Foto-biorreactor y edificio que tiene un foto-biorreactor montado en una pared del mismo.
Foto-biorreactor para el crecimiento de algas que comprende:
al menos un contenedor transparente (21) que tiene un perímetro redondeado al menos parcialmente y quecontiene un cultivo de algas,
medios opcionales para montar el contenedor (27) en una superficie vertical, preferiblemente de un edificio deparedes de vidrio,
al menos un tubo de alimentación de gas (24)
al menos un orificio de retirada de gas,
al menos un tubo de líquido de alimentación (22),
al menos un tubo de descarga de líquido (26), dispuesto preferiblemente en el perímetro del contenedor, ymedios giratorios de agitación y retirada para agitar el cultivo de algas y retirar algas formadas dentro delcontenedor, en el que los medios de agitación y retirada comprenden una cinta giratoria (28) que tieneprotuberancias que se extienden hacia fuera, y estando deformada la cinta de modo cóncavo entre lasprotuberancias, y los medios de agitación y retirada comprenden un tornillo (25) adaptado para ser descendido enel interior de una deformación cóncava de la cinta y para ser ascendido desde la misma.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09011042.
Solicitante: King Abdulaziz City for Science and Technology.
Nacionalidad solicitante: Arabia Saudita.
Dirección: P.O. Box 6086 Riyadh 11442 ARABIA SAUDITA.
Inventor/es: Baabbad,Mazen.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C12M1/00 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12M EQUIPOS PARA ENZIMOLOGIA O MICROBIOLOGIA (instalaciones para la fermentación de estiércoles A01C 3/02; conservación de partes vivas de cuerpos humanos o animales A01N 1/02; aparatos de cervecería C12C; equipos para la fermentación del vino C12G; aparatos para preparar el vinagre C12J 1/10). › Equipos para enzimología o microbiología.
PDF original: ES-2383263_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Foto-biorreactor y edificio que tiene un foto-biorreactor montado en una pared del mismo La presente invención se refiere a un foto-biorreactor para el crecimiento de algas y a un edificio que tiene tal fotobiorreactor montado en una pared o superficie del mismo.
El cultivo de algas ha recibido una atención creciente en las pasadas décadas debido a su elevado contenido en nutrientes y a su capacidad para formar biomasa con mucha menos agua que cualquier planta terrestre conocida. Las algas pueden tener un contenido en aceite de hasta el 40% de su peso seco, por lo que pueden ser utilizadas para producir biodiesel. El cultivo de algas puede crecer en una variedad de tipos diferentes de incubadoras, que se denominan foto-biorreactores, cada uno de los cuales tiene sus ventajas y desventajas y diferencias en coste y eficiencia. Asimismo, los foto
biorreactores difieren en su susceptibilidad y seguridad frente a contaminación irreversible biológica y química. Los fotobiorreactores para el crecimiento de algas tienen que suministrar cantidades adecuadas de luz, nutrientes, temperatura, composición química así como movimiento de agitación y retirada de oxígeno del cultivo de algas.
En el estado de la técnica anterior, se conocen cuatro tipos principales de foto-biorreactores: estanques abiertos, fotobiorreactores de columna vertical, foto-biorreactores de placa plana y foto-biorreactores tubulares, véase O. Pulz, 15 "Photobioreactors: production systems for phototropic microorganisms", Applied Microbiol Biotechnol (2001) 57: 287-293; y C. U. Ugwu, H. Aoyagi, H. Uchiyima, "Photobioreactors for mass cultivation of algae", Bioresource Technology 99 (2008) 4021-4028. Otros tipos incluyen bolsas de plástico o disposiciones tubulares a modo de paredes verticales. Estos diseños eran utilizados para producir algas de alto valor, por ejemplo en relación al contenido de nutrientes, propósitos farmacéuticos, pigmentos, etc., pero mayoritariamente no para propósitos de combustible debido al alto coste, véase F.
Lehr y C. Posten, "Closed photo-bioreactors as tools for biofuel production", Current Opinion in Biotechnology 2009, 20: 280-285.
Sin embargo, algunas tecnologías están orientadas a la producción de biocombustibles. Una revisión de diseños anteriores, tales como en el documento US 3.986.297, muestra un foto-biorreactor en la forma de un tanque con un agitador central y una pluralidad de boquillas para inyectar gas en el tanque. El tanque utiliza fuentes de luz que están inmersas en el tanque y un tanque externo para el control de temperatura. Sin embargo, este diseño no parece ser económico ya que no utiliza la luz natural disponible además de por la dificultad de controlar la temperatura cuando el sistema necesita refrigeración durante la temporada de verano.
Otros diseños, tales como el divulgado en el documento US 4.676.956, muestran un foto-biorreactor tubular vertical que es iluminado desde el interior por una fuente de luz y desde el exterior. Los gases son alimentados al reactor desde su fondo. Sin embargo, este sistema es bastante complejo y difícil de mantener. Los documentos KR-A-20050013269 y EPA-0889118 describen foto-biorreactores que comprenden contenedores transparentes y medios de agitación para recolectar algas.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un foto-biorreactor para el crecimiento de algas que supere las dificultades y desventajas del estado de la técnica anterior. Especialmente, se proporcionará un foto-biorreactor que tenga un diseño sencillo y pueda ser montado e integrado fácilmente sobre las paredes de un edificio, preferiblemente un edificio de paredes de vidrio, para compartir especialmente el sistema de aire acondicionado con el edificio. El reactor será dotado fácilmente de nutrientes y electricidad.
Este objeto se consigue mediante un foto-biorreactor para el crecimiento de algas que comprende: al menos un contenedor transparente que tiene un perímetro al menos parcialmente redondeado y que contiene un cultivo de algas, 40 medios opcionales para montar el contenedor en una superficie vertical, preferiblemente de un edificio de paredes de vidrio, al menos un tubo de alimentación de gas, al menos un orificio de retirada de gas, al menos un tubo de líquido de alimentación, al menos un tubo de descarga de líquido, preferiblemente dispuesto en el perímetro del contenedor, y medios de agitación y retirada giratorios dentro del contenedor, en el que los medios de agitación y retirada comprenden una cinta giratoria que tiene protuberancias que se extienden hacia fuera, y estando deformada la cinta giratoria de modo 45 cóncavo entre las protuberancias, así como un tornillo que es descendido en el interior del interior de una deformación cóncava. En el estado de la técnica anterior, los medios de agitación y retirada comprenden al menos una paleta.
El tamaño de la paleta permite retirar las algas formadas en las paredes internas del contenedor. A este respecto, se entiende que el tamaño de la paletaes tal que los bordes laterales de la paleta están tan próximos a las paredes internas del contenedor que las algas formadas en las mismas pueden ser retiradas por el giro de los medios de agitación y 50 retirada. Esto puede dar como resultado un efecto de arrastre de la paleta. En otras palabras, la paleta permite rascar las paredes internas del contenedor para retirar las algas formadas en las mismas.
De acuerdo con la invención, los medios de agitación y retirada comprenden una cinta giratoria que tiene protuberancias que se extienden hacia fuera, y estando deformada la cinta de modo cóncavo entre las protuberancias.
Preferiblemente, el tamaño de las protuberancias permite retirar las algas formadas en las paredes internas del contenedor. En lo que se refiere a la paleta en el primer modo de realización, se entiende que el tamaño de las protuberancias es tal que los bordes superiores de las protuberancias están diseñados de modo que están tan próximos a las paredes internas del contenedor que retiran las algas formadas en las mismas. Esto puede dar como resultado asimismo un efecto de arrastre de las protuberancias. El material de la cinta es preferiblemente poroso para permitir el crecimiento hacia dentro de algas. El material puede ser, por ejemplo, nailon tejido.
Los medios de agitación y retirada comprenden un tornillo adaptado para ser descendido en el interior de una deformación cóncava de la cinta y para ser alzado desde la misma. Cuando el tornillo es girado, rasca las algas de la superficie de la cinta, y subsecuentemente, las algas pueden ser retiradas al exterior del contenedor.
Se prefiere adicionalmente que el foto-biorreactor comprenda al menos un mecanismo de accionamiento para girar los medios de agitación y retirada.
En un modo de realización, los medios de agitación y retirada comprenden preferiblemente un cojinete que se sitúa por encima del nivel de los líquidos del contenedor.
En un modo de realización adicional, los medios de agitación y retirada comprenden preferiblemente un árbol giratorio aislado de cualquier contacto con los líquidos en el contenedor.
El contenedor puede ser un contenedor cilíndrico de disco, o el contenedor puede tener una forma alargada con esquinas redondeadas.
De acuerdo con la invención, se proporciona asimismo un edificio, preferiblemente un edificio con al menos parte de las paredes de vidrio, que tiene al menos un foto-biorreactor de acuerdo con la invención montado en una superficie vertical del mismo.
Se prefiere un edificio en el que al menos un foto-biorreactor se conecte con el sistema de aire acondicionado del edificio, preferiblemente al menos un tubo de gas de alimentación del reactor.
Sorprendentemente, se encontró que el foto-biorreactor de la invención puede integrarse fácilmente en o sobre las paredes de un edificio, preferiblemente un edificio de paredes de vidrio. Tal integración proporciona un ahorro de costes significativo e igualmente una forma novedosa de compartir el sistema de aire acondicionado con ese edificio. Especialmente puede ser introducido en el foto-biorreactor de la invención aire descargado del sistema de aire acondicionado que comprende una concentración más elevada de dióxido de carbono. Asimismo, el sistema de conducciones del foto-biorreactor de la invención puede ser dispuesto fácilmente en un edificio en el cual se monte el fotobiorreactor. El foto-biorreactor puede recibir la luz necesaria para el crecimiento de las algas del interior... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Foto-biorreactor para el crecimiento de algas que comprende: al menos un contenedor transparente (21) que tiene un perímetro redondeado al menos parcialmente y que contiene un cultivo de algas, medios opcionales para montar el contenedor (27) en una superficie vertical, preferiblemente de un edificio de paredes de vidrio, al menos un tubo de alimentación de gas (24) al menos un orificio de retirada de gas, al menos un tubo de líquido de alimentación (22) , al menos un tubo de descarga de líquido (26) , dispuesto preferiblemente en el perímetro del contenedor, y medios giratorios de agitación y retirada para agitar el cultivo de algas y retirar algas formadas dentro del contenedor, en el que los medios de agitación y retirada comprenden una cinta giratoria (28) que tiene protuberancias que se extienden hacia fuera, y estando deformada la cinta de modo cóncavo entre las protuberancias, y los medios de agitación y retirada comprenden un tornillo (25) adaptado para ser descendido en 15 el interior de una deformación cóncava de la cinta y para ser ascendido desde la misma.
2. Foto-biorreactor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las protuberancias de la cinta, cuando gira, limpian la superficie interna transparente del contenedor.
3. Foto-biorreactor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos un mecanismo de accionamiento para girar los medios de agitación y retirada.
4. Foto-biorreactor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de agitación y retirada comprenden un cojinete que está situado por encima del nivel de los líquidos en el contenedor.
5. Foto-biorreactor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de agitación y retirada comprenden un árbol giratorio aislado de cualquier contacto con los líquidos en el contenedor.
6. Foto-biorreactor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el contenedor tiene una forma alargada con 25 esquinas redondeadas.
7. Edificio, preferiblemente un edificio con paredes al menos parcialmente de vidrio, que tiene al menos un fotobiorreactor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores montado en una superficie vertical del mismo.
8. Edificio de acuerdo con la reivindicación 7, en el que al menos un foto-biorreactor está conectado con el 30 sistema de aire acondicionado del edificio, preferiblemente al menos un tubo de gas de alimentación.
Figura 1
Figura 2 Figura 3
Figura 4 Figura 5
Figura 6 Figura 7
Figura 8 Figura 9
Figura 10
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