WO2018096296A1 - System for filtering a solution comprising microalgae for the harvesting thereof - Google Patents

System for filtering a solution comprising microalgae for the harvesting thereof Download PDF

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WO2018096296A1
WO2018096296A1 PCT/FR2017/053253 FR2017053253W WO2018096296A1 WO 2018096296 A1 WO2018096296 A1 WO 2018096296A1 FR 2017053253 W FR2017053253 W FR 2017053253W WO 2018096296 A1 WO2018096296 A1 WO 2018096296A1
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WO
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microalgae
piston
tank
reactor
port
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/053253
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French (fr)
Inventor
Alexandre Yannick Robert BESSON
Original Assignee
Sas Alg&You (Alg And You)
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/117Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements arranged for outward flow filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/60Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor integrally combined with devices for controlling the filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/62Regenerating the filter material in the filter
    • B01D29/64Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes, nozzles, or the like, acting on the cake side of the filtering element
    • B01D29/6469Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes, nozzles, or the like, acting on the cake side of the filtering element scrapers
    • B01D29/6484Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes, nozzles, or the like, acting on the cake side of the filtering element scrapers with a translatory movement with respect to the filtering element
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02Photobioreactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M33/00Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/14Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus with filters, sieves or membranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/02Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass

Definitions

  • the present invention relates in particular to a filtration system of a solution comprising microalgae. It also relates to an assembly comprising such a system and a microalgae culture reactor as well as microalgae harvesting and rinsing processes.
  • microalgae The cultivation of microalgae has undergone significant development over the last thirty years. Initially used for animal nutrition in aquaculture, microalgae are now exploited in many sectors of activity such as energy, agri-food, cosmetics and pharmaceuticals. Their nutritional virtues and the low cost of their culture make microalgae, such as spirulina or chlorella, a food resource of interest for both human and animal food. According to the United Nations Food and Agriculture Organization (FAO), spirulina may even be involved in the fight against malnutrition.
  • FEO Food and Agriculture Organization
  • the microalgae are generally produced in a culture reactor of the photobioreactor type, which comprises a medium that is suitable for culturing microalgae. In photo-autotrophic regime, the microalgae are subjected in the reactor to a light radiation which promotes their multiplication.
  • microalgae are produced in suspension in a liquid solution and must be separated from their culture medium by filtration, with a view to their use and in particular their consumption.
  • microalgae can be separated from their culture medium by simple filtration.
  • high concentrations of microalgae and their production of polysaccharides in the culture medium imply a rapid clogging of the filter during harvesting.
  • the document WO-A1-2011 / 1155822 describes a filtration system of this type comprising a vessel in which a piston is able to move.
  • the piston is surrounded by a cylindrical filter which is configured to retain the microalgae and let their culture medium pass.
  • the microalgae are sequentially agglutinated at the lower end of the vessel by the piston and are recovered at this lower end by a specific port of the vessel.
  • filtration stops When the piston is actuated, filtration stops.
  • the system described in this document therefore allows a discontinuous filtration including several filtration phases interrupted and separated from each other by piston displacement phases.
  • the present invention provides an improvement to this technology, which provides a simple, effective and economical solution to at least some of the disadvantages of the present art.
  • the invention proposes a filtration system for a solution comprising microalgae, the system comprising:
  • a vessel comprising a substantially cylindrical internal cavity whose axis of revolution is substantially vertical, this cavity being intended to receive a solution to be filtered comprising microalgae,
  • a filtration piston slidably mounted in said cavity, in a direction substantially parallel to said axis of revolution, and a first filtering cylindrical wall configured to retain the microalgae, said first wall being located at least in a lower part of said cavity and being configured to be scraped by the piston during its movements,
  • a second circular filter wall located at the lower end of the cavity and configured to retain and harvest the microalgae.
  • the piston is configured to scrape the first filter wall for regeneration. Indeed, the scraping of this wall makes it possible to remove the microalgae deposited by filtration on the wall and to move them to the bottom of the cavity, at the level of the second filtering wall.
  • the presence of this second circular wall makes it possible to significantly improve the filtration of the solution by limiting the risk of clogging of the system.
  • the circular wall has a function of harvesting microalgae, that is to say that it is intended to serve as a support microalgae recovery.
  • the displacement of the piston causes agglutination and concentration of microalgae on the circular wall, which forms an algal paste.
  • a succession of pumping allows for example to obtain a significant harvest of microalgae paste 20% dry matter.
  • the system according to the invention can allow continuous filtration of the solution. Indeed, during movement of the piston, the second filter surface is unclogged, remains operational and can continue to perform its filtering function without interruption.
  • the system according to the invention may comprise one or more of the following features, taken separately from each other or in combination with each other:
  • the second filtering wall is removably mounted inside the cavity and / or at the lower end of the vessel; alternatively, this second wall could be integral with the first wall and form with the latter a bowl of microalgae harvest;
  • the second filtering wall is substantially flat
  • the piston has a generally cylindrical shape and comprises a lower end of a shape substantially complementary to that of said second filtering wall;
  • a scraper member is connected to the lower end of the piston so as to be driven by the latter during its movements, this scraper being configured to pre-scrape said first filter wall and having an outer diameter less than that of the piston;
  • At least one seal is mounted between the piston and the vessel;
  • the system comprises at least one solution supply port to be filtered and at least one port for discharging a permeate; in a mode of
  • these two ports could be integrated in the same organ T, that is to say, three channels (first and second channels define the power port and the first channel defines with a third channel the port of evacuation);
  • said supply port is located at the upper end of the tank or at the lower end of the piston;
  • the piston delimits two chambers inside the tank respectively located above and below it, said supply port opening into the upper chamber which is in fluid communication with the lower chamber by at least one channel; extending in or along the piston;
  • the piston is configured to be actuated manually or by an actuating means, for example electric.
  • the present invention also relates to an assembly comprising a filtration system of a solution comprising microalgae or a system as described above, a microalgae culture reactor, and means for fluid connection of the system to the reactor.
  • Said fluidic connection means may comprise:
  • a first three-way valve including:
  • a first channel is connected to a first port of the tank of the system
  • a second path is connected to a third port of the reactor, and. a third channel is configured to be connected to a suction or evacuation means,
  • a second three-way valve including:
  • a first channel is connected to a second port of the tank of the system
  • a second path is connected to a fourth port of the reactor, and. a third path is configured to be connected to a source of rinsing fluid.
  • a non-return valve can be mounted:
  • a pressure sensor can be mounted:
  • a filter may be mounted between the first channel of the second valve and the second port of the reactor.
  • the filtration system may comprise all or part of the characteristics of the system as described above.
  • the present invention also relates to a method for harvesting microalgae for example from an assembly as described above.
  • the method can include:
  • the present invention finally relates to a method for rinsing microalgae.
  • the method can include:
  • FIG. 1 is a schematic view of an assembly according to the invention comprising a microalgae culture reactor and a filtration system for a solution comprising microalgae,
  • FIG. 2 is a diagrammatic view on a larger scale of a lower part of the tank of the system of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a schematic view of an alternative embodiment of an assembly according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of an alternative embodiment of a filtration system
  • FIG. 5 is a diagrammatic view on a larger scale of a lower part of the tank of the system of FIG. 4, during a method of using this system,
  • FIGS. 6 and 7 are diagrammatic perspective views of geometric shapes of the tank of the filtration system
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of an alternative embodiment of the filtration system
  • FIG. 9 is a schematic view of an alternative embodiment of an assembly according to the invention and means for connecting the filtration system to the reactor, and
  • Figure 1 shows an assembly comprising a microalgae culture reactor 10, in particular food, and a filtration system 12 for the separation of microalgae from their culture medium and their harvest.
  • Microalgae may for example be spirulina and / or chlorella.
  • the reactor 10 is schematically represented by a rectangle and comprises for example a container 14 containing a solution 16 comprising the microalgae.
  • This reactor can be equipped with a light source for the cultivation of microalgae in solution 16.
  • the reactor 10 comprises two ports, an output port 18 and an input port 20. These ports are for example located at a lower end of the reactor.
  • the filtration system 12 comprises:
  • a tank 22 comprising an internal cavity 24 intended to receive the solution 16 to be filtered
  • a filtration piston 26 slidably mounted in the cavity, and - A cylindrical filter wall 28 configured to be scraped by the piston during its movements.
  • the tank 22 has a substantially cylindrical general shape whose axis of revolution A is substantially vertical.
  • the tank 22 generally comprises two parts, lower 22a and upper 22b, respectively.
  • the parts 22a, 22b preferably have the same height (or longitudinal dimension along the axis A).
  • the piston 26 is housed in the cavity 24 and can be moved therein in a direction substantially parallel to the axis A, that is to say from top to bottom, and from bottom to top. It is thus movable from an upper position, shown in Figure 1, to a lower position.
  • the piston 26 has for example a generally cylindrical shape.
  • the piston 26 preferably has a height close to half a height of the tank 22. In its upper position, the piston occupies substantially the entire internal volume of the upper part of the cavity and, in its lower position, it occupies substantially the entire internal volume of the lower part of the cavity.
  • Sealing means are preferably provided between the piston 26 and the tank 22.
  • a first seal 29 is for example mounted between the outer periphery of the lower end of the piston and the inner cylindrical face of the tank 22, and another seal 30 is for example mounted between the outer periphery of the upper end of the piston and the inner cylindrical face of the vessel 22.
  • the distance or height between the seals 29, 30 is preferably greater than the height of the wall 28.
  • the piston 26 is connected at its upper end to a rod 32 for the actuation of the piston, manually or by a suitable means for example electrical.
  • the rod 32 here extends upwardly along the axis A, substantially from the middle of the piston.
  • the tank 22 may comprise a lid, not shown, removable. This cover may comprise a central orifice for passage of the rod 32 of the piston 26.
  • the tank 22 may further comprise a removable bottom 34.
  • the lid and the bottom 34 can be fixed to the rest of the tank by screwing, quarter turn, etc. Ideally, they must be manually disassembled without the aid of any particular tool.
  • the removable bottom 34 may for example comprise or define only the lower end of the tank. It may comprise a lower circular wall 36 of the vessel and possibly a cylindrical peripheral rim 37, extending upwardly from the wall 36, and comprising, for example, a thread for screwing the bottom onto the remainder of the vessel (see FIG. 2).
  • the bottom 34 could be formed by the lower part 22a of the tank, which could comprise at its upper end (for example in the zone Z shown in Figure 2) a screw thread on the upper part 22b of the tank .
  • Sealing means may be provided between the bottom 34 and the remainder of the tank 22.
  • the cylindrical filter wall 28 is housed inside the tank 22. It extends here over the entire height of the lower portion 22a of the cavity. Alternatively, it could extend over a greater height or a smaller height of the tank.
  • the wall 28 is kept at a distance from the wall of the lower part 22a of the tank so that the microalgae culture medium can pass through the wall 28 and flow between it and the wall of the lower part, until bottom of the tank (arrows 38).
  • the system 12 further comprises a second filter wall 40, which is circular and is disposed at the lower end of the vessel. In the example shown, it lines the bottom 34 and is spaced from it so that the microalgae culture medium can pass through the wall 40 (arrows 41).
  • the spaces between the filtering walls 28, 40 and the tank can be obtained by spacers extending between the wall of the tank and the filtering wall 28, and between the bottom 34 and the filtering wall 40.
  • simple oversizes of material 42 could be provided on the wall of the tank and the bottom 34, the filtering walls 28, 40 being intended to bear on the free ends of these extra thicknesses.
  • the filtering walls 28, 40 are configured to retain the microalgae.
  • the filtering walls make it possible to separate the microalgae from their culture medium.
  • the filtering walls 28, 40 preferably have a pore size of between 1 and 100 ⁇ , more preferably between 1 and ⁇ , and for example between 10 and 40 ⁇ with regard for example to the collection of Spirulina.
  • the filtering wall 40 here has a generally planar shape and has an outer diameter substantially equal to or slightly less than the internal diameter of the tank, and in particular of its lower part 22a.
  • the lower end of the piston 26 preferably has a shape substantially complementary to that of the filtering wall 40, and is therefore flat in the example shown.
  • the tank 22 comprises two ports, respectively a supply port 44 and an evacuation port 46.
  • permeate 46 is located at the lower end of the tank 22, and opens into the aforementioned space extending between the filter walls 28, 40 and the tank. It is thus configured to collect the culture medium after filtration, called permeate (arrow 48 - Figure 2).
  • the supply port 44 is here located at a lower end of the piston 26. It opens into the chamber 50 delimited by the piston 26, between its lower end and the bottom of the tank.
  • a first connecting pipe 52 connects the inlet port 20 of the reactor 10 to the discharge port 46 of the system.
  • This first conduit 52 is here equipped with a non-return valve 54 which allows the passage of fluid only from the system 12 to the reactor 10.
  • a second connecting duct 56 connects the outlet port 18 of the reactor 10 to the supply port 44 of the system.
  • This second duct is here equipped with a non-return valve 57 which allows the passage of fluid only from the reactor 10 to the system 12.
  • This duct 56 is also equipped with a three-way valve 58 including a channel (forming an inlet or output) is connected to the output port 18, a channel (here forming input) is connected to the power port 44, and a last channel (here forming output) is intended to be connected to the atmosphere for air suction in end of harvest.
  • a channel forming an inlet or output
  • a channel here forming input
  • a last channel here forming output
  • connection of the conduits to the ports is advantageously carried out by means of quick couplings, for example with elastic snap-fastening.
  • the microalgae are cultured in the reactor 10.
  • the piston is in the low position. By moving it upwards, the piston creates a depression in the chamber 50, which causes the supply of the chamber with a volume of solution comprising microalgae from the reactor 10.
  • the piston When the piston back down, it forces the culture medium to filtered by the filtering walls 28, 40.
  • the culture medium can not go back because of the non-return valve 57.
  • the permeate passes through these walls and is reinjected via the conduit 52 into the reactor, and the microalgae are retained by the filtering walls.
  • the descent of the piston further causes the scraping of the wall 28 by the piston, and the agglutination of microalgae deposited on this wall 28 towards the bottom of the tank and in particular on the wall 40.
  • the scraping makes it possible to unclog the filtering wall cylindrical which will be available again for the next passage.
  • the piston can be moved several times from top to bottom then from bottom to top to successively filter several volumes of solution and thus recover a maximum of microalgae grown in the reactor.
  • the conduits 52 and 58 may be flexible and / or flexible to avoid deterioration during movement of the piston.
  • the accumulation of microalgae on the wall 40 forms an algal paste called "cake". Once the desired filtered volume is reached, the valve 58 is tilted to the air suction position.
  • the rise / fall sequence of the piston is repeated several times to dry the microalgae cake formed and allow total reinjection of the permeate into the reactor.
  • the system 12 can then be disconnected from the reactor 10 and the microalgae cake recovered on the wall 40, for example by dismounting the bottom 34. Once the cake has been recovered, the system 12 can be rinsed by suction of clean water using the piston 26 .
  • Figure 3 shows an alternative embodiment of the assembly 10, 12 and the filtration system. This set includes the same characteristics as that described in the foregoing, insofar as these features are not in contradiction with the following.
  • the tank 22 comprises two ports, respectively a supply port 44 'and a discharge port 46.
  • the discharge port 46 is similar to that described in the foregoing.
  • the supply port 44 ' is here located at an upper end of the tank 22.
  • the port 44' is connected to the valve 58 by a non-return valve 57. It opens into a chamber 60 delimited by the piston 26, between its upper end and the top of the tank.
  • the piston 26 thus delimits two chambers, respectively upper 60 and lower 50.
  • the two chambers 50, 60 communicate with each other by at least one channel 62 extending in the piston, passing through it, between the piston and the vessel, or at through a wall of the tank.
  • This channel 62 is here equipped with a non-return valve 64 which allows the passage of fluid only from the chamber 60 to the chamber 50.
  • the first connecting pipe 52 is similar to that mentioned above.
  • the second connecting duct 56 connects the outlet port 18 of the reactor 10 to the supply port 44 'of the system.
  • This second duct 56 can be equipped with the non-return valve 57 which allows the passage of fluid only from the reactor 10 to the system 12.
  • This duct 56 can also be equipped with a three-way valve 58, as in the previous case.
  • the system 12 is connected to the reactor 10 and the valve 58 is in the suction position in this tank.
  • the piston is in the up position.
  • a volume of solution comprising microalgae contained in the reactor 10 is sucked into the upper part of the tank 22 thanks to the depression generated, that is to say in the chamber 60.
  • the culture volume can not go back because of the non-return valve 57 and passes through the channel 62 in the chamber 50 to occupy the lower part of the tank.
  • the initial volume passes through the walls 28, 40.
  • the microalgae are retained on the filter wall 28 and directly pushed and pressed by the piston on the lower filter wall 40.
  • the permeate is simultaneously reinjected largely in the reactor 10.
  • a new culture volume is sucked into the upper part of the tank.
  • the scraping makes it possible to unclog the wall 28 which will be available again for the next passage.
  • the new volume passes into the lower chamber 50 to be filtered during the next descent which also allows the suction of a new volume of solution.
  • the rise / fall cycle of the piston can be repeated several times to adjust the total volume of filtered culture. Note that the injection into the lower chamber 50 through the piston allows to limit the resuspension of the cake formed in previous passages and optimizes the harvest.
  • FIGS. 4 and 5 show another alternative embodiment of the filtration system. This system 12 includes the same characteristics as the system of all of Figures 1 and 2 and further comprises the following features.
  • the piston 26 carries a scraper member 66 which is connected to its lower end, for example by spacers 68.
  • the member 66 is thus integral with the piston 26 and intended to be driven by the latter during its movements.
  • the spacers 68 axially separate the member 66 from the piston 26.
  • the member 66 may have a generally circular or cylindrical shape, and of small thickness or height. It preferably has an outer diameter smaller than the outer diameter of the piston. Thus, the member 66 is intended to perform a first scraping or pre-scraping of the wall 28, during the displacement of the piston, the piston ensuring it a second scraping of the wall just after the first scraping.
  • FIG. 5 shows possible geometrical shapes for the tank 22 of the filtration system 12 according to the invention.
  • the tank 22 has For example, a capacity of between 200 ml and 10 l, preferably between 500 ml and 5 l, and for example of the order of 1 l. It may have a height greater than its diameter, as shown in FIG. 6, or a diameter higher than its height. It will be understood that these dimensions influence the filtering surfaces respectively of the walls 28, 40.
  • the tank of FIG. 6 will have a filtering wall 40 of smaller surface area than that of the tank of FIG.
  • FIG 8 is a more concrete example of a filtration system 12 according to the invention.
  • the system 12 comprises a horizontal platform 72 intended to be placed on a support such as a table or a work plan.
  • a substantially vertical column 74 extends upwardly from the platform 72, this column carrying an arm 76 for supporting the tank 22.
  • the tank may be detachably engaged in an orifice 76a of the arm 76. In the mounting position on the arm, the tank can be suspended and kept at a distance from the platform 72.
  • a lever 78 of elongated shape is articulated by one of its longitudinal ends to the upper end of the column 74. Its other longitudinal end is connected to a handle 80.
  • the axis B of articulation of the lever 78 to the column 74 is substantially horizontal.
  • the lever is further articulated, substantially in the middle, at the upper end of the rod 32 of the piston 26.
  • the articulation axis C of the lever 78 to the rod 32 is substantially parallel to the axis B.
  • FIG. 9 illustrates an embodiment of the means for connecting a reactor 10 to a filtration system 12, which is for example a system of the aforementioned type and described with reference to the preceding figures.
  • References 52 and 56 designate the connection ducts from reactor 10 to system 12, already described in the foregoing.
  • the conduit 52 includes a pressure sensor 82 and a filter 84, such as an ultrafiltration device.
  • the conduit 52 further comprises a three-way valve 86 of which a channel (forming an outlet) is connected by the non-return valve 54 to the inlet port of the reactor 10, a channel (forming an inlet or an outlet) connected by the filter 84 and the sensor 82 at the port 20 of the system 12, and a last channel (inlet) is connected, preferably by another check valve 86, to a source 88 of rinsing fluid.
  • the duct 56 is similar to that described above and furthermore comprises, at the outlet of the last channel of the valve 58, a non-return valve 88 which thus connects this channel to the suction means 90.
  • a pressure sensor 91 can be mounted between valve 58 and port 18.
  • a bypass duct 92 can connect the valves 58, 86.
  • the fluidic circuit shown in FIG. 9 allows both the filtration of a solution comprising microalgae by the system 12, and the rinsing of these microalgae and the system.
  • the arrows 94 represent the flow of the fluids during a filtration operation.
  • the solution contained in the reactor 10 is conveyed via the conduit 52 into the system 12 for the purpose of separating the microalgae, which are deposited on the walls 28, 40, of the culture medium which is rerouted by the conduit 56 in the reactor 10.
  • the fluids flow according to the arrows 98.
  • the rinsing fluid is for example water that is sucked through the valve 86 and filtered by the filter 84 before entering the tank 22 of the system 12 for rinsing microalgae.
  • the water is then discharged through the port 18 through the conduit 52 by suction through the valve 58. It is thus understood that the reactor 10 is not used during this operation and the valves 58, 86 can be interconnected. by the bypass duct 92, to avoid any passage of rinsing fluid in the reactor.
  • the assembly shown in FIG. 9 comprises a filtration system 12, a reactor 10, and means for fluidic connection of the system to the reactor.
  • the system 12 is as described in the foregoing. Alternatively, it could be a filtration system of another type, that is to say by necessarily scraper piston.
  • FIGS. 10 and 11 illustrate alternative embodiments of the means for connecting a reactor 10 to a filtration system 12, which is for example a system of the aforementioned type and described with reference to FIGS. 1 to 8.
  • the variant embodiment of FIG. 10 differs from the embodiment of FIG. 9 essentially in that the reactor 10 is equipped with a single port 46 'serving for feeding and evacuation.
  • the three-way valve 86 has a path (forming an output) connected by the non-return valve 54 directly to the conduit 56, downstream of the port 46 'and upstream of the non-return valve 57.
  • the valve 86 further comprises a channel ( forming an input or output) connected by the filter 84 and the sensor 82 to the port 20 of the system 12, and a last channel (forming an inlet) connected, preferably by another nonreturn valve 86, to a source 88 of rinsing fluid .
  • FIG. 11 represents a simplification of the connection means between the reactor 10 and the filtration system 2.
  • the conduit 56 includes the non-return valve 57 which is connected to the port 46 'of the reactor and the port 18 of the system.
  • the conduit 52 includes the check valve 54 which is connected to port 46 'of the reactor and port 20 of the system.
  • FIG. 11 allows the recycling of the culture medium. It does not include a filter 84 although it could understand one. Moreover, it does not allow a backwashing unlike previous embodiments.

Abstract

System (12) for filtering a solution comprising microalgae, the system comprising: a vessel (22) with a substantially cylindrical internal cavity (24), the axis of revolution (A) of which is substantially vertical, the cavity being intended for receiving a solution to be filtered comprising microalgae; a filtering piston (28) mounted in said cavity (24) such that it slides in a direction substantially parallel to the axis of revolution (A), and a first cylindrical filtering wall (28) configured to retain the microalgae, said first wall being located at least in a lower part (22a) of the cavity (24) and being configured to be scraped by the piston (26) when the latter is moving, wherein the system is characterised in that it further comprises a second circular filtering wall (40) located at the lower end of the cavity and configured to retain the microalgae for the harvesting thereof.

Description

Système de flltration d'une solution comportant des microalgues en vue de leur récolte  System of filtration of a solution containing microalgae for their harvest
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
La présente invention concerne notamment un système de filtration d'une solution comportant des microalgues. Elle concerne en outre un ensemble comportant un tel système et un réacteur de culture de microalgues ainsi que des procédés de récolte et de rinçage de microalgues.  The present invention relates in particular to a filtration system of a solution comprising microalgae. It also relates to an assembly comprising such a system and a microalgae culture reactor as well as microalgae harvesting and rinsing processes.
ETAT DE L'ART STATE OF THE ART
La culture de microalgues a connu un important développement ces trente dernières années. Initialement utilisées pour la nutrition animale en aquaculture, les microalgues sont aujourd'hui exploitées dans de nombreux secteurs d'activité tels que l'énergie, l'agroalimentaire, la cosmétique et la pharmacie. Leurs vertus nutritives ainsi que le faible coût de leur culture font des microalgues, telles que la spiruline ou chlorella, une ressource alimentaire d'intérêt tant pour l'alimentation humaine qu'animale. Selon l'organisation des nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), la spiruline pourrait même participer à la lutte contre la malnutrition.  The cultivation of microalgae has undergone significant development over the last thirty years. Initially used for animal nutrition in aquaculture, microalgae are now exploited in many sectors of activity such as energy, agri-food, cosmetics and pharmaceuticals. Their nutritional virtues and the low cost of their culture make microalgae, such as spirulina or chlorella, a food resource of interest for both human and animal food. According to the United Nations Food and Agriculture Organization (FAO), spirulina may even be involved in the fight against malnutrition.
Les microalgues sont en général produites dans un réacteur de culture du type photobioréacteur, qui comprend un milieu propice à la culture des microalgues. En régime photo-autotrophique, les microalgues sont soumises dans le réacteur à un rayonnement lumineux qui favorise leur multiplication.  The microalgae are generally produced in a culture reactor of the photobioreactor type, which comprises a medium that is suitable for culturing microalgae. In photo-autotrophic regime, the microalgae are subjected in the reactor to a light radiation which promotes their multiplication.
Les microalgues sont produites en suspension dans une solution liquide et doivent être séparées de leur milieu de culture par filtration, en vue de leur utilisation et en particulier de leur consommation.  The microalgae are produced in suspension in a liquid solution and must be separated from their culture medium by filtration, with a view to their use and in particular their consumption.
Les microalgues peuvent être séparées de leur milieu de culture par simple filtration. Cependant, les fortes concentrations en microalgues et leur production de polysaccharides dans le milieu de culture impliquent un colmatage rapide du filtre lors de la récolte. The microalgae can be separated from their culture medium by simple filtration. However, the high concentrations of microalgae and their production of polysaccharides in the culture medium imply a rapid clogging of the filter during harvesting.
Pour lutter contre ce phénomène et augmenter la capacité de récolte, on peut utiliser un système de filtration forcée par piston racleur. Ce type de filtration permet d'augmenter la surface filtrante disponible et améliore la récolte des microalgues par un raclage du filtre à chaque passage de piston.  To combat this phenomenon and increase the harvesting capacity, it is possible to use a forced filtration system with a scraper piston. This type of filtration makes it possible to increase the available filtering surface and improves the harvest of the microalgae by scraping the filter with each passage of the piston.
Le document WO-A1 -2011/115822 décrit un système de filtration de ce type comportant une cuve dans laquelle un piston est apte à se déplacer. Le piston est entouré par un filtre cylindrique qui est configuré pour retenir les microalgues et laisser passer leur milieu de culture. Les microalgues sont agglutinées de manière séquentielle à l'extrémité inférieure de la cuve par le piston puis sont récupérées à cette extrémité inférieure par un port spécifique de la cuve. Lors de l'actionnement du piston, la filtration s'arrête. Le système décrit dans ce document permet donc une filtration discontinue incluant plusieurs phases de filtration interrompues et séparées les unes des autres par des phases de déplacement du piston.  The document WO-A1-2011 / 1155822 describes a filtration system of this type comprising a vessel in which a piston is able to move. The piston is surrounded by a cylindrical filter which is configured to retain the microalgae and let their culture medium pass. The microalgae are sequentially agglutinated at the lower end of the vessel by the piston and are recovered at this lower end by a specific port of the vessel. When the piston is actuated, filtration stops. The system described in this document therefore allows a discontinuous filtration including several filtration phases interrupted and separated from each other by piston displacement phases.
La présente invention propose un perfectionnement à cette technologie, qui apporte une solution simple, efficace et économique à au moins une partie des inconvénients de la technique actuelle.  The present invention provides an improvement to this technology, which provides a simple, effective and economical solution to at least some of the disadvantages of the present art.
EXPOSE DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
L'invention propose un système de filtration d'une solution comportant des microalgues, le système comportant :  The invention proposes a filtration system for a solution comprising microalgae, the system comprising:
- une cuve comprenant une cavité interne sensiblement cylindrique dont l'axe de révolution est sensiblement vertical, cette cavité étant destinée à recevoir une solution à filtrer comportant des microalgues,  a vessel comprising a substantially cylindrical internal cavity whose axis of revolution is substantially vertical, this cavity being intended to receive a solution to be filtered comprising microalgae,
- un piston de filtration monté coulissant dans ladite cavité, dans une direction sensiblement parallèle audit axe de révolution, et - une première paroi cylindrique filtrante configurée pour retenir les microalgues, ladite première paroi étant située au moins dans une partie inférieure de ladite cavité et étant configurée pour être raclée par le piston lors de ses déplacements, a filtration piston slidably mounted in said cavity, in a direction substantially parallel to said axis of revolution, and a first filtering cylindrical wall configured to retain the microalgae, said first wall being located at least in a lower part of said cavity and being configured to be scraped by the piston during its movements,
caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde paroi circulaire filtrante située à l'extrémité inférieure de la cavité et configurée pour retenir et récolter les microalgues. characterized in that it further comprises a second circular filter wall located at the lower end of the cavity and configured to retain and harvest the microalgae.
Le piston est configuré pour racler la première paroi filtrante en vue de sa régénération. En effet, le raclement de cette paroi permet de retirer les microalgues déposées par filtration sur la paroi et de les déplacer jusqu'au fond de la cavité, au niveau de la seconde paroi filtrante. La présence de cette seconde paroi circulaire permet d'améliorer de manière significative la filtration de la solution en limitant le risque de colmatage du système. En plus d'assurer une fonction de filtration, la paroi circulaire a une fonction de récolte des microalgues, c'est-à-dire qu'elle est destinée à servir de support de récupération des microalgues. Le déplacement du piston entraîne l'agglutination et la concentration des microalgues sur la paroi circulaire, qui forme une pâte algale. Une succession de pompages permet par exemple d'obtenir une récolte significative de pâte de microalgues à 20% de matière sèche.  The piston is configured to scrape the first filter wall for regeneration. Indeed, the scraping of this wall makes it possible to remove the microalgae deposited by filtration on the wall and to move them to the bottom of the cavity, at the level of the second filtering wall. The presence of this second circular wall makes it possible to significantly improve the filtration of the solution by limiting the risk of clogging of the system. In addition to providing a filtration function, the circular wall has a function of harvesting microalgae, that is to say that it is intended to serve as a support microalgae recovery. The displacement of the piston causes agglutination and concentration of microalgae on the circular wall, which forms an algal paste. A succession of pumping allows for example to obtain a significant harvest of microalgae paste 20% dry matter.
Contrairement à la technique antérieure, le système selon l'invention peut permettre une filtration continue de la solution. En effet, lors du déplacement du piston, la seconde surface filtrante est décolmatée, reste opérationnelle et peut continuer à assurer sa fonction de filtrage, sans interruption.  Unlike the prior art, the system according to the invention can allow continuous filtration of the solution. Indeed, during movement of the piston, the second filter surface is unclogged, remains operational and can continue to perform its filtering function without interruption.
Le système selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :  The system according to the invention may comprise one or more of the following features, taken separately from each other or in combination with each other:
- la seconde paroi filtrante est montée de manière amovible à l'intérieur de la cavité et/ou à l'extrémité inférieure de la cuve ; en variante, cette seconde paroi pourrait être solidaire de la première paroi et former avec cette dernière une écuelle de récolte de microalgues ; the second filtering wall is removably mounted inside the cavity and / or at the lower end of the vessel; alternatively, this second wall could be integral with the first wall and form with the latter a bowl of microalgae harvest;
- la seconde paroi filtrante est sensiblement plane ;  the second filtering wall is substantially flat;
- le piston a une forme générale cylindrique et comprend une extrémité inférieure de forme sensiblement complémentaire de celle de ladite seconde paroi filtrante ;  the piston has a generally cylindrical shape and comprises a lower end of a shape substantially complementary to that of said second filtering wall;
- un organe racleur est relié à l'extrémité inférieure du piston de façon à être entraîné par ce dernier lors de ses déplacements, cet organe racleur étant configuré pour pré-racler ladite première paroi filtrante et ayant un diamètre externe inférieur à celui du piston ;  - A scraper member is connected to the lower end of the piston so as to be driven by the latter during its movements, this scraper being configured to pre-scrape said first filter wall and having an outer diameter less than that of the piston;
- au moins un joint d'étanchéité est monté entre le piston et la cuve ;  at least one seal is mounted between the piston and the vessel;
- le système comprend au moins un port d'alimentation en solution à filtrer et au moins un port d'évacuation d'un perméat ; dans un mode de the system comprises at least one solution supply port to be filtered and at least one port for discharging a permeate; in a mode of
- réalisation, ces deux ports pourraient être intégrés dans un même organe en T, c'est-à-dire à trois voies (des première et seconde voies définissent le port d'alimentation et la première voie définit avec une troisième voie le port d'évacuation) ; - realization, these two ports could be integrated in the same organ T, that is to say, three channels (first and second channels define the power port and the first channel defines with a third channel the port of evacuation);
- ledit port d'alimentation est situé à l'extrémité supérieure de la cuve ou à l'extrémité inférieure du piston ;  said supply port is located at the upper end of the tank or at the lower end of the piston;
- ledit port d'évacuation est situé à l'extrémité inférieure de la cuve ;  - said discharge port is located at the lower end of the tank;
- le piston délimite deux chambres à l'intérieur de la cuve, respectivement situées au-dessus et au-dessous de lui, ledit port d'alimentation débouchant dans la chambre supérieure qui est en communication fluidique avec la chambre inférieure par au moins un canal s'étendant dans ou le long du piston ;  the piston delimits two chambers inside the tank respectively located above and below it, said supply port opening into the upper chamber which is in fluid communication with the lower chamber by at least one channel; extending in or along the piston;
- le piston est configuré pour être actionné manuellement ou par un moyen d'actionnement, par exemple électrique.  - The piston is configured to be actuated manually or by an actuating means, for example electric.
La présente invention concerne également un ensemble comportant un système de filtration d'une solution comportant des microalgues ou un système tel que décrit ci-dessus, un réacteur de culture de microalgues, et des moyens de raccordement fluidique du système au réacteur. Lesdits moyens de raccordement fluidique peuvent comprendre :The present invention also relates to an assembly comprising a filtration system of a solution comprising microalgae or a system as described above, a microalgae culture reactor, and means for fluid connection of the system to the reactor. Said fluidic connection means may comprise:
- une première vanne trois voies dont : a first three-way valve including:
. une première voie est reliée à un premier port de la cuve du système,  . a first channel is connected to a first port of the tank of the system,
. une deuxième voie est reliée à un troisième port du réacteur, et . une troisième voie est configurée pour être reliée à un moyen d'aspiration ou d'évacuation,  . a second path is connected to a third port of the reactor, and. a third channel is configured to be connected to a suction or evacuation means,
- une seconde vanne trois voies dont :  a second three-way valve including:
. une première voie est reliée à un second port de la cuve du système,  . a first channel is connected to a second port of the tank of the system,
. une deuxième voie est reliée à un quatrième port du réacteur, et . une troisième voie est configurée pour être reliée à une source de fluide de rinçage.  . a second path is connected to a fourth port of the reactor, and. a third path is configured to be connected to a source of rinsing fluid.
Un clapet anti-retour peut être monté :  A non-return valve can be mounted:
- entre la deuxième voie de la première vanne et le troisième port du réacteur, et/ou  between the second channel of the first valve and the third port of the reactor, and / or
- en sortie de la troisième voie de la première vanne, et/ou  - at the exit of the third channel of the first valve, and / or
- entre la deuxième voie de la seconde vanne et le quatrième port du réacteur, et/ou  between the second channel of the second valve and the fourth port of the reactor, and / or
- en entrée de la troisième voie de la seconde vanne.  - at the entrance of the third channel of the second valve.
Un capteur de pression peut être monté :  A pressure sensor can be mounted:
- entre la première voie de la première vanne et le premier port du système, et/ou  between the first channel of the first valve and the first port of the system, and / or
- entre la première voie de la seconde vanne et le second port du système.  - Between the first channel of the second valve and the second port of the system.
Un filtre peut être monté entre la première voie de la seconde vanne et le second port du réacteur.  A filter may be mounted between the first channel of the second valve and the second port of the reactor.
Le système de filtration peut comprendre tout ou partie des caractéristiques du système tel que décrit ci-dessus. La présente invention concerne aussi un procédé de récolte de microalgues par exemple à partir d'un ensemble tel que décrit ci-dessus. Le procédé peut comprendre : The filtration system may comprise all or part of the characteristics of the system as described above. The present invention also relates to a method for harvesting microalgae for example from an assembly as described above. The method can include:
- une étape d'alimentation de la cuve du système avec une solution comportant des microalgues contenue dans le réacteur, ladite solution passant par les première et deuxième voies de la première vanne, et a step of supplying the tank of the system with a solution comprising microalgae contained in the reactor, said solution passing through the first and second channels of the first valve, and
- une étape d'évacuation ou de recyclage d'un perméat de la cuve du système vers le réacteur, ledit perméat passant par les première et deuxième voies de la seconde vanne. a step of evacuating or recycling a permeate from the tank of the system to the reactor, said permeate passing through the first and second channels of the second valve.
La présente invention concerne enfin un procédé de rinçage de microalgues. Le procédé peut comprendre :  The present invention finally relates to a method for rinsing microalgae. The method can include:
- une étape d'alimentation de la cuve du système avec un fluide de rinçage, ledit fluide passant par les première et troisième voies de la seconde vanne, et  a step of supplying the tank of the system with a rinsing fluid, said fluid passing through the first and third channels of the second valve, and
- une étape d'évacuation du fluide de rinçage de la cuve, ledit fluide passant par les première et troisième voies de la première vanne. a step of evacuating the rinsing fluid from the vat, said fluid passing through the first and third channels of the first valve.
DESCRIPTION DES FIGURES DESCRIPTION OF THE FIGURES
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :  The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 est une vue schématique d'un ensemble selon l'invention comportant un réacteur de culture de microalgues et un système de filtration d'une solution comportant des microalgues,  FIG. 1 is a schematic view of an assembly according to the invention comprising a microalgae culture reactor and a filtration system for a solution comprising microalgae,
- la figure 2 est une vue schématique à plus grande échelle d'une partie inférieure de la cuve du système de la figure 1 ,  FIG. 2 is a diagrammatic view on a larger scale of a lower part of the tank of the system of FIG. 1,
- la figure 3 est une vue schématique d'une variante de réalisation d'un ensemble selon l'invention,  FIG. 3 is a schematic view of an alternative embodiment of an assembly according to the invention,
- la figure 4 est une vue schématique d'une variante de réalisation d'un système de filtration, - la figure 5 est une vue schématique à plus grande échelle d'une partie inférieure de la cuve du système de la figure 4, lors d'un procédé d'utilisation de ce système, FIG. 4 is a schematic view of an alternative embodiment of a filtration system, FIG. 5 is a diagrammatic view on a larger scale of a lower part of the tank of the system of FIG. 4, during a method of using this system,
- les figures 6 et 7 sont des vues schématiques en perspective de formes géométriques de la cuve du système de filtration,  FIGS. 6 and 7 are diagrammatic perspective views of geometric shapes of the tank of the filtration system,
- la figure 8 est une vue schématique en perspective d'une variante de réalisation du système de filtration,  FIG. 8 is a schematic perspective view of an alternative embodiment of the filtration system,
- la figure 9 est une vue schématique d'une variante de réalisation d'un ensemble selon l'invention et des moyens de raccordement du système de filtration au réacteur, et  FIG. 9 is a schematic view of an alternative embodiment of an assembly according to the invention and means for connecting the filtration system to the reactor, and
- les figures 10 et 11 sont des vues schématiques de variantes de réalisation d'un ensemble selon l'invention et des moyens de raccordement du système de filtration au réacteur. DESCRIPTION DETAILLEE  - Figures 10 and 11 are schematic views of alternative embodiments of an assembly according to the invention and connecting means of the filtration system to the reactor. DETAILED DESCRIPTION
La figure 1 représente un ensemble comportant un réacteur 10 de culture de microalgues, en particulier alimentaires, et un système de filtration 12 pour la séparation des microalgues de leur milieu de culture et leur récolte. Les microalgues peuvent par exemple être de la spiruline et/ou chlorella.  Figure 1 shows an assembly comprising a microalgae culture reactor 10, in particular food, and a filtration system 12 for the separation of microalgae from their culture medium and their harvest. Microalgae may for example be spirulina and / or chlorella.
Le réacteur 10 est schématiquement représenté par un rectangle et comprend par exemple un récipient 14 contenant une solution 16 comportant les microalgues. Ce réacteur peut être équipé d'une source de lumière en vue de la culture des microalgues dans la solution 16.  The reactor 10 is schematically represented by a rectangle and comprises for example a container 14 containing a solution 16 comprising the microalgae. This reactor can be equipped with a light source for the cultivation of microalgae in solution 16.
Le réacteur 10 comprend deux ports, un port de sortie 18 et un port d'entrée 20. Ces ports sont par exemple situés à une extrémité inférieure du réacteur.  The reactor 10 comprises two ports, an output port 18 and an input port 20. These ports are for example located at a lower end of the reactor.
Le système de filtration 12 comprend :  The filtration system 12 comprises:
- une cuve 22 comprenant une cavité interne 24 destinée à recevoir la solution 16 à filtrer,  a tank 22 comprising an internal cavity 24 intended to receive the solution 16 to be filtered,
- un piston de filtration 26 monté coulissant dans la cavité, et - une paroi cylindrique filtrante 28 configurée pour être raclée par le piston lors de ses déplacements. a filtration piston 26 slidably mounted in the cavity, and - A cylindrical filter wall 28 configured to be scraped by the piston during its movements.
La cuve 22 a une forme générale sensiblement cylindrique dont l'axe de révolution A est sensiblement vertical. La cuve 22 comprend globalement deux parties, respectivement inférieure 22a et supérieure 22b. Dans l'exemple représenté, les parties 22a, 22b ont préférentiellement la même hauteur (ou dimension longitudinale le long de l'axe A).  The tank 22 has a substantially cylindrical general shape whose axis of revolution A is substantially vertical. The tank 22 generally comprises two parts, lower 22a and upper 22b, respectively. In the example shown, the parts 22a, 22b preferably have the same height (or longitudinal dimension along the axis A).
Le piston 26 est logé dans la cavité 24 et peut être déplacé dans celle-ci dans une direction sensiblement parallèle à l'axe A, c'est-à-dire du haut vers le bas, et du bas vers le haut. Il est ainsi déplaçable depuis une position supérieure, représentée à la figure 1, jusqu'à une position inférieure.  The piston 26 is housed in the cavity 24 and can be moved therein in a direction substantially parallel to the axis A, that is to say from top to bottom, and from bottom to top. It is thus movable from an upper position, shown in Figure 1, to a lower position.
Le piston 26 a par exemple une forme générale cylindrique.  The piston 26 has for example a generally cylindrical shape.
Dans l'exemple représenté, le piston 26 a de préférence une hauteur proche d'une demi-hauteur de la cuve 22. Dans sa position supérieure, le piston occupe sensiblement tout le volume interne de la partie supérieure de la cavité et, dans sa position inférieure, il occupe sensiblement tout le volume interne de la partie inférieure de la cavité.  In the example shown, the piston 26 preferably has a height close to half a height of the tank 22. In its upper position, the piston occupies substantially the entire internal volume of the upper part of the cavity and, in its lower position, it occupies substantially the entire internal volume of the lower part of the cavity.
Des moyens d'étanchéité sont de préférence prévus entre le piston 26 et la cuve 22. Un premier joint d'étanchéité 29 est par exemple monté entre la périphérie externe de l'extrémité inférieure du piston et la face cylindrique interne de la cuve 22, et un autre joint d'étanchéité 30 est par exemple monté entre la périphérie externe de l'extrémité supérieure du piston et la face cylindrique interne de la cuve 22. La distance ou hauteur entre les joints 29, 30 est de préférence supérieure à la hauteur de la paroi 28.  Sealing means are preferably provided between the piston 26 and the tank 22. A first seal 29 is for example mounted between the outer periphery of the lower end of the piston and the inner cylindrical face of the tank 22, and another seal 30 is for example mounted between the outer periphery of the upper end of the piston and the inner cylindrical face of the vessel 22. The distance or height between the seals 29, 30 is preferably greater than the height of the wall 28.
Le piston 26 est relié à son extrémité supérieure à une tige 32 en vue de l'actionnement du piston, de manière manuelle ou par un moyen approprié par exemple électrique. La tige 32 s'étend ici vers le haut le long de l'axe A, sensiblement depuis le milieu du piston. La cuve 22 peut comprendre un couvercle, non représenté, amovible. Ce couvercle peut comprendre un orifice central de passage de la tige 32 du piston 26. The piston 26 is connected at its upper end to a rod 32 for the actuation of the piston, manually or by a suitable means for example electrical. The rod 32 here extends upwardly along the axis A, substantially from the middle of the piston. The tank 22 may comprise a lid, not shown, removable. This cover may comprise a central orifice for passage of the rod 32 of the piston 26.
La cuve 22 peut en outre comprendre un fond 34 amovible. Le couvercle et le fond 34 peuvent être fixés au reste de la cuve par vissage, quart de tour, etc. Idéalement, ils doivent pouvoir être démontés manuellement sans l'aide d'outil particulier.  The tank 22 may further comprise a removable bottom 34. The lid and the bottom 34 can be fixed to the rest of the tank by screwing, quarter turn, etc. Ideally, they must be manually disassembled without the aid of any particular tool.
Le fond 34 amovible peut par exemple comprendre ou définir uniquement l'extrémité inférieure de la cuve. Il peut comprendre une paroi circulaire inférieure 36 de la cuve et éventuellement un rebord périphérique cylindrique 37, s'étendant vers le haut depuis la paroi 36, et comportant par exemple un filetage de vissage du fond sur le reste de la cuve (cf. figure 2).  The removable bottom 34 may for example comprise or define only the lower end of the tank. It may comprise a lower circular wall 36 of the vessel and possibly a cylindrical peripheral rim 37, extending upwardly from the wall 36, and comprising, for example, a thread for screwing the bottom onto the remainder of the vessel (see FIG. 2).
En variante, le fond 34 pourrait être formé par la partie inférieure 22a de la cuve, qui pourrait comprendre à son extrémité supérieure (par exemple dans la zone Z indiquée à la figure 2) un filetage de vissage sur la partie supérieure 22b de la cuve.  Alternatively, the bottom 34 could be formed by the lower part 22a of the tank, which could comprise at its upper end (for example in the zone Z shown in Figure 2) a screw thread on the upper part 22b of the tank .
Des moyens d'étanchéité peuvent être prévus entre le fond 34 et le reste de la cuve 22.  Sealing means may be provided between the bottom 34 and the remainder of the tank 22.
La paroi cylindrique filtrante 28 est logée à l'intérieur de la cuve 22. Elle s'étend ici sur toute la hauteur de la partie inférieure 22a de la cavité. En variante, elle pourrait s'étendre sur une plus grande hauteur ou une plus petite hauteur de la cuve. La paroi 28 est maintenue à distance de la paroi de la partie inférieure 22a de la cuve afin que le milieu de culture des microalgues puisse traverser la paroi 28 et s'écouler entre celle-ci et la paroi de la partie inférieure, jusqu'au fond de la cuve (flèches 38).  The cylindrical filter wall 28 is housed inside the tank 22. It extends here over the entire height of the lower portion 22a of the cavity. Alternatively, it could extend over a greater height or a smaller height of the tank. The wall 28 is kept at a distance from the wall of the lower part 22a of the tank so that the microalgae culture medium can pass through the wall 28 and flow between it and the wall of the lower part, until bottom of the tank (arrows 38).
Le système 12 comprend en outre une seconde paroi filtrante 40, qui est circulaire et est disposée à l'extrémité inférieure de la cuve. Dans l'exemple représenté, elle tapisse le fond 34 et est écartée de celui-ci afin que le milieu de culture des microalgues puisse traverser la paroi 40 (flèches 41). Les espaces entre les parois filtrantes 28, 40 et la cuve peuvent être obtenus par des entretoises s'étendant entre la paroi de la cuve et la paroi filtrante 28, et entre le fond 34 et la paroi filtrante 40. En variante, de simples surépaisseurs de matière 42 pourraient être prévues sur la paroi de la cuve et le fond 34, les parois filtrantes 28, 40 étant destinées à prendre appui sur les extrémités libres de ces surépaisseurs. The system 12 further comprises a second filter wall 40, which is circular and is disposed at the lower end of the vessel. In the example shown, it lines the bottom 34 and is spaced from it so that the microalgae culture medium can pass through the wall 40 (arrows 41). The spaces between the filtering walls 28, 40 and the tank can be obtained by spacers extending between the wall of the tank and the filtering wall 28, and between the bottom 34 and the filtering wall 40. As a variant, simple oversizes of material 42 could be provided on the wall of the tank and the bottom 34, the filtering walls 28, 40 being intended to bear on the free ends of these extra thicknesses.
Les parois filtrantes 28, 40 sont configurées pour retenir les microalgues. Les parois filtrantes permettent de séparer les microalgues de leur milieu de culture. Pour ce faire, les parois filtrantes 28, 40 ont de préférence une taille de pores comprise entre 1 et 100μπι, plus préférentiellement entre 1 et δθμΐτι, et par exemple entre 10 et 40μητι pour ce qui concerne par exemple la récolte de Spiruline.  The filtering walls 28, 40 are configured to retain the microalgae. The filtering walls make it possible to separate the microalgae from their culture medium. To do this, the filtering walls 28, 40 preferably have a pore size of between 1 and 100μπι, more preferably between 1 and δθμΐτι, and for example between 10 and 40μητι with regard for example to the collection of Spirulina.
La paroi filtrante 40 a ici une forme générale plane et a un diamètre externe sensiblement égal ou légèrement inférieur au diamètre interne de la cuve, et en particulier de sa partie inférieure 22a. L'extrémité inférieure du piston 26 a de préférence une forme sensiblement complémentaire de celle de la paroi filtrante 40, et est donc plane dans l'exemple représenté.  The filtering wall 40 here has a generally planar shape and has an outer diameter substantially equal to or slightly less than the internal diameter of the tank, and in particular of its lower part 22a. The lower end of the piston 26 preferably has a shape substantially complementary to that of the filtering wall 40, and is therefore flat in the example shown.
La cuve 22 comprend deux ports, respectivement un port d'alimentation 44 et un port d'évacuation 46.  The tank 22 comprises two ports, respectively a supply port 44 and an evacuation port 46.
Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, le port d'évacuation In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the evacuation port
46 est situé à l'extrémité inférieure de la cuve 22, et débouche dans l'espace précité s'étendant entre les parois filtrantes 28, 40 et la cuve. Il est ainsi configuré pour recueillir le milieu de culture après filtration, appelé perméat (flèche 48 - figure 2). 46 is located at the lower end of the tank 22, and opens into the aforementioned space extending between the filter walls 28, 40 and the tank. It is thus configured to collect the culture medium after filtration, called permeate (arrow 48 - Figure 2).
Le port d'alimentation 44 est ici situé à une extrémité inférieure du piston 26. Il débouche dans la chambre 50 délimitée par le piston 26, entre son extrémité inférieure et le fond de la cuve.  The supply port 44 is here located at a lower end of the piston 26. It opens into the chamber 50 delimited by the piston 26, between its lower end and the bottom of the tank.
Un premier conduit de raccordement 52 relie le port d'entrée 20 du réacteur 10 au port d'évacuation 46 du système. Ce premier conduit 52 est ici équipé d'un clapet anti-retour 54 qui autorise le passage de fluide uniquement depuis le système 12 vers le réacteur 10. Un second conduit de raccordement 56 relie le port de sortie 18 du réacteur 10 au port d'alimentation 44 du système. Ce second conduit est ici équipé d'un clapet anti-retour 57 qui autorise le passage de fluide uniquement depuis le réacteur 10 vers le système 12. Ce conduit 56 est également équipé d'une vanne trois voies 58 dont une voie (formant entrée ou sortie) est reliée au port de sortie 18, une voie (formant ici entrée) est reliée au port d'alimentation 44, et une dernière voie (formant ici sortie) est destinée à être reliée à l'atmosphère pour aspiration d'air en fin de récolte. A first connecting pipe 52 connects the inlet port 20 of the reactor 10 to the discharge port 46 of the system. This first conduit 52 is here equipped with a non-return valve 54 which allows the passage of fluid only from the system 12 to the reactor 10. A second connecting duct 56 connects the outlet port 18 of the reactor 10 to the supply port 44 of the system. This second duct is here equipped with a non-return valve 57 which allows the passage of fluid only from the reactor 10 to the system 12. This duct 56 is also equipped with a three-way valve 58 including a channel (forming an inlet or output) is connected to the output port 18, a channel (here forming input) is connected to the power port 44, and a last channel (here forming output) is intended to be connected to the atmosphere for air suction in end of harvest.
La connexion des conduits aux ports est avantageusement réalisée au moyen de raccords rapides, par exemple à encliquetage élastique.  The connection of the conduits to the ports is advantageously carried out by means of quick couplings, for example with elastic snap-fastening.
L'ensemble des figures 1 et 2 fonctionne de la façon suivante :  All of Figures 1 and 2 operates as follows:
Les microalgues sont cultivées dans le réacteur 10. En début de cycle de récolte, le piston est en position basse. En le déplaçant vers le haut, le piston crée une dépression dans la chambre 50, qui entraîne l'alimentation de la chambre avec un volume de solution comportant des microalgues provenant du réacteur 10. Lorsque le piston redescend, il force le milieu de culture à être filtré par les parois filtrantes 28, 40. Le milieu de culture ne peut revenir en arrière à cause du clapet anti-retour 57. Le perméat passe à travers ces parois et est réinjecté par le conduit 52 dans le réacteur, et les microalgues sont retenues par les parois filtrantes. La descente du piston provoque en outre le raclage de la paroi 28 par le piston, et l'agglutination des microalgues déposées sur cette paroi 28 vers le fond de la cuve et en particulier sur la paroi 40. Le raclage permet de décolmater la paroi filtrante cylindrique qui sera de nouveau disponible pour le passage suivant. Le piston peut être déplacé plusieurs fois du haut vers le bas puis du bas vers le haut pour filtrer successivement plusieurs volumes de solution et récupérer ainsi un maximum de microalgues cultivées dans le réacteur. Les conduits 52 et 58 peuvent être souples et/ou flexibles pour ne pas subir de détérioration lors des mouvements du piston. L'accumulation des microalgues sur la paroi 40 forme une pâte algale appelée « gâteau ». Une fois que le volume filtré désiré est atteint, la vanne 58 est basculée en position d'aspiration d'air. La séquence de montée/descente du piston est répétée plusieurs fois pour sécher le gâteau de microalgues formé et permettre la réinjection totale du perméat dans le réacteur. Le système 12 peut alors être déconnecté du réacteur 10 et le gâteau de microalgues récupéré sur la paroi 40, par exemple par démontage du fond 34. Une fois le gâteau récupéré le système 12 peut être rincé par aspiration d'eau propre grâce au piston 26. The microalgae are cultured in the reactor 10. At the beginning of the harvest cycle, the piston is in the low position. By moving it upwards, the piston creates a depression in the chamber 50, which causes the supply of the chamber with a volume of solution comprising microalgae from the reactor 10. When the piston back down, it forces the culture medium to filtered by the filtering walls 28, 40. The culture medium can not go back because of the non-return valve 57. The permeate passes through these walls and is reinjected via the conduit 52 into the reactor, and the microalgae are retained by the filtering walls. The descent of the piston further causes the scraping of the wall 28 by the piston, and the agglutination of microalgae deposited on this wall 28 towards the bottom of the tank and in particular on the wall 40. The scraping makes it possible to unclog the filtering wall cylindrical which will be available again for the next passage. The piston can be moved several times from top to bottom then from bottom to top to successively filter several volumes of solution and thus recover a maximum of microalgae grown in the reactor. The conduits 52 and 58 may be flexible and / or flexible to avoid deterioration during movement of the piston. The accumulation of microalgae on the wall 40 forms an algal paste called "cake". Once the desired filtered volume is reached, the valve 58 is tilted to the air suction position. The rise / fall sequence of the piston is repeated several times to dry the microalgae cake formed and allow total reinjection of the permeate into the reactor. The system 12 can then be disconnected from the reactor 10 and the microalgae cake recovered on the wall 40, for example by dismounting the bottom 34. Once the cake has been recovered, the system 12 can be rinsed by suction of clean water using the piston 26 .
La figure 3 représente une variante de réalisation de l'ensemble 10, 12 et du système de filtration. Cet ensemble comprend les mêmes caractéristiques que celui décrit dans ce qui précède, dans la mesure où ces caractéristiques ne sont pas en contradiction avec ce qui suit. Figure 3 shows an alternative embodiment of the assembly 10, 12 and the filtration system. This set includes the same characteristics as that described in the foregoing, insofar as these features are not in contradiction with the following.
La cuve 22 comprend deux ports, respectivement un port d'alimentation 44' et un port d'évacuation 46. Le port d'évacuation 46 est similaire à celui décrit dans ce qui précède.  The tank 22 comprises two ports, respectively a supply port 44 'and a discharge port 46. The discharge port 46 is similar to that described in the foregoing.
Le port d'alimentation 44' est ici situé à une extrémité supérieure de la cuve 22. Le port 44' est relié à la vanne 58 par un clapet anti-retour 57. Il débouche dans une chambre 60 délimitée par le piston 26, entre son extrémité supérieure et le haut de la cuve. Le piston 26 délimite ainsi deux chambres, respectivement supérieure 60 et inférieure 50. Les deux chambres 50, 60 communiquent entre elles par au moins un canal 62 s'étendant dans le piston, en le traversant, entre le piston et la cuve, ou à travers une paroi de la cuve. Ce canal 62 est ici équipé d'un clapet anti- retour 64 qui autorise le passage de fluide uniquement depuis la chambre 60 vers la chambre 50.  The supply port 44 'is here located at an upper end of the tank 22. The port 44' is connected to the valve 58 by a non-return valve 57. It opens into a chamber 60 delimited by the piston 26, between its upper end and the top of the tank. The piston 26 thus delimits two chambers, respectively upper 60 and lower 50. The two chambers 50, 60 communicate with each other by at least one channel 62 extending in the piston, passing through it, between the piston and the vessel, or at through a wall of the tank. This channel 62 is here equipped with a non-return valve 64 which allows the passage of fluid only from the chamber 60 to the chamber 50.
Le premier conduit de raccordement 52 est similaire à celui précité. Le second conduit de raccordement 56 relie le port de sortie 18 du réacteur 10 au port d'alimentation 44' du système. Ce second conduit 56 peut être équipé du clapet anti-retour 57 qui autorise le passage de fluide uniquement depuis le réacteur 10 vers le système 12. Ce conduit 56 peut également être équipé d'une vanne trois voies 58, comme dans le précédent cas. The first connecting pipe 52 is similar to that mentioned above. The second connecting duct 56 connects the outlet port 18 of the reactor 10 to the supply port 44 'of the system. This second duct 56 can be equipped with the non-return valve 57 which allows the passage of fluid only from the reactor 10 to the system 12. This duct 56 can also be equipped with a three-way valve 58, as in the previous case.
L'ensemble des figures 1 et 2 fonctionne de la façon suivante :  All of Figures 1 and 2 operates as follows:
En début de cycle de récolte, le système 12 est raccordé au réacteur 10 et la vanne 58 est en position d'aspiration dans cette cuve. Le piston est en position haute. Lors de la descente du piston, un volume de solution comportant des microalgues contenu dans le réacteur 10 est aspiré dans la partie supérieure de la cuve 22 grâce à la dépression générée, c'est-à-dire dans la chambre 60. Lorsque le piston remonte, le volume de culture ne peut revenir en arrière à cause du clapet anti-retour 57 et passe du coup par le canal 62 dans la chambre 50 pour venir occuper la partie basse de la cuve. À la redescente du piston, ne pouvant remonter dans la cuve à cause du clapet anti-retour 64, le volume initial passe à travers les parois 28, 40. Les microalgues sont retenues sur la paroi filtrante 28 et directement poussées et pressées par le piston sur la paroi filtrante 40 inférieure. Le perméat est simultanément réinjecté en grande partie dans le réacteur 10. Dans le même temps, un nouveau volume de culture est aspiré en partie haute de la cuve. Le raclage permet de décolmater la paroi 28 qui sera de nouveau disponible pour le passage suivant. Lors de la nouvelle montée du piston, le nouveau volume passe dans la chambre inférieure 50 pour être filtré lors de la descente suivante qui permet aussi l'aspiration d'un nouveau volume de solution. Le cycle de montée/descente du piston peut être répété plusieurs fois pour adapter le volume total de culture filtrée. Notons que l'injection en chambre basse 50 par l'intermédiaire du piston permet de limiter la remise en suspension du gâteau formé lors des passages précédents et optimise ainsi la récolte. Une fois que le volume filtré désiré est atteint, la vanne trois voies 58 située en amont du système 12 est basculée en position d'aspiration d'air. La séquence de montée/descente du piston est répétée plusieurs fois pour sécher le gâteau de microalgues formé et permettre la réinjection totale du perméat dans le réacteur 10. Le système 12 peut alors être déconnecté du réacteur et le gâteau de microalgues récupéré sur la paroi 40 amovible. Une fois le gâteau récupéré, le système 12 peut être rincé par aspiration d'eau propre grâce au piston. Les figures 4 et 5 représentent une autre variante de réalisation du système de filtration. Ce système 12 comprend les mêmes caractéristiques que le système de l'ensemble des figures 1 et 2 et comprend en outre les caractéristiques suivantes. At the beginning of the harvesting cycle, the system 12 is connected to the reactor 10 and the valve 58 is in the suction position in this tank. The piston is in the up position. During the descent of the piston, a volume of solution comprising microalgae contained in the reactor 10 is sucked into the upper part of the tank 22 thanks to the depression generated, that is to say in the chamber 60. When the piston goes up, the culture volume can not go back because of the non-return valve 57 and passes through the channel 62 in the chamber 50 to occupy the lower part of the tank. On the descent of the piston, unable to go up in the tank because of the non-return valve 64, the initial volume passes through the walls 28, 40. The microalgae are retained on the filter wall 28 and directly pushed and pressed by the piston on the lower filter wall 40. The permeate is simultaneously reinjected largely in the reactor 10. At the same time, a new culture volume is sucked into the upper part of the tank. The scraping makes it possible to unclog the wall 28 which will be available again for the next passage. During the new rise of the piston, the new volume passes into the lower chamber 50 to be filtered during the next descent which also allows the suction of a new volume of solution. The rise / fall cycle of the piston can be repeated several times to adjust the total volume of filtered culture. Note that the injection into the lower chamber 50 through the piston allows to limit the resuspension of the cake formed in previous passages and optimizes the harvest. Once the desired filtered volume is reached, the three-way valve 58 located upstream of the system 12 is tilted to the air suction position. The rise / fall sequence of the piston is repeated several times to dry the microalgae cake formed and allow the total reinjection of the permeate into the reactor 10. The system 12 can then be disconnected from the reactor and the cake of microalgae recovered on the removable wall 40. Once the cake is recovered, the system 12 can be rinsed by suction of clean water through the piston. Figures 4 and 5 show another alternative embodiment of the filtration system. This system 12 includes the same characteristics as the system of all of Figures 1 and 2 and further comprises the following features.
Le piston 26 porte un organe racleur 66 qui est relié à son extrémité inférieure, par exemple par des entretoises 68. L'organe 66 est ainsi solidaire du piston 26 et destiné à être entraîné par ce dernier lors de ses déplacements. Les entretoises 68 séparent axialement l'organe 66 du piston 26.  The piston 26 carries a scraper member 66 which is connected to its lower end, for example by spacers 68. The member 66 is thus integral with the piston 26 and intended to be driven by the latter during its movements. The spacers 68 axially separate the member 66 from the piston 26.
L'organe 66 peut avoir une forme générale circulaire ou cylindrique, et de faible épaisseur ou hauteur. Il a de préférence un diamètre externe inférieur au diamètre externe du piston. Ainsi, l'organe 66 est destiné à effectuer un premier raclage ou pré-raclage de la paroi 28, lors du déplacement du piston, le piston assurant lui un second raclage de la paroi juste après le premier raclage.  The member 66 may have a generally circular or cylindrical shape, and of small thickness or height. It preferably has an outer diameter smaller than the outer diameter of the piston. Thus, the member 66 is intended to perform a first scraping or pre-scraping of the wall 28, during the displacement of the piston, the piston ensuring it a second scraping of the wall just after the first scraping.
Comme cela est schématiquement représenté à la figure 5, on comprend qu'une partie périphérique interne 70a du dépôt cylindrique de microalgues sur la paroi 28 est raclée et entraînée par l'organe 66 lors de son passage, et que le reste à savoir une partie périphérique externe 70b du dépôt cylindrique de microalgues sur la paroi 28 est raclée et entraînée par le piston lors de son passage. Ceci permet de conserver une surface filtrante avec peu de perte de charge, ce qui peut faciliter la descente du piston en fin de course notamment. La figure 5 permet également d'apprécier le gâteau de microalgues sur la paroi 40. Les figures 6 et 7 montrent des formes géométriques possibles pour la cuve 22 du système de filtration 12 selon l'invention. La cuve 22 a par exemple une contenance comprise entre 200ml_ et 10L, de préférence entre 500ml_ et 5L, et par exemple de l'ordre de 1 L. Elle peut avoir une hauteur supérieure à son diamètre, comme cela est représenté à la figure 6, ou bien un diamètre supérieur à sa hauteur. On comprend que ces dimensions influencent sur les surfaces filtrantes respectivement des parois 28, 40. La cuve de la figure 6 aura une paroi filtrante 40 de surface inférieure à celle de la cuve de la figure 7. As is schematically represented in FIG. 5, it is understood that an inner peripheral portion 70a of the cylindrical deposit of microalgae on the wall 28 is scraped off and driven by the member 66 during its passage, and that the remainder namely a part external device 70b of the cylindrical deposit of microalgae on the wall 28 is scraped and driven by the piston during its passage. This makes it possible to preserve a filtering surface with little loss of load, which can facilitate the descent of the piston at the end of the race in particular. FIG. 5 also makes it possible to assess the microalgae cake on the wall 40. FIGS. 6 and 7 show possible geometrical shapes for the tank 22 of the filtration system 12 according to the invention. The tank 22 has For example, a capacity of between 200 ml and 10 l, preferably between 500 ml and 5 l, and for example of the order of 1 l. It may have a height greater than its diameter, as shown in FIG. 6, or a diameter higher than its height. It will be understood that these dimensions influence the filtering surfaces respectively of the walls 28, 40. The tank of FIG. 6 will have a filtering wall 40 of smaller surface area than that of the tank of FIG.
La figure 8 est un exemple plus concret d'un système de filtration 12 selon l'invention. Le système 12 comprend une plateforme horizontale 72 destinée à être posée sur un support tel qu'une table ou un plan de travail. Une colonne 74 sensiblement verticale s'étend vers le haut depuis la plateforme 72, cette colonne portant un bras 76 de support de la cuve 22. La cuve peut être engagée de manière amovible dans un orifice 76a du bras 76. En position de montage sur le bras, la cuve peut être suspendue et maintenue à distance de la plateforme 72. Figure 8 is a more concrete example of a filtration system 12 according to the invention. The system 12 comprises a horizontal platform 72 intended to be placed on a support such as a table or a work plan. A substantially vertical column 74 extends upwardly from the platform 72, this column carrying an arm 76 for supporting the tank 22. The tank may be detachably engaged in an orifice 76a of the arm 76. In the mounting position on the arm, the tank can be suspended and kept at a distance from the platform 72.
Un levier 78 de forme allongée est articulé par l'une de ses extrémités longitudinales à l'extrémité supérieure de la colonne 74. Son autre extrémité longitudinale est reliée à une poignée 80. L'axe B d'articulation du levier 78 à la colonne 74 est sensiblement horizontal. Le levier est en outre articulé, sensiblement en son milieu, à l'extrémité supérieure de la tige 32 du piston 26. L'axe C d'articulation du levier 78 à la tige 32 est sensiblement parallèle à l'axe B.  A lever 78 of elongated shape is articulated by one of its longitudinal ends to the upper end of the column 74. Its other longitudinal end is connected to a handle 80. The axis B of articulation of the lever 78 to the column 74 is substantially horizontal. The lever is further articulated, substantially in the middle, at the upper end of the rod 32 of the piston 26. The articulation axis C of the lever 78 to the rod 32 is substantially parallel to the axis B.
On comprend qu'un utilisateur peut saisir la poignée 80 et déplacer le levier 78 de haut en bas, et de bas en haut, par rotation du levier autour de l'axe B, pour déplacer le piston de haut en bas, et de bas en haut, à l'intérieur de la cuve 22. L'effet de bras de levier de ce système permet de réduire l'effort fourni par l'utilisateur pour déplacer le piston et filtrer la solution de microalgues. La figure 9 illustre un mode de réalisation des moyens de raccordement d'un réacteur 10 à un système de filtration 12, qui est par exemple un système du type précité et décrit en référence aux précédentes figures. It is understood that a user can grasp the handle 80 and move the lever 78 up and down, and up and down, by rotation of the lever about the B axis, to move the piston up and down, and down at the top, inside the tank 22. The lever arm effect of this system reduces the effort provided by the user to move the piston and filter the microalgae solution. FIG. 9 illustrates an embodiment of the means for connecting a reactor 10 to a filtration system 12, which is for example a system of the aforementioned type and described with reference to the preceding figures.
Les références 52 et 56 désignent les conduits de raccordement du réacteur 10 au système 12, déjà décrit dans ce qui précède. En plus du clapet anti-retour 54, le conduit 52 comporte un capteur de pression 82 et un filtre 84, tel qu'un dispositif d'ultrafiltration.  References 52 and 56 designate the connection ducts from reactor 10 to system 12, already described in the foregoing. In addition to the check valve 54, the conduit 52 includes a pressure sensor 82 and a filter 84, such as an ultrafiltration device.
Le conduit 52 comprend en outre une vanne trois voies 86 dont une voie (formant sortie) est reliée par le clapet anti-retour 54 au port d'entrée du réacteur 10, une voie (formant entrée ou sortie) est reliée par le filtre 84 et le capteur 82 au port 20 du système 12, et une dernière voie (formant entrée) est reliée, de préférence par un autre clapet anti-retour 86, à une source 88 de fluide de rinçage.  The conduit 52 further comprises a three-way valve 86 of which a channel (forming an outlet) is connected by the non-return valve 54 to the inlet port of the reactor 10, a channel (forming an inlet or an outlet) connected by the filter 84 and the sensor 82 at the port 20 of the system 12, and a last channel (inlet) is connected, preferably by another check valve 86, to a source 88 of rinsing fluid.
Le conduit 56 est similaire à celui décrit dans ce qui précède et comprend en outre, en sortie de la dernière voie de la vanne 58 un clapet anti-retour 88 qui relie ainsi cette voie aux moyens d'aspiration 90. Un capteur de pression 91 peut être monté entre la vanne 58 et le port 18.  The duct 56 is similar to that described above and furthermore comprises, at the outlet of the last channel of the valve 58, a non-return valve 88 which thus connects this channel to the suction means 90. A pressure sensor 91 can be mounted between valve 58 and port 18.
Un conduit de dérivation 92 peut relier les vannes 58, 86.  A bypass duct 92 can connect the valves 58, 86.
Le circuit fluidique représenté à la figure 9 permet à la fois la filtration d'une solution comportant des microalgues par le système 12, et le rinçage de ces microalgues et du système.  The fluidic circuit shown in FIG. 9 allows both the filtration of a solution comprising microalgae by the system 12, and the rinsing of these microalgae and the system.
Les flèches 94 représentent le cheminement des fluides lors d'une opération de filtration. Comme évoqué dans ce qui précède, la solution contenue dans le réacteur 10 est acheminée par le conduit 52 jusque dans le système 12 en vue de la séparation des microalgues, qui se déposent sur les parois 28, 40, du milieu de culture qui est réacheminé par le conduit 56 dans le réacteur 10.  The arrows 94 represent the flow of the fluids during a filtration operation. As mentioned in the foregoing, the solution contained in the reactor 10 is conveyed via the conduit 52 into the system 12 for the purpose of separating the microalgae, which are deposited on the walls 28, 40, of the culture medium which is rerouted by the conduit 56 in the reactor 10.
Lors d'une opération de rinçage, les fluides s'écoulent selon les flèches 98. Le fluide de rinçage est par exemple de l'eau qui est aspirée à travers la vanne 86 et filtrée par le filtre 84 avant de pénétrer dans la cuve 22 du système 12 en vue du rinçage des microalgues. L'eau est ensuite évacuée par le port 18 à travers le conduit 52 par aspiration à travers la vanne 58. On comprend ainsi que le réacteur 10 n'est pas utilisé lors de cette opération et les vannes 58, 86 peuvent être reliées entre elles par le conduit de dérivation 92, pour éviter tout passage de fluide de rinçage dans le réacteur. During a rinsing operation, the fluids flow according to the arrows 98. The rinsing fluid is for example water that is sucked through the valve 86 and filtered by the filter 84 before entering the tank 22 of the system 12 for rinsing microalgae. The water is then discharged through the port 18 through the conduit 52 by suction through the valve 58. It is thus understood that the reactor 10 is not used during this operation and the valves 58, 86 can be interconnected. by the bypass duct 92, to avoid any passage of rinsing fluid in the reactor.
L'ensemble représenté à la figure 9 comprend un système de filtration 12, un réacteur 10, et des moyens de raccordement fluidique du système au réacteur. Le système 12 est tel que décrit dans ce qui précède. En variante, il pourrait s'agir d'un système de filtration d'un autre type, c'est-à-dire par forcément à piston racleur.  The assembly shown in FIG. 9 comprises a filtration system 12, a reactor 10, and means for fluidic connection of the system to the reactor. The system 12 is as described in the foregoing. Alternatively, it could be a filtration system of another type, that is to say by necessarily scraper piston.
Les figure 10 et 11 illustrent des variantes de réalisation des moyens de raccordement d'un réacteur 10 à un système de filtration 12, qui est par exemple un système du type précité et décrit en référence aux figures 1 à 8.  FIGS. 10 and 11 illustrate alternative embodiments of the means for connecting a reactor 10 to a filtration system 12, which is for example a system of the aforementioned type and described with reference to FIGS. 1 to 8.
La variante de réalisation de la figure 10 diffère du mode de réalisation de la figure 9 essentiellement en ce que le réacteur 10 est équipé d'un unique port 46' servant à l'alimentation et à l'évacuation.  The variant embodiment of FIG. 10 differs from the embodiment of FIG. 9 essentially in that the reactor 10 is equipped with a single port 46 'serving for feeding and evacuation.
La vanne trois voies 86 a une voie (formant sortie) reliée par le clapet anti-retour 54 directement au conduit 56, en aval du port 46' et en amont du clapet anti-retour 57. La vanne 86 comprend en outre une voie (formant entrée ou sortie) reliée par le filtre 84 et le capteur 82 au port 20 du système 12, et une dernière voie (formant entrée) reliée, de préférence par un autre clapet anti-retour 86, à une source 88 de fluide de rinçage.  The three-way valve 86 has a path (forming an output) connected by the non-return valve 54 directly to the conduit 56, downstream of the port 46 'and upstream of the non-return valve 57. The valve 86 further comprises a channel ( forming an input or output) connected by the filter 84 and the sensor 82 to the port 20 of the system 12, and a last channel (forming an inlet) connected, preferably by another nonreturn valve 86, to a source 88 of rinsing fluid .
La variante de réalisation de la figure 11 représente une simplification des moyens de raccordement entre le réacteur 10 et le système de filtration 2.  The variant embodiment of FIG. 11 represents a simplification of the connection means between the reactor 10 and the filtration system 2.
Le conduit 56 comprend le clapet anti-retour 57 qui est relié au port 46' du réacteur et au port 18 du système. Le conduit 52 comprend le clapet anti-retour 54 qui est relié au port 46' du réacteur et au port 20 du système. La variante de la figure 11 permet le recyclage du milieu de culture. Elle ne comprend ici pas de filtre 84 bien qu'elle pourrait en comprendre un. Par ailleurs, elle ne permet pas un rétrolavage contrairement aux précédents modes de réalisation. The conduit 56 includes the non-return valve 57 which is connected to the port 46 'of the reactor and the port 18 of the system. The conduit 52 includes the check valve 54 which is connected to port 46 'of the reactor and port 20 of the system. The variant of FIG. 11 allows the recycling of the culture medium. It does not include a filter 84 although it could understand one. Moreover, it does not allow a backwashing unlike previous embodiments.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système (12) de filtration d'une solution comportant des microalgues, le système comportant : 1. System (12) for filtering a solution comprising microalgae, the system comprising:
- une cuve (22) comprenant une cavité interne (24) sensiblement cylindrique dont l'axe de révolution (A) est sensiblement vertical, cette cavité étant destinée à recevoir une solution à filtrer comportant des microalgues, a tank (22) comprising a substantially cylindrical internal cavity (24) whose axis of revolution (A) is substantially vertical, this cavity being intended to receive a solution to be filtered comprising microalgae,
- un piston de filtration (26) monté coulissant dans ladite cavité (24), dans une direction sensiblement parallèle audit axe de révolution (A), et  a filtration piston (26) slidably mounted in said cavity (24), in a direction substantially parallel to said axis of revolution (A), and
- une première paroi cylindrique filtrante (28) configurée pour retenir les microalgues, ladite première paroi étant située au moins dans une partie inférieure (22a) de ladite cavité (24) et étant configurée pour être raclée par le piston (26) lors de ses déplacements,  a first filtering cylindrical wall (28) configured to retain the microalgae, said first wall being located at least in a lower part (22a) of said cavity (24) and being configured to be scraped by the piston (26) during its displacement
caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde paroi circulaire filtrante (40) située à l'extrémité inférieure de la cavité et configurée pour retenir et récolter les microalgues. characterized in that it further comprises a second filtering circular wall (40) located at the lower end of the cavity and configured to retain and harvest microalgae.
2. Système (12) selon la revendication précédente, dans lequel la seconde paroi filtrante (40) est montée de manière amovible à l'intérieur de la cavité (24) et/ou à l'extrémité inférieure de la cuve (22).  2. System (12) according to the preceding claim, wherein the second filter wall (40) is removably mounted within the cavity (24) and / or at the lower end of the vessel (22).
3. Système (12) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le piston (26) a une forme générale cylindrique et comprend une extrémité inférieure de forme sensiblement complémentaire de celle de ladite seconde paroi filtrante (40).  3. System (12) according to one of the preceding claims, wherein the piston (26) has a generally cylindrical shape and comprises a lower end of substantially complementary shape of that of said second filter wall (40).
4. Système (12) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un organe racleur (66) est relié à l'extrémité inférieure du piston (26) de façon à être entraîné par ce dernier lors de ses déplacements, cet organe racleur étant configuré pour pré-racler ladite première paroi filtrante (28) et ayant un diamètre externe inférieur à celui du piston. 4. System (12) according to one of the preceding claims, wherein a scraper member (66) is connected to the lower end of the piston (26) so as to be driven by the latter during its movements, this scraper member being configured to pre-scrape said first filter wall (28) and having an outer diameter smaller than that of the piston.
5. Système (12) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel il comprend au moins un port (44, 44') d'alimentation en solution à filtrer et au moins un port (46) d'évacuation d'un perméat. 5. System (12) according to one of the preceding claims, wherein it comprises at least one port (44, 44 ') for supplying solution to be filtered and at least one port (46) for discharging a permeate. .
6. Système (12) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le piston (26) délimite deux chambres (50, 60) à l'intérieur de la cuve (22), respectivement situées au-dessus et au-dessous de lui, ledit port d'alimentation (44') débouchant dans la chambre supérieure (60) qui est en communication fluidique avec la chambre inférieure (50) par au moins un canal (62) s'étendant dans ou le long du piston (26).  6. System (12) according to one of the preceding claims, wherein the piston (26) defines two chambers (50, 60) inside the tank (22) respectively above and below it, said supply port (44 ') opening into the upper chamber (60) which is in fluid communication with the lower chamber (50) by at least one channel (62) extending in or along the piston (26). ).
7. Ensemble comportant un système (12) selon l'une des revendications précédentes, un réacteur (10) de culture de microalgues, et des moyens de raccordement fluidique du système au réacteur, lesdits moyens de raccordement fluidique comprenant : 7. An assembly comprising a system (12) according to one of the preceding claims, a reactor (10) of microalgae culture, and means for fluid connection of the system to the reactor, said fluidic coupling means comprising:
- une première vanne trois voies (58) dont :  a first three-way valve (58) of which:
. une première voie est reliée à un premier port (18) de la cuve (22) du système (12),  . a first channel is connected to a first port (18) of the tank (22) of the system (12),
. une deuxième voie est reliée à un troisième port (44, 44') du réacteur (10), et  . a second path is connected to a third port (44, 44 ') of the reactor (10), and
. une troisième voie est configurée pour être reliée à un moyen d'aspiration ou d'évacuation (90),  . a third channel is configured to be connected to a suction or evacuation means (90),
- une seconde vanne trois voies (86) dont :  a second three-way valve (86) of which:
. une première voie est reliée à un second port (20) de la cuve du système,  . a first channel is connected to a second port (20) of the tank of the system,
. une deuxième voie est reliée à un quatrième port (46) du réacteur, et  . a second path is connected to a fourth port (46) of the reactor, and
. une troisième voie est configurée pour être reliée à une source (88) de fluide de rinçage.  . a third path is configured to be connected to a source (88) of rinsing fluid.
8. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel un clapet anti-retour (57, 88, 54, 86) est monté : 8. Assembly according to the preceding claim, wherein a non-return valve (57, 88, 54, 86) is mounted:
- entre la deuxième voie de la première vanne (58) et le troisième port du réacteur (44, 44'), et/ou - en sortie de la troisième voie de la première vanne (58), et/ou between the second channel of the first valve (58) and the third port of the reactor (44, 44 '), and / or at the output of the third channel of the first valve (58), and / or
- entre la deuxième voie de la seconde vanne (86) et le quatrième port (46) du réacteur (10), et/ou  between the second channel of the second valve (86) and the fourth port (46) of the reactor (10), and / or
- en entrée de la troisième voie de la seconde vanne (86).  at the input of the third channel of the second valve (86).
9. Procédé de récolte de microalgues à partir d'un ensemble selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend : 9. A method for harvesting microalgae from an assembly according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises:
- une étape d'alimentation de la cuve (22) du système (12) avec une solution comportant des microalgues contenue dans le réacteur (10), ladite solution passant par les première et deuxième voies de la première vanne (58), et  a step of feeding the tank (22) of the system (12) with a solution comprising microalgae contained in the reactor (10), said solution passing through the first and second channels of the first valve (58), and
- une étape d'évacuation ou de recyclage d'un perméat de la cuve du système vers le réacteur, ledit perméat passant par les première et deuxième voies de la seconde vanne (86).  a step of evacuating or recycling a permeate from the tank of the system to the reactor, said permeate passing through the first and second channels of the second valve (86).
10. Procédé de rinçage de microalgues à partir d'un ensemble selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend :  10. Process for rinsing microalgae from an assembly according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises:
- une étape d'alimentation de la cuve (22) du système (12) avec un fluide de rinçage, ledit fluide passant par les première et troisième voies de la seconde vanne (86), et  a step of feeding the tank (22) of the system (12) with a rinsing fluid, said fluid passing through the first and third channels of the second valve (86), and
- une étape d'évacuation du fluide de rinçage de la cuve, ledit fluide passant par les première et troisième voies de la première vanne (58).  - A step of evacuating the rinsing fluid from the tank, said fluid passing through the first and third channels of the first valve (58).
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