NL2009905C2 - DEVICE AND METHOD FOR GROWING ALGAE IN WATER - Google Patents
DEVICE AND METHOD FOR GROWING ALGAE IN WATER Download PDFInfo
- Publication number
- NL2009905C2 NL2009905C2 NL2009905A NL2009905A NL2009905C2 NL 2009905 C2 NL2009905 C2 NL 2009905C2 NL 2009905 A NL2009905 A NL 2009905A NL 2009905 A NL2009905 A NL 2009905A NL 2009905 C2 NL2009905 C2 NL 2009905C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- algae
- carrier
- water
- foil
- rollers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/02—Photobioreactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
- C12M25/02—Membranes; Filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/14—Rotation or movement of the cells support, e.g. rotated hollow fibers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/12—Unicellular algae; Culture media therefor
Abstract
Description
INRICHTING EN WERKWIJZE VOOR HET KWEKEN VAN ALGEN INDEVICE AND METHOD FOR GROWING ALGAE IN
WATERWATER
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor 5 het kweken van algen in water.The invention relates to a device for growing algae in water.
Het kweken van algen in water is op zichzelf bekend en wordt op verschillende wijzen uitgevoerd. Bijvoorbeeld worden algen in open vijvers, zogenoemde raceways, gekweekt, waarin het water met de zich daarin bevindende algen wordt 10 rondgepompt met behulp van schoepenraderen. Ook kunnen de algen in een buizensysteem gekweekt worden, waarbij de algen met water in de buizen rondgepompt worden. De algen worden hierbij blootgesteld aan (zon)licht en CO2, bijvoorbeeld aan C02-bevattende lucht, en groeien onder het proces van 15 fotosynthese. De gekweekte algen bevatten diverse stoffen, zoals, olie, eiwitten, zetmeel en pigmenten, welke stoffen bijvoorbeeld door het persen van de algen daaruit gewonnen kunnen worden. De stoffen kunnen vervolgens verder bewerkt worden en toegepast worden in de productie van bijvoorbeeld 20 biobrandstof, (vee)voer, en cosmetica.The cultivation of algae in water is known per se and is carried out in various ways. For example, algae are cultivated in open ponds, so-called raceways, in which the water with the algae contained therein is pumped around with the help of paddle wheels. The algae can also be grown in a tube system, whereby the algae are pumped around with water in the tubes. The algae are hereby exposed to (sun) light and CO2, for example to CO2-containing air, and grow under the process of photosynthesis. The cultivated algae contain various substances such as oil, proteins, starch and pigments, which substances can be extracted therefrom, for example, by pressing the algae. The substances can then be further processed and used in the production of, for example, biofuels, (livestock) feed, and cosmetics.
Een nadeel van de hierboven beschreven bekende inrichtingen voor het kweken van algen in water is dat het rondpompen van het water en de zich daarin bevindende algen relatief veel energie kost.A drawback of the above-described known devices for growing algae in water is that pumping the water and the algae contained therein requires relatively much energy.
25 Het is een doel van de uitvinding om het hierboven beschreven nadeel althans ten dele te ondervangen. In het bijzonder is het een doel van de uitvinding om een inrichting van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen waarmee efficiënt algen in water gekweekt kunnen worden.It is an object of the invention to at least partially overcome the disadvantage described above. In particular, it is an object of the invention to provide a device of the type mentioned in the preamble with which algae can be grown efficiently in water.
30 Hiertoe vertoont de inrichting voor het kweken van algen in water volgens de uitvinding een houder voor het bevatten van water, en een drager voor het dragen van de algen, welke drager verplaatsbaar in de houder opgesteld is.To this end, the device for cultivating algae in water according to the invention has a holder for containing water, and a carrier for carrying the algae, which carrier is arranged so as to be movable in the container.
22
Door het aanbrengen van de algen op een drager en het verplaatsen van de drager in het water hoeft het water zelf niet verplaatst te worden. Het verplaatsen van de drager in 5 het water kost minder energie dan het verplaatsen van het water, waardoor met de inrichting volgens de uitvinding efficiënt algen in water gekweekt kunnen worden.By applying the algae to a carrier and displacing the carrier in the water, the water itself does not have to be displaced. Moving the carrier in the water costs less energy than moving the water, as a result of which the device according to the invention can efficiently grow algae in water.
Het water kan zowel zoet als zout water zijn.The water can be both fresh and salt water.
De algen op de drager worden tijdens het verplaatsen in 10 de houder aan (zon)licht en CO2, bijvoorbeeld aan CO2- bevattende lucht, blootgesteld en groeien onder het proces van fotosynthese. Hierbij produceren ze bijvoorbeeld oliën, eiwitten, zetmeel en pigmenten, die uit de algen gewonnen kunnen worden.During displacement in the container, the algae on the carrier are exposed to (sun) light and CO2, for example, to CO2-containing air, and grow under the photosynthesis process. For example, they produce oils, proteins, starches and pigments that can be extracted from the algae.
15 De houder kan elke geschikte houder voor het bevatten van water zijn. Bijvoorbeeld kan de houder de hierboven beschreven open vijver of buizensysteem zijn. Ook kan de houder een aquarium zijn, welk aquarium ten minste één transparante wand omvat voor het doorlaten van (zon)licht, 20 bijvoorbeeld een wand van glas of kunststof.The container can be any suitable container for containing water. For example, the container may be the open pond or pipe system described above. The container can also be an aquarium, which aquarium comprises at least one transparent wall for transmitting (sun) light, for example a wall of glass or plastic.
In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is de drager een folie.In an embodiment of the device according to the invention, the carrier is a foil.
Een folie is een flexibel materiaal, dat eenvoudig in het water verplaatst kan worden en waarop de algen zich 25 kunnen hechten. De folie is bijvoorbeeld van een kunststof vervaardigd, bijvoorbeeld van PVC, acryl, polyester, of dergelij k.A foil is a flexible material that can easily be moved in the water and to which the algae can adhere. The film is, for example, made of a plastic, for example of PVC, acrylic, polyester, or the like.
In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is een oppervlak van de drager, bijvoorbeeld 30 de folie, hydrofiel of omvat deze een hydrofiele laag, zodanig, dat tijdens gebruik de algen daarop hechten.In another embodiment of the device according to the invention, a surface of the carrier, for example the foil, is hydrophilic or comprises a hydrophilic layer such that the algae adhere to it during use.
In het bijzonder omvat de drager een niet-actieve superhydrofiele toplaag. Een superhydrofiele toplaag biedt 3 het voordeel, dat de algen goed daarop hechten. Het voordeel van een niet-actieve toplaag is dat een dergelijke toplaag niet schadelijk is voor de daarop hechtende algen.In particular, the carrier comprises an inactive superhydrophilic top layer. A superhydrophilic top layer offers the advantage that the algae adhere well to it. The advantage of a non-active top layer is that such a top layer is not harmful to the algae adhering to it.
Het (super)hydrofiele oppervlak of de (super)hydrofiele 5 laag kan (super)hydrofiel zijn door een geschikte materiaalkeuze van de folie of laag.The (super) hydrophilic surface or the (super) hydrophilic layer can be (super) hydrophilic due to a suitable choice of material for the film or layer.
In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is het ene oppervlak van de drager, bijvoorbeeld de folie, van een voor hechting van de 10 algen geschikte oppervlakte structuur voorzien.In yet another embodiment of the device according to the invention, the one surface of the carrier, for example the foil, is provided with a surface structure suitable for adhesion of the algae.
Het hydrofiele oppervlak of de hydrofiele laag bezit een contacthoek met water die kleiner is dan 90°, bij voorkeur kleiner dan 45°, meer bij voorkeur kleiner dan 10°. Een oppervlak of laag met een contacthoek kleiner dan 90° is 15 een hydrofiel oppervlak of een hydrofiele laag, een oppervlak met een contacthoek kleiner dan 10° een superhydrofiel oppervlak of een superhydrofiele laag. Door de kleine contacthoek hechten de algen eenvoudig aan het oppervlak van de drager of folie.The hydrophilic surface or hydrophilic layer has a contact angle with water that is less than 90 °, preferably less than 45 °, more preferably less than 10 °. A surface or layer with a contact angle of less than 90 ° is a hydrophilic surface or a hydrophilic layer, a surface with a contact angle of less than 10 ° is a superhydrophilic surface or a superhydrophilic layer. Due to the small contact angle, the algae easily adhere to the surface of the carrier or foil.
20 In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is het andere oppervlak van de drager, bijvoorbeeld de folie, hydrofoob of omvat deze een hydrofobe laag, zodanig, dat tijdens gebruik geen algen daarop hechten.In yet another embodiment of the device according to the invention, the other surface of the carrier, for example the foil, is hydrophobic or comprises a hydrophobic layer such that during use no algae adhere to it.
25 Een dergelijke drager of folie biedt het voordeel, dat de algen wel aan het ene oppervlak hechten en juist niet aan het andere oppervlak, zodat de drager zodanig kan zijn opgesteld, dat alleen het ene oppervlak waarop de algen groeien verlicht wordt. Bijvoorbeeld kan de drager zodanig 30 zijn opgesteld, dat het ene oppervlak naar de zon of een andere lichtbron gericht is. Eventueel kan de drager verplaatst worden in overeenstemming met de verplaatsing van de zon. Het hydrofobe oppervlak of de hydrofobe laag kan 4 hydrofoob zijn door een geschikte materiaalkeuze van de folie of laag. De hydrofobe laag is bijvoorbeeld van siliciumdioxide vervaardigd.Such a carrier or foil offers the advantage that the algae adhere to one surface and not to the other surface, so that the carrier can be arranged such that only the one surface on which the algae grow is illuminated. For example, the support may be arranged such that one surface faces the sun or another light source. The carrier can optionally be moved in accordance with the movement of the sun. The hydrophobic surface or hydrophobic layer can be hydrophobic by suitable material selection of the film or layer. The hydrophobic layer is made of, for example, silicon dioxide.
In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de 5 inrichting volgens de uitvinding is het andere oppervlak van de drager, bijvoorbeeld de folie, van een oppervlakte structuur voorzien waarop de algen niet hechten.In yet another embodiment of the device according to the invention, the other surface of the carrier, for example the foil, is provided with a surface structure to which the algae do not adhere.
Het hydrofobe oppervlak of de hydrofobe laag bezit een contacthoek met het water die groter is dan 90°, bij 10 voorkeur groter dan 135°, meer bij voorkeur groter dan 170°. Een oppervlak of laag met een contacthoek groter dan 90° is een hydrofoob oppervlak, een oppervlak of laag met een contacthoek groter dan 170° een superhydrofoob oppervlak of laag. Door de grote contacthoek hechten de algen niet aan 15 het oppervlak van de folie.The hydrophobic surface or hydrophobic layer has a contact angle with the water that is greater than 90 °, preferably greater than 135 °, more preferably greater than 170 °. A surface or layer with a contact angle greater than 90 ° is a hydrophobic surface, a surface or layer with a contact angle greater than 170 ° a superhydrophobic surface or layer. Due to the large contact angle, the algae do not adhere to the surface of the film.
In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is de drager, bijvoorbeeld de folie, transparant en vertoont deze aan de zijde van het andere oppervlak een naar het ene oppervlak gekeerde 20 spiegellaag.In yet another embodiment of the device according to the invention, the carrier, for example the foil, is transparent and has a mirror layer facing the one surface on the side of the other surface.
Een dergelijke drager of folie biedt het voordeel, dat het (zon)licht door de transparante drager of folie en de daarop gehechte algen heen getransporteerd wordt en vervolgens door de spiegellaag wordt teruggereflecteerd. Op 25 deze wijze wordt het (zon)licht efficiënt benut om de algen twee keer te belichten; één keer rechtstreeks en één keer na terugkaatsing op de spiegellaag. Een dergelijke drager is in het bijzonder geschikt voor landen met relatief weinig zonlicht of relatief lage zonlichtintensiteit. Bij een 30 kunstmatige lichtbron biedt een dergelijke drager het voordeel, dat de intensiteit van het uitgezonden licht relatief laag kan worden ingesteld, waardoor energie kan worden bespaard.Such a carrier or foil offers the advantage that the (sun) light is transported through the transparent carrier or foil and the algae adhered to it and is then reflected back through the mirror layer. In this way the (sun) light is efficiently used to illuminate the algae twice; once directly and once after reflection on the mirror layer. Such a carrier is particularly suitable for countries with relatively little sunlight or relatively low sunlight intensity. With an artificial light source, such a carrier offers the advantage that the intensity of the emitted light can be set relatively low, so that energy can be saved.
55
Voor het focusseren van het (zon)licht op de aan de drager of folie gehechte algen kan de inrichting volgens de uitvinding een lens omvatten die voor het ene oppervlak van de drager opgesteld is. Bijvoorbeeld kan de lens een fresnel 5 lens zijn. Door het focusseren van het (zon)licht met behulp van de (fresnel) lens wordt de hoeveelheid energie per oppervlakte-eenheid op de algen vergroot.For focusing the (sun) light on the algae attached to the carrier or foil, the device according to the invention may comprise a lens arranged in front of the one surface of the carrier. For example, the lens can be a Fresnel lens. By focusing the (sun) light with the help of the (fresnel) lens, the amount of energy per unit area on the algae is increased.
In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt in gebruik de drager 10 zodanig verplaatst, dat telkens een deel van de drager boven het waterniveau in de houder uitkomt, zodanig, dat het deel aan lucht wordt blootgesteld.In yet another embodiment of the device according to the invention, in use, the carrier 10 is displaced in such a way that in each case a part of the carrier comes out above the water level in the container, such that the part is exposed to air.
Op deze wijze wordt telkens het deel van de drager aan de C02~bevattende lucht blootgesteld. Het deel is een telkens 15 of continu wisselend deel van de drager, zodat telkens een ander deel van de drager aan de lucht blootgesteld wordt.In this way the part of the carrier is in each case exposed to the CO2-containing air. The part is in each case a part of the carrier that is continuously or constantly changing, so that a different part of the carrier is each time exposed to the air.
De lucht waaraan het deel van de drager wordt blootgesteld kan gefilterde lucht zijn, zodat het leefmilieu van de algen een in hoofdzaak mono-steriel klimaat is.The air to which the portion of the carrier is exposed can be filtered air, so that the environment of the algae is a substantially mono-sterile climate.
20 Een mono-steriel klimaat biedt het voordeel, dat de algen door dna manipulatie zonder een afweersysteem uitgevoerd kunnen worden. Hierdoor kan meer energie naar de ontwikkeling en groei van de alg gaan, welke energie anders door het afweersysteem gebruikt zou worden. In nog weer een 25 andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting verwijdermiddelen, die nabij het deel van de drager opgesteld zijn voor het verwijderen van een deel van de algen van het deel van de drager.A mono-sterile climate offers the advantage that the algae can be carried out by DNA manipulation without a immune system. This allows more energy to go to the development and growth of the algae, which energy would otherwise be used by the immune system. In yet another embodiment of the device according to the invention, the device comprises removal means which are arranged near the part of the carrier for removing a part of the algae from the part of the carrier.
De verwijderde algen kunnen vervolgens verder verwerkt 30 worden voor het winnen van oliën, eiwitten, zetmeel en/of pigmenten uit de algen. Ook kunnen de algen in bijvoorbeeld veevoer verwerkt worden. Bijvoorbeeld kunnen de algen na het verwijderen geperst worden. En ander deel van de algen wordt 6 niet van het deel van de drager verwijderd, zodat dat andere deel zich opnieuw kan vermenigvuldigen.The removed algae can then be further processed to recover oils, proteins, starches and / or pigments from the algae. The algae can also be processed in, for example, animal feed. For example, the algae can be pressed after removal. Another part of the algae is not removed from the part of the carrier, so that that other part can multiply again.
De verwijdermiddelen omvatten bijvoorbeeld een schraapinrichting, die telkens een laag algen van de algen 5 op het deel van de drager afschraapt.The removing means comprise, for example, a scraping device, which scrapes off a layer of algae from the algae 5 on the part of the carrier.
Alternatief of aanvullend omvat de inrichting persmiddelen, die nabij het deel van de drager opgesteld zijn voor het persen van een deel van de algen op het deel van de drager.Alternatively or additionally, the device comprises pressing means which are arranged near the part of the carrier for pressing a part of the algae onto the part of the carrier.
10 Door het persen van het deel van de algen op het deel van de drager blijven de restanten van de algen achter op de drager. Deze restanten bevatten mineralen en voedingsstoffen die op deze wijze niet van de drager verwijderd worden, zodat er niet of minder aanvullende mineralen en 15 voedingsstoffen aan het water toegevoerd moeten worden. Bij het persen worden de oliën uit de algen verwijderd, welke oliën bijvoorbeeld als biobrandstof gebruikt kunnen worden. Praktisch omvat de inrichting verder opvangmiddelen voor het opvangen van de uit de algen geperste olie. De persmiddelen 20 omvatten bijvoorbeeld een samenstel van met elkaar samenwerkende walsrollen, waartussen de drager wordt geleid voor het persen van de zich daarop bevindende algen.By pressing the part of the algae on the part of the carrier, the remains of the algae remain behind on the carrier. These residues contain minerals and nutrients that are not removed from the carrier in this way, so that no or fewer additional minerals and nutrients have to be supplied to the water. During pressing, the oils are removed from the algae, which oils can be used, for example, as a biofuel. Practically, the device further comprises collecting means for collecting the oil pressed from the algae. The pressing means 20 comprise, for example, an assembly of co-operating rollers, between which the carrier is guided for pressing the algae present thereon.
In een praktische uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding is de drager om twee op afstand van elkaar 25 opgestelde roterende rollen opgesteld, waarbij het ene oppervlak aan een van de rollen afgekeerde zijde van de drager opgesteld is.In a practical embodiment of the device according to the invention the carrier is arranged around two spaced apart rotating rollers, the one surface being arranged on a side of the carrier remote from the rollers.
De drager of folie wordt door de roterende rollen om de twee rollen heen geroteerd, zodat de drager eenvoudig 30 verplaatst kan worden in het water.The carrier or foil is rotated around the two rollers by the rotating rollers, so that the carrier can easily be moved in the water.
Bijvoorbeeld is een rol van de twee rollen althans gedeeltelijk boven het waterniveau in de houder opgesteld, waarbij het deel van de drager zich om de ene rol uitstrekt.For example, a roll of the two rollers is arranged at least partially above the water level in the holder, the part of the carrier extending around the one roll.
77
Op deze wijze wordt telkens het deel van de drager dat zich om het zich boven het waterniveau uitstrekkende deel van de rol uitstrekt aan lucht blootgesteld.In this way, each time the part of the carrier that extends around the part of the roller extending above the water level is exposed to air.
De uitvinding ziet voorts op een werkwijze voor het 5 kweken van algen in water, omvattende de stappen: (a) het aanbrengen van de algen op een drager; (b) het in water opstellen van de drager met de daarop aangebrachte algen, en (c) het in het water verplaatsen van de drager met de 10 daarop aangebrachte algen.The invention further relates to a method for cultivating algae in water, comprising the steps of: (a) applying the algae to a carrier; (b) placing the carrier in water with the algae applied thereon, and (c) displacing the carrier in water with the algae applied thereon.
Met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen algen in water efficiënt gekweekt worden, omdat het relatief weinig energie kost om de drager in het water te verplaatsen.With the aid of the method according to the invention, algae in water can be grown efficiently, because it takes relatively little energy to move the carrier in the water.
15 Bij voorkeur omvat de werkwijze de stap: (d) het verwijderen van een deel van de algen van de drager.Preferably the method comprises the step of: (d) removing part of the algae from the carrier.
De verwijderde algen kunnen verder verwerkt worden, zoals hierboven is beschreven.The removed algae can be further processed as described above.
20 Bij voorkeur omvat de werkwijze de stap: (e) het persen van een deel van de algen op de drager.Preferably the method comprises the step of: (e) pressing a part of the algae on the carrier.
Door het persen van het deel van de algen op de drager in plaats van het verwijderen van het deel van de algen op de drager, of aanvullend aan het verwijderen van het deel 25 van de algen, blijft een restant van de geperste algen achter op de drager, zodat daarin voedingstoffen en mineralen behouden blijven.By pressing the part of the algae on the carrier instead of removing the part of the algae on the carrier, or in addition to removing the part of the algae, a remainder of the pressed algae remains behind on the carrier. carrier, so that nutrients and minerals are retained therein.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt in de werkwijze gebruik gemaakt van de 30 inrichting volgens de uitvinding zoals hierboven beschreven.In an embodiment of the method according to the invention, the method makes use of the device according to the invention as described above.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven figuren, waarin: 8The invention will be further elucidated with reference to figures shown in a drawing, in which: 8
Figuur 1 de inrichting volgens de uitvinding in een schematische, verticale dwarsdoorsnede toont;Figure 1 shows the device according to the invention in a schematic, vertical cross-section;
Figuur 2 de drager van de inrichting uit figuur 1 toont; 5 Figuur 3 een oppervlak van de drager uit figuur 2 in detail toont;Figure 2 shows the carrier of the device of Figure 1; Figure 3 shows a surface of the carrier of Figure 2 in detail;
Figuur 4 het andere oppervlak van de drager uit figuur 2 in detail toont;Figure 4 shows the other surface of the carrier of Figure 2 in detail;
Figuur 5 een deel van een inrichting volgens een tweede 10 uitvoeringsvorm van de uitvinding in een schematische, verticale dwarsdoorsnede toont; enFigure 5 shows a part of a device according to a second embodiment of the invention in a schematic, vertical cross-section; and
Figuur 6 de inrichting uit figuur 5 in een schematische, horizontale langsdoorsnede toont.Figure 6 shows the device from Figure 5 in a schematic, horizontal longitudinal section.
Figuur 1 toont een inrichting 1 voor het kweken van 15 algen in water. De inrichting 1 omvat een glazen aquarium 2, dat gevuld is met water 3. Het water 3 kan zowel zoet als zout water zijn. De inrichting 1 omvat verder twee roterende rollen 4, 5, die op afstand van elkaar opgesteld zijn, en waar omheen een folie 6 is aangebracht. De folie 6 is een 20 flexibele kunststof folie. Aan een van de rollen 4, 5 afkeerde zijde van de folie 6 zijn algen 7 gehecht, zie ook figuur 2. Deze zijde van de folie 6 is hydrofiel of omvat een hydrofiele laag, zodat de algen 7 daar goed aan hechten, zie ook figuur 3. De naar de rollen 4, 5 gekeerde zijde van 25 de folie 6 is juist hydrofoob of omvat een hydrofobe laag, zodat de algen niet aan die zijde van de folie 6 hechten. Door de rotatie van de roterende rollen 4, 5 roteert de folie 6 in het aquarium 2 met water om de rollen 4, 5 in de richting 8. Hierbij bevinden de algen 7 op de folie 6 zich 30 wisselend aan een zijde van het aquarium 2 die met (zon)licht wordt belicht en aan een zijde van het aquarium 2 die niet wordt belicht. Uit figuur 1 blijkt verder, dat één rol 5 boven het waterniveau opgesteld is. Hierdoor bevindt 9 telkens een deel 10 van de folie 6 zich boven het waterniveau, waarbij dat deel 10 aan C02-bevattende lucht wordt blootgesteld. Eventueel kan de C02-bevattende lucht gefilterde lucht zijn. Hiertoe kan de inrichting een filter 5 omvatten. Het aquarium is in dat geval bijvoorbeeld in een afgesloten omgeving opgesteld, of er kan bijvoorbeeld een luchthouder voor het bevatten van gefilterde lucht om de rol 5 en aansluitend aan het aquarium 2 opgesteld zijn. Het afgesloten systeem of de luchthouder zorgt ervoor, dat de 10 algen niet aan buitenlucht blootgesteld worden en uitsluitend aan gefilterde lucht. De algen bevinden zich dan in een mono-steriel klimaat. De algen kunnen in dat geval DNA-gemanipuleerde algen zonder afweersysteem zijn, zodat geen energie gebruikt wordt door het afweersysteem en deze 15 energie juist gebruikt kan worden voor de ontwikkeling en groei van de alg. Hierdoor kan relatief meer olie en/of andere stoffen uit de algen gewonnen worden. Doordat de folie 6 om de rollen 4, 5 roteert wordt telkens een ander deel 10 van de folie 6 aan de lucht blootgesteld. In plaats 20 van lucht kan er eventueel ook sprake zijn van een ander C02-bevattend gas of pure C02, echter, praktisch is er sprake van blootstelling aan lucht. Voor de naar het licht 9 gekeerde zijde van de folie 6 is een lens 11 opgesteld voor het op de folie 6 focusseren van het door de lichtbron uitgezonden 25 licht 9. Door het toevoeren van C02 aan de algen en het toevoeren van energie aan de algen in de vorm van (zon)licht 9 groeien de algen onder het proces van fotosynthese.Figure 1 shows a device 1 for growing algae in water. The device 1 comprises a glass aquarium 2, which is filled with water 3. The water 3 can be both fresh and salt water. The device 1 further comprises two rotating rollers 4, 5 which are arranged at a distance from each other and around which a foil 6 is arranged. The foil 6 is a flexible plastic foil. Algae 7 is adhered to a side of the foil 6 facing away from the rollers 4, 5. See also figure 2. This side of the foil 6 is hydrophilic or comprises a hydrophilic layer, so that the algae 7 adhere well to it, see also figure 3. The side of the foil 6 facing the rollers 4, 5 is just hydrophobic or comprises a hydrophobic layer, so that the algae do not adhere to that side of the foil 6. Due to the rotation of the rotating rollers 4, 5 the film 6 in the aquarium 2 rotates with water around the rollers 4, 5 in the direction 8. Here the algae 7 on the film 6 are alternately located on one side of the aquarium 2 which is exposed with (sun) light and on one side of the aquarium 2 that is not illuminated. Figure 1 further shows that one roll 5 is arranged above the water level. As a result, 9 in each case a part 10 of the foil 6 is above the water level, wherein that part 10 is exposed to CO2-containing air. Optionally, the CO2-containing air may be filtered air. The device may comprise a filter 5 for this purpose. In that case, the aquarium is, for example, arranged in a closed environment, or an air holder for containing filtered air may be arranged around the roll 5 and subsequently to the aquarium 2. The sealed system or the air container ensures that the algae are not exposed to outside air and only to filtered air. The algae are then in a mono-sterile climate. The algae can in that case be DNA-manipulated algae without a defense system, so that no energy is used by the defense system and this energy can be used precisely for the development and growth of the algae. As a result, relatively more oil and / or other substances can the algae are extracted. Because the film 6 rotates around the rollers 4, 5, a different part 10 of the film 6 is each time exposed to the air. Instead of air there may possibly also be another CO 2 -containing gas or pure CO 2, however, practically there is exposure to air. For the side of the foil 6 facing the light 9, a lens 11 is arranged for focusing the light 9 emitted by the light source onto the foil 6. By supplying CO 2 to the algae and supplying energy to the algae in the form of (sun) light 9, the algae grow under the process of photosynthesis.
Hierbij wordt 02 gevormd. In het bijzonder vermenigvuldigen de algen zich. De vermenigvuldigingstijd verschilt per soort 30 alg, maar ligt bijvoorbeeld tussen enkele uren tot enkele dagen. Aanvullend aan de C02 en het (zon)licht kunnen voedingsstoffen en mineralen aan het water 3 toegevoegd worden. Nabij de boven het waterniveau opgestelde rol 5 is 10 een schraper 12 opgesteld, die telkens een laag algen 7 van de folie 6 afschraapt. De van de folie 6 afgeschraapte algen worden bijvoorbeeld afgevoerd met een afvoerinrichting (niet getoond). De afgeschraapte algen kunnen bijvoorbeeld geperst 5 worden voor het winnen van olie daaruit. De op de folie 6 achtergebleven algen zullen zich opnieuw vermenigvuldigen bij het roteren door het water in het aguarium 2 en bij het opnieuw passeren van de schraper 12 voor een deel afgeschraapt worden. Op deze wijze worden de algen in 10 hoofdzaak continu geproduceerd waaruit bijvoorbeeld olie kan worden gewonnen.O2 is formed. In particular, the algae multiply. The multiplication time differs per species of 30 algae, but is, for example, between a few hours and a few days. In addition to the CO2 and the (sun) light, nutrients and minerals can be added to the water. Near the roller 5 disposed above the water level, a scraper 12 is arranged, which scraps off a layer of algae 7 from the foil 6. The algae scraped off from the foil 6 are, for example, discharged with a discharge device (not shown). The scraped algae can, for example, be pressed to extract oil therefrom. The algae remaining on the foil 6 will multiply again when rotating through the water in the aguarium 2 and partially scraped off when the scraper 12 passes again. In this way the algae are produced substantially continuously from which, for example, oil can be extracted.
Het aquarium 2 heeft bij voorkeur een relatief lange lengte en hoogte ten opzichte van een relatief kleine breedte, waardoor het oppervlak van de folie 6 waarop de 15 algen hechten relatief groot is in verhouding tot de totale afmetingen van het aquarium 2. Hierdoor kunnen relatief veel algen op de folie 6 groeien. Bij voorkeur wordt een aantal kleinere aquaria 2 in plaats van één groot aquarium 2 verschaft. Op deze wijze hoeft bij een verontreinigd 20 aquarium 2 slechts één aquarium hersteld te worden, bijvoorbeeld door het reinigen van het aquarium of door het vervangen van de folie met algen en/of het water, en kunnen de overige aquaria 2 door functioneren. Hierdoor hoeft bij een verontreinigd aquarium minder water en/of folie met 25 algen vervangen worden, dan bij één groot aquarium het geval zou zijn.The aquarium 2 preferably has a relatively long length and height with respect to a relatively small width, so that the surface of the foil 6 to which the algae adhere is relatively large in relation to the total dimensions of the aquarium 2. As a result, relatively much algae on the foil 6. A number of smaller aquariums 2 is preferably provided instead of one large aquarium 2. In this way, with a contaminated aquarium 2 only one aquarium needs to be repaired, for example by cleaning the aquarium or by replacing the foil with algae and / or the water, and the remaining aquariums 2 can function as a result. As a result, less water and / or foil with algae need to be replaced in a contaminated aquarium than would be the case in one large aquarium.
Figuur 2 toont de folie 6 in detail. Uit deze figuur 2 blijkt, dat de folie 6 een transparante folie is, zodat de lichtstralen 9 van de lichtbron daardoorheen getransporteerd 30 worden. Aan de van de algen 7 afgekeerde zijde van de folie 6 is een spiegellaag 13 opgesteld, die de lichtstralen 9 terug reflecteert. Hierdoor belicht de lichtstraal 9 twee 11 keer de algen 7; éénmaal rechtstreeks en éénmaal na via de spiegellaag 13 te zijn teruggereflecteerd.Figure 2 shows the foil 6 in detail. This figure 2 shows that the film 6 is a transparent film, so that the light rays 9 from the light source are transported through it. On the side of the foil 6 remote from the algae 7, a mirror layer 13 is arranged which reflects the light rays 9 back. As a result, the light beam 9 illuminates the algae 7 two times 11; once directly and once after being reflected back via the mirror layer 13.
Figuur 3 toont de oppervlakte structuur van het oppervlak van de folie 6 waarop de algen 7 zijn gehecht. De 5 oppervlakte structuur omvat een aantal pieken 14. De contacthoek tussen het water 3 en de pieken 14 is kleiner dan 90°, bij voorkeur kleiner dan 45°, meer bij voorkeur kleiner dan 10°. Door de kleine contacthoek hechten de algen 7 eenvoudig aan het oppervlak van de folie 6. Het 10 (super)hydrofiele oppervlak van de folie 6 waarop de algen 7 hechten kan een op de folie 6 aangebrachte laag zijn, of daarvan deel uitmaken. Het oppervlak van de folie 6 waarop de algen 7 zijn gehecht is niet-actief.Figure 3 shows the surface structure of the surface of the foil 6 to which the algae 7 are adhered. The surface structure comprises a number of peaks 14. The contact angle between the water 3 and the peaks 14 is less than 90 °, preferably less than 45 °, more preferably less than 10 °. Due to the small contact angle, the algae 7 simply adhere to the surface of the foil 6. The (super) hydrophilic surface of the foil 6 to which the algae 7 adhere can be a layer applied to the foil 6 or form part thereof. The surface of the foil 6 to which the algae 7 are adhered is inactive.
Figuur 4 toont de oppervlakte structuur van het 15 oppervlak van de folie 6 waarop de algen 7 juist niet aan hechten. De oppervlakte structuur omvat een aantal pieken 15. De contacthoek tussen het water 3 en de pieken 14 is groter dan 90°, bij voorkeur groter dan 135°, meer bij voorkeur groter dan 170°. Door de grote contacthoek hechten 20 de algen 7 niet aan het oppervlak van de folie 6. Het (super)hydrofobe oppervlak van de folie 6 waarop de algen 7 niet hechten kan een op de folie 6 aangebrachte laag zijn, of daarvan deel uitmaken.Figure 4 shows the surface structure of the surface of the foil 6 to which the algae 7 just do not adhere. The surface structure comprises a number of peaks 15. The contact angle between the water 3 and the peaks 14 is greater than 90 °, preferably greater than 135 °, more preferably greater than 170 °. Due to the large contact angle, the algae 7 do not adhere to the surface of the film 6. The (super) hydrophobic surface of the film 6 to which the algae 7 do not adhere can be a layer applied to the film 6 or form part thereof.
Figuren 5 en 6 tonen dat in plaats van een schraper 12 25 een persinrichting verschaft kan zijn. De persinrichting omvat een aangrenzend aan de rol 5 opgestelde walsrol 16. De folie 6 wordt door het paar rollen 5, 16 geleid en daarbij wordt de olie uit de algen geperst. De rol 16 roteert hierbij in een tegengestelde richting aan de rol 5. De 30 rotatiesnelheid van beide rollen 5, 16 kan verschillen, zodat de algen eenvoudig geperst kunnen worden. De olie 17 wordt verzameld in een ruimte die in longitudinale richting begrensd is door de twee rollen 5, 16. Uit figuur 6 blijkt, 12 dat de rollen 5,16 onder een kleine hoek 21 ten opzichte van de horizontaal 20 zijn opgesteld, zodat de olie 17 in een schuin neerwaartse richting 19 wordt verplaatst en aan een eindzone van de rollen 5, 16 wordt opgevangen in een houder 5 18. Deze persinrichting perst de algen 7 op de folie 6 maar verwijderd ze niet daarvan. Op deze wijze blijven mineralen en voedingsstoffen die in de geperste algen aanwezig zijn achter op de folie 6, waardoor minder mineralen en voedingsstoffen aan het aquarium 2 toegevoegd hoeven te 10 worden. Opgemerkt wordt, dat in de figuren 5 en 6 ter wille van de eenvoud alleen een bovenste eindzone van de inrichting getoond is, in het bijzonder alleen de twee rollen 5, 16 met de daartussen geleide folie 6. Voor de overige, niet-getoonde onderdelen wordt verwezen naar figuur 15 1.Figures 5 and 6 show that a pressing device may be provided instead of a scraper 12. The pressing device comprises a roll roller 16 disposed adjacent to the roller 5. The foil 6 is guided through the pair of rollers 5, 16 and the oil is pressed out of the algae. The roll 16 here rotates in an opposite direction on the roll 5. The rotational speed of both rollers 5, 16 can differ, so that the algae can be pressed easily. The oil 17 is collected in a space which is bounded in the longitudinal direction by the two rollers 5, 16. Figure 6 shows 12 that the rollers 5,16 are arranged at a small angle 21 with respect to the horizontal 20, so that the oil 17 is displaced in an obliquely downward direction 19 and is collected in a container 5 18 at an end zone of the rollers 5, 16. This pressing device presses the algae 7 onto the foil 6 but does not remove them therefrom. In this way, minerals and nutrients present in the pressed algae remain behind on the foil 6, so that fewer minerals and nutrients need to be added to the aquarium 2. It is noted that in figures 5 and 6 for the sake of simplicity only an upper end zone of the device is shown, in particular only the two rollers 5, 16 with the foil 6 guided between them. For the other parts not shown reference is made to figure 15 1.
Opgemerkt wordt, dat de uitvinding zich niet beperkt tot de getoonde uitvoeringsvormen, maar zich tevens uitstrekt tot varianten binnen het bereik van de aangehechte conclusies.It is noted that the invention is not limited to the embodiments shown, but also extends to variants within the scope of the appended claims.
2020
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2009905A NL2009905C2 (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | DEVICE AND METHOD FOR GROWING ALGAE IN WATER |
| PCT/IB2013/060497 WO2014083539A1 (en) | 2012-11-29 | 2013-11-29 | Device and method for cultivating algae in water |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2009905 | 2012-11-29 | ||
| NL2009905A NL2009905C2 (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | DEVICE AND METHOD FOR GROWING ALGAE IN WATER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2009905C2 true NL2009905C2 (en) | 2014-06-04 |
Family
ID=48142865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2009905A NL2009905C2 (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | DEVICE AND METHOD FOR GROWING ALGAE IN WATER |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2009905C2 (en) |
| WO (1) | WO2014083539A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3660139A4 (en) * | 2017-07-22 | 2021-04-21 | Toyo Seikan Group Holdings, Ltd. | Culture vessel, method for manufacturing culture vessel, laminated structure, and method for producing laminated structure |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4438591A (en) * | 1980-02-04 | 1984-03-27 | The University Of Arizona Foundation | Algal cell growth, modification and harvesting |
| US20100144017A1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-06-10 | Missing Link Technologies, L.L.C. | System for harvesting algae in continuous fermentation |
| EP2290048A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-02 | King Abdulaziz City for Science and Technology | Photo-bioreactor and building having a photo-bioreactor mounted on a wall thereon |
| WO2011159966A1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | Algaeventure Systems, Inc. | Improved low-energy system for collecting matter |
| WO2012171123A1 (en) * | 2011-06-13 | 2012-12-20 | Al-G Technologies Inc. | Method using immobilized algae for production and harvest of algal biomass and products |
| WO2013071364A1 (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | Advanced Algal Technologies Limited | A system for growing one or more biological organisms |
-
2012
- 2012-11-29 NL NL2009905A patent/NL2009905C2/en not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-11-29 WO PCT/IB2013/060497 patent/WO2014083539A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4438591A (en) * | 1980-02-04 | 1984-03-27 | The University Of Arizona Foundation | Algal cell growth, modification and harvesting |
| US20100144017A1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-06-10 | Missing Link Technologies, L.L.C. | System for harvesting algae in continuous fermentation |
| EP2290048A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-02 | King Abdulaziz City for Science and Technology | Photo-bioreactor and building having a photo-bioreactor mounted on a wall thereon |
| WO2011159966A1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | Algaeventure Systems, Inc. | Improved low-energy system for collecting matter |
| WO2012171123A1 (en) * | 2011-06-13 | 2012-12-20 | Al-G Technologies Inc. | Method using immobilized algae for production and harvest of algal biomass and products |
| WO2013071364A1 (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | Advanced Algal Technologies Limited | A system for growing one or more biological organisms |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014083539A1 (en) | 2014-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100281836A1 (en) | Method for harvesting algae or plants and device used thereby | |
| CN103717728A (en) | Method using immobilized algae for production and harvest of algal biomass and products | |
| EP3227427B1 (en) | Device for producing a photosynthetic culture by means of a photo-bioreactor and at least one light distributor | |
| NL2009905C2 (en) | DEVICE AND METHOD FOR GROWING ALGAE IN WATER | |
| WO2014172691A4 (en) | Solar conversion system and methods | |
| Melo et al. | Chlorella vulgaris (SAG 211-12) biofilm formation capacity and proposal of a rotating flat plate photobioreactor for more sustainable biomass production | |
| JP2013153744A (en) | System and method for culturing microorganism | |
| US10488110B2 (en) | Belt dryer and method for dewatering microalgae | |
| WO2016175302A1 (en) | Method for culturing and collection of microalgae culture | |
| US20130205450A1 (en) | Cultivation of photosynthetic organisms | |
| EP3022283B1 (en) | Method and unit for producing microalgae | |
| FR2978159A1 (en) | PHOTO-BIOREACTOR FOR THE PRODUCTION OF A CONCENTRATED ALGAL SOLUTION AND DEVICE FOR EXPOSING THE SOLUTION, PARTICULARLY FOR SUCH A PHOTO-BIOREACTOR | |
| EP2987400A1 (en) | Method for the production of phytoplankton | |
| AU2012101593A4 (en) | A system for growing one or more biological organisms | |
| WO2019009221A1 (en) | Culturing device, carrier, and culture subject collection method | |
| CN101519636A (en) | Method and device for collecting microalgae utilizing phototropism | |
| CA2807900C (en) | Sun tracking light distributor system | |
| IL257797A (en) | A method of culturing haematococcus species for manufacturing of astaxanthin | |
| KR102027884B1 (en) | Producing device of Spirulina | |
| ES2532236B1 (en) | Installation for obtaining biomass through the cultivation of algae and obtaining biorefin for the production of bio-oil and bioproducts and procedure for obtaining it | |
| WO2016080932A1 (en) | Solar bioreactor | |
| WO2020213632A1 (en) | Culture device, carrier supporting device, and method for producing culture target | |
| Johnson | Development, optimization, and economic evaluation of a novel attached growth algae cultivation system | |
| CN205305799U (en) | Insect pest trap | |
| CN115024124A (en) | Tea seedling breeding device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20151201 |