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DE102017107423A1 - Cultivator and method for obtaining phytoplankton - Google Patents

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DE102017107423A1
DE102017107423A1 DE102017107423.6A DE102017107423A DE102017107423A1 DE 102017107423 A1 DE102017107423 A1 DE 102017107423A1 DE 102017107423 A DE102017107423 A DE 102017107423A DE 102017107423 A1 DE102017107423 A1 DE 102017107423A1
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kultiviereinrichtung (10, 100), umfassend eine Strahlen durchlassende Flüssigkeit aufnehmende Aufnahme (13) mit zueinander beabstandeter Außen- und Innenwandung (14), Kopf- und Bodenwandung (16, 18), wobei die Innenwandung ein eine Hohlzylindergeometrie aufweisender kopf- und bodenseitig offener Innenzylinder (20) ist, der beabstandet zu der einen Außenbehälter (12) bildenden Kopf-, Boden- und Außenwandung (14, 16, 18) verläuft. Innerhalb des Innenzylinders (20) ist ein Verdrängerelement (34) angeordnet, das derart in Längsrichtung des Innenzylinders verstellbar ist, dass im Innenzylinder vorhandene Flüssigkeit in Zwischenraum zwischen dem Innenzylinder (20) und dem Außenbehälters strömt.

Figure DE102017107423A1_0000
The invention relates to a culturing device (10, 100), comprising a radiation-transmitting liquid receiving receptacle (13) with spaced outer and inner walls (14), head and bottom wall (16, 18), wherein the inner wall of a hollow cylinder geometry having head and bottom side open inner cylinder (20) which is spaced from the outer container (12) forming head, bottom and outer wall (14, 16, 18). Within the inner cylinder (20), a displacement element (34) is arranged, which is adjustable in the longitudinal direction of the inner cylinder so that liquid present in the inner cylinder flows in the intermediate space between the inner cylinder (20) and the outer container.
Figure DE102017107423A1_0000

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kultiviereinrichtung, insbesondere zur Gewinnung von phototrophen Organismen, umfassend eine Strahlung durchlassende und Flüssigkeit aufnehmende Aufnahme mit Behälter mit Außen-, Innen-, Kopf- und Bodenwandung. Auch nimmt die Erfindung Bezug auf ein Verfahren zur Gewinnung von phototrophen Organismen, wie Phytoplankton, insbesondere Mikroalgen, wie Chlorella vulgaris, wobei phototrophe Organismen und ein wässriges Medium in transparente Aufnahmen gefüllt werden, die zumindest zeitweise einer künstlichen Beleuchtung ausgesetzt werden, wobei den in den Aufnahmen vorhandenen Substanzen Kohlenstoffquellen und Nährstoffe zugesetzt sind oder werden, und zum Ernten der phototrophen Organismen zumindest ein Teil der in den Aufnahmen vorhandenen Substanzen aus den Aufnahmen entfernt und sodann die phototrophen Organismen abgetrennt werden.The invention relates to a cultivator, in particular for the production of phototrophic organisms, comprising a radiation-transmitting and liquid-receiving receptacle with container with outer, inner, head and bottom wall. The invention also relates to a method for obtaining phototrophic organisms, such as phytoplankton, in particular microalgae, such as Chlorella vulgaris, wherein phototrophic organisms and an aqueous medium are filled into transparent images, which are at least temporarily exposed to artificial lighting, wherein the in the Recordings of existing substances carbon sources and nutrients are added or are, and removed to harvest the phototrophic organisms at least a portion of the existing in the recordings substances from the recordings and then the phototrophic organisms are separated.

Der DE 10 2012 214 493 A1 ist ein Photobioreaktor zu entnehmen, bei dem ein in Etagen ausgebildetes transparentes Leitungssystem von einer Kultursuspension, wie Algensubstrat, durchströmt wird, um phototrophe Organismen, wie Algen, zu kultivieren. Of the DE 10 2012 214 493 A1 A photobioreactor can be seen in which a culture-suspension, such as algae substrate, is flowed through in a transparent conduit system formed in stages, in order to cultivate phototrophic organisms, such as algae.

In kleinformatigen Behältnissen mit einem Volumen von vorzugsweise 0,1 bis 10 Litern werden nach der DE 10 2009 028 059 A1 phototrophe Organismen, wie Spirulina oder Chlorella, kultiviert. Die Behältnisse werden über einen Zeitraum von z.B. 1 bis 4 Wochen gelagert. Zur Vermeidung von Sedimentationen werden die Behältnisse z.B. mittels Rütteln, Schütteln oder Wenden in Bewegung gehalten. Die phototrophen Organismen werden sodann mittels Zentrifugation geerntet.In small-sized containers with a volume of preferably 0.1 to 10 liters are after the DE 10 2009 028 059 A1 phototrophic organisms, such as Spirulina or Chlorella, cultured. The containers are stored for a period of, for example, 1 to 4 weeks. To avoid sedimentation, the containers are kept in motion, for example, by shaking, shaking or turning. The phototrophic organisms are then harvested by centrifugation.

Der WO 98/13469 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kultivieren von Zellen und Geweben zu entnehmen. Hierzu werden Zellen- oder Gewebekulturen in ein durchscheinendes Behältnis eingefüllt, das die Form eines Schlauchbeutels hat. Im Bodenbereich ist eine Öffnung vorgesehen, um die Kulturen zuzuführen.Of the WO 98/13469 A1 For example, a method and apparatus for cultivating cells and tissues can be found. For this cell or tissue cultures are filled in a translucent container, which has the shape of a tubular bag. In the bottom area, an opening is provided to feed the crops.

Aus der EP 2 316 917 A1 ist ein Verfahren zur mixotrophen Kultivierung von Mikroorganismen und/oder Zellen bekannt. Hierzu werden Kulturen auf eine Hohlfaserschicht aufgebracht, die sich auf einem Transportband befindet, das an einer natürlichen und einer künstlichen Lichtquelle vorbeigeführt wird. Am Ende des Transportweges werden die Mikroorganismen bzw. Zellen aufgefangen und sodann weiterverarbeitet.From the EP 2 316 917 A1 a method for the mixotrophic cultivation of microorganisms and / or cells is known. For this purpose, cultures are applied to a hollow fiber layer, which is located on a conveyor belt, which is guided past a natural and an artificial light source. At the end of the transport path, the microorganisms or cells are collected and then further processed.

Nachteilig bei der batchweisen Gewinnung von phototrophen Organismen sind die relativ langen Lagerzeiten. Auch kann häufig nicht verhindert werden, dass Ablagerungen, also Sedimentationen, auftreten. Letzteres wird durch ein Verfahren nach der DE 10 2014 111 913 A1 vermieden, indem die Behältnisse transportiert und zusätzlich einer Zwangsbewegung ausgesetzt sind.A disadvantage of the batchwise recovery of phototrophic organisms are the relatively long storage times. Also, it can often not be prevented that deposits, ie sedimentation occur. The latter is by a method according to DE 10 2014 111 913 A1 avoided by the containers are transported and additionally subjected to forced movement.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kultiviereinrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass im gewünschten Umfang und in relativ kurzer Zeit phototrophe Organismen wie Phytoplankton wachsen können.The present invention has the object, a cultivating device and a method of the type mentioned in such a way that can grow to the desired extent and in a relatively short time phototrophic organisms such as phytoplankton.

Zur Lösung der Aufgabe zeichnet sich eine Kultiviereinrichtung im Wesentlichen dadurch aus, dass die Innenwandung einen eine Hohlzylindergeometrie aufweisenden kopf- und bodenseitig offenen Innenzylinder bildet, der beabstandet zu der einen Außenbehälter bildenden Kopf- und Bodenwandung und der Außenwandung verläuft, und dass innerhalb des Innenzylinders ein Verdrängerelement angeordnet ist, das derart in Längsrichtung des Innenzylinders verstellbar ist, dass im Innenzylinder vorhandene Flüssigkeit in Zwischenraum zwischen Innenzylinder und Außenbehälter bei gleichzeitigem Strömen von zuvor in dem Zwischenraum vorhandener Flüssigkeit in den Innenkörper strömt.To achieve the object, a cultivator is characterized essentially by the fact that the inner wall forms a hollow cylinder geometry having head and bottom open inner cylinder which is spaced from the outer container forming a head and bottom wall and the outer wall, and that within the inner cylinder Displacer is arranged, which is adjustable in the longitudinal direction of the inner cylinder such that liquid present in the inner cylinder in the space between the inner cylinder and outer container with simultaneous flow of liquid previously present in the intermediate space flows into the inner body.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Verdrängerelement ein Scheibenelement ist und mittels eines in Längsrichtung des Innenzylinders verlaufenden und die Kopfwandung durchsetzenden stangenförmigen Verbindungselements verstellbar ist.In this case, provision is made in particular for the displacement element to be a disk element and to be adjustable by means of a rod-shaped connecting element extending in the longitudinal direction of the inner cylinder and passing through the head wall.

Zum axialen Verstellen kann das Verbindungselement mit einem außerhalb des Außenbehälters vorhandenen Antrieb oder mit einer Zwangsführung verbunden sein, wobei insbesondere die Zwangsführung einen wellenförmigen Verlauf derart aufweist, dass bei linearer Längsbewegung des Außenbehälters relativ zur Zwangsführung das Verdrängerelement mittels des Verbindungselementes entlang der Längsachse des Innenzylinders verstellt wird.For axial adjustment, the connecting element may be connected to a drive present outside the outer container or to a positive guide, wherein in particular the positive guide has a wave-shaped course such that, in the case of linear longitudinal movement of the outer container relative to the positive guide, the displacement element is adjusted by means of the connecting element along the longitudinal axis of the inner cylinder becomes.

Erfindungsgemäß wird eine Kultiviereinrichtung vorgeschlagen, die aus einem geschlossenen Außenbehälter und einem boden- und kopfseitig offenen hohlen Innenzylinder besteht, die zueinander beabstandet verlaufen, so dass die sich in der den Außenbehälter und den Innenzylinder umfassenden Aufnahme befindliche Flüssigkeit durch Verstellen des Verdrängerelementes einer Zwangsströmung unterworfen wird, die von dem Innenzylinder in den Zwischenraum zwischen Innenzylinder und Außenbehälter führt und umgekehrt. Dabei sind die Volumina von Innenzylinder und Außenbehälter derart aufeinander abgestimmt, dass das Volumen des Innenzylinders gleich Volumen des Außenbehälters abzüglich dem des Innenzylinders ist, unter Berücksichtigung der Wandstärke des Innenzylinders und etwaiger Einbauten wie Abstandselemente zwischen Außen- und Innenbehälter.According to the invention, a cultivating device is proposed which consists of a closed outer container and a hollow inner cylinder which is open at the bottom and on the head and which are spaced apart from each other, so that the liquid contained in the receptacle enclosing the outer container and the inner cylinder is subjected to a forced flow by adjusting the displacer element , which leads from the inner cylinder in the space between the inner cylinder and outer container and vice versa. The volumes of inner cylinder and outer container are coordinated so that the volume of Inner cylinder is equal to the volume of the outer container minus that of the inner cylinder, taking into account the wall thickness of the inner cylinder and any internals such as spacers between outer and inner container.

Der maximale Hub des Verdrängerelementes, das als Kolben bzw. Kolbenscheibe bezeichnet werden kann, verläuft zwischen unterem Rand und oberem Rand des Innenzylinders.The maximum stroke of the displacement element, which may be referred to as a piston or piston disk, extends between the lower edge and the upper edge of the inner cylinder.

Durch die Volumenabstimmung kann folglich das gesamte Volumen des Innenzylinders beim Verstellen des Verdrängerelementes von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt hin in den Zwischenraum zwischen dem Innenzylinder und dem Außenbehälter strömen und somit im erforderlichen Umfang der Lichtstrahlung zum Wachsen der phototrophen Organismen ausgesetzt werden.As a result of the volumetric adjustment, the entire volume of the inner cylinder when adjusting the displacement element can flow from its bottom dead center to its top dead center into the space between the inner cylinder and the outer container and thus be exposed to the required extent of light radiation for growing the phototrophic organisms.

Bevorzugterweise wird das scheibenförmige Verdrängerelement über ein die Kopfwandung des Außenbehälters durchsetzenden Verbindungselementes, wie Stange, außerhalb des Behälters kraftbeaufschlagt, um die axiale Bewegung des Verdrängerelementes innerhalb des Innenzylinders zu ermöglichen.Preferably, the disk-shaped displacer is force-fed via a connecting element, such as a rod, passing through the top wall of the outer container, outside the container, in order to permit the axial movement of the displacer within the inner cylinder.

Auch besteht die Möglichkeit, dass das Verdrängerelement von einer innerhalb des Behälters verlaufenden Gewindestange bzw. Spindel ausgeht, die von außen in Drehbewegung versetzt wird.There is also the possibility that the displacement element emanates from a threaded rod or spindle running inside the container, which is set into rotary motion from the outside.

Um Sedimentationen zu vermeiden, ist des Weiteren vorgesehen, dass der Übergang zwischen Innenfläche der Bodenwandung und Innenfläche der Außenwandung eckenfrei verläuft, also ein stetiger Übergang vorliegt. Aufgrund der strömenden Flüssigkeit ist sichergestellt, dass Ablagerungen ausgeschlossen sind.In order to avoid sedimentation, it is further provided that the transition between the inner surface of the bottom wall and the inner surface of the outer wall is free of corners, so there is a steady transition. Due to the flowing liquid it is ensured that deposits are excluded.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art zeichnet sich im Wesentlichen dadurch aus, dass als Aufnahme eine solche verwendet wird, die aus einem eine Zylinderform aufweisenden Außenbehälter und einem kopf- und bodenseitig offenen und beabstandet zum Außenbehälter verlaufenden hohlen Innenzylinder besteht, und dass in der Aufnahme vorhandene Flüssigkeit einer Zwangsströmung derart ausgesetzt wird, dass innerhalb des Innenzylinders vorhandene Flüssigkeit in den Zwischenraum zwischen Innenzylinder und Außenbehälter strömt und umgekehrt.A method of the type mentioned is characterized essentially by the fact that is used as a recording, which consists of a cylinder shape having an outer container and a head and bottom side open and spaced from the outer container extending hollow inner cylinder, and that existing in the recording Liquid is exposed to a forced flow such that liquid present within the inner cylinder flows into the space between inner cylinder and outer container and vice versa.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Zwangsströmung mittels eines in axialer Richtung des Innenzylinders verstellbaren Verdrängerelements hervorgerufen wird.It is provided in particular that the forced flow is caused by means of a displaceable in the axial direction of the inner cylinder displacer.

Es besteht die Möglichkeit, dass das vorzugsweise scheibenförmig ausgebildete Verdrängerelement über ein die Kopfwandung des Außenbehälters durchsetzendes Verbindungselement verstellt wird.There is the possibility that the preferably disc-shaped displacement element is adjusted via a connecting element passing through the top wall of the outer container.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass mehrere entsprechende Aufnahmen nebeneinander angeordnet werden und die die jeweilige Kopfwandung durchsetzenden Verbindungselemente vorzugsweise über eine Traverse von einem gemeinsamen Antrieb verstellt werden.There is also the possibility that a plurality of corresponding receptacles are arranged next to one another and the connecting elements passing through the respective head wall are preferably adjusted by a common drive via a traverse.

Auch kann das Verbindungselement in eine Zwangsführung eingreifen, die z.B. einen wellenförmigen Verlauf derart aufweist, dass das Verbindungselement relativ in Längsrichtung des Behälters derart verstellt wird, dass das Verdrängerelement zwischen unterem und oberem Totpunkt verstellt werden kann. Diese verlaufen insbesondere in den Stirnrandbereichen des Innenzylinders, wobei bevorzugterweise sichergestellt sein soll, dass die Bewegung des Verdrängerelementes ausschließlich zwischen dem unteren und oberen Stirnrandbereich erfolgt.Also, the connecting element can engage in a forced operation, e.g. has a wave-shaped course such that the connecting element is adjusted relative to the longitudinal direction of the container such that the displacer between the lower and upper dead center can be adjusted. These run in particular in the end edge regions of the inner cylinder, wherein it should preferably be ensured that the movement of the displacement element takes place exclusively between the lower and upper end edge region.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.For more details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken these features - alone and / or in combination - but also from the following description of the drawing to be taken preferred embodiments.

Es zeigen:

  • 1 eine erste Ausführungsform einer Kultiviereinrichtung zur Gewinnung von phototrophen Organismen,
  • 2 die Einrichtung gemäß 1 in Längsschnitt,
  • 3 eine zweite Ausführungsform einer Kultiviereinrichtung und
  • 4 die Einrichtung in 3 in Längsschnitt.
Show it:
  • 1 a first embodiment of a cultivator for obtaining phototrophic organisms,
  • 2 the device according to 1 in longitudinal section,
  • 3 a second embodiment of a cultivator and
  • 4 the facility in 3 in longitudinal section.

In den Figuren sind Aufnahmen bzw. Behältnisse von Kultiviereinrichtungen dargestellt, mittels derer phototrophe Organismen, wie Phytoplankton, insbesondere Mikroalgen, wie Chlorella vulgaris, hergestellt werden sollen. Die Licht hindurch lassenden, also insbesondere transparenten Aufnahmen sind hierzu mit einem wässrigen Medium gefüllt und werden einer künstlichen Beleuchtung ausgesetzt. Dabei soll die Strahlung dem Sonnenlicht nachempfunden sein. Insbesondere gelangen Niedervolt-LED-Lampen zum Einsatz. Es sollte Kaltlicht im Bereich von 6.500 °K benutzt werden.Shown in the figures are receptacles or containers of cultivating devices by means of which phototrophic organisms, such as phytoplankton, in particular microalgae, such as Chlorella vulgaris, are to be produced. The light passing through, so in particular transparent shots are filled for this purpose with an aqueous medium and are exposed to artificial lighting. The radiation should be modeled on the sunlight. In particular, low-voltage LED lamps are used. Cold light in the range of 6,500 ° K should be used.

In den den Figuren zu entnehmenden Ausführungsbeispielen werden grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures to be taken embodiments are basically the same Elements marked with the same reference numerals.

Die in den Figuren dargestellten Kultiviereinrichtungen 10, 100 weisen ein eine Zylinderform aufweisendes Außenbehältnis 12 auf, das eine Umfangswandung 14, eine Bodenwandung 16 und eine Kopfwandung 118 umfasst. Letztere sind über nicht näher gekennzeichnete flanschartige Abschnitte flüssigkeitsdicht mit der Umfangswandung 14 verbunden.The cultivators shown in the figures 10 . 100 have a cylindrical shape exhibiting outer container 12 on, this is a peripheral wall 14 , a bottom wall 16 and a head wall 118 includes. The latter are liquid-tight with the peripheral wall via unspecified flange-like sections 14 connected.

Innerhalb des Außenbehältnisses 12 - auch Außenbehälter genannt - und beabstandet zu dessen Innenflächen ist ein als Innenzylinder bezeichneter endseitig offener Hohlzylinder 20 angeordnet. Der Zylinder 20 ist über Abstandselemente gegenüber dem Außenbehälter 12 abgestützt. Entsprechende stegförmige Abstandselemente sind beispielhaft mit den Bezugszeichen 22, 24, 26, 28 gekennzeichnet.Inside the outer container 12 - Also called outer container - and spaced from the inner surfaces is called an inner cylinder end open hollow cylinder 20 arranged. The cylinder 20 is about spacers against the outer container 12 supported. Corresponding web-shaped spacer elements are exemplified by the reference numerals 22 . 24 . 26 . 28 characterized.

Zwischen dem Innenzylinder 20 und der Innenfläche der Umfangswandung 14 verläuft ein Spalt 32, der im Schnitt eine Ringgeometrie aufweist.Between the inner cylinder 20 and the inner surface of the peripheral wall 14 there is a gap 32 which has a ring geometry in section.

Innerhalb des Innenzylinders 20 und in dessen Längsrichtung verstellbar ist ein Verdrängerelement 34 angeordnet, das entsprechend der zeichnerischen Darstellung als Scheibenelement ausgebildet sein kann. Das Verdrängerelement 34 ist mit einer die Kopfwandung 18 des Außenbehälters 12 durchsetzenden Stange 36 oder gleichwirkendem Element verbunden, so dass das nachstehend auch als Kolben bezeichnete Verdrängerelement 34 axial, also in Längsachsenrichtung des Hohlzylinders 20 verstellbar ist. Hierdurch bedingt wird die in der den Außenbehälter 12 und den Innenzylinder 20 umfassenden Aufnahme 13 vorhandene Flüssigkeit einer Zwangsströmung ausgesetzt, das heißt, der Inhalt des Innenzylinders 20 strömt in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Kolbens 34 über den Kopf- oder Bodenrand des Innenzylinders 20 in den Spalt 32 und umgekehrt. Hierdurch bedingt gelangt die Flüssigkeit aus dem Innenraum 38 des Innenzylinders 20 in den Spalt 32 und in den zwischen dem unteren Rand des Innenzylinders und der Bodenwandung 16 sowie dem oberen Rand des Innenzylinders 20 und der Kopfwandung 18 vorhandenen Zwischenraum und umgekehrt. Dies wiederum führt dazu, dass im gewünschten Umfang die Flüssigkeit einer Beleuchtung ausgesetzt werden kann, um das Wachstum der phototrophen Organismen zu beschleunigen.Inside the inner cylinder 20 and in the longitudinal direction is adjustable, a displacement element 34 arranged, which may be formed according to the graphic representation as a disc element. The displacer element 34 is one with the head wall 18 of the outer container 12 interspersing rod 36 or equivalent element, so that the hereinafter also referred to as a piston displacer 34 axially, ie in the longitudinal axis direction of the hollow cylinder 20 is adjustable. This is due to the in the outer container 12 and the inner cylinder 20 comprehensive intake 13 existing liquid exposed to a forced flow, that is, the contents of the inner cylinder 20 flows in dependence on the direction of movement of the piston 34 over the top or bottom edge of the inner cylinder 20 in the gap 32 and vice versa. As a result, the liquid passes out of the interior 38 of the inner cylinder 20 in the gap 32 and in between the lower edge of the inner cylinder and the bottom wall 16 as well as the upper edge of the inner cylinder 20 and the head wall 18 existing gap and vice versa. This in turn means that the liquid can be exposed to illumination to the desired extent to accelerate the growth of the phototrophic organisms.

Das Volumen des Innenraums 38, der von dem Innenzylinder 20 umgeben ist, ist gleich dem Volumen, der gleich dem des Innenraums des Außenbehälters 12 abzüglich Volumen des Innenzylinders 20 ist. Ergänzend sind Wandstärke des Innenzylinders 20 und die Stegelemente 22, 24, 26, 28 sowie das Verdrängerelement 34 sowie im erforderlichen Umfang die Kolbenstange 36 zu berücksichtigen. Somit ist sichergestellt, dass dann, wenn das Verdrängerelement bzw. der Kolben 34 von seiner unteren Position, die im Bereich des unteren Stirnrandes des Innenzylinders 20 verläuft, bis zu seinem oberen Totpunkt, der im Bereich des oberen Stirnrandes des Innenzylinders 20 liegt, verstellt wird, die gesamte Flüssigkeit aus dem Innenraum 38 in den Raum verdrängt wird, der zwischen dem Innenzylinder 20 und dem Außenbehälter 12 verläuft, einschließlich der Bereiche, die zwischen der Boden- bzw. Kopfwandung 16, 18 und den Stirnbereichen des Innenzylinders 20 verlaufen.The volume of the interior 38 that of the inner cylinder 20 is equal to the volume equal to that of the interior of the outer container 12 less volume of the inner cylinder 20 is. In addition, wall thickness of the inner cylinder 20 and the web elements 22 . 24 . 26 . 28 and the displacer 34 and to the required extent the piston rod 36 to take into account. This ensures that when the displacer or the piston 34 from its lower position, in the area of the lower end edge of the inner cylinder 20 runs, to its top dead center, in the region of the upper end edge of the inner cylinder 20 is, is adjusted, all the liquid from the interior 38 is displaced into the space between the inner cylinder 20 and the outer container 12 runs, including the areas between the bottom and top wall 16 . 18 and the end portions of the inner cylinder 20 run.

Mit anderen Worten sind die von der Flüssigkeit ausgefüllten Volumina von Außen- und Innenbehälter 12, 20 derart aufeinander abgestimmt, dass die in dem Innenbehälter oder -zylinder 20 vorhandene Flüssigkeit bei Verstellen des Verdrängerelements 34 vollständig in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenbehälter 12, 20 verdrängt wird und umgekehrt.In other words, the volumes of the outer and inner containers filled by the liquid are 12 . 20 coordinated so that the liquid present in the inner container or cylinder 20 upon adjustment of the displacer 34 completely in the space between the inner and outer container 12 . 20 is displaced and vice versa.

Die Kolbenstange 36 kann zum Beispiel mittels eines nicht dargestellten Antriebs axial verstellt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Kolbenstange 36 mit ihrem freien Ende 40 von einer Zwangsführung aufgenommen wird, so dass bei einer relativen Bewegung zwischen der Kultiviereinrichtung 10 und der Zwangsführung, insbesondere während des Transports des Behälters 12 entlang der Zwangsführung, die Kolbenstange 10 axial verstellt werden kann. Hierzu kann die Zwangsführung einen wellenförmigen Verlauf aufweisen.The piston rod 36 can be adjusted axially, for example by means of a drive, not shown. However, there is also the possibility that the piston rod 36 with her free end 40 is received by a positive guidance, so that in a relative movement between the cultivating 10 and the forced operation, in particular during the transport of the container 12 along the positive guide, the piston rod 10 can be adjusted axially. For this purpose, the forced operation can have a wave-shaped course.

Wie sich aus der 1 ergibt, weist die Kopfwandung 18 mehrere Öffnungen auf. Zwei Öffnungen 42, 44 können zum Einleiten von CO2 dienen, das auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmt. Durch das Umwälzen der Flüssigkeit durch das axiale Verstellen des Kolbens 34 wird das CO2 mitgenommen und kann sich somit in der Flüssigkeit auflösen. Weitere Öffnungen, von denen einige mit dem Bezugszeichen 46, 48 gekennzeichnet sind, sind über Filterelemente verschlossen, so dass beim Kultivieren entstehender Sauerstoff entweichen kann.As is clear from the 1 shows, the head wall 18 several openings. Two openings 42 . 44 may serve to introduce CO 2 that floats on the surface of the liquid. By circulating the liquid by the axial displacement of the piston 34 the CO 2 is taken and can thus dissolve in the liquid. Other openings, some of which are designated by the reference numeral 46 . 48 are sealed, are closed by filter elements, so that can arise during cultivation emerging oxygen.

Es besteht auch die Möglichkeit, mehrere entsprechende Behälter nebeneinander anzuordnen und sodann die Kolbenstangen 36 miteinander zu verbinden, zum Beispiel über eine Traverse, die ihrerseits verstellt wird, um somit die Kolben 34 in Längsachsenrichtung der Behälter zu verstellen, und somit im gewünschten Umfang die Flüssigkeit aus dem Innenzylinder 20 nach außen zu fördern und umgekehrt.It is also possible to arrange several corresponding containers next to each other and then the piston rods 36 to connect with each other, for example, via a crossbar, which in turn is adjusted, so the pistons 34 to adjust the container in the longitudinal axis direction, and thus to the desired extent the liquid from the inner cylinder 20 to promote the outside and vice versa.

Aus der Detaildarstellung der 2 wird des Weiteren erkennbar, dass ausschließlich abgerundete Ecken zwischen den Innenflächen von der Außenwandung 14 und der Bodenwandung 16 und gegebenenfalls auch zwischen Außenwandung 14 und Kopfwandung 18 vorhanden sind, um Ablagerungen auszuschließen.From the detailed representation of the 2 Furthermore, it can be seen that only rounded corners between the inner surfaces of the outer wall 14 and the bottom wall 16 and optionally between the outer wall 14 and head wall 18 are present to exclude deposits.

Das Ausführungsbeispiel der 3 und 4 unterscheidet sich von dem der 1 und 2 dahingehend, dass der Kolben, also das scheibenförmige Verdrängerelement 34, mittels einer Spindel 50 in Längsachsenrichtung des Innenzylinders 20 verstellt wird. Die Spindel 50 kann über ein zum Beispiel auf der auch als Deckel bezeichneten Kopfwandung 18 mittels eines Antriebs gedreht werden. Der Kolben 34 selbst wirkt mit einer in Längsrichtung verlaufenden z.B. von dem Innenzylinder 20 ausgehenden Führung zusammen, damit beim Drehen der Spindel 50 die axiale Bewegung erfolgt. Ansonsten ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.The embodiment of 3 and 4 is different from that of 1 and 2 to the effect that the piston, so the disc-shaped displacer 34 , by means of a spindle 50 in the longitudinal axis direction of the inner cylinder 20 is adjusted. The spindle 50 can over a, for example, on the lid also called the top wall 18 be rotated by a drive. The piston 34 itself acts with a running in the longitudinal direction, for example, of the inner cylinder 20 outgoing guide together, thus when turning the spindle 50 the axial movement takes place. Otherwise, the same advantages as in the embodiment of the result 1 and 2 , so that reference is made to the relevant remarks.

Der Außenbehälter 12 und Innenzylinder ist insbesondere aus Acrylglas hergestellt, das für Licht transparent ist.The outer container 12 and inner cylinder is made in particular of acrylic glass, which is transparent to light.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (16)

Kultiviereinrichtung (10, 100), insbesondere zur Gewinnung von phototrophen Organismen, umfassend eine Strahlen durchlassende Flüssigkeit aufnehmende Aufnahme (13) mit zueinander beabstandeter Außen- und Innenwandung (14), Kopf- und Bodenwandung (16, 18), dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung ein eine Hohlzylindergeometrie aufweisender kopf- und bodenseitig offener Innenzylinder (20) ist, der beabstandet zu der einen Außenbehälter (12) bildenden Kopf-, Boden- und Außenwandung (14, 16, 18) verläuft, und dass innerhalb des Innenzylinders (20) ein Verdrängerelement (34) angeordnet ist, das derart in Längsrichtung des Innenzylinders verstellbar ist, dass im Innenzylinder vorhandene Flüssigkeit in Zwischenraum zwischen dem Innenzylinder (20) und dem Außenbehälters strömt.Culturing device (10, 100), in particular for obtaining phototrophic organisms, comprising a radiation-transmitting liquid receiving receptacle (13) with spaced apart outer and inner walls (14), head and bottom walls (16, 18), characterized in that the Inner wall is a hollow cylinder geometry having head and bottom open inner cylinder (20) spaced from the outer container (12) forming head, bottom and outer wall (14, 16, 18) extends, and that within the inner cylinder (20) a displacement element (34) is arranged, which is adjustable in the longitudinal direction of the inner cylinder such that liquid present in the inner cylinder flows into the intermediate space between the inner cylinder (20) and the outer container. Kultiviereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerelement (23) ein Scheibenelement ist.Cultivating after Claim 1 , characterized in that the displacement element (23) is a disc element. Kultiviereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerelement mittels eines in Längsrichtung des Innenzylinders (20) verlaufenden und die Kopfwandung (18) des Außenbehälters (12) durchsetzenden stangenförmigen Verbindungselements (36) axial verstellbar ist.Cultivating after Claim 1 or 2 , characterized in that the displacement element by means of a longitudinal direction of the inner cylinder (20) extending and the head wall (18) of the outer container (12) passing through rod-shaped connecting element (36) is axially adjustable. Kultiviereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerelement (34) mit einem außerhalb des Außenbehälters (12) vorhandenem Antrieb oder mit einer Zwangsführung verbunden ist.Cultivating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the displacement element (34) is connected to a drive outside the outer container (12) or to a positive guide. Kultiviereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung einen wellenförmigen Verlauf derart aufweist, dass bei Längsbewegung des Außenbehälters (12) entlang und relativ zu der Zwangsführung das Verdrängerelement (34) mittels des Verbindungselementes (36) entlang der Längsachse des Innenzylinders (20) verstellbar ist.Cultivating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the positive guide has a wave-shaped course such that during longitudinal movement of the outer container (12) along and relative to the positive guide the displacer (34) by means of the connecting element (36) along the longitudinal axis of the inner cylinder (20) is adjustable. Kultiviereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Verdrängerelement (34) ausschließlich zwischen oberem und unterem Rand des Innenzylinders (20) verstellbar ist bzw. oberer bzw. unterer Rand Totpunkte der axialen Bewegung des Verdrängerelements (34) sind.Cultivating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the disc-shaped displacing element (34) is adjustable exclusively between upper and lower edge of the inner cylinder (20) or upper or lower edge are dead centers of the axial movement of the displacer element (34). Kultiviereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfwandung (18) des Außenbehälters (12) einen Anschluss zum Zuführen von CO2 aufweist.Cultivating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the head wall (18) of the outer container (12) has a connection for supplying CO 2 . Kultiviereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kopfwandung (18) des Außenbehälters (12) zumindest eine über ein Filterelement verschlossene Belüftungsöffnung (46, 48) vorhanden ist.Cultivating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one ventilation opening (46, 48) closed by a filter element is present in the top wall (18) of the outer container (12). Kultiviereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Innenzylinder (20) umschlossene Volumen gleich Volumen oder in etwa gleich Volumen des Außenbehälters (12) abzüglich des von dem Innenzylinder umschlossenen Volumens ist.Cultivating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that volume enclosed by the inner cylinder (20) is equal to volume or approximately equal volume of the outer container (12) minus the volume enclosed by the inner cylinder. Kultiviereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Übergang zwischen Umfangsinnenfläche des Außenbehälters (12) und zumindest Innenfläche der Bodenwandung (16) eckenfrei ausgebildet ist.Cultivating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transition between the peripheral inner surface of the outer container (12) and at least the inner surface of the bottom wall (16) is formed without corners. Verfahren zur Gewinnung von phototrophen Organismen, wie Phytoplankton, insbesondere Mikroalgen, wie Chlorella vulgaris, wobei phototrophe Organismen und ein wässriges Medium in transparente Aufnahmen (13) gefüllt werden, die zumindest zeitweise einer künstlichen Beleuchtung ausgesetzt werden, wobei den in den Aufnahmen vorhandenen Substanzen Kohlenstoffquellen und Nährstoffe zugesetzt sind oder werden, und zum Ernten der phototrophen Organismen zumindest ein Teil der in den Aufnahmen vorhandenen Substanzen aus den Aufnahmen entfernt und sodann die phototrophen Organismen abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufnahme (13) eine solche verwendet wird, die aus einem eine Zylinderform aufweisenden Außenbehälter (12) und einem kopf- und bodenseitig offenen und beabstandet zum Außenbehälter verlaufenden hohlen Innenzylinder (20) besteht, und dass in der Aufnahme vorhandene Flüssigkeit einer Zwangsströmung derart ausgesetzt wird, dass innerhalb des Innenzylinders vorhandene Flüssigkeit in den Zwischenraum zwischen Innenzylinder und Außenbehälter strömt und umgekehrt.Process for obtaining phototrophic organisms, such as phytoplankton, in particular microalgae, such as Chlorella vulgaris, wherein phototrophic organisms and an aqueous medium are filled into transparent receptacles (13) which are at least temporarily exposed to artificial illumination, whereby the substances present in the receptacles are carbon sources and nutrients are or are added, and for harvesting the phototrophic organisms at least a portion of the substances present in the recordings removed from the recordings and then the phototrophic organisms is separated, characterized in that as a receptacle (13) is used, which consists of a cylindrical container having outer container (12) and a head and bottom open and spaced from the outer container extending hollow inner cylinder (20), and that in the receptacle existing liquid of a forced flow is exposed such that within the inner cylinder vorha Ndene liquid flows into the space between the inner cylinder and outer container and vice versa. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsströmung mittels eines in axialer Richtung des Innenzylinders (20) verstellbaren Verdrängerelements (34) hervorgerufen wird.Method according to Claim 11 , characterized in that the forced flow is caused by means of a displaceable in the axial direction of the inner cylinder (20) displacement element (34). Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das vorzugsweise scheibenförmig ausgebildete Verdrängerelement (34) über ein Kopfwandung (18) des Außenbehälters (12) durchsetzendes Verbindungselement (36) verstellt wird.Method according to Claim 11 or 12 , characterized in that the preferably disc-shaped displacement element (34) via a top wall (18) of the outer container (12) passing through the connecting element (36) is adjusted. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere entsprechende Aufnahmen nebeneinander angeordnet werden und die die jeweilige Kopfwandung durchsetzenden Verbindungselemente vorzugsweise über eine Traverse von einem gemeinsamen Antrieb verstellt werden.Method according to at least one of Claims 11 to 13 , characterized in that a plurality of corresponding receptacles are arranged side by side and the respective head wall passing through fasteners preferably be adjusted by a common drive via a traverse. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerelement (34) von einer Zwangsführung derart aufgenommen wird, dass bei einer Bewegung der Aufnahme (13) relativ zu der Zwangsführung das Verdrängerelement (34) in Längsachsenrichtung des Innenzylinders (20) verstellt wird.Method according to at least one of Claims 11 to 14 , characterized in that the displacer (34) is received by a positive guide such that upon movement of the receptacle (13) relative to the positive guide the displacer (34) in the longitudinal axis direction of the inner cylinder (20) is adjusted. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verstellen des Verdrängerelements (34) von einem oberen zu einem unteren Totpunkt die in dem Innenzylinder (20) vorhandene Flüssigkeit vollständig oder nahezu vollständig die in zwischen dem Außenbehälter (12) und dem Innenzylinder (20) vorhandene Flüssigkeit verdrängt oder umgekehrt.Method according to at least one of Claims 11 to 15 , characterized in that when adjusting the displacement element (34) from an upper to a bottom dead center in the inner cylinder (20) existing liquid completely or almost completely displaces the in between the outer container (12) and the inner cylinder (20) existing liquid or vice versa.
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