NO329800B1 - Apparatus for growing algae - Google Patents
Apparatus for growing algae Download PDFInfo
- Publication number
- NO329800B1 NO329800B1 NO20090200A NO20090200A NO329800B1 NO 329800 B1 NO329800 B1 NO 329800B1 NO 20090200 A NO20090200 A NO 20090200A NO 20090200 A NO20090200 A NO 20090200A NO 329800 B1 NO329800 B1 NO 329800B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- algae
- container
- growing algae
- floating elements
- pipe
- Prior art date
Links
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 title claims abstract description 53
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 36
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 8
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 6
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 abstract description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 5
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 4
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 235000004522 Pentaglottis sempervirens Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 2
- 241000206761 Bacillariophyta Species 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 241000195628 Chlorophyta Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 241000221089 Jatropha Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000008162 cooking oil Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012364 cultivation method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 235000021323 fish oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 nitrogen-containing compound Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- XZPVPNZTYPUODG-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;dihydrate Chemical compound O.O.[Na+].[Cl-] XZPVPNZTYPUODG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000002982 water resistant material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
Abstract
Det er beskrevet en apparatur for offshore-algedyrkning. Apparaturen er en enkel, flytende konstruksjon med tilførselsrør og en mulighet for å inkludere en anordning for å kontrollere værinnvirkningen på dyrkningen. Sirkulering av dyrkningsmediet i apparaturen oppnås, i det minste delvis, ved hjelp av bølge- og tidevannsbevegelser.An apparatus for offshore algae cultivation is described. The apparatus is a simple, fluid construction with supply pipes and an opportunity to include a device for controlling the weathering effect on cultivation. Circulation of the culture medium in the apparatus is achieved, at least in part, by wave and tidal motions.
Description
Dyrkningssystem for alger Cultivation system for algae
Alger har vært gjenstand for stor interesse som et lovende råstoff for biodieselproduksjon. De er antatt å ha et stort potensial for høy produktivitet, fortrenger ikke næringsmiddelavlinger (mulig å anvende skrinne/uegnede landressurser), muligheter for daglig høsting (høy vekstrate for biomasse), høy fotosyntetisk effektivitet, høyt cellulært oljeinnhold (20-50%) i tillegg til muligheten for CO2fangst og avsetning. Alger kan dyrkes i både saltvann og brakkvann, og det finnes tallrike typer eller stammer av alger. Som en følge av Aquatic Species Program, finansiert av National Renewable Energy Laboratory mellom 1978 og 1996 finnes det nå rundt 300 spesies (for det meste kiselalger og grønnalger) lagret i en samling som er tilgjengelig for forskere som er interessert i algedyrking for energiformål. Algae have been the subject of great interest as a promising feedstock for biodiesel production. They are believed to have great potential for high productivity, do not displace food crops (possible to use scarce/unsuitable land resources), possibilities for daily harvesting (high biomass growth rate), high photosynthetic efficiency, high cellular oil content (20-50%) in in addition to the possibility of CO2 capture and disposal. Algae can be grown in both salt water and brackish water, and there are numerous types or strains of algae. As a result of the Aquatic Species Program, funded by the National Renewable Energy Laboratory between 1978 and 1996, there are now about 300 species (mostly diatoms and green algae) stored in a collection available to researchers interested in algal cultivation for energy purposes.
Dyrkningssystemer for alger, for å oppnå storskala produksjon kan være enten åpne dammer (vannrenner), eller foto-bioreaktorer, PBR, (lukket system). Hver av dyrkningsmetodene har klare fordeler og ulemper, relatert til plassbehov (størrelse), biomassekvalitet og -konsentrasjon, kontaminering, kostnader (kapital-, drift- og høsting), prosesskontroll (for eksempel temperaturregulering), væravhengighet og produksjonsfleksibilitet. Valget av produksjonssystem må gjøres i overensstemmelse med det valgte algespesies, høstingsmetoden og de ytterligere bearbeidelsestrinnene inntil oppnåelse av det endelige algeoljesluttproduktet. I dag er begge dyrkningssystemer i drift, men disse er ofte fokusert på å gi lave volumer av produkter av høy verdi. Cultivation systems for algae, to achieve large-scale production can be either open ponds (water troughs), or photo-bioreactors, PBR, (closed system). Each of the cultivation methods has clear advantages and disadvantages, related to space requirements (size), biomass quality and concentration, contamination, costs (capital, operating and harvesting), process control (for example temperature regulation), weather dependence and production flexibility. The choice of production system must be made in accordance with the selected algae species, the harvesting method and the further processing steps until obtaining the final algae oil end product. Today, both cultivation systems are in operation, but these are often focused on providing low volumes of high value products.
GB 1495709 beskriver en fremgangsmåte og en apparatur for dyrking av plantecelle omfattende en avlang transparent beholder båret av vann, hvor vekstmediet føres gjennom beholderen og karbondioksid tilsettes. Temperaturkontroll kan oppnås via et tilknyttet flyteelement og endring av flytehøyden i vannet. For å oppnå sirkulering gjennom beholderen er det nødvendig å anvende en pumpe. GB 1495709 describes a method and an apparatus for growing plant cells comprising an oblong transparent container carried by water, where the growth medium is passed through the container and carbon dioxide is added. Temperature control can be achieved via an associated floating element and changing the floating height in the water. To achieve circulation through the container, it is necessary to use a pump.
GB 2438155 beskriver en flytende apparatur for dyrking av alger omfattende en kjede av forseglede kamre med plan bunn, hvor hvert kammer er dekket med et gjennomskinnelig materiale. Videre er hvert kammer forbundet med en gassanrikningstank. GB 2438155 describes a floating apparatus for growing algae comprising a chain of sealed chambers with a flat bottom, each chamber being covered with a translucent material. Furthermore, each chamber is connected to a gas enrichment tank.
NO320950 beskriver en anordning for dyrkning av alger bestående av lukkede vekstbeholdere fremstilt av plastfolie. NO320950 describes a device for growing algae consisting of closed growth containers made of plastic foil.
Foreliggende oppfinnelse vedrører et dyrkningssystem for alger, spesielt et offshore-system og anvendelse av systemet. The present invention relates to a cultivation system for algae, in particular an offshore system and application of the system.
Foreliggende oppfinnelse vedrører ikke-landbasert, kontinuerlig produksjon av alge-biomasse i et offshore produksjonssystem. Nærmere bestemt vedrører foreliggende oppfinnelse anvendelse av en vannbåren, flytende algedyrkningsenhet, enten i sjø/saltvann eller i ferskvann, inneholdende et område av egnede sjøvanns- eller brakkvannsalger som fores med næringsstoffer gjennom et neddykket gassystem. The present invention relates to non-land-based, continuous production of algae biomass in an offshore production system. More specifically, the present invention relates to the use of a water-borne, floating algae cultivation unit, either in sea/salt water or in fresh water, containing an area of suitable seawater or brackish water algae that is fed with nutrients through a submerged gas system.
I dag mener mange forskere at alger - som er encellede organismer - har et stort potensial som råstoffkilde for biodrivstoffproduksjon. Alger kan gro i spillvann, selv sjøvann og krever ikke mer enn sollys og karbondioksid for å gro i store volumer. Dermed mister diskusjonen vedrørende meningsfull bruk av landarealer enhver betydning. I tillegg kan de gro eksepsjonelt raskt, idet de tilveiebringer langt større utbytter sammenlignet med råstoff anvendt i 1G planter som for eksempel rapsfrø, soyabønne. De kan inneholde både lipider (oljer) for biodiesel og/eller sukre for etanolproduksjon og proteiner egnede for for. Today, many researchers believe that algae - which are single-celled organisms - have great potential as a raw material source for biofuel production. Algae can grow in waste water, even sea water and require nothing more than sunlight and carbon dioxide to grow in large volumes. Thus, the discussion regarding the meaningful use of land areas loses any meaning. In addition, they can grow exceptionally quickly, as they provide far greater yields compared to raw material used in 1G plants such as rapeseed, soybean. They can contain both lipids (oils) for biodiesel and/or sugars for ethanol production and proteins suitable for feed.
Fornybare drivstoffer for transportsektoren har blitt et viktig tema i forbindelse med menneskeskapte klimaendringer, og spesielt reduksjonen av emisjon av drivhusgasser (GHG). Følgelig må biodrivstoff fremstilles på en fornybar og vedvarende måte, slik at man unngår etiske dilemmaer som spørsmål om mat versus drivstoff, barnearbeid, landrettigheter, utarming av jord/biodiversitet osv. Dette betyr at det må finnes nye råstoffmaterialer for biodrivstoffproduksjon. Som biodrivstoff for transportsektoren nevnes ofte etanol og biodiesel. Biodiesel kan fremstilles fra vegetabilske oljer, brukte kokeoljer, fiskeolje, animalske fett og helvetesolje (jatropha) enten ved transforestring (1. generasjonsteknologi) eller hydrobehandling/isomerisering (1,5 generasjonsteknologi). Transforestring av triglycerider med metanol og alkali resulterer i metylester (RME dersom den fremstilles fra rapsfrøolje), mens hydrobehandling resulterer i en hydrokarbonstruktur som har produktegenskaper tilsvarende mineralbasert diesel. Renewable fuels for the transport sector have become an important topic in connection with man-made climate change, and in particular the reduction of greenhouse gas (GHG) emissions. Consequently, biofuel must be produced in a renewable and sustainable way, so that ethical dilemmas such as food versus fuel, child labour, land rights, depletion of soil/biodiversity, etc. are avoided. This means that new raw materials must be found for biofuel production. Ethanol and biodiesel are often mentioned as biofuels for the transport sector. Biodiesel can be produced from vegetable oils, used cooking oils, fish oil, animal fats and jatropha oil either by transesterification (1st generation technology) or hydrotreatment/isomerization (1.5 generation technology). Transesterification of triglycerides with methanol and alkali results in methyl ester (RME if produced from rapeseed oil), while hydrotreatment results in a hydrocarbon structure that has product characteristics similar to mineral-based diesel.
Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et flytende algedyrkningssystem med en enkel og holdbar konstruksjon. Systemet bør anvende bølge- eller tidevannsbevegelser for å øke sirkulasjonen av kulturen. Et ytterligere formål er å tilveiebringe et system som gjør det mulig å kontrollerer innvirkningen av vær, så som regn. The purpose of the present invention is to provide a liquid algae cultivation system with a simple and durable construction. The system should employ wave or tidal movements to increase circulation of the culture. A further object is to provide a system which makes it possible to control the influence of weather, such as rain.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en apparatur for dyrkning av alger, hvorved apparaturen omfatter to avlange, parallelt anordnede flyteelementer, en fleksibel bunnmembran forbundet med flytelementene og to endestykker forbundet til de respektive endene av flyteelementene og til bunnmembranen, for derved å danne en avlang beholder, et første rør med åpninger for tilførsel av C02gass anordnet inne i beholderen parallelt med flyteelementene og et andre rør som har ett eller flere innløp/utløp for tilførsel av vann og næringsstoffer eller for høsting av alger, hvor det andre røret er anordnet inne i nevnte beholder parallelt med flyteelementene. The present invention provides an apparatus for growing algae, whereby the apparatus comprises two elongated, parallel arranged floating elements, a flexible bottom membrane connected to the floating elements and two end pieces connected to the respective ends of the floating elements and to the bottom membrane, thereby forming an elongated container, a first pipe with openings for the supply of C02 gas arranged inside the container parallel to the floating elements and a second pipe which has one or more inlets/outlets for the supply of water and nutrients or for the harvesting of algae, where the second pipe is arranged inside said container parallel to the floating elements.
I en utførelsesform omfatter apparaturen videre et eller flere stive, stabiliserende elementer forbundet med flyteelementene. In one embodiment, the apparatus further comprises one or more rigid, stabilizing elements connected to the floating elements.
Ifølge ett trekk ved oppfinnelsen omfatter apparaturen ett eller flere ytterligere flyteelementer forbundet med det/de stabiliserende elementet/elementene. Det ene eller de flere flyteelementetZ-elementene kan også være forbundet til det første og andre røret. According to one feature of the invention, the apparatus comprises one or more additional floating elements connected to the stabilizing element(s). The one or more floating element Z elements can also be connected to the first and second tubes.
I en utførelsesform omfatter det første røret en eller flere forgreninger for tilførsel av gassen. Det første røret kan videre anvendes for tilførsel av en nitrogenholdig forbindelse, så som NOx gass. In one embodiment, the first pipe comprises one or more branches for supplying the gas. The first pipe can also be used for supplying a nitrogen-containing compound, such as NOx gas.
Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter det andre røret en eller flere ventiler for å kontrollere åpning og lukking av innløp/utløp. According to another feature of the invention, the second pipe comprises one or more valves to control the opening and closing of the inlet/outlet.
I en spesiell utførelsesform omfatter apparaturen for dyrkning av alger minst en reversibelt uttrekkbar dekkmembran for kontrollert dekking av toppen av beholderen. Apparaturen kan videre omfatte innretninger for å dra ut og trekke tilbake dekkmembranen. In a particular embodiment, the apparatus for cultivating algae comprises at least one reversible retractable cover membrane for controlled covering of the top of the container. The apparatus can further include devices for pulling out and retracting the cover membrane.
To eller flere av apparaturen ifølge oppfinnelsen kan sammenføyes for å danne en klynge av dyrkningsbeholdere. Two or more of the apparatus according to the invention can be joined to form a cluster of cultivation containers.
Foreliggende oppfinnelse omfatter videre anvendelse av en apparatur ifølge oppfinnelsen for dyrkning av alger i, eller nær, deres naturlige habitat. Når følgelig apparaturen plasseres på eller i et vannmiljø vil typen av alger valgt for dyrking i det valgte miljøet være fra det omgivende habitatet. The present invention further comprises the use of an apparatus according to the invention for growing algae in, or near, their natural habitat. Consequently, when the apparatus is placed on or in an aquatic environment, the type of algae selected for cultivation in the chosen environment will be from the surrounding habitat.
Foreliggende opprinnelse vil bli beskrevet i større detalj med henvisning til de vedlagte figurene, hvori Figur 1 viser et tverrsnitt av hele det flytende algebeholdersystemet (FAS) for algeproduksjon. The present origin will be described in greater detail with reference to the attached figures, in which Figure 1 shows a cross-section of the entire floating algae container system (FAS) for algae production.
Figur 2 viser det flytende algeproduksjonsystemet sett i fugleperspektiv. Figure 2 shows the floating algae production system seen from a bird's eye view.
Oppfinnelsen vedrører produksjon av alger i et lukket miljø. Apparaturen ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes i kystområder, en innsjø, en elv eller som en offshore-installasjon. Figur 1 viser, som en illustrasjon, et sidesnitt av en apparatur ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen, mens figur 2 viser enheten i fugleperspektiv. Figur 1 er et snitt sett langs linje AA på figur 2. Figuren viser de to flyteelementene 2 og 4 og en bunnmembran 6 forbundet med flyteelementene. Membranen 6 er fremstilt av et fleksibelt materiale som tillater overføring av bevegelse fira omgivende vann til innholdet av apparaturen. Apparaturen omfatter videre endestykker 3 og 5 forbundet med de respektive endene av apparaturen. Flyteelementene, membranen og endestykkene danner sammen en beholder for å innholde alger og vekstmedium. I den viste utførelsesformen er et første rør 8 anordnet inne i beholderen, røret 8 er konstruert med forgreninger 12 for tilførsel av karbondioksid og eventuelt andre gasser til vekstmediet. Røret 8 og/eller forgreningene 12 er fortrinn vis konstruert slik at de tillater gassen å frigjøres som bobler 16 i vekstmediet. Et andre rør 10 er anordnet inne i beholderen. I den viste utførelsesformen er røret 10 utstyrt med flere ventiler 14 med åpninger (ikke vist på figurene). Det andre røret 10 anvendes for tilsetning av vekstmedium, vann, næringsstoffer til beholderen og for å fjerne alger ved høsting. Antallet av ventiler 14 og forgreninger 12 vil avhenge av størrelsen av apparaturen. Eventuelt kan ventilene kontrolleres individuelt. I den viste utførelsesformen er en gruppe av tredje flyteelementer 20 anordnet mellom, og i en rekke parallelt med, de to første flyteelementene. De tredje flyteelementene er forbundet med bunnmembranen 6. Apparaturen omfatter videre relativt stive stabiliserende elementer 30, 31 som forbinder flyteelementene med hverandre, og som gir apparaturen som sådan strukturell stivhet og stabilitet. Nivået av dyrkningsmediet i beholderen er illustrert ved overflatelinjen 18.1 en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er apparaturen videre utstyrt med minst en kontrollerbar, reversibel, uttrekkbar dekkmembran. I figurene er to dekkmembraner 26 og 28 forbundet med ruller, henholdsvis 22 og 24. Dekkmembranen 26 kan trekkes over beholderen og beskytter innholdet av beholderen mot værpåvirkning, så som sol og/eller regnfall. I figurene er dekket 28 trukket tilbake på rullen 24 og solen tillates å varme og overføre energi til algene tilstede i beholden. Figurene viser en mulig måte å konstruere apparaturen ifølge oppfinnelsen på; foreliggende oppfinnelse er imidlertid ikke begrenset til denne utførelsesformen. Membranen kan konstrueres som en membran som dekker hele beholderen, eller flere membraner som dekker en del derav. Membranen kan rulles opp eller foldes når den trekkes tilbake, og kan konstrueres som et eller flere plateliknende elementer. The invention relates to the production of algae in a closed environment. The apparatus according to the present invention can be used in coastal areas, a lake, a river or as an offshore installation. Figure 1 shows, as an illustration, a side section of an apparatus according to an embodiment of the invention, while Figure 2 shows the device in a bird's eye view. Figure 1 is a section seen along line AA in Figure 2. The figure shows the two floating elements 2 and 4 and a bottom membrane 6 connected to the floating elements. The membrane 6 is made of a flexible material which allows the transfer of movement from the surrounding water to the contents of the apparatus. The apparatus further comprises end pieces 3 and 5 connected to the respective ends of the apparatus. The floating elements, the membrane and the end pieces together form a container to contain algae and growth medium. In the embodiment shown, a first pipe 8 is arranged inside the container, the pipe 8 is constructed with branches 12 for the supply of carbon dioxide and possibly other gases to the growth medium. The pipe 8 and/or the branches 12 are preferably constructed so that they allow the gas to be released as bubbles 16 in the growth medium. A second tube 10 is arranged inside the container. In the embodiment shown, the tube 10 is equipped with several valves 14 with openings (not shown in the figures). The second tube 10 is used for adding growth medium, water, nutrients to the container and for removing algae when harvesting. The number of valves 14 and branches 12 will depend on the size of the apparatus. Optionally, the valves can be controlled individually. In the embodiment shown, a group of third floating elements 20 is arranged between, and in a row parallel to, the first two floating elements. The third floating elements are connected to the bottom membrane 6. The apparatus further comprises relatively rigid stabilizing elements 30, 31 which connect the floating elements to each other, and which give the apparatus as such structural rigidity and stability. The level of the culture medium in the container is illustrated by the surface line 18.1 In a preferred embodiment of the invention, the apparatus is further equipped with at least one controllable, reversible, retractable cover membrane. In the figures, two cover membranes 26 and 28 are connected by rollers, respectively 22 and 24. The cover membrane 26 can be pulled over the container and protects the contents of the container against weather influences, such as sun and/or rain. In the figures, the cover 28 is pulled back on the roller 24 and the sun is allowed to heat and transfer energy to the algae present in the container. The figures show a possible way of constructing the apparatus according to the invention; however, the present invention is not limited to this embodiment. The membrane can be constructed as a membrane that covers the entire container, or several membranes that cover a part of it. The membrane can be rolled up or folded when retracted, and can be constructed as one or more plate-like elements.
Apparaturen har form av en rektangulær dyrkningsenhet og vil vanligvis ha en vanndybde på 20-40 cm. Dyrkningsenheten kan drives på følgende måte. Den egnede algetypen eller-stammen vil være innelukket i sjøvannet/saltvannet/brakkvannet begrenset av flytelementene illustrert som flytende pongtonger 2, 4, 20. Disse kan være fremstilt av et hvilket som helst vannresistent materiale av lav vekt, så som PVC eller et hvilket som helst lignende materiale. Bunnen av beholderen består av en kledeliknende bunnmembran festet til pongtongene. Bunnen 6 er fleksibel og vil følge bølge- og tidevannsbevegelser. Formen og stivheten av den flytende beholderen oppnås ved hjelp av et stabiliserende system bestående av stive bjelker 30 lokalisert ved jevne intervaller langs lengden av den flytende beholderen. The apparatus has the shape of a rectangular cultivation unit and will usually have a water depth of 20-40 cm. The cultivation unit can be operated in the following way. The suitable algae type or strain will be contained within the seawater/saltwater/brackish water confined by the buoyancy elements illustrated as floating pontoons 2, 4, 20. These may be made of any light weight water resistant material such as PVC or any preferably similar material. The bottom of the container consists of a cloth-like bottom membrane attached to the pontoons. The bottom 6 is flexible and will follow wave and tidal movements. The shape and rigidity of the floating container is achieved by means of a stabilizing system consisting of rigid beams 30 located at regular intervals along the length of the floating container.
De to rørene 8,10 løper langs den sentrale aksen av beholderen. Et av rørene frakter CO2og eventuelt nitrogenholdige forbindelser, og har forgreningsrør for å sikre jevn fordeling av CO2i den flytende beholderen. Innføring av CO2/NOXgasser vil også bidra til turbulens og blanding av vannet i beholderen. Det andre røret 10 kan anvendes for å høste alger fra den flytende beholderen eller tilføre ferskt sjøvann/saltvann/brakkvann og næringsstoffer, påkrevet for optimal vekst av algene, til beholderen. The two pipes 8,10 run along the central axis of the container. One of the pipes carries CO2 and possibly nitrogen-containing compounds, and has branch pipes to ensure even distribution of CO2 in the liquid container. Introduction of CO2/NOX gases will also contribute to turbulence and mixing of the water in the container. The second tube 10 can be used to harvest algae from the floating container or supply fresh seawater/saltwater/brackish water and nutrients, required for optimal growth of the algae, to the container.
Et ytterligere formål med oppfinnelsen er muligheten for å kontrollere mengden av sollys som når beholderen ved at man har en fleksibel membran 26,28 som dekker beholderen. Dette kan oppnås ved hjelp av en solenergidrevet lavspenningsmotor som trekker ut/trekker tilbake membranen over beholderoverflaten. A further object of the invention is the possibility of controlling the amount of sunlight that reaches the container by having a flexible membrane 26,28 covering the container. This can be achieved by means of a solar-powered low-voltage motor that extends/retracts the membrane over the container surface.
Fordelene ved den flytende beholderen kan uttrykkes som følger: The advantages of the floating container can be expressed as follows:
De anvendte algene vil være naturlig rikelig tilstede, ville algetyper eller stammer som har demonstrert overlevelsesevne i sitt lokale marine miljø er følgelig mindre sårbare overfor konkurrerende algespesies. Dette vil også redusere faren for innføring av genetisk modifiserte spesies siden algene vil være av lokal type eller stamme. The algae used will be naturally abundant, wild algae types or strains that have demonstrated survivability in their local marine environment are consequently less vulnerable to competing algae species. This will also reduce the risk of introducing genetically modified species since the algae will be of a local type or strain.
Det vil ikke foreligge noe behov for temperaturregulering, siden temperaturen i beholderen vil være den av sjøvannet/saltvannetÆrakkvannet, og bestemt ved utvekslingsraten med det omgivende vannet/erstatningsvannet. Dette vil sikre en stabil beholdertemperatur og følgelig forventes energikostnadene for temperaturkontroll å være lave. Væravhengigheten vil ikke være vesentlig, siden anvendelsen av membranen kan beskytte algekulturen mot regnfall og også regulere lysintensiteten om dette skulle være påkrevet. There will be no need for temperature regulation, since the temperature in the container will be that of the seawater/brine water, and determined by the exchange rate with the surrounding water/replacement water. This will ensure a stable container temperature and consequently the energy costs for temperature control are expected to be low. The weather dependence will not be significant, since the use of the membrane can protect the algae culture from rain and also regulate the light intensity if this is required.
Den enkle utformingen av beholderen vil bety at behovene for prosesskontroll vil være minimale. Blanding av algebiomassen vil sikres ved tidevanns- og bølgebevegelse i kombinasjon med CC^/NCvinnføring og -frigivelse i beholderen. Høstingen og tilførselen av næringsstoffer gjennom det andre røret kan være datamaskinkontrollert med parameterinnstillinger avhengig av typen alger og deres behov. The simple design of the container will mean that the needs for process control will be minimal. Mixing of the algal biomass will be ensured by tidal and wave movement in combination with CC^/NC water introduction and release into the container. The harvesting and supply of nutrients through the second tube can be computer controlled with parameter settings depending on the type of algae and their needs.
Størrelsen (lengde og bredde) er fleksibel og vil avhenge av produksjonsbehov og plasseringssted på kysten. Typisk vil et enkelt flytende algebeholdersystem være 50 meter langt og ha en bredde på 10 meter. Flere individuelle flytende beholdere kan så kobles sammen for å utgjøre en flytende produksjonsfarm av beholdere. The size (length and width) is flexible and will depend on production needs and location on the coast. Typically, a single floating algae container system will be 50 meters long and 10 meters wide. Several individual floating containers can then be linked together to form a floating production farm of containers.
Kapital- og driftskostnadene vil være signifikant lavere sammenlignet med landbaserte åpne dammer (vannrenner) eller fotobioreaktorer (PBR), Dette skyldes anvendelsen av billige materialer i alle faser av fremstillingen av den flytende beholderen og det reduserte behovet from oksygenfjernelse, pH-kontroll, avkjøling, rensing osv. under drift. The capital and operating costs will be significantly lower compared to land-based open ponds (water channels) or photobioreactors (PBR), This is due to the use of cheap materials in all phases of the production of the liquid container and the reduced need from oxygen removal, pH control, cooling, cleaning etc. during operation.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20090200A NO329800B1 (en) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | Apparatus for growing algae |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20090200A NO329800B1 (en) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | Apparatus for growing algae |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20090200L NO20090200L (en) | 2010-07-14 |
| NO329800B1 true NO329800B1 (en) | 2010-12-20 |
Family
ID=42733719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20090200A NO329800B1 (en) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | Apparatus for growing algae |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO329800B1 (en) |
-
2009
- 2009-01-13 NO NO20090200A patent/NO329800B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20090200L (en) | 2010-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2610672C2 (en) | Aquatic-based microalgae production apparatus | |
| Dragone et al. | Third generation biofuels from microalgae | |
| US8658420B2 (en) | Photobioreactor for algae growth | |
| US9260685B2 (en) | System and plant for cultivation of aquatic organisms | |
| Rocca et al. | Biofuels from algae: technology options, energy balance and GHG emissions | |
| US10462989B2 (en) | Systems and methods for cultivating and harvesting blue water bioalgae and aquaculture | |
| Öncel et al. | Façade integrated photobioreactors for building energy efficiency | |
| WO2009037683A1 (en) | A system and apparatus for growing cultures | |
| WO2009051479A2 (en) | Photobioreactor and method for the production of phototropic organisms | |
| Toyoshima et al. | A pilot-scale floating closed culture system for the multicellular cyanobacterium Arthrospira platensis NIES-39 | |
| Bhateria et al. | Algae as biofuel | |
| CN102559478B (en) | Controllable slope type microalgae cultivation system and microalgae cultivation method thereof | |
| Marsh | Small wonders: biomass from algae | |
| US9090862B2 (en) | System and method for processing biological material | |
| KR20130106455A (en) | Trap net type underwater microalgae incubator having incubating sac formed with fine mesh and underwater microalgae incubating method using thereof | |
| KR101437724B1 (en) | A culture medium of microalgae that is used for producing bio oil | |
| CN202465662U (en) | Slope controllable microalgae breeding system | |
| KR101360795B1 (en) | Surface floating type photobioreactor for mass culturing of microalgae, and microalgae cultivation system | |
| CN101665765B (en) | Continuous production device for culturing Microalgae by closed piston flows and production method thereof | |
| NO329800B1 (en) | Apparatus for growing algae | |
| HRP20170369T1 (en) | A system to produce feedstock for biogas production | |
| Juracsek | Algae farming | |
| Saeid et al. | Algae biomass as a raw material for production of algal extracts | |
| JP2015521042A (en) | Aquatic-based microalgae production equipment | |
| Haspeslagh | Aquatic phototrophs for the production of fuels and green chemicals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL ASA, NO |
|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL PETROLEUM AS, NO |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |