NO328666B1 - Baerer for dyrking av makroalger i sjo og et arrangement for utsetting av slike baerere - Google Patents

Abstract

Bærer for dyrking av sjøvekster, særlig makroalger, med et element som kan gi vekst av frø eller sporer som blir avsatt på dette elementet og som er innrettet for å bli plassert i sjø. Bæreren er et plateformet organ (11) med åpninger (22) som tillater gjennomstrømning av vann fra ei side til den andre. Det plateformete organets overflate er innrettet for å oppta frø eller sporer. Åpningene kan for eksempel være slisser (12) eller runde hull. Bæreren kan være rektangulær, bladformet eller oval.

Description

Bærer for dyrking av makroalger i et vannvolum, og et arrangement for å sette ut slike bærere.

Oppfinnelsen angår en bærer for en makroalgekultur som beskrevet i den innledende delen av patentkrav 1 og et arrangement for å sette ut slike bærere.

Bakgunn

Det finnes to kategorier av alger; makroalger og mikroalger. Denne oppfinnelsen angår dyrking av makroalger vanligvis kjent som tare. Dyrking av tare har lange tradisjoner i Asia, hvor tare ble dyrket for produksjon av matingredienser, råmaterialer, carrageenan, agar, alginater og medisinske formål. Nylig er det en voksende interesse for å bruke tare for energi, så som biogass, bioetanol, elektrisitet osv., legemidler, petrokjemiske erstatningsmidler, og produksjon av bioplast.

Nå blir tare seedet på tau som er manuelt festet til større tau i sjøen. Tauene er forankret med flere punkter, og det er ulike måter for utsetting i sjøen, både vertikalt og horisontalt.

Det er et behov for et mer industrielt, automatisert seedings-, dyrkings- og høstingssystem for tare, særlig for å kunne være konkurransedyktig som en energiavling.

Fra japansk patentsøknad 2006325563 er det kjent å sette ut multiple plater som bærere som henger i tau fra en serie flytende legemer. Dette arrangementet har ulike ulemper, inkludert behovet for manuelt arbeid for å montere og høste bærerne, og følsomheten av bærerne i en vannmasse med strømmer.

Fra japansk patent 3083529 er det kjent å framskaffe et holderedskap for dyrking av tare, omfattende rammer med et nett, hvorved seedtauene er festet. Det er sporer adhert til tauene og et resinbelagt gjødsel blir tilført i en beholder. Dette systemet krever manuelt arbeid i såing av sporene og høsting av algene, hvilket ikke vil tillate dyrking i stor skala for energiformål.

Fra kinesisk patent 1132275 er det kjent å framstille en base for dyrking avtare ved å bruke en polypropyleneweb som råmateriale. Fra japansk patent 9000096 er det kjent å framskaffe et algedyrkende nett fra polyvinyl. Fra japansk patent 11262337 er det kjent et nett for dyrking av tare som bedrer utbyttet, ved at nettet framstilles uten knuter. Ingen av disse nettene er egnet for storskala, mekanisk styrt dyrking av tare.

Det er også kjent fra japansk patentsøknad 2008061509å sette ut et nett med betydelig lengde med skrånende tau som går til anker.

Det er altså ikke forslått noen bærer som er tilgjengelig både for mekanisk håndtering og mekanisk høsting av den dyrkete taren. Det er dessuten ikke foreslått noen bærer som sikrer at det ikke blir komplikasjoner med marine dyr, så som hvaler.

Dessuten er tarefarmer nå plassert i beskyttete eller delvis beskyttete områder av havet, ettersom de ikke er konstruert for å motstå de ekstreme kreftene på det åpne havet.

Formål

Hovedformålet med oppfinnelsen er å gjøre hele taredyrkningsprosessen, inkludert seeding, dyrking, vedlikehold, transport og høsting, mer effektiv, inkludert å framskaffe en struktur som er egnet for automatisert dyrking, og som tillater bruk av maskiner for å påføre frø, og for å høste.

Et ytterligere formål er å framskaffe en bærer som kan motstå strømning og bevegelse av vann i åpen sjø, som tillater taredyrking i større områder av havet.

Det er et ytterligere formål å framskaffe en bærer som forhindrer komplikasjoner med pattedyr, hvilket er et problem med tau- og nettbaserte taredyrkingssystemer.

Ytterligere formål vil omtales i den følgende beskrivelsen av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen

En bærer i samsvar med oppfinnelsen er beskrevet i krav 1. Den omfatter altså ei plate av fleksibelt materiale med et mønster av åpninger som tillater vann å passere fra en side av bæreren til den andre. Bæreren kan omfatte en web av bånd, men omfatter fortrinnsvis en plate med åpninger i et mønster. Bæreren er utformet for å dyrke store brunalger eller lignende makroalger. Krav 10 beskriver et arrangement for å sette ut bærere i samsvar med oppfinnelsen. Ytterligere trekk i samsvar med oppfinnelsen er beskrevet i kravene 2 - 9 og i kravene 11 -12. Platene kan være av et fast eller porøst materiale, eller de kan være laminert av to eller flere underplater eller satt sammen av fibre. Materialet kan være organisk eller ethvert annet materiale som gir fleksibilitet, og som fortrinnsvis er biodegraderbart. Bærerplata kan være framstilt for engangsbruk, for å kunne resirkuleres mekanisk ved høsting, fortrinnsvis med mekaniske hjelpemidler, eller for å kunne benyttes flere ganger.

Bærerplata kan ha en negativ eller positiv oppdrift, oppdriften kan være justerbar med hjelpemidler, så som tau eller andre elementer med positiv eller negativ oppdrift.

Bæreren kan ha en rektangulær eller lignende form, inkludert form som ulike løvblad. Den kan også være i form av et langt pledd, festet til en fortøyning ved en eller begge ender.

Bæreren kan også være utformet for festing ved ett eller flere punkt eller sider, til andre bærere og/eller til en festeanordning, så som et tau. Alternativt kan bærerne ha en enkelt punktfesting i ett hjørne.

Vanligvis kan bæreren i samsvar med oppfinnelse fortøyes på en av de følgende måtene:

- Enkel punktfortøyning til havbunnen

- Enkel punktfortøyning til horisontale liner

- Enkel punktfortøyning til vertikale liner

- Multippel punktfortøyning

- Sidelengs fortøyning til en line

- Sidelengs fortøyning til en lignende bærer

Bæreren kan også arrangeres i grupper på to eller flere i ulike arrangement, hvilket vil bli vist i eksemplene.

Materialet i bærerplatene kan være gjennomskinnelig eller ugjennomsiktig, avhengig av bruksmåten. Når de benyttes i flere stabler i et vannvolum, vil et gjennomskinnelig materiale være foretrukket for å gi mer lys for fotosyntesen.

Det øverste laget eller både topp og bunnlaget kan ha en ru overflate for å bære sporer eller for at frø skal kunne plasseres på bæreren, f.eks. ved spraying eller senke ned i en suspensjon.

Bæreren i samsvar med oppfinnelsen kan arrangeres for bruk i en ensrettet vannstrøm. Den kan også være satt ut eller fortøyd for å stå i mangerettete strømninger.

Åpningene som er sentrale for denne oppfinnelsen kan være framskaffet ved stansing eller som en del av framgangsmåten for å danne platematerialet i bæreren. Åpningene kan være langsgående spalter, eller andre typer åpninger arrangert i et mønster som er egnet for bruksområdet og sjøområdet hvor det brukes.

Platematerialet er fortrinnsvis homogent, men kan ha forsterkninger, f.eks. i form av et integrert nett. Det kan også ha en kant, f.eks. langs alle sider, som er forstørret for å tåle bruken av festeorgan eller som kan framskaffes med et tau egnet for festing til utsettingselementer.

Når det framskaffes en bærer i form av et langt teppe, kan oppdriftsegenskapene variere langs lengden for å gi en bølget posisjon i vannet. Dette kan medføre at bæreren tåler høyere bølger og tillater et høyere vekstområde.

En viktig avveining i utformingen av bæreren er utfordringene med størrelsen og behovet for mekanisk håndtering. Mekanisk håndtering skaper restriksjoner med hensyn til bredden av ei plate som framstilles, f.eks. i et fabrikklokale plassert nært havet, for utsetting i havet. Bærerplatene bør derfor være egnet for å kunne kobles sammen til multiple langsgående weber. Elementene i denne koblingen bør være egnet for kutting eller frakobling med mekaniske midler ved høsting.

Koblingen mellom bærerelementene i den operative modus bør tillate både tunge bølger og hvaler og andre pattedyr som skapte en risiko for tidligere kjente tarefarmer.

Bæreren i samsvar med oppfinnelsen kan settes ut som et teppe i et enkelt horisontalt lag eller med multiple horisontale lag i en stabel, f.eks. 2-3 lag, med en flerpunkts utsetting.

Alternativt kan enkle bærere eller grupper av bærere være arrangert med en enkelt punktfortøyning. Dette er særlig egnet når tarekulturen er plassert i et område med endrete retninger på strømmen av vann og/eller i områder med storm, som utgjør en risiko for store strukturer av bærere med oppankring på alle sider.

Bærerne i samsvar med oppfinnelsen kan være framstilt av et materiale som inneholder en vekstsubstans, vanligvis i form av et gjødsel for de ulike tarene. Alternativt eller i tillegg kan vekstsubstanser settes til som et depot på bærerplata.

Vekstsubstansen kan være forskjellig organisk eller delvis organisk avfall, f.eks. rester fra håndtering av kommunalt avløpsvann, eller fra ulike organiske materialer. Inkludert er også resirkuleringen av bæreren i samsvar med oppfinnelsen, når bæreren er av organisk materiale.

Bæreren i samsvar med oppfinnelsen kan slepes ut på sjøen, men kan også leveres i ruller, for sjøgående transport til et sted fjernt fra framstillingsstedet.

Trekkene av oppfinnelsen er beskrevet i kravene, som skal tolkes for å dekke detaljene gitt i beskrivelsen.

Oppfinnelsen kan benyttes for å dyrke tare for ulike formål. Det er imidlertid hovedsakelig tiltenkt dyrking i stort volum, for formål så som å produsere bioetanol, biogass og ulike co- og biprodukt.

Eksempler

Utførelser av oppfinnelsen er beskrevet i det følgende, med referanse til figurene, hvor

Figur 1 viser et perspektiv snitt av en utførelse av en bærer i samsvar med oppfinnelsen,

Figur 2 og 3 viser et perspektiv snitt av to utførelser for å sette ut en rektangulær bærer i samsvar med oppfinnelsen i et vannvolum,

Figur 4 viser et perspektiv snitt av to rektangulære bærere kjedet sammen,

Figur 5 viser et perspektiv snitt av en gruppe rektangulære bærere med et enkelt fortøyningspunkt til påler som strekker seg fra havbunnen, Figur 6 viser et perspektiv snitt av en sirkulær eller ellipsoidisk bærer med et enkelt fortøyningspunkt, Figur 7 viser et perspektiv snitt av en bladformet bærer med et enkelt fortøyningspunkt, mens

Figur 8-10 viser ulike gruppestrukturer av bærere, alle med enkelt fortøyningspunkt.

Figur 1 viser en bærer 11 framstilt i form av et rektangulært teppe som er fleksibelt i det minste på langs, dvs. på tvers av utstrekte akser. Bæreren 11 er utformet med et antall tverrgående spalter 12 som etterlater et mellomliggende smalt segment 13 av basematerialet. Bæreren 11 kan framstilles av en kontinuerlig web, spaltene 12 kan være utkuttet eller utstanset i en integrert eller separert prosess.

På den langsgående siden av bæreren, er det etterlatt en kontinuerlig kant 14,15 på begge sider. Formålet med kantene 14,15 er å gi stabilitet og muliggjøre håndtering av den langsgående bæreren 12 ved påføring av sporene, ved utsetting i et vannvolum eller når algene høstes med mekaniske midler.

Kantene 14,15 på bæreren 11 kan framskaffes med en innkapslet line eller tau 16,17, delvis for armering, delvis for utsetting og delvis for håndtering.

Endene av bæreren 11 kan ha en forlenget fast del som er tilgjengelig for festemidler, så som vist i figur 1, for en festeline som vist i figur 3, eller for en armeringsstang.

Bæreren kan framstilles fra enhver plate eller web av plast, tekstil eller kombinasjon av slike materialer, som har den egenskapen at de holder sporer eller frø i en vekstperiode i vann og som har mekanisk stabilitet og varighet til å motstå gjentatt mekanisk handtering og mekanisk høsting av vekstproduktet.

Bærerne kan framstilles av ethvert plast- eller organisk materiale eller kombinasjon av materiale som er kompatible med formålet for å holde et stort antall sporer eller frø for dyrking, og som kan tåle å være satt ut kontinuerlig i vannet.

Bærerne kan ha oppdrift for å holde seg horisontale eller for å henge ned. De kan ha en ru eller porøs overflate, eller til og med være dekt av et lag av et ulikt vekstsubstrat, som kan ha en gjødsel.

Åpningene 12 vil tillate at vann strømmer fra en side av bæreren til den motsatte, og reduserer motstanden mot bølger og tidevannsstrømmer samt at de muliggjør en strømning av næringsstoffer i vannet til å sirkulere gjennom bæreren.

Frøene eller sporene kan påføres bæreren ved flere ulike framgangsmåter, inkludert spraying med dyser, senke ned i et bad, rulle med en fluidsuspensjon, strøing eller til og med ved elektrostatiske midler. Formålet er at denne prosessen skal implementeres med mekaniske midler, for å redusere de manuelle anstrengelsene og øke hastigheten.

Påføringen av sporer kan gjøres på land, i et innløp (basseng), på et fartøy eller på en plattform arrangert for å tjene en makroalgekultur eller taredyrkingsanlegg.

Figur 1 viser også dyrkingen av tare 18 på en del av bæreren 11.

Utformingen av bæreren 11 vil tillate mekanisk handtering og høsting av tarene, ved eksponering av den aktive siden eller de aktive sidene av bæreren som gir mer fleksibilitet for å flytte bæreren, f.eks ved bruk av et sugehode og for å fjerne taren fra bæreren.

Den rektangulære formen av bæreren som er vist i figur 1 er bare en mulighet. Bæreren kan ha enhver form som er egnet for fortøyning og håndtering under de gitte forhold med hensyn til vannstrømning, bølgehøyde og andre vekstforhold.

Strukturen av bæreren kan også være som for et vevd teppe, basismaterialet kan være av plast eller grovt garn, eller til og med en kombinasjon. Kravet er at materialet har et generelt uniformt mønster av åpninger, så som de viste spaltene 12 eller lignende hull eller kombinasjoner. Bæreren kan til og med framstilles som en platelignende åpen struktur av tau som gir vekstområder for tare. Som et alternativt kan et nett av tilstrekkelig styrke dekkes av et perforert lag på et medium som er egnet for dyrking av tare. Dette mediet kan til og med resirkuleres i en høsteprosess.

Figur 2 og 3 viser ulike utførelser for å sette ut bæreren i samsvar med oppfinnelsen. I figur 2 var det serier av rektangulære bærere 11 som er satt ut vertikalt fra en line 19.1 dette eksemplet kan den nedre enden av bæreren 11 ha en ballast line. I figur 3 er en serie av bærere 11 festet til en ende eller side av en line 19, oppdriften av bæreren gir en vesentlig horisontal tilstand.

Begge utførelsene vil tillate ferdsel av pattedyr uten at de setter seg fast. I begge utførelsene kan serier av parallelle liner 18 og 19 arrangeres for å dekke et område i sjøen. Figur 4 viser to rektangulære bærere 11 som er koblet sammen og fortøyd ved de resulterende fire hjørnene med liner 20 fra anker 21 på havbunnen. Ved endene av bærerne 11 er det integrert fleksible rør 22, 23, 24. Figur 5 viser en gruppe av fem rektangulære bærere 11, som hver er fortøyd til en vertikal stavn 25, som strekker seg fra havbunnen. Hver bærer 11 er forbundet med en line 26, hvilket tillater at bærerne 11 kan justeres horisontalt eller på skrå i forhold til vannstrømmen. Figur 6 viser en sirkulær eller ellipsoidisk bærer 11 som er satt ut i vannet med liner 27 fra fire oppdriftslegemer 28 og er med en sentral fortøyningsline 29 forbundet til et anker 30 på havbunnen. Figur 7 viser en enkelt bærer 11 med et enkelt fortøyningspunkt samsvarende med utførelsen i figur 5. Bæreren 11 har et nedre hjørne 31 med et par fleksible kanter 32, 33 festet til et hjørneelement 34, festet til fortøyningslinen 35. Hjørneelemente 134 kan være ethvert egnet forsterkende element som er festet til de fleksible kantene 32, 33, som kan være av fleksible rør.

Den ytre enden av hver fleksible kant 32, 33 er forbundet til et oppdriftselement 28, med en line 27.

Formen av bæreren 11 kan være som et naturlig blad eller avlangt blad, egnet for utsetting i et strømmende vannvolum. Bæreren kan være forsterket i midten og fra midten og til sidene, tilsvarende et naturlig blad. Linen 36 som forbinder bæreren 11 med ankerutstyret er fortrinnsvis en fleksibel stang som vil holde bæreren i en skrå posisjon i vannet.

Bærere med en enkeltpunkts fortøyning er egnet for bruk offshore / åpen sjø ettersom bærerne vil bli trykket ned eller senket ytterligere av de naturlige kreftene i de høye bølgene. Figurer 8-10 viser tre ulike gruppestrukturer av bærere 11, alle med enkeltpunkts fortøyning. Figur 8 viser et flerbladet løv 37 med en sentral fleksibel stamme 38 forbundet til en stamme 39. Figur 9 viser en serie båndformete bærere 11 festet til en sylindrisk kjerne 41, idet bærerne peker i ulike retninger fra ulike høyder.

Figur 10 viser en serie bærere 11 i en prestekragestruktur på en sentral ring 42.

Felles for alle disse utførelsene: Et oppdriftslegeme 40 er forbundet til stammene 39, delvis for å vise lokaliteten for denne gruppen bærere, delvis for å holde stammen 39 stående.

Felles for alle enkeltfortøynings utførelsene er arrangement i tilstrekkelig avstand for å hindre sammenfiltring av tilstøtende bærere under storm.

Fordelen med denne utsettingen er dens retningsuavhengighet og at den ikke skades av hvaler. Det vil også være mulig å kombinere denne utsettingen av bærerne med mekanisk håndtering og høsting.

Claims (12)

1. Bærer for dyrking av makroalger, med et element utformet for vekst av frø som er satt ut der, og som har elementer for utsetting i et vannvolum,karakterisert vedat bæreren (11) er ei plate forsynt med åpninger (12) som tillater at vann strømmer fra en side til en annen, idet overflaten av plata har en struktur som vil holde på sporer og frø.

2. Bærer i samsvar med krav 1,karakterisert vedat åpningene vanligvis er parallelle spalter (12).

3. Bærer i samsvar med krav 1,karakterisert vedat åpningene er en serie av vanligvis sirkulære åpninger.

4. Bærer i samsvar med et av kravene 1-3,karakterisert vedat bæreren er rektangulær, bladformet eller avlang, med en kant (14,15) i det minste på siden for utsetting.

5. Bærer i samsvar med krav 4,karakterisert vedat kanten (14,15) har en festet line (16,17) for forsterking og utsetting.

6. Bærer i samsvar med et av kravene 1 til 5,karakterisert vedat den omfatter en laminert struktur med et forholdsvis sterkt og tynt folie materiale, og et lag av vekstsubstans, som kan være biodegraderbart.

7. Bærer i samsvar med et av kravene 1 til 6,karakterisert vedat platen inkluderer et nett eller forsterkende liner.

8. Bærer i samsvar med et av kravene 1 til 7,karakterisert vedat å omfatte en gjødsel og/eller nærende substans for å fremme veksten av makroalger.

9. Bærer i samsvar med et av kravene 1 til 8,karakterisert vedat oppdriften varierer langs lengden av en utstrakt bærer, for å oppnå en bølgeform når den settes ut i vann.

10. Arrangement for å sette ut en bærer (11) i samsvar med krav 1,karakterisert vedat det omfatter forbindende midler (16,17; 32, 33) forbundet til i det minste en del av en kant (14; 31) av bæreren.

11. Arrangement i samsvar med krav 10,karakterisert vedat de forbindende midlene (32, 33) forbundet til kanten av bæreren (11, Figur 7) er forbundet til et enkelt festemiddel (36).

12. Arrangement i samsvar med krav 11,karakterisert vedat festemidlet (36) er forankret til sjøbunnen og at det omfatter i det minste ett oppdriftselement (28).