. L’invenzione consente di ampliare le località geografiche nelle quali à ̈ possibile coltivare alghe o microalghe. L’invenzione consente inoltre di rispettare in modo automatico le pause della fotosintesi, non illuminando le alghe o microalghe in condizioni di oscurità. L’invenzione risulta inoltre di semplice ed economica realizzazione.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche (20) o fotobioreattori, il dispositivo comprendendo almeno un dispositivo attuatore (2), avente almeno un modulo (3) fotovoltaico atto ad assorbire una radiazione luminosa per produrre energia elettrica ed almeno un motore (4) operativamente connesso a detto modulo (3) fotovoltaico; e comprendendo inoltre almeno un elemento agitatore (5) mobile ed azionabile mediante detto motore (4) ed almeno parzialmente inseribile in una vasca (20) contenente acqua o in un fotobioreattore per muovere alghe o microalghe contenute in detta vasca (20) o fotobioreattore.
  2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 comprendente inoltre almeno un dispositivo luminoso (6) o almeno un dispositivo luminoso (6) di tipo led atto e destinato ad illuminare dette alghe o microalghe e/o operativamente collegato ed alimentato da detto dispositivo attuatore (2) o da detto modulo (3) fotovoltaico, e/o in cui il dispositivo luminoso (6) o la pluralità di detti dispositivi luminosi sono montati su detto elemento agitatore (5) o all’interno di detto elemento agitatore (5) per muoversi solidalmente a detto elemento agitatore (5) ed illuminare dette alghe o microalghe in detta vasca (20).
  3. 3. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre almeno un elemento di supporto (7) sul quale detto elemento agitatore (5) e/o detto dispositivo attuatore (2) e/o detto modulo (3) fotovoltaico e/o detto motore (4) sono mobilmente o girevolmente montati e/o in cui detto dispositivo attuatore (2) e/o detto modulo (3) fotovoltaico e/o detto motore (4) sono montati in corrispondenza di una superficie superiore (7a) di detto elemento di supporto (7) e detto elemento agitatore (5) à ̈ montato in corrispondenza di una superfìcie inferiore (7b) di deto elemento di supporto (7) contrapposta a detta superficie superiore (7a).
  4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3 in cui deto elemento di supporto (7) à ̈ ato e configurato per galleggiare sull’acqua di una vasca (20) d’acqua o fotobioreatore e/o deto elemento di supporto (7) à ̈ atto e configurato per galleggiare sull’acqua di una vasca (20) d’acqua o fotobioreatore supportando e mantenendo almeno deto dispositivo atuatore (2) e/o modulo (3) fotovoltaico e/o deto motore (4) al di sopra del pelo libero dell’acqua e/o in cui almeno una porzione di deto elemento di supporto (7) à ̈ realizzata in materiale trasparente,
  5. 5. Dispositivo secondo le rivendicazioni 3 o 4 comprendente inoltre un sostegno (9) sul quale almeno deto dispositivo atuatore (2) e/o deto modulo (3) fotovoltaico e/o deto motore (4) sono montati, deto sostegno (9) essendo montato solidamente a detto elemento agitatore (5) e girevolmente montato su detto elemento di supporto (7) per ruotare unitamente a deto elemento agitatore (5) in seguito all’azione di detto dispositivo atuatore (2) o motore (4) e/o in cui detto motore (4) à ̈ provvisto di mezzi (10) di azionamento impegnati con mezzi (11) di impegno di deto elemento di supporto (7) per muoversi rispeto a deto elemento di supporto (7) e muovere almeno detto elemento agitatore (5).
  6. 6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto elemento agitatore (5) comprende una pluralità di elementi sporgenti (12) atti ad agitare dette alghe o microalghe e/o montati su un albero (8) di rotazione girevolmente montato su detto elemento di supporto (7) e/o in cui almeno uno di deti elementi sporgenti (12) à ̈ realizzato in materiale trasparente ed à ̈ provvisto ad suo interno di almeno un dispositivo luminoso (6) o di almeno un dispositivo luminoso (6) di tipo led, preferibilmente alimentato da deto modulo (3) fotovoltaico.
  7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di essere realizzato in un modulo unitario, removibilmente inseribile in una vasca (20) d’acqua per la coltivazione di alghe o microalghe o in un fotobioreattore e/o dal fatto di essere configurato per galleggiare in una vasca (20) d’acqua e/o dal fatto di presentare dimensioni complessive inferiori a 5 metri x 5 metri x 5 metri o inferiori a 2 metri x 2 metri x 2 metri o inferiori a 1,5 metri x 1,5 metri x 1,5 metri.
  8. 8. Uso di un dispositivo agitatore (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti almeno parzialmente immerso in una vasca (20) d’acqua o in un fotobioreattore per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe contenute in detta vasca (20) e/o per agitare e/o illuminare e/o favorire la coltivazione di alghe unicellulari, ad esempio clorella prototecoides.
  9. 9. Vasca o fotobioreattore per la coltivazione di alghe o microalghe comprendente almeno un dispositivo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8 e/o comprendente almeno un dispositivo, in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, mobile liberamente, senza vincoli, nell’acqua contenuta in detta vasca (20).
  10. 10. Procedimento per la realizzazione di una vasca (20) per la coltivazione di alghe o microalghe o di un fotobioreattore comprendente almeno le fasi di: - inserire alghe o microalghe da coltivare in una vasca (20) o fotobioreattore contenente acqua, - inserire removibilmente in detta vasca (20) o fotobioreattore almeno un dispositivo agitatore (1) o una pluralità di dispositivi agitatori in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8.
ITMI2010A002263A 2010-12-09 2010-12-09 Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori IT1403095B1 (it)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI2010A002263A IT1403095B1 (it) 2010-12-09 2010-12-09 Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori
CN201180066384.1A CN103347599B (zh) 2010-12-09 2011-12-09 用于促进托盘或光生物反应器中的藻类或微藻类生长的流体搅拌器装置
PCT/IB2011/055572 WO2012077081A1 (en) 2010-12-09 2011-12-09 A fluid agitator device for facilitating development of algae or micro-algae in trays or photobioreactors
EP11807759.3A EP2667963B1 (en) 2010-12-09 2011-12-09 A fluid agitator device for facilitating development of algae or micro-algae in trays or photobioreactors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI2010A002263A IT1403095B1 (it) 2010-12-09 2010-12-09 Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ITMI20102263A1 true ITMI20102263A1 (it) 2012-06-10
IT1403095B1 IT1403095B1 (it) 2013-10-04

Family

ID=43736919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ITMI2010A002263A IT1403095B1 (it) 2010-12-09 2010-12-09 Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2667963B1 (it)
CN (1) CN103347599B (it)
IT (1) IT1403095B1 (it)
WO (1) WO2012077081A1 (it)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8323958B2 (en) 2006-11-02 2012-12-04 Algenol Biofuels Switzerland GmbH Closed photobioreactor system for continued daily in situ production of ethanol from genetically enhanced photosynthetic organisms with means for separation and removal of ethanol
AU2014362516B2 (en) * 2013-12-09 2017-02-16 Electric Power Development Co., Ltd. Algae culturing apparatus and algae culturing system
CN105617903B (zh) * 2016-03-30 2017-10-31 绍兴酷易网络科技服务有限公司 一种使用太阳能能源工作的搅拌桶
CN105817158A (zh) * 2016-03-30 2016-08-03 魏会芳 一种太阳能供电的桶体
CN106701532A (zh) * 2016-12-22 2017-05-24 浙江经济职业技术学院 一种波长和强度可变的led组合微藻培养装置
CN107058056B (zh) * 2017-01-17 2019-04-02 杭州元点生物科技有限公司 一种控制微藻在培养容器内贴壁生长的冲淋系统
DE102017008769B4 (de) * 2017-09-19 2022-03-10 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Beleuchtung für einen Einweg-Photo-Bioreaktor
CN108192801A (zh) * 2018-01-23 2018-06-22 约翰李 动态光生物反应器及使用动态光培养微藻的方法
CN109355165B (zh) * 2018-10-16 2022-04-08 上海海洋大学 一种智能动态高密度培养微藻的光生物反应器
CN109621702A (zh) * 2018-12-25 2019-04-16 天津爱微生物科技有限公司 密闭仓用微藻净化设备
US11299701B2 (en) 2019-03-19 2022-04-12 Olympus Corporation Culture-medium-monitoring apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0261533A2 (de) * 1986-09-26 1988-03-30 Forschungszentrum Jülich Gmbh Vorrichtung zur Umwälzung einer Suspension von in Schwebe zu haltenden Partikeln
DE20100605U1 (de) * 2001-01-15 2001-07-12 Polyplan Gmbh Ingenieurbuero F Vorrichtung zur kombinierten Belüftung, Umwälzung und Filtration von Teichwasser
US20090075538A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 George Stetten Solar powered inertial fluid mobilizer
US20090321369A1 (en) * 2005-05-17 2009-12-31 Galletta Jr Robert J Method and apparatus for submersible or self contained aeration of liquid medium

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2548417Y (zh) * 2002-04-05 2003-05-07 朱广清 食用藻家庭养殖器
CN201148438Y (zh) * 2007-12-21 2008-11-12 中国人民解放军总装备部航天医学工程研究所 空间微藻光生物反应器
CN201198474Y (zh) * 2008-04-02 2009-02-25 林健峯 油质性微藻培养装置
CN101709262B (zh) * 2009-12-10 2012-05-23 中国科学院广州能源研究所 高密度培养微藻的太阳能分光光合生物反应器系统
CN102211834A (zh) * 2010-04-08 2011-10-12 何少林 一种光膜共生反应装置
CN101899388B (zh) * 2010-06-17 2011-11-30 无锡同春新能源科技有限公司 太阳能光伏发电系统应用在沼气池上的增效装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0261533A2 (de) * 1986-09-26 1988-03-30 Forschungszentrum Jülich Gmbh Vorrichtung zur Umwälzung einer Suspension von in Schwebe zu haltenden Partikeln
DE20100605U1 (de) * 2001-01-15 2001-07-12 Polyplan Gmbh Ingenieurbuero F Vorrichtung zur kombinierten Belüftung, Umwälzung und Filtration von Teichwasser
US20090321369A1 (en) * 2005-05-17 2009-12-31 Galletta Jr Robert J Method and apparatus for submersible or self contained aeration of liquid medium
US20090075538A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 George Stetten Solar powered inertial fluid mobilizer

Also Published As

Publication number Publication date
CN103347599A (zh) 2013-10-09
WO2012077081A1 (en) 2012-06-14
IT1403095B1 (it) 2013-10-04
EP2667963A1 (en) 2013-12-04
CN103347599B (zh) 2016-04-27
EP2667963B1 (en) 2016-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITMI20102263A1 (it) Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in vasche o fotobioreattori
Liu et al. Attached cultivation technology of microalgae for efficient biomass feedstock production
Apel et al. Open thin-layer cascade reactors for saline microalgae production evaluated in a physically simulated Mediterranean summer climate
US9688951B2 (en) Algae growth system
US20100255458A1 (en) Bioreactor
US9074191B2 (en) Methods and systems for producing lipids from microalgae using cultured multi-species microalgae
US20130023044A1 (en) System and Method for Fuel Generation from Algae
US20100028977A1 (en) Enclosed photobioreactors with adaptive internal illumination for the cultivation of algae
WO2013048543A1 (en) Photobioreactor systems and methods for cultivation of photosynthetic organisms
EP3902389A1 (en) A microalgae-based system for producing products and a process using thereof
CN103627623B (zh) 高epa产率的微拟球藻培养系统及培养方法
CN101519636B (zh) 利用趋光性采收微藻藻体的方法和装置
CN102317430A (zh) 生物反应器
KR101382955B1 (ko) 발광다이오드를 이용한 미세조류 배양장치
WO2016000192A1 (zh) 一种内置光源生物反应器及微藻养殖方法
US20120047797A1 (en) Device and Method for Production of Algae
JP2014176361A (ja) 微細藻類の培養装置
KR101360795B1 (ko) 미세 조류 배양용 표층 부유형 광생물 반응 장치, 및 상기 장치를 포함하는 미세 조류 배양 시설
KR20110095989A (ko) 미세조류 급속배양방법 및 환경변이 지질화장치
Griffiths 5 Microalgal Cultivation
ITMI20121627A1 (it) Dispositivo agitatore di fluidi per favorire lo sviluppo di alghe o microalghe in un fotobioreattore
CN106467888B (zh) 栅板式光生物反应器
BRPI0703633B1 (pt) sistema de agitação de fluxo vertical e baixo consumo de energia aplicado em fotobiorreatores para produção industrial de micro algas
WO2022124878A1 (es) Método para obtener microalgas chlorella vulgaris libres de carotenos
BRPI1102195A2 (pt) fotobiorreator tubular vertical para produzir microalgas